バッテリーマネジメントのシステム設計と電池の状態推定技術

第1部 バッテリマネジメントシステムの基礎とバッテリパックへの応用

(2024年3月22日 10:30〜12:00)

　本講座では初心者の方でも理解しやすいようにバッテリマネジメントシステムやセルモニターユニットを説明しながら、バッテリマネジメントシステムの設計手法やバッテリパックの構成・機能を設計経験者の立場で説明します。 　初心者の方でもバッテリマネジメントシステムとバッテリパックの制御手法を習得することができ、貴社製品へのリチウムイオンバッテリの搭載をご検討されている方には大変お勧めです。

1. バッテリマネジメントシステムの基礎
   1. バッテリマネジメントシステムの機能と構成
      1. 充電率 (SOC) 算出方法
      2. 健全率 (SOH) 算出方法
      3. 充放電制御手法
      4. バッテリ保護機能 など
   2. セルモニターユニットの機能
      1. セル電圧測定方法
      2. セル温度測定方法
      3. セルバランス制御手法 など
2. バッテリマネジメントシステムの設計手法
   1. バッテリマネジメントシステムの回路設計
   2. バッテリ電源とシステム電源の絶縁方法
   3. バッテリマネジメントシステムの制御シーケンス
3. バッテリマネジメントシステムの応用
   1. バッテリパックの構成
   2. バッテリパックの機能
• 質疑応答

第2部 電気化学インピーダンスを活用した電池状態の把握、推定、診断技術

(2024年3月22日 13:00〜14:30)

　リチウムイオン電池 (LIB) は様々な物理的・化学的・機械的現象が複合的に発生している複雑なシステムです。性能評価や劣化診断を適切に行うためには、電池の内部現象の把握と正確な計測が不可欠です。本セミナーでは、まずLIBの基礎事項・電気特性の計測技術について解説し、それらを踏まえて交流インピーダンス (電気化学インピーダンス) とその活用方法を議論します。

1. リチウムイオン電池の基礎と性能指標
   1. リチウムイオン電池の基礎
   2. 基本的なパラメーター
      • 容量
      • OCV
      • 内部抵抗
      • SOC
      • SOHなど
   3. 劣化メカニズム
   4. 劣化とインピーダンスの関係の概観
2. リチウムイオン電池のインピーダンス (EIS)
   1. リチウムイオン電池のインピーダンスの基礎
   2. 解析手法
      • 等価回路解析
      • 緩和時間解析など
   3. 各種過渡現象とインピーダンスの関係
   4. インピーダンスの正確な測定
3. インピーダンスを活用した電池状態の把握、推定、診断
   1. 電池状態とインピーダンスの関係
   2. 電池の劣化診断技術の概観
   3. ルールベースの劣化診断の実例
   4. 機械学習ベースの劣化診断の実例
   5. 電池状態を代表するパラメーターとしてのインピーダンスの活用
• 質疑応答

第3部 車両駆動用電池のバッテリーマネジメントシステムと電池状態推定技術

(2024年3月22日 14:45〜16:15)

　本セミナーでは、車両駆動用リチウムイオン電池パックのBMSの機能と構成、リチウムイオン電池の充電量や劣化量など直接測定できない状態量が多い中で、ユーザーが求める残航続距離の把握や、突然の走行不能をいかに防ぐか等、車両駆動という役割を果たすための課題や、それに対する工夫を取り上げながら、解説します。

1. はじめに
   1. 車両駆動用電池の構成
2. BMSの機能と構成
   1. BMSの機能
   2. BMSのシステム構成
   3. BMSの測定系
      • 電圧計
      • 電流計
      • 温度計
   4. BMSへの電力供給
   5. 車両レイアウトへの適合
   6. BMS内の通信
3. 電池の状態推定
   1. 電池の状態量
   2. SOC (充電率) の推定
   3. SOH_C (容量維持率) の推定
   4. SOP (最大充放電電力) と抵抗の推定
4. 車両駆動用電池パックの難しさ
   1. 多数の電池を直列接続することによる課題
   2. 突然の走行不能の防止
5. 電池の進化とそれに伴うBMSへの要求の変化
   1. 電池の高出力化とそれに伴う課題
   2. 電池の長寿命化とそれに伴う課題
• 質疑応答