蓄電システムにおけるリチウムイオン電池の稼働時 劣化診断技術と実用化への展望

近年電気自動車をはじめ大容量蓄電設備に用いられるリチウムイオン電池の正確な劣化診断が可能となれば、障害回避、適切な電池交換、再利用などによるコストの低減、ならびに廃棄物の削減が実現され、これは大容量化に伴い重要となる。 　そこで、特別な試験装置用いることなく稼動時に劣化を診断する手法を紹介する。

1. 背景:電力工学と過渡現象数値解析
   • 雷等による電力供給障害対策に必須のコンピュータシミュレーション技術
2. リチウムイオン電池の応用分野
   • 携帯用電子機器・自動車・鉄道・系統用電力貯蔵設備
3. 劣化診断の必要性
   • コスト低減
   • 安心安全
   • 廃棄物削減
4. 背景と得意技術
   • 電力工学の数値解析で培ったモデリング・過渡現象数値解析技術を電池劣化診断へ
5. 鉄道用大電力蓄電システム開発実績
   • 回生エネルギー貯蔵による架線電圧安定化装置の設計、劣化診断の必要性
6. 電気工学と電気化学工学とのコラボレーション
   • 電気工学・電気化学工学の単独分野研究の限界
7. 稼動時劣化診断
   • 蓄電容量が大
   • ⇒劣化診断装置高価
   • ⇒安価で簡易な稼動時診断手法必須
8. 電池内部インピーダンスと過渡波形
   • 従来の電池内部インピーダンスによる劣化診断を過渡応答による稼働時診断へ
9. リチウムイオン電池の過渡応答
   • 稼動時特性は過渡応答。過渡応答と劣化の相関性を明らかに
10. 劣化とモデリング
    • 過渡応答を表現する電池をモデリングし、モデルパラメータと劣化の相関性を明らかに
11. 過渡現象解析とモデリング
    • 周波数領域と時間領域における過渡現象解析とモデリング法
12. リチウムイオン電池等価回路
    • 多段CR回路による電池内部インピーダンス表現法
13. 劣化と等価回路定数
    • 直列抵抗⇒瞬時変化、C・R定数⇒過渡応答 (波形)
14. 電動バイク走行試験による劣化特性測定と診断
    • 実回路による劣化と稼動時劣化診断の検証
15. 劣化診断装置の開発
    • 劣化診断装置プロトタイプの紹介とデモ
16. システム実用化に向かって
    • 他の2次電池への展開・産官学連携・今後の予定
• 質疑応答・名刺交換