リチウムイオン電池の発熱挙動、その評価手法と冷却技術

第1部 リチウムイオン電池セルの発熱挙動と、モジュールとユニットの冷却設計

(2020年6月5日 10:00〜11:10)

　本セミナーはEV等の電池システムの、温度と熱に関する、総合的な内容である。冒頭の講演は、前半はかなり基礎的な内容として、セルの構成材料と構造から放熱の状況を解析したい。後半ではEV実車における温度と熱の問題として、未だに解決されていない、リチウムイオン電池の熱に対する脆弱性なども示したい。EVの発火事故、急速充電時のトラブルなども、熱と温度の基本問題の解決が重要であろう。

1. リチウムイオン電池 (セル) の放熱設計
   1. リチウムイオン電池の構成と温度の諸問題
   2. 電池 (セル) の構成材料と熱伝導
   3. 電極端子 (+ – ) からの放熱
   4. 電池 (セル) の外表面からの放熱
   5. 過充・放電によるガス膨張と熱暴走
2. EV実車における温度と熱の問題
   1. 電池 (セル) の発熱とEVシステムの冷却
   2. 製品EVセルの温度特性とサイクル劣化
   3. AUDI社 e – Tron EV
   4. 事例への対応策 … 伝熱の確保
   5. 関連事項 … 放熱材料等
• 質疑応答

第2部 リチウムイオンバッテリーシステムの温度管理・各種方式と必要な熱源・部材と今後の展開

(2020年6月5日 11:20〜12:50)

1. 電池の温度管理と寿命
   1. 高温劣化
   2. 回数劣化
2. 温度管理例
   1. 温度管理しない例と温度上昇
   2. 温度管理した例
3. 種々の方式
   1. 方式一覧
   2. 冷却方式のまとめ
4. 理想的な温度管理方式とは
   1. リチウムイオン電池の温度管理の理想
   2. 均一温度での温度管理
5. 温度管理に必要な熱源は
   1. PTCヒータ
   2. ヒートポンプ
6. 次世代電池では
• 質疑応答

第3部 電気自動車用二次電池・バッテリーシステムにおける放熱・冷却技術

(2020年6月5日 13:30〜14:40)

　自動車用リチウムイオン電池の使い方や各種評価について、電池ユーザーの立場から解説します。具体的な次世代自動車の開発動向や、自動車用リチウムイオン電池の開発動向にも触れ、電動車両の重要部品としての理解を目指します。安全性に関しては、最新の規格の状況や車両としての評価試験についても説明します。

1. 次世代自動車用二次電池の開発動向
   1. 次世代自動車の開発動向
   2. 自動車用リチウムイオン電池の開発動向
2. 次世代自動車における電池の使い方
   1. EV
   2. HEV
   3. PHV
   4. 超急速充電への対応
3. 自動車用リチウムイオン電池の評価 (自動車メーカの立場から)
4. 自動車用リチウムイオン電池の安全性について
• 質疑応答

第4部 リチウムイオン電池の発熱挙動とその評価手法

(2020年6月5日 14:50〜16:00)

1. リチウムイオン電池の熱問題
2. リチウムイオン電池の昇温時の発熱挙動と熱分析による評価
3. リチウムイオン電池の充放電時の発熱挙動と熱測定による評価
4. リチウムイオン電池の過充電時の発熱挙動評価
5. リチウムイオン電池の熱シミュレーション
• 質疑応答

第5部 密閉式電池パックの冷却技術の基礎検討

(2020年6月5日 16:10〜17:20)

1. 開発の動機
   1. 車両の動向
      1. 環境車両の普及
      2. 安価な空冷システムの採用
   2. 車両燃費のさらなる向上
      1. 冷却騒音や部品点数の多さなどによる搭載性の課題
      2. 埃・湿気の電気部品への影響などの問題
   3. 冷却性向上と両立できる熱技術の基礎検討
2. 対応の考え方
   1. 熱流体技術
      1. パックの密閉化と内部の循環気流
      2. 循環気流・静圧を駆使した放熱性と温度分布均一化
   2. 電池冷却、温度分布、音、埃、体格を両立できるコンセプトの提案
3. 検証
   1. 52個の電池セル内蔵パックでの評価
   2. 冷却性・温度分布のポテンシャルの見極め
   3. 真夏での冷却成立性の課題
   4. 真夏での最悪環境温度の定量化
   5. 最悪環境温度下での音を含めた熱設計の試作
4. 作用効果
   1. 真夏での作用
   2. 春秋での電池セル温度の均一化
   3. 冬の一か所加温での均温加熱のポテンシャルの見極め
   4. その他、部品点数・体格低減・音圧低減などの効果
• 質疑応答