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劣化ばらつきを考慮した蓄電池システムの最適構成を見出す統計的設計手法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K06031
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 電子デバイス・電子機器
研究機関中央大学

研究代表者

築山 修治  中央大学, 理工学部, 教授 (90142314)

研究分担者 福井 正博  立命館大学, 理工学部, 教授 (50367992)
連携研究者 松永 真理子  中央大学, 理工学部, 准教授 (90507881)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード電池システム / 経年劣化 / 劣化モデル / 統計的手法 / 寿命予測 / 最適構成
研究成果の概要

持続可能社会の実現に不可欠な蓄電池は電池セルを直並列接続してできる電池システムである.本研究では,最適電池システムの設計手法を確立することを目的に,電池システムの寿命を推定する統計的手法と,劣化の進行を模倣するシミュレータを構築している.この統計的手法は各セルの劣化ばらつきがシステム全体にどのような影響を与えるかを解析するものであり,劣化シミュレータでは,初期ばらつき,温度特性,経時変化の影響を取り込むことができる回路モデルを考案し,用いている.これらの性能を評価するため,様々な実験を行っている.その結果,CQ EVミニカートなど,限定した用途に対してはこれらが有効であることが分かった.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (54件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (41件) (うち国際学会 21件、 招待講演 3件) 図書 (4件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] リチウムイオン蓄電池の経済性推定モデルの検討2018

    • 著者名/発表者名
      有馬理仁, 林磊, 福井正博, 島田幸司
    • 雑誌名

      エネルギー・資源学会論文誌

      巻: 39

    • NAID

      130007593756

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A New Algorithm to Determine Covariance in Statistical Maximum for Gaussian Mixture Model2017

    • 著者名/発表者名
      Daiki Azuma, Shuji Tsukiyama
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E100.A 号: 12 ページ: 2834-2841

    • DOI

      10.1587/transfun.E100.A.2834

    • NAID

      130006236541

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Li-ion battery pack level degradation simulator with consideration of thermal and electrical conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Fukui, Yukinori Hayakawa, and Lei Lin
    • 雑誌名

      ECS Transaction

      巻: 75 号: 20 ページ: 103-110

    • DOI

      10.1149/07520.0103ecst

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An accurate SOC estimator for Lithium-ion batteries which considers thermal variation2017

    • 著者名/発表者名
      Lei Lin, Hironori Ono, Masahiro Fukui, and Kiyotsugu Takaba
    • 雑誌名

      ECS Transaction

      巻: 75 号: 20 ページ: 111-119

    • DOI

      10.1149/07520.0111ecst

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A New Algorithm for Reducing Components of a Gaussian Mixture Model2016

    • 著者名/発表者名
      Naoya Yokoyama, Daiki Azuma, Shuji Tsukiyama, Masahiro Fukui
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E99.A 号: 12 ページ: 2425-2434

    • DOI

      10.1587/transfun.E99.A.2425

    • NAID

      130005170529

    • ISSN
      0916-8508, 1745-1337
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An Accurate SOC Estimation Method for Lithium-ion Batteries which Considers Thermal Variation2015

    • 著者名/発表者名
      Ryu Ishizaki, Lei Lin, and Masahiro Fukui
    • 雑誌名

      Electrochemistry

      巻: 83 号: 10 ページ: 852-854

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.83.852

    • NAID

      130005100758

    • ISSN
      1344-3542, 2186-2451
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Proposal of charging system from unstable power supply to the lithium-ion battery2018

    • 著者名/発表者名
      Ryota Kimikado, Masakazu Michihira, Naoki Yoshida, Masahiro Fukui
    • 学会等名
      IEEE Int. Conf. on Industrial Electronics for Sustainable Energy System
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リチウムイオン蓄電池を搭載したEVカートの加速条件最適化の一検討2018

    • 著者名/発表者名
      藤井春弥,土田祥生,阿部智貴, 林磊,福井正博
    • 学会等名
      電子情報通信学会 VLSI設計技術研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] An efficient battery charger for utilizing solar panels with bi-directional power accommodation2018

    • 著者名/発表者名
      Naoki Yoshida, Yukinori Hayakawa, Masahiro Fukui, Ryota Kimikado, Masakazu Michihira
    • 学会等名
      RISP Int. Workshop on Nonlinear Circuits, Communications and Signal Processing 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電気2重層キャパシタの3並列キャパシタンスを用いた回路モデル2018

