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高効率セルバランス機能と常時セル監視機能を統合した革新的電池管理システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K14969
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21010:電力工学関連
研究機関東京電機大学 (2020-2021)
公立諏訪東京理科大学 (2019)

研究代表者

佐藤 大記  東京電機大学, 工学部, 助教 (80772607)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード電池管理システム / セルバランス回路 / セル監視回路 / 蓄電池 / 電気二重層キャパシタ / リチウムイオン電池 / LC直列回路
研究開始時の研究の概要

本研究では,高効率なセルバランス機能とセルの常時監視機能を両立した革新的電池管理システムの構築を目指す。これにより,蓄電池を運用する上での更なる安全性向上とより長期間にわたる安定運用が期待される。本補助事業期間では前述のシステムの実現にあたり,①セルバランス動作が蓄電セルの状態監視精度に与える影響の解明,②高効率なセルバランス機能とセルの常時監視機能を両立する制御手法の構築,③24V級の蓄電モジュールを用いた実機による制御手法の有用性検証までを行う。

研究成果の概要

本研究では,セルバランス機能とセル監視機能を1つの回路に統合することで,高効率なセルバランス機能と蓄電セルの常時監視機能を両立する,革新的電池管理システムを構築した。蓄電セルとスイッチング素子のESRを予め取得しておき,センサにより取得した均等化電流を用いることで蓄電セルの開放電圧を推定した。実機実験により制御手法の有用性を検証した結果,推定誤差を約1/10に低減可能であることを実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は,蓄電装置の長期安定運用に不可欠であり,これまで独立した回路として設備されることが多かったセルバランス回路とセル監視回路について,制御手法の工夫により1つの回路に統合可能であること,高効率なセルバランス機能と蓄電セルの常時監視機能を両立可能であることを示した点に学術的意義がある。本研究成果により,蓄電装置のさらなる普及の一助となることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] LC直列回路方式セル電圧均等化回路における均等化電流を利用した回路素子劣化判定手法2022

    • 著者名/発表者名
      佐藤大記,星伸一,枡川重男
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D

      巻: 142

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] LC直列回路方式セル電圧均等化回路における均等化電流を利用した回路素子劣化判定手法の実機検証2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤大記,枡川重男
    • 学会等名
      2021年電気学会産業応用部門大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 回路中の寄生抵抗がLC直列回路方式セル電圧均等化回路の電圧推定精度に与える影響に関する一考察2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤大記
    • 学会等名
      令和2年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Real-time Battery Cell Voltage Measurement Method Using LC Series Circuit Type Cell Voltage Equalizer2019

    • 著者名/発表者名
      Daiki SATOU
    • 学会等名
      The 4th International Future Energy Electronics Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 蓄電セル温度がLC直列回路方式セル電圧監視回路の電圧推定精度に与える影響に関する一考察2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤大記
    • 学会等名
      2019年電気学会産業応用部門大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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