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DragonSpiritのブログ一覧

2014年04月15日 イイね!

おおまさりさんから教えてもらった LEV50の長寿命化についての資料

おおまさりさん、ありがとうございました。<(_ _)>

さすがに、アウトランダーPHEVやi-MiEVに使っている電池というと、リキが入ってしまいます。(^-^;

以下本文からの、抜粋です( ^-^)_旦~

リチウムエナジー ジャパンは,電気自動車用大形LIB「LEV50」の開発にいち早く成功し,2009年から市場に投入してきた.その一方で,電気自動車のさらなる性能向上に対する要求が高まっているのも事実であり,これに搭載するLIB(Liイオンバッテリー)の性能向上が電池メーカとしての急務となっている.そこで,われわれは,高性能かつ長寿命な電池の実用化を目的として電池設計の最適化をはかり,改良形セル「LEV50N」の開発に成功した.本報告では,この開発電池LEV50Nの性能を中心にのべる。

正極活物質には,寿命性能向上を目的として最適組成に改良をおこなったマンガン酸リチウム(LMO)を適用した.(こんな事を公表しちゃう(^-^;)この改良形のものと比較のために,従来形LMOのものとを用いて600 mAhの小形電池を試作し,環境温度が45 ℃におけるカレンダー寿命性能を評価した.その試験条件としては,電池を1 CmAで4.1 Vまで充電して30日間保存し,その後,1 CmAで2.75 Vまで放電するというサイクルを180日の間,繰り返しおこなった.そのときの放電容量の推移をFig. 1に示す.両者の180日経過後の放電容量を比較すると,改良品では85%であり,従来品の場合の81%に比較して,約4ポイント高い容量維持性能を示すことがわかった
※高温下で劣化はするが、劣化の程度を抑えてある。(^^)/



電解液添加剤には,負極表面上に低抵抗な皮膜を形成し,かつ,寿命性能向上に寄与できる添加剤を適用した.上記同様,電解液添加剤の異なる600 mAhの小形電池を試作して,カレンダー寿命性能の評価結果をFig. 2に示す.改良品の180日後の放電容量は,88%であり,従来品の86% と比較して2ポイント高い容量維持性能が得られた。
※正極活性物質の組織改良と、電解液添加剤の見直しに効果があった。と言うこと。(^O^)v



~中略~

充電性能
電気自動車用途において重要視されるのが急速充電性能である.開発電池のLEV50Nの急速充電特性をFig. 7に示す.2 CAで充電した場合に,30分間で約 80%の充電が可能であることがわかる.したがって,LEV50Nは,すぐれた急速充電性能をもつ電池であるといえる.なお,0.2 CAの場合には,約6時間で満充電できる。



カレンダー寿命
開発電池LEV50Nの25 および45 ℃カレンダー寿命性能をFig. 8に示す.25 ℃の240日後における放電容量維持率は96%,45 ℃の240日後においても90%と高い値であった.したがって,LEV50Nは高温における保存特性も,すぐれた電池といえる。
※高温下での保管でも、90%性能を維持した。これまでみてきたLiイオンバッテリーの中では極めて優秀な性能と見える。(^O^)v



充放電サイクル寿命
開発電池LEV50Nの25 および 45 ℃における 100% DOD 充放電サイクル寿命試験をFig. 9に示す. 25 ℃,1000回の充放電サイクル後の開発電池の容量維持率は,92%であり,従来の電池の86%に対して6ポイント向上した.また,45 ℃,1000サイクル後では 86%と良好であった.したがって,高温でもすぐれたサイクル寿命性能を示す電池であるといえる。
※1,000サイクルは、毎日充電した概ね3年後の状態と考えることができる。



まとめ

電気自動車用電池として,正極活物質および電解液添加剤の改良により,放電性能および寿命性能を改善した新規セル「LEV50N」を開発した.その6 CA放電容量は,0.2 CA容量比の96%となり,従来形よりも8ポイント向上した.また,45 ℃カレンダー寿命性能は,240日経過で初期容量比の90%,さらに,45 ℃の充放電サイクル寿命性能は,1000サイクル後で初期容量比の92%であり,すぐれた寿命性能を示すことがわかった.なお,今回,開発した電池は,三菱商事株式会社および三菱自動車工業株式会社と共同で設立した大形リチウムイオン電池製造会社である株式会社リチウムエナジー ジャパンにおいて,2012年 2月から製造・販売を開始し,すでに市場投入している.当社では,今後も,電気自動車用大形リチウムイオン電池のさらなる性能向上や低コスト化を目指し,開発を進めていく予定である。