    • 著者名/発表者名
      上坂 直輝, 築山 修治, 能登 健一, 奥村 卓司
    • 学会等名
      2018年電気化学会第85回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Motor modeling, and simulation of the driving performance of an EV-cart with the motor2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Tsuchida, Haruya Fujii, Tomoki Abe, Lei Lin, Masahiro Fukui
    • 学会等名
      21st Workshop on Synthesis and System Integration of Mixed Technologies
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] リチウムイオン電池のサイクル劣化バラツキの解析2017

    • 著者名/発表者名
      日吉啓太,築山修治,松永真理子,宮本潤一
    • 学会等名
      電気化学会第84回大会
    • 発表場所
      首都大学東京,八王子市
    • 年月日
      2017-03-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] IoT機器向け高精度一次電池残量推定システムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      塩浦裕文,吉田直樹,林磊,福井正博
    • 学会等名
      電子情報通信学会 VLSI設計技術研究会
    • 発表場所
      沖縄県青年会館,那覇市
    • 年月日
      2017-03-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] モデルベース設計を用いた電気自動車用蓄電池最適運用システムの開発2017

    • 著者名/発表者名
      阿部智貴,上野僚,林磊,福井正博
    • 学会等名
      電子情報通信学会 VLSI設計技術研究会
    • 発表場所
      沖縄県青年会館,那覇市
    • 年月日
      2017-03-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 最大値分布を求めるための共分散計算の一手法2017

    • 著者名/発表者名
      東 大貴,築山 修治,福井 正博,神戸 尚志
    • 学会等名
      電子情報通信学会 VLSI設計技術研究会
    • 発表場所
      沖縄県青年会館,那覇市
    • 年月日
      2017-03-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] リチウムイオン電池の基礎と高信頼・高安全化のための状態推定2017

    • 著者名/発表者名
      福井正博
    • 学会等名
      電気三学会関西支部専門講習会
    • 発表場所
      中央電気倶楽部, 大阪市
    • 年月日
      2017-02-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analytical thermal modeling and calibration method for lithium-ion batteries2017

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Fukui, Keiji Kato, Shuji Tsukiyama, Isao Shirakawa
    • 学会等名
      Int. Conf. on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Approximating the maximum of Gaussians by a Gaussian mixture model for statistical designs2017

    • 著者名/発表者名
      Daiki Azuma, Shuji Tsukiyama, Masahiro Fukui
    • 学会等名
      2017 European Conference on Circuit Theory and Design
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An accurate state of charge estimation algorithm for primary batteries of IoT devices2017

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Shioura, Naoki Yoshida, Masahiro Fukui
    • 学会等名
      Int. Workshop on Smart Info-Media Systems in Asia
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Combined RLS-ΕKF method for SOC and parameter estimation of lithium-ion batteries2017

    • 著者名/発表者名
      Yukinori Hayakawa, Lei Lin, and Masahiro Fukui
    • 学会等名
      PRiME 2017/232th ECS Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リチウムイオン蓄電池用バッテリ―マネジメントの動向と我々の取り組み2017

    • 著者名/発表者名
      福井正博
    • 学会等名
      新型電池オープンラボ第22回講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] MATLABを用いたリチウム・イオン電池の実践研究2017

    • 著者名/発表者名
      福井正博
    • 学会等名
      MATLAB EXPO 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A design method of nMOS dynamic shift registers for small liquid crystal displays2017

    • 著者名/発表者名
      Shuji Tsukiyama, Shinji Higa
    • 学会等名
      2017 IEEE Region 10 Conf.
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 拡張カルマンフィルタによるリチウムイオン電池のSOC推定法の比較検討2016

    • 著者名/発表者名
      大矢将輝,末岐渉,鷹羽浄嗣,福井正博
    • 学会等名
      電池討論会
    • 発表場所
      幕張メッセ,千葉市
    • 年月日
      2016-12-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A full charge capacity estimation algorithm for Li-ion batteries based on recursive least-squares identification with adaptive forgetting factor tuning2016

    • 著者名/発表者名
      Hironori Ono, Lei Lin, Masahiro Fukui, and Kiyotsugu Takaba
    • 学会等名
      20th Workshop on Synthesis and System Integration of Mixed Technologies
    • 発表場所
      京都リサーチパーク,京都市
    • 年月日
      2016-10-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A lithium ion battery aging simulator with calibration functions2016

