「维修中心」松下电器携手大学开发支援残余价

松下电器产业株式会社机电一体化(以下简称“松下电器”)与立命馆大学理工学部福井研究室(教授:福井正博)共同，在设备上设置的锂离子电池的残存价值评价中执行有效的交流阻抗[1]测量的新电池 本技术有望应用于使用串联重叠多个电池的锂离子电池模块的各种设备和将来的车辆。 松下电器负责新电池管理ic (以下简称“bmic”)的测试芯片、测量算法、软件开发，立命馆大学负责使用实际电池的性能评价等。

最近，以产业机器和移动体等为中心，对锂离子电池的需求高涨，再利用和再利用的重要性也在提高。 这次开发的电池管理技术在将串联连接了多个电池的锂离子电池模块搭载在设备上的状态下，可以通过交流叠加法[2]进行交流阻抗测量。 此外，通过测量数据的积累和分析，实现劣化诊断和故障推定等剩馀价值评价，有助于实现将来锂离子电池的再利用和可循环利用的可持续社会。

【特征】

bmic芯片化技术，对串联连接多个电池单元的电池进行交流阻抗测量。

【过去的例子】

交流阻抗法被广泛用作锂离子电池的无损评价方法。 这个测量法必须具备专用的测定器和保持电池温度恒定的大恒温槽，必须在实验室内逐个测量电池。

【用途】

搭载多个电池单元串联连接的锂离子电池的设备。 电动自行车、低速电池( LSV )、建筑和物流设备、未来的电动汽车、大容量电池等。

【特征的说明】

1.执行串联连接多个电池单元的电池的交流阻抗测量的bmic芯片化技术

现在，使用串联连接多个电池单元的锂离子电池的电池管理系统(以下简称“bms”)使用测定串联连接的6~14个电池的个别电压的ic，收集串联连接的数~200个电池电压，形成电池模块 另外，bms通过计算充电状态( soc[3] )和运行状态( soh[4] )，计算剩馀的续航距离和可用时间。

新开发的bmic测试芯片除了这些常备功能外，还搭载了在使电池工作的状态下通过交流叠加法测量交流阻抗的功能。 内置于bmic的15个完全并联模拟/数字转换器和藕可以在0.1hz~5khz的范围内进行脉冲调制的交流叠加电路、复电压、复电流转换电路进行交流阻抗测量。 该bmic芯片无需大幅度变更电池上搭载的现行bms的构成，即可测量运行中的电池的交流阻抗。

bms和bmic的示意图

2、实现与专用测量仪同等精度的交流阻抗测量

在基于交流阻抗法的状态估计中，测量为了复杂表现阻抗而在平面上描绘的cole-cole图[5]。 立命馆大使用松下电器开发的bmic和测量用软件测量了圆筒形锂离子电池。 结果确认，在1hz~5khz的频率范围内，可以以与业界普遍使用的测量仪同等的精度测量呼叫图。

专用测量仪与新型bmic测量呼叫图的比较结果

3、与运转中设备的温度变化对应的温度补偿技术

锂离子电池的交流阻抗对温度变化非常敏感。 因此，在实验室内进行的专用测定器的测定是放入保持温度一定的恒温槽中进行的。 运行中的电池环境温度发生变化，因此无法稳定测量交流阻抗。

这次，开发了测量交流阻抗时的锂离子电池温度，将阻抗的温度变化补偿为标准温度，在呼叫图上描绘的温度补偿技术。 由此，即使在环境温度因季节和时间段等而不同的情况下，也可以将标准化为标准温度的呼叫图作为数据库进行存储。

【发 布】

共同研究合作者立命馆大学于11月14日在国立京都国际会馆(京都市左京区宝池)召开的公益社团法人电化学会电池技术委员会主办的第60届电池研讨会(年11月13日~15日)上发表了研究成果。

【用语说明】

[1]交流阻抗

【开发品咨询处】

松下半导体解决方案股份有限公司

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