2017 Fiscal Year Research-status Report
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16K06252
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| Research Institution | National Institute of Technology, Toyama College |
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Principal Investigator |
水本 巖 富山高等専門学校, 電子情報工学科, 教授 (40239257)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小熊 博 富山高等専門学校, 電子情報工学科, 教授 (40621909)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 鉛蓄電池 / 間断充電 / 定電流充電 / 定電圧充電 / 定電流放電 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
深い充放電用ディープサイクル鉛蓄電池に対して、放電時間の長短とインピーダンスの位相変化の関係を明らかにし、劣化指標を明らかにした。測定に関しては自動充放電インピーダンス測定システムを構築した。特に交流定電流源の測定周波数を変化させて劣化とインピーダンス（位相角度）の関係を明らかにした。これらの装置を用いて間断充電方式による再生効率の最適化を図るため、放電パルスの電流値と放電時間の設定パラメータを変えて実験を行った。評価は鉛蓄電池の繰り返し充放電による放電時間の長短を調べる。装置は定電流電源を用いて、蓄電池4019タイプ（12V電荷容量28Ah、軽四自動車エンジン始動用鉛蓄電池）の場合、充電電流は0.1C（28Ah×0.1C＝5.6Ah）を規定し5分間充電後、回復用放電電流を規定してこれの繰り返しを5セット行った後、定電圧充電で注入電流が2Aになった時点で満充電とした。放電は定電流放電10Aで放電中の端子電圧が10.5Vになるまで放電した。その結果、8A定電流放電した場合、放電パルスなしと18A30秒間の場合は、初期放電時間が2.7時間であった蓄電池が、劣化した状態で放電時間が1.62時間の60%台に落ち込むまでの充放電繰り返し回数は、放電パルスなしもしくは放電電流が18A30秒間の場合、それぞれ13回目、20A60秒の場合は19回目、20A120秒の場合は23回目であった。放電パルスが2分間の場合は、放電パルスがない場合と比べて繰り返し充放電可能回数が約2倍繰り返すことができることが明らかになった。
一方、放電パルスの電流値は高くて長い方が良いが、放電した分だけ補充電で補う必要があり、その分充電電流を補う必要がある。そのため回復処理に要する時間は増えるため回復効果とのバランスが必要である。本研究では、所要時間の中庸をとって放電電流を20A、放電時間は1分間が相当と判断した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度計画では深い充放電用ディープサイクル鉛蓄電池に対して、放電時間の長短とインピーダンスの位相変化の関係を明らかにした。測定装置に関しては自動充放電インピーダンス測定システムを構築した。特に交流定電流源の測定周波数を変化させて劣化とインピーダンス（位相角度）の関係を明らかにした。次年度では、これらの装置を用いて、間断充電における最適化ができたので、上記表記となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、鉛蓄電池の寿命測定をフィールド実験を行う予定である。(1)電動自転車による実地劣化回復試験を行う。電動自転車は、600Wのインホィールモーターで駆動、搭載蓄電池は28Ahのエンジン始動型鉛蓄電池もしくは35Ahのディープサイクル型鉛蓄電池を用いて走行試験、劣化試験、回復試験を行う。また太陽光パネルで充電し、全自然エネルギー利用走行試験を実施する予定である。モーター駆動電圧は48Vであるため、600Wまで出力させるときは12Vの電池を4逓倍する。流れる電流は、600W÷50（＝48）Vとすると、12.5Aである。電流は4逓倍しているので、電池から流れる電流は50Aである。電池から常時50A放電は負荷電流としては相当大きな値であり、劣化も激しいと考えられる。ソーラーカーの耐久レースも鉛蓄電池の消耗は激しく、この電池の回復は今まで行われてこなっかたが実践的な使用においても本装置で回復させられることが期待される。
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| Causes of Carryover |
鉛地電池の劣化が予想と異なったため、当初予定していた使用数量が少なくなり誤差が生じた。そのため次年度は、電動自転車等を用いた実用的な実験を行い高負荷の下での劣化・回復実験を行う。
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