    • 著者名/発表者名
      Yukinori Hayakawa, Lei Lin, and Masahiro Fukui
    • 学会等名
      20th Workshop on Synthesis and System Integration of Mixed Technologies
    • 発表場所
      京都リサーチパーク,京都市
    • 年月日
      2016-10-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An efficient Gaussian mixture reduction to two components2016

    • 著者名/発表者名
      Naoya Yokoyama, Daiki Azuma, Shuji Tsukiyama, Masahiro Fukui
    • 学会等名
      20th Workshop on Synthesis and System Integration of Mixed Technologies
    • 発表場所
      京都リサーチパーク,京都市
    • 年月日
      2016-10-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Practical and accurate SOC estimation system for lithium-ion batteries by EKF with adaptive noise covariance estimation2016

    • 著者名/発表者名
      Lei Lin, Kiyotsugu Takaba, and Masahiro Fukui
    • 学会等名
      20th Workshop on Synthesis and System Integration of Mixed Technologies
    • 発表場所
      京都リサーチパーク,京都市
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A precise FCC estimation algorithm based on recursive least squares identification of Li-ion batteries with adaptive forgetting factor tuning2016

    • 著者名/発表者名
      Hironori Ono, Lei Lin, Masahiro Fukui, and Kiyotsugu Takaba
    • 学会等名
      PRiME 2016/230th ECS Meeting
    • 発表場所
      Hawaii's Convension Center, Honolulu, U.S.A.
    • 年月日
      2016-10-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A practical degradation simulator for assembled Li-ion batteries with calibration functions2016

    • 著者名/発表者名
      Yukinori Hayakawa, Lei Lin, and Masahiro Fukui
    • 学会等名
      PRiME 2016/230th ECS Meeting
    • 発表場所
      Hawaii's Convension Center, Honolulu, U.S.A.
    • 年月日
      2016-10-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experiments on distributions of cycle degradations of Li-Ion batteries2016

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Sasaki, Keita Hiyoshi, Shuji Tsukiyama, Mariko Matsunaga, Junichi Miyamoto
    • 学会等名
      PRiME 2016/230th ECS Meeting
    • 発表場所
      Hawaii's Convension Center, Honolulu, U.S.A.
    • 年月日
      2016-10-03
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Three-dimensional multi-physics thermal-analysis system for electronic systems2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Fukui, S. Watanabe, T. Omura, Y. Kitagawa, Shuji Tsukiyama, and Isao Shirakawa
    • 学会等名
      12th International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics
    • 発表場所
      Hotel Melia, Malaga, Spain
    • 年月日
      2016-07-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MPPTおよび融通機能付き高効率充電器の開発と検証2016

    • 著者名/発表者名
      吉田直樹,黒川恭平,福井正博,道平雅一
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 混合正規分布の成分削減問題に対する一手法1 ~成分分割手法~2016

    • 著者名/発表者名
      横山直哉, 築山修治, 福井正博
    • 学会等名
      電子情報通信学会 VLSI設計技術研究会
    • 発表場所
      那覇
    • 年月日
      2016-03-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 混合正規分布の成分削減問題に対する一手法2 ~感度計算手法~2016

    • 著者名/発表者名
      東大貴, 築山修治, 福井正博, 神戸尚志
    • 学会等名
      電子情報通信学会 VLSI設計技術研究会
    • 発表場所
      那覇
    • 年月日
      2016-03-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 蓄電池負荷に対する最適無線給電システムの検討2016

    • 著者名/発表者名
      本多由宇人,林磊,福井正博
    • 学会等名
      電子情報通信学会 電子通信エネルギー技術研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-02-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 電池負荷に対する電力最適給電システムの開発2015

    • 著者名/発表者名
      本多由宇人,林磊,福井正博
    • 学会等名
      パワエレ学会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-12-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 速高効率電力再利用型蓄電池バランシングシステムの開発2015

    • 著者名/発表者名
      乾貴志,上野僚,福井正博,柿ヶ野浩明
    • 学会等名
      パワエレ学会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-12-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] LSI基板パッケージの3次元伝熱シミュレータの構築と評価2015