凄い!スゴ過ぎる~!
コレでBOSCHの技術が加わると、いったいどういう電池に仕上がるのか?
期待は否が応でも膨らむ(*^o^*)

ー追伸ー

フル充電で高温下で毎日充電しても、およそ3年後に約8%程度しか劣化しないとすると、保証期限内に交換が必要な程劣化する可能性は、極めて少ない事になるので、
劣化する運用は、大損ですね。(^-^;

普段は腹八分目で、遠出の前やセルバランスをとる時に、80%以上を普通充電で、
大事に使いましょう。(^O^)v

さらに、追伸(^-^;

メディアには、LEV50が、アウトランダーPHEVに使われているとの、情報が入っていた様です。
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1308/30/news014_3.html
一応、下の関連情報URLにも載せました。(^^)/
Posted at 2014/04/15 13:11:21 | コメント(3) | トラックバック(0) | 電池 | クルマ
2014年04月13日 イイね!

ぶらっくさんから教えていただいた、電池劣化要因と保存試験ついての資料

ぶらっくさん

ありがとうございます。<(_ _)>

読んでみましたので、
みなさまに、ご参考まで( ^-^)_旦~

JARI 日本自動車研究所のHPにあった
「リチウムイオン電池の劣化要因解析 - 保存試 験後の内部抵抗増加要因 -」

はじめに(ちょっと意訳)
Liイオン電池は、二次電池の中でもエネルギー密度や出力密度が高いため、車載用としても採用されているが、さらなる長寿命や性能向上が求められている。
Liイオン電池の劣化には、保存劣化やサイクル劣化が知られている。
車両は走行時間よりも、駐車時間が長いことが多いため、駐車中の劣化対策が望まれている。
この研究では、市販の18650型を用いて、駐車を模擬した保存試験を実施し、定期的に容量と抵抗を測定し、また、保存試験時に交流インピーダンス測定を行い、出力低下を招く内部抵抗の増加を検証した。

図1 環境温度および電圧による保存劣化


図2 環境温度および電圧による、内部抵抗の増大


結果・考察
試験は2年間行った。
容量低下は、4.1V, 25℃は2年間で92%の容量を維持したが、4.1V,50℃では50%にまで低下した。
また、保存時の電圧が高いほど容量低下が早い傾向があった。

保存試験時の交流インピーダンス測定により、以下の事がわかった。
1) 25℃では、主に正極側の抵抗が増大する事により、内部抵抗が増大した。
2) 50℃では、オーミック抵抗が増大する事により、内部抵抗が増大した。
これにより、温度変化による異なる抵抗が増大する事がわかったので、今後、それぞれのメカニズムを探求する。また、サイクル劣化についても、内部抵抗が増大する要因をあきらかにしていきたい。

と、いうことで、
高温・高電圧での保存での、劣化させる原因が垣間見れた。

以上。<(_ _)>

追伸
18650型Li イオン電池ですが、テスラが採用しているものでした。(^^;
ご参考まで(^^;
Posted at 2014/04/13 15:57:16 | コメント(3) | トラックバック(0) | 日記
2014年04月13日 イイね!

ぶらっくさんから教えていただいた、Liイオン電池の振動試験の妥当性についての資料

ぶらっくさん
ありがとうございます。<(_ _)>

読んでみましたので、ウルトラ・スーパー・要約を投稿します。(^-^;

みなさま、ご参考まで( ^-^)_旦~

JARI 日本自動車研究所のHPにあった、 「リチウムイオン電池パックの振動試験条件の 妥当性検証」

自動車用のLiイオン電池パックの試験方法の標準がISO14205としてあるが、これが、日本の道路などの環境で、本当に妥当性があるのか?検証したので、報告する。

検証にあたっては、以下を実施した。
1)シナリオの作成
  試験車両の選択、走行する道路の環境、走行速度、走行距離などを検討し、シナリオとした。
2)測定・解析
  前後・左右・上下の3軸で試験し、データを採取・バラつきを抑えるため、10回測定、平均解析した。
3)正規化
  試験の効率を上げる正規化をおこない、Miner則に基づいて、試験条件を定めた。
4)試験条件PSD( パワースペクトル密度(PSD)[(m/s2)2/ Hz] )
5)試験
  シナリオに基づき、前後:4時間、左右:3時間、上下:24時間として、実施した。

