| 研究課題/領域番号 |
21K04031
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21010:電力工学関連
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| 研究機関 | 金沢工業大学 |
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研究代表者 |
河野 昭彦 金沢工業大学, 工学部, 教授 (40597689)
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| 研究分担者 |
藤田 洋司 金沢工業大学, 工学部, 教授 (40720222)
漆畑 広明 金沢工業大学, 電気・光・エネルギー応用研究センター, 教授 (40723367)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | リチウムイオン電池 / モデル化 / 充放電シミュレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年，自動車，産業機器，民生機器，電力系統，再生エネルギー，建物等の種々の分野においてリチウムイオン電池（LIB）が使用されるようになってきた。したがって，各種システムでLIBを効果的かつ安全に使いこなすためには，LIB制御理論を早急に確立する必要がある。そこで本研究では，“LIBの実構造に即した”等価回路を電気工学ツールである“回路シミュレータ”で計算し，さらに，得られる電流や電圧の値を使用し反応速度理論計算を行い，この数値解を利用して等価回路を時々刻々改変しながらLIB全体の応答を計算する“新概念に基づくLIBモデル”を開発する。本研究を鋭意推進し，LIBをダイナミックに制御するための基盤形成を図る。
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| 研究成果の概要 |
リチウムイオン電池（LIB）の電気自動車やハイブリッド電気自動車等の車載応用では，車輌の急加速時に大電流での放電が必要になる場合がある。しかしながら，大電流充放電は特殊な使われ方であるためLIBの出力予測が難しく，従来は実証試験ベースで解析が進められてきた。そこで本研究では，大電流充放電時のLIBの出力予測を理論的に行うための基盤技術形成を目指し，出力予測シミュレーションモデルの開発とLIBの特性の実験的測定技術の高度化を行った。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発した出力予測シミュレーションモデルでは，LIBの出力電圧を正確に予測できるとともに，急加速時を除く常用走行負荷レベルでのLIBの温度も予測することができる。さらに，開発モデルでは，LIB内部の計測不可能な化学反応の様子も計算により可視化することが可能である。したがって，開発モデルは，車載電池パックの設計や充放電制御設計，LIBの劣化の原因解析等に活用でき，車載用途でLIBを賢く効率的に使いこなすためのツールとして活用が期待できる。
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