    • 著者名/発表者名
      渡邊聖剛,大村崇,北川友貴,林磊,孟林,福井正博
    • 学会等名
      電子情報通信学会 ディペンダブルコンピューティング研究会
    • 発表場所
      長崎
    • 年月日
      2015-12-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] A thermal dynamic SOC estimator for Lithium-ion batteries2015

    • 著者名/発表者名
      Ryu Ishizaki, Lei Lin, Yukinori Hayakawa, Masahiro Fukui, and Kiyotsugu Takaba
    • 学会等名
      IEEE Vehicle Power and Propulsion Conference
    • 発表場所
      Montreal , Canada
    • 年月日
      2015-10-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A statistical method for analyzing lifetime of a series-connected battery cells2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Sasaki, Shuji Tsukiyama, Mariko Matsunaga, Junichi Miyamoto, Shingo Takahashi
    • 学会等名
      The 15th International Symposium on Communications and Information Technologies
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2015-10-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An accurate SOC estimation system for Lithium-ion batteries by EKF with dynamic noise adjustment2015

    • 著者名/発表者名
      Lei Lin, Kyotsugu Takaba, and Masahiro Fukui
    • 学会等名
      The 15th International Symposium on Communications and Information Technologies
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2015-10-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Accurate SoC estimation of lithium-ion batteries based on parameter-dependent state-space model2015

    • 著者名/発表者名
      Masaki Ohya, Kyotsugu Takaba, Lei Lin, Ryu Ishizaki, Naoki Kawarabayashi, and Masahiro Fukui
    • 学会等名
      The 15th International Symposium on Communications and Information Technologies
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2015-10-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study of the DC-DC converter using SiC-MOSFET for battery charger2015

    • 著者名/発表者名
      Yuki Nakago, Takashi Umeda, Ryo Ute, Masakazu Michihira, and Masahiro Fukui
    • 学会等名
      The 15th International Symposium on Communications and Information Technologies
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2015-10-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] リチウムイオン電池用充電装置の特性解析2015

    • 著者名/発表者名
      梅田崇志,右手凌,中郷勇輝,道平雅一,福井正博
    • 学会等名
      電気学会 産業応用部門大会
    • 発表場所
      大分
    • 年月日
      2015-09-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] A Statistical Method for Analyzing Lifetime of a Battery Pack2015

    • 著者名/発表者名
      Daisuke Sasaki, Shuji Tsukiyama, Mariko Matsunaga, Osamu Ishibashi, Shingo Takahashi
    • 学会等名
      IEEE Power & Energy Society General Meeting
    • 発表場所
      Denver, CO., U.S.A.
    • 年月日
      2015-07-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] パラメータ依存状態空間モデルに基づく蓄電池のSoC推定2015

    • 著者名/発表者名
      大矢将輝,鷹羽浄嗣,林磊,石崎龍,福井正博
    • 学会等名
      第59回システム制御情報学会研究発表講演会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2015-05-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [図書] 電気自動車の開発に向けた最適なバッテリーマネジメント技術と市場動向2017

    • 著者名/発表者名
      福井正博
    • 総ページ数
      201
    • 出版者
      シーエムシー・リサーチ
    • ISBN
      9784904482353
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] リチウムイオン二次電池の長期信頼性と性能の確保2017

    • 著者名/発表者名
      福井正博(分担執筆)
    • 総ページ数
      24
    • 出版者
      サイエンス&テクノロジー
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] リチウムイオン蓄電池の徹底研究・MOTERエレクトロニクス No.42016

    • 著者名/発表者名
      福井正博(分担執筆)
    • 総ページ数
      47
    • 出版者
      CQ出版
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] LSI入門 - 動作原理から論理回路設計まで2016

    • 著者名/発表者名
      寺井秀一,福井正博
    • 総ページ数
      185
    • 出版者
      森北出版
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [産業財産権] 電池等価回路モデルの評価装置2017

    • 発明者名
      鷹羽浄嗣, 福井正博
    • 権利者名
      立命館大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 電池管理方法、電池管理装置、及びコンピュータプログラム2017

    • 発明者名
      福井正博
    • 権利者名
      福井正博
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-034880
    • 出願年月日
      2017-02-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] 蓄電池劣化診断方法および蓄電池劣化診断装置2015

    • 発明者名
      福井正博
    • 権利者名
      立命館大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2015
    • 取得年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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