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リチウムイオン電池の過渡応答解析の研究;高周波ノイズの安全性への影響を解明

研究課題

研究課題/領域番号 26289080
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 電力工学・電力変換・電気機器
研究機関金沢工業大学

研究代表者

漆畑 広明  金沢工業大学, 工学部, 教授 (40723367)

研究分担者 河野 昭彦  金沢工業大学, 工学部, 准教授 (40597689)
藤田 洋司  金沢工業大学, 工学部, 教授 (40720222)
花岡 良一  金沢工業大学, 工学部, 教授 (90148148)
金丸 保典  金沢工業大学, 工学部, 教授 (00139750)
深見 正  金沢工業大学, 工学部, 教授 (60247434)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
16,640千円 (直接経費: 12,800千円、間接経費: 3,840千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2014年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
キーワードリチウムイオン電池 / 過渡応答 / 多孔質電極 / パルス信号 / インダクタンス / パルス / 過渡応答解析 / 細孔構造 / 電流分布 / インピーダンス / 等価回路
研究成果の概要

化学反応器である電池が、電源システムから発生するノイズ、リップル電流等の外乱により受ける影響を解析する基礎的研究に注目した。そこで電極を物理モデルで表現し入力信号に対する応答を解析するため、電気工学の回路理論と電気化学反応速度論を連成解析した新たな電極解析モデルを駆使し、革新的な電極反応速度解析アルゴリズムの構築した。
その結果、多孔質電極を非定常等価回路モデルで表現する新しい解析手法を開発し、多孔質電極内部の電圧,電流分布の解析技術を構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

社会的にリチウムイオン電池は幅広い用途で使われる状況下にある。このため従来の定常状態での特性評価のみでは、技術者が電池を使うために制御・システム設計する上で不十分であり、過渡的な特性解析技術を電気工学技術者の視点から構築する必要がある。そこで学術的に電気工学的回路理論と電気化学反応速度論を融合した新たな電極反応解析技術を構築した。これにより電池の電気的振る舞いを回路シミュレータ等の電気工学的ツールを活用し解析する道を開いた。

報告書

(6件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] 回路シミュレータ上で動作するリチウムイオン電池物理モデル2019

    • 著者名/発表者名
      佐藤航輔,河野昭彦,漆畑広明,藤田洋司,小山正人
    • 雑誌名

      電気学会論文誌D(産業応用部門誌)

      巻: 139 ページ: 523-534

    • NAID

      130007641410

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Analytica Study on Characteristics of Lithium-ion Battery after Impression of High Voltage Impulse2018

    • 著者名/発表者名
      Hanaoka Ryoichi Urushibata Hiroaki Kono Akihiko Koyama Masato Ishiguro Takeshi Fujita Yoji
    • 学会等名
      Proceedings of2018 International Conference on Diagnostics in Electrical Engineering.
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高電界中のリチウムイオン電池の充放電現象に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      辻翔希 藤田洋司 花岡良一 河野昭彦 漆畑広明 小山正人
    • 学会等名
      平成30年度電気関係学会北陸支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 巻回構造を考慮したリチウムイオン電池等価回路モデルの開発2018

    • 著者名/発表者名
      大家颯馬 漆畑広明 藤田洋司 河野昭彦
    • 学会等名
      平成30年度電気関係学会北陸支部連合大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Battery Performance Analysis Combined with Circuit Simulation and Electrochemical Calculation2018

    • 著者名/発表者名
      Kono AkihikoTokito Michihisa Sato Kosuke Urushibata Hiroaki
    • 学会等名
      2018 ECS and SMEQ Joint International Meeting (AIMES2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 回路シミュレータ上で動作するリチウムイオン電池物理モデル2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤航輔 河野昭彦 漆畑広明 藤田洋司 小山 正人
    • 学会等名
      第59回電池討論会 (2018.11.28)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 回路シミュレータを用いたリチウムイオン電池多孔質電極(負極)の過渡応答解析2018

    • 著者名/発表者名
      時任倫央 漆畑広明 河野昭彦 藤田洋司
    • 学会等名
      第59回電池討論会 (2018.11.28)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 円筒型電池のインダクタンスを考慮した等価回路モデル開発および電流分布の解析2018

    • 著者名/発表者名
      大家颯馬 漆畑広明 河野昭彦 藤田洋司
    • 学会等名
      第59回電池討論会 (2018.11.28)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 3極セルを応用したリチウムイオン電池のパルス充放電特性解析2018

    • 著者名/発表者名
      金城敬太・佐伯佳彦・小西拓斗・河野昭彦・漆畑広明・藤田洋司
    • 学会等名
      平成30年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 回路シミュレータを応用したリチウムイオン電池の電池反応解析2018

    • 著者名/発表者名
      河野昭彦・時任倫央・佐藤航輔・金城敬太・漆畑広明・藤田洋司
    • 学会等名
      平成30年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 回路シミュレータ上で動作するリチウムイオン電池物理モデルの開発2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤航輔・河野昭彦・漆畑広明・藤田洋司
    • 学会等名
      平成30年電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 各種過電圧の独立計算に基づく単一活物質粒子リチウムイオン電池モデルの開発2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤航輔・河野昭彦・漆畑広明・藤田洋司
    • 学会等名
      平成29年度電気学会産業応用部門大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 回路シミュレータを応用した電池反応解析2017

