成果報告書詳細
管理番号20120000000430
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 既存都市再開発型スマートコミュニティモデル構築に向けた蓄電池利用技術及びエネルギーマネジメントシステムの開発実証(8)
公開日2012/7/5
報告書年度2010 - 2011
委託先名株式会社NTTファシリティーズ 新神戸電機株式会社
プロジェクト番号P10008
部署名スマートコミュニティ部
和文要約件名:平成22年度?平成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/既存都市再開発型スマートコミュニティモデル構築に向けた蓄電池利用技術及びエネルギーマネジメントシステムの開発実証

新エネルギー等を有効利用するための需要側に設置する蓄電池技術の開発を目的とし、次の2つの項目を株式会社NTTファシリティーズ、新神戸電機株式会社にて研究開発した。(1)蓄電池付電気自動車(EV)用急速充電器の研究開発(株式会社NTTファシリティーズ):急速充電器の設置者負担を軽減するとともに、EVへの充電による二酸化炭素(CO2)を削減する技術開発を目的とし、次に示す実証実験を見据えて蓄電池付EV用急速充電器の開発を実施した。・急速充電器と蓄電池を連携させ、出力容量は急速充電器として求められる最大50kW、入力容量は低圧電力の契約範囲の50kW未満とし、単独引き込み時の低圧電力契約での利用を可能とする蓄電池と連携させる急速充電器の実証・需要家の電力需要データに合わせて急速充電時のデマンドを制御することで、急速充電による契約電力超過を抑制する急速充電器の実証・蓄電池に充電したCO2排出係数が小さい夜間電力を、系統のCO2排出係数が大きい昼間におけるEVの充電に積極的に利用することによるCO2削減効果の実証 (1)EV用急速充電器のためのリチウム(Li)イオン電池の研究開発(新神戸電機株式会社):Liイオン電池を急速充電器と連携させることによりピーク電力の増大に伴う受電設備の増設や更改等の費用負担の防止およびピークシフトによる契約電力基本料金増加の抑止を目的として、NTTファシリティーズが開発する急速充電器と連携するLiイオン電池の試作と仕様検討を行った。 平成22年10月から平成23年4月における研究開発成果は次のとおりである。(1)蓄電池付EV用急速充電器の研究開発・蓄電池付EV用急速充電器の機器構成、回路構成等の電気的な仕様を策定した。・EV充電時の電力が需要家の契約電力を超過しないとともに、可能な限りEV充電時間を短くすることを目的とした急速充電器の制御方式を考案した。・制御方式の妥当性の検証を行うために基礎データとして必要となる、急速充電器最大出力容量およびEV車載電池の残存量別充電特性を収集した。・蓄電池付EV用急速充電器のシミュレーションモデルを構築し、制御方式の妥当性を検証した。 (2)EV用急速充電器のためのLiイオン電池の研究開発・EV用急速充電器に併設する電池としては、高出力で大容量であることが必要になることから、容量90Ah電池をベースに仕様検討を行なった。さらに検討した仕様に基づき電池セルの試作を行った。・試作を行った電池セルについて、1CA放電特性や1/3CA放電特性、その他初期特性のデータを取得した。またEV用急速充電器を運用するに当たり、電池の充電状態を把握するために必要な蓄電容量と開回路電圧の関係のデータの取得を行った。・システム仕様の検討については、電池モジュールの直並列構成や電池モジュールを格納するキュービクル,及び屋外箱について検討を行った。・急速充電器と連携するLiイオン電池の監視保護を行うセルコントローラ,及びバッテリコントローラの基本仕様について検討した。また,バッテリコントローラと急速充電器の間の通信インターフェースについて検討を行った。

英文要約Title:R&D of Practical and integrated Energy storage systems for smart community / Elemental technology development / Development and Demonstration of Battery-Application Technologies and of Energy Management Systems Aimed at the Creation of a Smart Community Model for the Redevelopment of Existing Urban Areas (FY2010-FY2012) Final Report

(1) [R&D of a battery-equipped quick charger for electric vehicles]:The objective of this joint research is to develop the technologies required for reducing CO2 emissions caused by charging of electric vehicles (EVs) and at the same time to reduce the financial burden of the installation of a quick charger. (2) [R&D of Li-ion batteries used for a battery-equipped quick charger for electric vehicles]:To avoid augmentation or renewal of power receiving facilities with increase of peak power demand for a quick charger, and to suppress increase of basic power contract rate, combination of Li-ion batteries and a quick charger was investigated. Specifications of Li-ion batteries for a quick charger developed by NTT Facilities were studied, and sample battery cells were manufactured. In R&D between October, 2010 and April, 2011, the following results were derived. (1) The electrical specifications for the device configuration, circuit configuration, etc., of the quick charger to be developed were determined. The control methods that can suppress power consumption exceeding the contracted power supply and shorten charging time as much as possible were determined. For a verification of the control methods, the charging characteristics of a battery installed in an EV regarding to the various remaining capacity were acquired according to the maximum output capacity of a quick charger. The control methods were examined by using a simulation model of a battery-equipped quick charger for EVs, and thire validity was verified. (2) As a high-power and large-capacity battery cell is required for the use in a quick charger, the specifications of a battery cell were investigated based on the existing 90Ah cylindrical cell. Sample cells were manufactured based on the specifications. Initial characteristics of the sample cells, such as 1CA and 1/3CA discharge curves, were measured. The relation between state of charge (SOC) and open circuit voltage (OCV) was also measured, which is necessary to detect battery states during operation of a quick charger. As for the battery system specifications, the numbers of series and parallel battery cells were studied. Outline of indoor and outdoor cubicles to store battery modules was also derived. Basic specifications of a cell controller and a battery controller to protect and supervise the Li-ion batteries used for a quick charger were investigated. Communication interface between the battery controller and the quick charger was also studied.
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