成果報告書詳細
管理番号20120000000511
タイトル平成22~23年度成果報告書 蓄電複合システム化技術開発 要素技術開発 けいはんなエコシティモデルの実現に向けたHEMS、BEMS及びEV充電マネジメントシステムの開発実証 次世代リチウムイオン電池の研究開発
公開日2012/6/29
報告書年度2010 - 2011
委託先名古河電池株式会社
プロジェクト番号P10008
部署名スマートコミュニティ部
和文要約京都府けいはんなプラザに構築する施設ナノグリッドBEMSの実証試験に資するに最適な次世代リチウムイオン電池蓄電システム開発を目的として、北九州PJの開発成果を元に、次世代リチウムイオン電池の基本設計を行った。また、単電池評価を行い、各種性能を検証し、基礎技術を確立した。実証サイトの要求仕様に適合する次世代リチウムイオン電池の組電池システムの基本設計を行った。
a. 実証試験に資する次世代リチウムイオン電池システムの基本設計
京都府けいはんなプラザに構築する施設ナノグリッドBEMSに資する次世代リチウムイオン電池に必要な特性、構成などの基本構想を検討した。
b. 実用寿命予測のための加速寿命試験法の検討
次世代リチウムイオン電池の劣化度合いを加速評価する試験条件、試験回路の検討に着手し、並列接続による試験を開始して初期特性を得た。
c. セルの試験初期の充放電Wh効率解析
6並列の要素試作電池のWh効率は96.9%の値を示した。また50Ah次世代リン酸鉄リチウムイオン電池について単セルで行ったWh効率は96.1%であった。これらの結果から、当該基本仕様による並列接続電池がシステムのWh効率の目標値(88%)を達成するのに十分に期待できる充放電特性を有していることが判った。
d. 電池管理システムの基本構想
  ユニットの並列運用を可能とするための課題および要件を抽出し、上位システムとのマッチングを含めた基本構想を決定した。
システムは分割型システムとすることを構想した。4ユニットからなる基本パックを6個並列接続し、パック及びパック内ユニットを管理し、且つ上位PCSとの情報のインターフェースとして役割を持つBATCTLを連携させた。更に、自動消火設備の連携や外部通信機能も付加して次世代リチウムイオン電池システムの基本構想を決定した。
英文要約Summary of development of next generation lithium ion battery in fiscal year 2010
The next generation lithium ion battery was designed in order to develop optimum energy storage systems. Developed single cells were evaluated and validated enough performance. The lithium ion battery system suitable for the requirement of each demonstration site was designed.
a) Basic design of the next generation lithium ion battery system for demonstration test
The battery system was investigated by required condition (30kW for 2hours) for Keihanna plaza in Kyoto prefecture.
b) Investigation of accelerating test for estimation of practical cycle life
Investigations of the accelerating test conditions and evaluation circuit were started. And paralleled battery unit has been started to evaluate.
c) Analysis of charge-discharge Wh efficiency on the initial cell
The six parallel connected basic cells showed 96.9% Wh efficiency. Also the 50Ah next generation lithium iron phosphate single cell showed 96.1% Wh efficiency. As a result, it became clear that it has enough charge-discharge performance for the energy storage system, whose Wh efficiency will be expected to achieve 88% of system target value.
d) Fundamental conception of battery management system
In order to enable parallel using of the unit, a subject and requirements were extracted and the fundamental plan including matching with a host system was determined. It was considered that the system is a divided type.
The BATCTL which carries out six unit multiple connection of the basic pack which consists of four units, and manages between packs and the unit in the pack, and has a role as an interface of the information on the higher PCS system was made to cooperate.
Furthermore, cooperation and the external communication function of automatic firefighting equipment were also added, and the fundamental plan of the next generation lithium ion battery system was determined.
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