• 車種別
  • パーツ
  • 整備手帳
  • ブログ
  • みんカラ+
イイね!
2018年04月11日

バッテリーの内部抵抗と急速充電時の温度上昇について(1)

バッテリーの内部抵抗と急速充電時の温度上昇について(1) 40kwhでQC時のバッテリー温度上昇が早いとか言われるのでいろいろ調べて見ました。(かなり片寄った内容なので飛ばしてOKです)
さて、40kwhリーフはバッテリーの内部抵抗を小さくする努力をしたとか聞きますけど、そもそも内部抵抗て温度上昇で上がるの? 下がるの?と言う疑問があります。
文献によれば、やはりバッテリー、化学反応による充放電現象ですから、アレニウスプロットに従うとのこと。
R(T)/Ro=exp(ar/T)とか、ln(R(T)/Ro)=ar/Tと言うアレニウス式に従うわけです。
内部抵抗R(T)は温度Tの関数でTが高いほど抵抗Rが小さくなります。
T=0℃と30℃では抵抗値は0℃の方が3倍も高い計算です。(Tはケルビン温度で計算しないと式が成り立ちません。arは電導性のアクティビティ、Roは1/T=0でのR(T)の値です。)
なんだ、温度が高い方がRが小さくて良いじゃないかと思いたくなってしまいます。
次に発熱量Heatについてですが、I^2*R*hに比例します。
Iは電流、hは充電時間に相当します。
結局、HeatはIの2乗に比例しますから高電流のほうが温度は上がりやすいですよね。
しかし、充電器からは効率的に充電したいので、電流はいっぱい流したいところでもあります。
まず、ここでは充電器の理想的な充電器効率は90%以上と定義します。
つまり、20kwQCでは効率90%で18kw。この時、48Aぐらい流れてますから、電圧は375Vとなり、この近辺を充電に使用すると効率的です。
40kwQCでは96A, 375V
44kwQCでは107A, 375V
50kwQCでは120A, 375Vとなります。
電圧が350Vとかだと電流はいっぱい流れていても、電力量IVが少ない割には発熱量が多いことになり、バッテリー温度上昇を気にする場合、好ましくありません。
375Vをセンターに考えて充電すれば、効率的充電と少ない発熱を両立できると考える訳です。
なお、I^2で比較すると20kwQCを基準とした場合、40kwQCでは4倍(充電量は良くて2倍)、44kwQCでは5倍(充電量は良くて2.2倍)、 50kwQCでは6倍(充電量は良くて2.5as倍)の発熱をすると言う計算になります。
もっとも、同じ充電量、例えば9kwhだけ入れば良いとして、充電時間を短縮すれば、I^2*hは20kwQCを1
として、40kwQCでは2倍、44kwQCでは、2.5倍、50kwQCでは3倍となります。
実際には、同じ400kmをQCしながら24kwhリーフと40kwhリーフで走った場合の比較では、温度上昇に差を感じませんでした。電流が流れる40kwhリーフの方が温度が上がって良いのですが、やはり内部抵抗Rが1/2~1/3に低くくなっているからでしょうか。
温度上昇を少なくして効率的に充電するテストを44kw充電器でしてみました。


気温とかのコンディションの影響を受けますが、38%から充電をスタートし、効率的な充電電圧375V近辺になるのは50~60%となるように狙って見ました。
結局、80%まで充電できたので、28分でストップ。必要以上の充電は要らぬ温度上昇を招きます。
結局、16kwhを充電し、温度上昇は1セグ分ですみました。
(外気温も低かったですが)
これはもともと効率の良い充電領域を狙ったものですから、熱発生が多くなる10%, 20%辺りからの充電となると2セグの温度上昇となると思います。




結論としては、高速道路とかでバッテリー温度をなるべく上げないで、長距離移動するには、QCは30%台から80%までになったら充電途中でもストップし、さっさと次のQCスポットに移動すると言うことになります。16~18kwhぐらい充電できますから特に心配は無いはずです。

*オマケ
これが、20kwQCとなると60%以上ではないと充電効率が90%になりません。(テストでは44%から充電開始し、24分経過63%
頃にやっと18kwに達しました)
20kwQCは%の低いところでは発熱量はそれなりにありますが、充電量は少なかったりする訳です。


