逆解析を援用した高容量二次電池のマルチフィジックス構造解析システムの開発

• 研究課題/領域番号: 15K17944
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 東京都市大学
• 研究代表者: 岸本 喜直 東京都市大学, 工学部, 講師 (20581789)
• 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: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 機械材料・材料力学 / 連続体力学 / マルチフィジックス / 計算力学 / 逆問題 / 積層構造 / 薄板構造 / 二次電池

研究成果の概要

逆解析を援用することで，設計仕様の変更に応じて電池の各構成部材の挙動をシミュレートできる構造解析システムの構築を試みた．具体的には，各連成問題に対する解析シミュレータと逆解析コードを製作し，本解析システムの解析精度の検証と逆解析に利用可能な物理量の選定を行うための種々の実験を実施した．その結果，適用範囲は母材と電極材がそれぞれ均質材で，温度分布がほぼ一様であると仮定できる場合に限られるが，各部材の変形をミリメートルオーダーで運用する上では十分な解析システムを構築できた．

研究成果

• [雑誌論文] Limitation of estimation method of current density between battery electrodes by inverse analysis of noisy magnetic field (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshinao Kishimoto, Yukiyoshi Kobayashi, Toshihisa Ohtsuka, Takahito Togo
  • 雑誌名: Mechanical Engineering Journal 巻: 4 号: 5 ページ: 16-00672-16-00672
  • DOI: 10.1299/mej.16-00672
  • NAID: 130006943416
  • ISSN: 2187-9745
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Estimation method of surface texture parameters by inverse analysis of dynamic characteristics (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshinao Kishimoto, Yukiyoshi Kobayashi, Toshihisa Ohtsuka, Motoi Niizuma
  • 雑誌名: Mechanical Engineering Journal 巻: 4 号: 5 ページ: 16-00717-16-00717
  • DOI: 10.1299/mej.16-00717
  • NAID: 130006943390
  • ISSN: 2187-9745
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Estimation method of current density between laminated thin sheets by inverse analysis of magnetic field (Application to short circuit localization) (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshinao Kishimoto, Takahito Togo, Yukiyoshi Kobayashi, Toshihisa Ohtsuka, Kenji Amaya
  • 雑誌名: Mechanical Engineering Journal 巻: 3 号: 4 ページ: 16-00046-16-00046
  • DOI: 10.1299/mej.16-00046
  • NAID: 130005169818
  • ISSN: 2187-9745
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Estimation method of support reaction on face sheet of sandwich panel by inverse analysis of deformed shape data (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshinao Kishimoto, Yukiyoshi Kobayashi, Toshihisa Ohtsuka, Shin Yamagata
  • 雑誌名: Mechanical Engineering Journal 巻: 3 号: 4 ページ: 15-00597-15-00597
  • DOI: 10.1299/mej.15-00597
  • NAID: 130005169837
  • ISSN: 2187-9745
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 磁気センサを用いたリチウムイオン電池内の電流密度測定法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岸本喜直, 小林志好, 大塚年久, 天谷賢治, 東郷貴仁
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 巻: 81 号: 825 ページ: 14-00637-14-00637
  • DOI: 10.1299/transjsme.14-00637
  • NAID: 130005073738
  • ISSN: 2187-9761
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] In Situ Estimation of Support Reaction on Thin Sheet Subjected to Local Compression using Data Assimilation (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshinao Kishimoto, Yukiyoshi Kobayashi, Toshihisa Ohtsuka, Shin Yamagata
  • 学会等名: JSME/ASME 2017 International Conference on Materials and Processing (ICM&P2017)
  • 国際学会
• [学会発表] 固有振動数を用いた表面性状パラメータの抽出に関する研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 岸本喜直, 小林志好, 大塚年久, 新妻基
  • 学会等名: 日本機械学会 第24回機械材料・材料加工技術講演会
  • 発表場所: 早稲田大学国際会議場（東京）
  • 年月日: 2016-11-25
• [学会発表] Limitation of Estimation Method of Current Density in High Capacitance Battery by Inverse Analysis of Magnetic Field (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshinao Kishimoto, Yukiyoshi Kobayashi, Toshihisa Ohtsuka, Takahito Togo
  • 学会等名: Asia-Pacific Conference on Fracture and Strength 2016
  • 発表場所: 富山国際会議場（富山）
  • 年月日: 2016-09-19
  • 国際学会
• [学会発表] 通電加熱時における電極板の荷重分布推定に関する研究（電極板間の接着強度を考慮した場合の検討） (2016)
  • 著者名/発表者名: 岸本喜直, 小林志好, 大塚年久
  • 学会等名: 日本機械学会 2016年度年次大会
  • 発表場所: 九州大学伊都キャンパス（福岡）
  • 年月日: 2016-09-11
• [学会発表] Preconditioned Inverse Analysis for Estimation of Load Distribution between Thin Sheets under Resistance Heating (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshinao Kishimoto, Yukiyoshi Kobayashi, Toshihisa Ohtsuka
  • 学会等名: The 10th International Conference on Fracture and Strength of Solids
  • 発表場所: 東京理科大学葛飾キャンパス（東京）
  • 年月日: 2016-08-28
  • 国際学会
• [学会発表] A simple method to estimate surface texture parameters by inverse analysis of dynamic characteristics (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshinao Kishimoto, Yukiyoshi Kobayashi, Toshihisa Ohtsuka, Motoi Niizuma
  • 学会等名: 2016 M&M International Symposium for Young Researchers
  • 発表場所: New York (USA)
  • 年月日: 2016-08-10
  • 国際学会
• [学会発表] Development of estimation method of load distribution between thin films under resistance heating by inverse analysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Kishimoto, Y. Kobayashi, T. Ohtsuka
  • 学会等名: Joint-Symposium on Mechanics of Advanced Materials & Structures 2015
  • 発表場所: Tokyo, Japan
  • 年月日: 2015-11-21
  • 国際学会
• [学会発表] 通電加熱時におけるリチウムイオン電池電極板間の荷重分布推定法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岸本喜直, 小林志好, 大塚年久, 荻野真也
  • 学会等名: 日本機械学会 第23回機械材料・材料加工技術講演会
  • 発表場所: 広島大学 東広島キャンパス（広島）
  • 年月日: 2015-11-13
• [学会発表] 変形形状データを利用した逆解析によるリチウムイオン電池電極板の支持反力分布推定法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岸本喜直, 小林志好, 大塚年久, 荻野真也
  • 学会等名: 日本機械学会 第28回計算力学講演会
  • 発表場所: 横浜国立大学（神奈川）
  • 年月日: 2015-10-10
• [学会発表] Study on Deformation Characteristics of Honeycomb Core Sandwich Panel Subjected to Local Compression (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Kishimoto, Y. Kobayashi, T. Ohtsuka, T. Okano, K. Mochizuki
  • 学会等名: International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics 2015
  • 発表場所: Toyohashi, Japan
  • 年月日: 2015-10-04
  • 国際学会
• [学会発表] 変形形状データを利用した逆解析によるサンドイッチ板の支持反力分布推定法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岸本喜直, 小林志好, 大塚年久, 山縣森
  • 学会等名: 日本機械学会 材料力学部門若手シンポジウム2015
  • 発表場所: 神宮会館（三重）
  • 年月日: 2015-08-10