結果・考察
ISO14205の試験PSDは、日本の道路事情を鑑みて、妥当性があると考えられた。
この試験時間については、前後・左右については不足、上下については過剰と考えられた。

と、いう事でした。

ということで、ISO14205で試験されているんですネ。(^-^;
メーカーさん、よろしくです。<(_ _)>

Posted at 2014/04/13 14:00:15 | コメント(0) | トラックバック(0) | 電池 | クルマ
2014年04月10日 イイね!

追記:駆動用リチウムイオン二次電池のやさしい使い方

どうも、リンクを張っただけでは、データそのものをご覧頂けていないのと、
情報が少なくて、不安を増やしてしまったりなので、
追記版を、改めて投稿します。



1. 保管温度と寿命に関係がありました。 ※25℃と45℃で、45℃が早く劣化しました。
 アウトランダーPHEVは、冷媒を使って強制的に温度を低く保っています。
 また、エアコン用の冷媒ですので、PHEVシステムが稼働している間は、45℃にはなりませんので、ご安心下さい。(^^)v



2. SoC(電圧)と保存寿命に関係がありました。
 ※基本的には、100%充電は早く劣化しました。
 ※ただ、電池の種類によっては、75%充電でも早く劣化しました。
 要は、SoCは電池の蓄電状態をさすのですが、決められた100%の状態を長く続けると、蓄電能力が低下します。
 日産leafでは、80%に充電量を抑える事が勧められていました。
 これは、Liイオン電池シリーズには、必要な事です。
 ※今時のノートパソコンにも、蓄電量を抑えた運用を行うための、設定があります。
 ※パソコンでも、お勧めは80%です。
 ※データでは、厳密性を保つために、75%まで充電を繰り返した方が、寿命が短くなる例が載っていますが、これは、携帯電話用の電池例です。


3. 充電時の電圧が高くない方が、充放電回数での劣化がすくない。
また、高温での充放電を繰り返した方が、劣化します。
 ※アウトランダーPHEVでは、駆動用電池が高温になりません。
 ※75%まで充電や50%まで充電を繰り返した方が、100%までを繰り返した場合より、寿命が長くなります。



80%までの充電を繰り返した方が、100%充電を繰り返した時より、寿命が1.5倍長い。
 ※寿命がどの程度長くなるのか?が、示してあります。



5. 充放電の電流の多さが、寿命に影響を与えているデータはナイ。
 ※相関関係がない。
 ※急速充電や強回生、さらに、加速での大電流出力が寿命を短くする訳ではない。
 ので、加速での大電流出力や減速での強回生や充電での劣化は、気にしないで使ってください。これが、Liイオン電池を使うメリットです。(^O^)v

最後になりますが、
アウトランダーPHEVが使える充電領域は、約30%から100%です。
これは、三菱自の開発者からの情報であり、
急速充電器やMMCSでの表示とも矛盾がありません。

つきましては、急速充電や普通充電での上限を80%で運用すると、電池が天寿を全うできる。とお考えください。
バッテリーセルのバランスをとる仕掛けは、 普通充電でのフル充電でしか稼働しません。
でも、毎回セルバランスをとる必要はございま せん。そんなには、バラつきませんので、 乗りこなしハンドブックでも、普通充電でのフ ル充電は、2週間に1回程度で良い。 と記載されております。

一方で、クルマの性能を酷使しなければならない方は、三菱自のバッテリー保証があるので、
確信犯で酷使するのも、考え方です。(制限事項が明記されていないので(^^;)物理的に破損させなければ、(化学的な劣化を)保証出来ない理由が立ちません。)

