バッテリシステムの熱回路と電気回路の連成プラントモデル

カテゴリ: 部門大会

論文No: OS4-2-2

グループ名: 【C】2023年電気学会電子・情報・システム部門大会

発行日: 2023/08/23

タイトル(英語): Coupled Plant Modeling of Electric Equivalent Circuit and Thermal Circuit for Battery Systems

著者名: 近藤 敦美（東芝インフラシステムズ）

著者名(英語): Atsumi Kondo (Toshiba Infrastructure Systems & Solutions Corporation)

キーワード: リチウムイオン電池|バッテリ温度管理システム|熱回路モデル|電気等価回路モデル|モデルベース開発|Li ion battery|Battery Thermal Management System|Thermal Circuit Model|Electrical Equivalent Circuit Model|Model Based Development

要約(日本語): バッテリの充放電可能な電力は、温度、充電率、劣化状態によって変化する。バッテリシステムの開発では、初期段階で、寿命末期のバッテリ容量と内部抵抗を予測し、寿命末期も所望性能を引き出せる冷却、温度管理方式を適切に選定しなければならない。このような課題に対し、コンピュータ上のモデルを活用し、フロントローディングを行うモデルベース開発の適用が有効である。モデルベース開発をバッテリシステム開発に適用すると、充放電試験期間、コストの大幅な削減が可能となる一方、精度良くかつ計算負荷が軽いプラントモデルが必要となる。本発表ではモデルベース開発に適した、バッテリの電気化学上のふるまいを模擬する電気等価回路と、伝熱計算をする熱回路の連成モデルを紹介する。本モデルにより、机の前で待てる程度の計算速度で過渡計算を実現し、自然放熱、強制空冷、水冷３種類の冷却モデルで使用温度範囲5.4%以下の誤差を得た。