再生エネルギーや電動車両の普及に伴いリチウムイオン二次電池や電気二重層キャパシタ等の蓄電源の利用が急速に拡大している。用途に応じて複数の蓄電セルを直列に接続しバッテリを構成して使用するが、バッテリを長期に渡り安全に使用するためには各セルを適切に管理する必要がある。そのためにはバッテリマネジメント技術が必要不可欠であり、その中でも特に重要となるのがセルバランス技術である。蓄電システムでは各セルの固体差に起因してセル電圧にアンバランスが生じるが、これはセルの過充電や過放電のみならず蓄電システム全体としての早期劣化や利用可能エネルギーの低下といった各種の悪影響を及ぼす。このアンバランスを解消するのがセルバランス技術であり、近年では蓄電源の利用拡大に伴い盛んな研究開発が行われている。
本セミナーではバッテリマネジメントならびにセルバランス技術について解説する。
- 背景
- 蓄電池の用途拡大に伴う課題
- リチウムイオン電池と電気二重層キャパシタの特性
- バッテリを使用する際の課題
- 過充電と過放電
- 過大電流
- 温度管理
- セルアンバランス
- 充電状態推定
- バッテリマネジメントシステムの役割
- 充電制御 (定電流 – 定電圧充電)
- 電圧監視
- 電流・電圧保護 (過大電流、過充電・過放電)
- 温度管理
- 充電状態推定
- バッテリマネジメントシステムの構成
- セルバランスの概念
- 受動方式 (損失型)
- 能動方式 (非損失型)
- 受動方式のセルバランス回路
- 能動方式のセルバランス回路
- 隣接セル間バランス
- ストリング – セル間バランス
- セル選択方式 (ストリング – セル間)
- セル選択方式 (中間貯蔵方式)
- まとめ
- 各種セルバランス方式の長所と短所、用途
- 大規模システムにおけるバランス回路
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