これで、いかがデスか?(^O^)v


追伸

皆様

様々なご意見をいただき、私は、とても嬉しく、感謝いたしております。<(_ _)>

と、申しますのも、 私の仕事がら、様々な方々のご意見をいただき、まとめ、様々な方々にご説明をしなければならないので、とても、勉強になっているからです。 ありがとうございます。
(まだまだ、下手だなぁ~)

また、 ほかにも、さまざなご意見やモノの見方があると思っておりますので、
何なりと、気兼ねなく申しつけください。<(_ _)>


追記

フル充電でバッテリーセルを均したいとき、普通充電が自宅で出来ない方に、
関東三菱自動車販売での営業講習で紹介された方法を、お勧めします。(^^)/

QCで80%にした後で、普通充電すれば、1時間ちょっとでフル充電になります。(^^;)

私は、普通充電でのフル充電で、バッテリーセルの均し機能が、i-MiEVの初期型の後から追加されて、このPHEVにも搭載されたと聞いた時から、マンション住まいなので、たまに実施していました。
※ちょうどイイところ(QC器と普通充電器が、隣り合っている所)があるので
これが、営業講習で紹介されていたそうです。(^_-)-☆
少なくとも、ひと月に一回はしてあげたい。
Posted at 2014/04/10 21:12:35 | コメント(8) | トラックバック(0) | EV充電器 | クルマ
2014年04月07日 イイね!

駆動用リチウムイオン二次電池のやさしい使い方

どうも、リチウムイオン二次電池の正しい扱い方の普及に、通説が邪魔をしている風なので、

説得力のあるデータがナイか?探していました。

ようやく見つけたので、要約と格納場所をお知らせしたく、投稿します。(o^-^)

場所は↓
http://www.env.go.jp/air/car/comm_erv-dm/21-04.html
これって、環境省のサイトなのです。
環境対応車普及方策検討会の資料#2でした。(^^)/

で、何が書いてあるのか?

1. 保管温度と寿命に関係がありました。
 ※25℃と45℃で、45℃が早く劣化しました。

2. SOC(電圧)と保存寿命に関係がありました。
 ※基本的には、100%充電は早く劣化しました。
 ※ただ、電池の種類によっては、75%充電でも早く劣化しました。

3. 充電時の電圧が高くない方が、充放電回数での劣化がすくない。ただし、高温では劣化しました。

4. 80%までの充電を繰り返した方が、100%充電を繰り返した時より、寿命が1.5倍長い。

5. 充放電の電流の多さが、寿命に影響を与えているデータはナイ。
 ※相関関係がない。
 ※急速充電や強回生、さらに、加速での大電流出力が寿命を短くする訳ではない。

という事でしたので、
まとめると。

リチウムイオン二次電池の寿命を短くするのは、

1) 高温での保管とフル充電での保管。
 ※特にフル充電で長時間放置しない様にしましょう。
  逆に言えば、
  遠出する時以外は、80%までに抑えて充電しましょう。
 ※もっと言えば、急速充電でのフル充電は、バッテリーの寿命を縮めます。
  エネルギーと時間のムダ遣いで、寿命まで縮めたら、目もあてられない。(>_<)
 ※フル充電が直接電池寿命を縮める訳ではナイ。

2) 充放電の回数を気にするよりも、100%充電を避けましょう。
 ※アウトランダーPHEVは、普通充電でフル充電される時に、バッテリーセルのバランスを取りますので、2週間に1回程度は、普通充電でフル充電しましょう。
  フル充電したら、20%程度使って車庫に入れましょう。(使えばよろし)

という事でした。
(これなら、私の作文じゃナイので、信じてもらえると、イイなぁ~)


追伸で~す。(^_^)/~

このアウトランダーPHEVは、冷媒によって温度管理を強制していますから、
安心して乗ってやって下さい。(^_-)-☆
※それだけスル価値があるデータがあった!という事ですネ。(^O^)v
Posted at 2014/04/07 21:24:20 | コメント(15) | トラックバック(1) | EV充電器 | ニュース

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「久しぶりのブログ投稿を、スマホからしようとしたら、画面が小さくって(^^;) タブレットも復活(^^;)」
何シテル?   07/28 04:13
ドラゴンです。よろしくお願いします。 ID取得の都合で、DragonSpiritになっちゃいました。m(_,_)m 家族は、 妻・娘・犬2頭・インコ2...

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