    • 著者名/発表者名
      河野昭彦・吉澤純一・時任倫央・佐藤航輔・漆畑広明・藤田洋司
    • 学会等名
      第58回電池討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高電圧パルス印加が蓄電デバイスに及ぼす影響2017

    • 著者名/発表者名
      石黒豪・藤田洋司・漆畑広明・河野昭彦・小山正人・花岡良一
    • 学会等名
      平成29年度電気関係学会北陸支部連合大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] EFFECT OF HIGH ELECTRIC FIELD ON CHARGING LEVEL OF POWER STORAGE DEVICE WITH SPHERICAL ELECTRODES.2017

    • 著者名/発表者名
      T. Hata, Y. Fujita, H. Urushibata, A. Kono, M. Koyama and R. Hanaoka,
    • 学会等名
      The 20th International Symposium on High Voltage Engineering,
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 高電界中におけるリチウムイオン電池の充放電現象2017

    • 著者名/発表者名
      羽田 拓馬,石黒 豪,藤田 洋司,漆畑 広明,河野 昭彦,小山 正人,花岡 良一
    • 学会等名
      第58回電池討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 等価回路モデルを用いたリチウムイオン電池の過渡応答解析2017

    • 著者名/発表者名
      時任倫央,漆畑広明,河野昭彦,藤田洋司,小山正人,岡部孝康
    • 学会等名
      平成29電気化学会秋季大会
    • 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多孔質電極(負極)における過渡応答解析2017

    • 著者名/発表者名
      吉澤純一,時任倫央,漆畑広明,河野昭彦,藤田洋司,小山正人
    • 学会等名
      第58回電池討論会
    • 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における負極の過渡応答解析2016

    • 著者名/発表者名
      吉澤純一・漆畑広明・藤田洋司・河野昭彦・小山正人
    • 学会等名
      平成28年度電気関係学会北陸支部連合大会
    • 発表場所
      福井工業大学(福井市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] リチウムイオン電池の過渡応答に対するインダクタンスの影響2016

    • 著者名/発表者名
      鳥垣内和武,漆畑広明,藤田洋司,河野昭彦,小山正人
    • 学会等名
      平成28年度電気関係学会北陸支部連合大会
    • 発表場所
      福井工業大学(福井市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 高電界中における蓄電デバイスの充電レベル変化に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      羽田拓馬・藤田洋司・漆畑広明・河野昭彦・小山正人・花岡良一
    • 学会等名
      平成28年度電気関係学会北陸支部連合大会
    • 発表場所
      福井工業大学(福井市)
    • 年月日
      2016-09-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Simplified Physical Model of Lithium-Ion BatteriesRunning on Circuit Simulator2016

    • 著者名/発表者名
      Akihiko KONO, Kazuma KIRA, Hiroaki URUSHIBATA, Yoji FUJITA, and Masato KOYAMA
    • 学会等名
      The International Conference on Electrical Engineering 2016 (ICEE2016)
    • 発表場所
      沖縄自治会館(沖縄県那覇市)
    • 年月日
      2016-07-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 回路シミュレータ上で動作するリチウムイオン電池物理モデルの開発2015

    • 著者名/発表者名
      吉良 和真,河野 昭彦, 藤田 洋司, 小山 正人, 漆畑 広明
    • 学会等名
      平成27年度応用物理学会 北陸・信越支部学術講演会
    • 発表場所
      信州大学(長野県長野市)
    • 年月日
      2015-12-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] リチウムイオン電池における正/負極電位の評価と解析2015

    • 著者名/発表者名
      田原 昂知,保坂 秀樹,河野 昭彦, 藤田 洋司, 小山 正人, 漆畑 広明
    • 学会等名
      平成27年度応用物理学会 北陸・信越支部学術講演会
    • 発表場所
      信州大学(長野県長野市)
    • 年月日
      2015-12-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] リチウムイオン電池の簡易物理モデル(Ⅰ)2015

    • 著者名/発表者名
      吉良 和真, 河野 昭彦, 藤田 洋司, 小山 正人, 漆畑 広明
    • 学会等名
      第76回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] リチウムイオン電池のインピーダンス解析2015

    • 著者名/発表者名
      岩渕圭悟,岡部孝康,漆畑広明,藤田洋司,河野昭彦,小山正人
    • 学会等名
      平成27年度電気関係学会北陸支部連合大会
    • 発表場所
      金沢工業大学(金沢市)
    • 年月日
      2015-09-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] リチウムイオン電池における過渡応答解析の研究2015

    • 著者名/発表者名
      岡部孝康、岩渕圭悟、漆畑広明、藤田洋司、河野昭彦、小山正人
    • 学会等名
      平成27年度電気関係学会北陸支部連合大会
    • 発表場所
      金沢工業大学(金沢市)
    • 年月日
      2015-09-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ラミネート型リチウムイオン電池における過電圧の分離2014

    • 著者名/発表者名
      吉良和真、河野昭彦、藤田洋司、小山正人、漆畑広明
    • 学会等名
      平成26年度応用物理学会 北陸・信越支部 学術講演会
    • 発表場所
      富山大学 五福キャンパス
    • 年月日
      2014-11-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2020-03-30  

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