ブックタイトルマツダ技報　2015 No.32

概要

マツダ技報　2015 No.32

No.32(2015)マツダ技報ここで,劣化係数kは,劣化の反応速度に対応している。サイクル時の劣化でも同様の結果が得られており,上記理論モデルが適用できることを確認した。次に,劣化係数に対する劣化因子の影響を調べた。主要な劣化因子である,電圧,温度及び電流について調査した結果,電圧はバトラーボルマー則,温度はアレニウス則に従った劣化を示した。一方,電流はバッテリの種類によりレートや電流積算量のような因子によって影響が異なることが分かった。そこで,これらの関係をベースに,劣化モデルを構築した。4.2結果リチウムイオン電池の劣化シミュレーションを実施した結果をFig. 11に示す。電気自動車を想定し,複数の劣化因子を加速劣化させた複合試験を用い,走行モードパターンとして,加減速モードAと高速モードBの2つで,セル温度45℃の場合において実測値と比較した。その結果,両モードでも,3%以内の誤差でシミュレーションが可能であることが分かった。Fig. 12 Comparative Result of Deterioration Model andReal Measured Value in Capacitor本劣化モデルは,キャパシタでは,電気二重層キャパシタやリチウムイオンキャパシタなど,リチウムイオン電池では,正極違いや負極違いのバッテリでも適用できることを確認した。以上より,劣化モデルは,被膜形成メカニズムをベースとしたモデルを用いることで,汎用性の高いモデル作成手法を構築した。その結果,複数のバッテリでも短期間でポテンシャルを把握することができ,バッテリ開発の早期化に貢献できると考える。5.おわりに(a)Mode A各バッテリの充放電挙動や劣化挙動において,その挙動のメカニズムが共通の部分と非共通の部分を明確にし,共通部分をベースとしたモデルの作成を行うことで,汎用性のあるモデル化技術を構築することができた。このモデルを用いて,モデルベース開発を実施することで,開発の効率化,工数や費用の大幅な削減に貢献できると考える。また,非共通部分のメカニズムと劣化への寄与度を明確にし,個別にモデル化して組み合わせることで更なるモデルの精度向上が実現できると考える。今後,ますますMBDが重要になってくると考える。バッテリ開発においても適用範囲を拡大させていくとともに,お客様に満足いただく商品へ貢献していくために,モデル化技術の更なる進化を目指していく。(a)Mode BFig. 11 Comparative Result of Deterioration Model andReal Measured Value in Li Ion Battery同様に,Fig. 12に減速回生車を想定したキャパシタの劣化シミュレーション結果を示す。キャパシタにおいても,実測値との誤差が3%以内でシミュレーションが可能であることが分かった。参考文献(1)久米ほか:次世代バッテリマネジメント技術の開発,マツダ技報,No.28,pp.54-58(2010)(2)市村雅弘ほか:小型リチウムイオン電池の寿命特性,NTT Building Technology Institute 2005 , pp.1-7(2005)(3)田尾洋平ほか:リチウムイオン二次電池用グラファイ-189-