最後まで読んでくれた方、ありがとう!
ブログ一覧
Posted at 2018/04/13 19:55:42

イイね!0件



今、あなたにおすすめ

関連記事

40KWhリーフ、QC30分の充電 ...
KAKUさん

ZE1リーフ 長距離走行時のバッテ ...
KAKUさん

11seg myリーフのバッテリー ...
ルドルフ ブデルさん

24kWhリーフ 最後の帰省
KAKUさん

初の40kWhリーフで関東ー関西往復
KAKUさん

60kWh リーフe-plusを買 ...
湘Nyan!さん

この記事へのコメント

2018/04/13 22:06:17
こんばんは。
う~ん、難しいですね、純正のバッテリー温度計がどの程度のキャパで動いているのか?
多分、敏感に動き過ぎるとクレーム対象になり、動かなさすぎると無神経に充電することになりですよね。
日産は過去に水温計をかなり鈍感に動くように作っていました。
R32GT-Rなどですが。水温がドンドン上昇し燃調まで変わってパワーダウンしても水温計は変わらず。
社外のメーターで確認すると120℃前後でやっと動き始める。
その鈍感な動作の理由は繊細に反応するとクレームになるからとの事でした。
どちらにしてもEVの長時間急速充電発熱はバッテリーの寿命には良くはないですよね。
コメントへの返答
2018/04/13 23:09:37
どちらにしろ、温度セグバーを当てにする他無いですね。
新型リーフのバッテリーの寿命についてはまだわからない事がいっぱい有ります。現状、走って確めていると言ったところでしょうか。
2018/04/14 12:44:14
私のリーフでは、10%台から30分でニセグ温度上がります(^^)

せっかく40 K買ったのに、30%から80%で充電止めてたら50%20 Kwしか使えないので、高速ではQC二個飛ばし出来ません🤣🤣
それでは30 Kリーフと変わらないので、長距離用に買った効果が少ないのでしょうか⁉️
私の高速の電費は7 K前後ぐらいですが、それ以上悪くなる時もあります😩😩

今日から岡山に行くので、実際に色々挑戦してみます!
電欠だけは避けますが😆
コメントへの返答
2018/04/14 18:23:21
10%からだと私も2セグ上がります。10セグリーフの時は10kwhを越えると全然入らなかったので、20kwh入る必要は無いと感じてしまいます。
新型リーフだと80%で30kwhリーフのフル充電ぶんあると思うのですが。
岡山は遠いですね。山口まで1000kmなので、岡山だと800km超かな?
少し長めの休憩で疲れをとった方が良いですね。
私も、600km走破予定がありますので、旧型と比較します。
2018/04/16 16:51:04
GWのロングの準備になりますね。
それでもまだこの季節は走行中に飛ばさなければ電池温度が下がります。

30%あればパスができます。
GWの混み具合はいかほどでしょうかw
コメントへの返答
2018/04/16 18:56:52
GWの準備と言うわけではなく、趣味ですけど、GWはやはり出かけます。楽しみ~。
30%あると余裕が出ます。電欠とはさようならです。
混雑はどうなるかわかりません。
一般道路でもOKなので気にしません。
現在価格を調べてみる

おすすめアイテム

 
 

プロフィール

「四倉PA上りにてQC中」
何シテル?   11/25 09:53
ルドルフ ブデルです。よろしくお願いします。 所有車はリーフ onlyです。 バッテリーのサイクル特性のデータを見て、中期リーフは200000kmは余裕で走...
みんカラ新規会員登録

ユーザー内検索

<< 2018/12 >>

      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031     

ブログカテゴリー

リンク・クリップ

リーフ最後のドライブ 
カテゴリ:その他(カテゴリ未設定)
2018/03/17 05:34:09

お友達

友達になっていろいろ情報交換しましょう。
47 人のお友達がいます
黒猫り~ふ黒猫り~ふ * aranao_R32aranao_R32 *
manZo.Racing.14manZo.Racing.14 * みんカラスタッフチームみんカラスタッフチーム *みんカラ公認
渡部陽祥渡部陽祥 * Rabbit_sRabbit_s *

ファン

14 人のファンがいます

愛車一覧

日産 リーフ uki uki☆midnight (日産 リーフ)
中期型に引き続き、新型買いました。 40万キロまで乗るつもりです。
日産 リーフ シュナウザー号 (日産 リーフ)
日産 リーフ 中期型に184000kmまで乗りました。とくに故障、修理もなく、丈夫な車で ...
ヘルプ利用規約サイトマップ
©2018 Carview Corporation All Rights Reserved.