2018 Fiscal Year Annual Research Report
Detailed Heat Generation Estimation of Lithium-ion Battery and Development of Simulator for Its Module Considering Heat Generation
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16K06233
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| Research Institution | The University of Shiga Prefecture |
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Principal Investigator |
乾 義尚 滋賀県立大学, 工学部, 教授 (70168425)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 正志 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 講師 (40583985)
平山 智士 滋賀県立大学, 工学部, 助教 (70759274)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | リチウムイオン電池 / 発熱推定 / 交流インピーダンス特性 / 等価回路 / 電池モジュール / 温度上昇 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リチウムイオン電池モジュールを電動機駆動用や電力調整用の蓄電池としてその能力を最大限に引き出すためには，その高精度な動作特性シミュレータが必要不可欠である．リチウムイオン電池モジュールは，充放電時の発熱により顕著な温度上昇が発生し，しかもその温度上昇により特性が変化してしまう．従って，電池モジュールのシミュレータ構築には，電池の発熱量の正確な推定と温度上昇の計算手法の確立が必要不可欠である．そこで，本研究では，リチウムイオン電池充放電時の発熱量の高精度な推定が可能な新しい詳細発熱計算手法を開発し，以前の研究で開発済みの単電池の過渡応答シミュレータをそれと複合し発展させて電池モジュールの発熱を考慮した動作特性シミュレータを構築することを目的とした．
上記のうち，リチウムイオン電池充放電時の発熱量の高精度な推定が可能な新しい詳細発熱計算手法の開発については，平成28年度の研究で達成した．
次に，平成29年度は，まず，開発済のリチウムイオン電池の詳細発熱計算手法を用いて単電池の温度解析コードを作成し，既に開発済みの過渡応答シミュレータを組み合わせて，単電池の温度変化を精度よく計算可能な動作特性シミュレータを構築し，測定結果と解析結果を比較・検討してシミュレータの妥当性を確認した．
最終年度の平成30年度は，以上のこれまでの研究の成果を活かして，リチウムイオン電池モジュールに対する動作特性シミュレータを構築し，さらにその妥当性を確認し，本研究を完成させた．具体的には，まず，前年度に構築したリチウムイオン単電池用のシミュレータを拡張・発展させて電池モジュールを取り扱えるようにし，モジュール用の動作特性シミュレータを構築した．さらに，電池モジュール充放電時の温度分布変化と各電池の電圧過渡応答を詳細に測定し，測定結果と解析結果を比較・検討することにより，本シミュレータの妥当性を確認した．
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