マツダ技報 2022 No.39
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*1~5  技術研究所 ―235―In recent years, in lithium-ion batteries mounted on electric vehicles, energy density and power density have increased, and there is a concern that safety of the batteries has deteriorated, such as an increase in the risk of battery ignition in the event of an abnormality. In particular, it is reported that the battery cell that uses the layered rock salt-type active materials with a high nickel ratio such as LiNi0.8Mn0.1Co0.1O2 for the positive electrode generates a large amount of heat when an abnormality such as an internal short circuit occurs, which lowers safety, while having high energy density. Ensuring the safety of in-vehicle batteries containing these materials has become an issue. To solve this issue, it is required that we verify the safety of the battery with the simulation model and perform safety design, realizing improvements in e■ciency such as reduction of rework in the development. Therefore, in this study, we clarify the e■ects of the di■erence in the composition of the active materials on the calorific value at the time of cell abnormality, and construct a one-dimensional simulation technology that can quickly calculate the temperature behavior of the battery cell/module at the time of abnormality. In addition, for improvements of the safety of the module, we verify the e■ects of suppressing a rise of the temperature by changing the material of the module parts using the constructed model.temperature management, Simulation/ModelingTechnical Research CenterTeruhiko HanaokaMunetaka HiguchiSuguru IkedaHiroki FujitaTakanori KajimotoKey words:EV and HV systems, Battery technology, Lithium ion battery, Battery safety, Heat and Simulation of Heat Generation Behavior during Abnormal Conditions Development of Automobile Lithium-Ion Batteryof Lithium-Ion Battery論文・解説39花岡 輝彦*1樋口 宗隆*2梶本 貴紀*3池田 卓*4藤田 弘輝*5要 約 近年,電気自動車に搭載されるリチウムイオン電池は高エネルギー密度化,高出力密度化が進んでおり,それに伴い異常時の電池の発火リスクが高まるなどの安全性低下が懸念されている。特にLiNi0.8Mn0.1Co0.1O2等のニッケル比率の高い層状岩塩型の活物質を正極に用いた電池セルは,エネルギー密度が高い一方で,内部短絡などの異常発生時において発熱量が大きいため安全性が低下することが報告されており,これら材料を含む車載用電池パックの安全性の確保が課題となっている。この課題に対して,電池の安全性をシミュレーションモデルで検証することで開発の手戻り削減などの効率化が期待できる。そこで本研究では活物質の組成の違いがセル異常時の発熱量に及ぼす影響を明らかにし,異常時の電池セル及びモジュールの温度挙動を素早く計算できる1次元シミュレーション技術を確立した。また,モジュールの安全性の向上を目的に,構築したモデルを用いてモジュール部材の材質変更による温度上昇抑制の効果検証を実施した。本稿ではその取り組みについて報告する。Abstract車載用リチウムイオン電池の開発 ~電池の異常時発熱挙動シミュレーション~

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