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バッテリーのストレス耐性とは?課題と対策・製品を解説

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耐久性におけるバッテリーのストレス耐性とは?

自動車の電動化が進む中、バッテリーは車両の性能と寿命を左右する最重要部品です。特に、過酷な使用環境下でも性能を維持し、長期間にわたって安定した電力を供給できる「ストレス耐性」が求められています。これは、温度変化、振動、衝撃、充電・放電の繰り返しなど、様々な外的要因による劣化にどれだけ抵抗できるかを示す指標です。

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当社は、カスタムメイドのリチウムイオン電池で
次世代モビリティの開発を支援します。

15Vから400V(4直列から120直列)の電圧に対応可能。
お客様からの支給セル(開発したセルのモジュール化など)を使用します。

【保護回路(BMS)について】
■リニア社、ラピス社の保護ICを使用した自社設計品
■ご要望の電圧に合せて、1直列単位で対応可能
■上限・下限電圧の設定変更が可能(各種の活物質に対応)
■上位とのCAN通信対応、専用液晶モニタによる状態表示
■電流遮断はDCリレー(GIGAVAC社)を使用

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

次世代モビリティの開発を支援

以下の材料の水分測定を行っています。
• リチウムイオン電池製造の原材料(電解質用の溶媒、カーボンブラック/グラファイトなど)
• アノードとカソードの電極コーティング剤(スラリー)
• アノードおよびカソードの被膜とセパレーター膜ならびに複合材料
• リチウムイオン電池の電解質

リチウムイオン電池材料の水分測定【技術資料】

住友ゴム工業株式会社と関西大学による共同開発で「タイヤ内発電技術」の
実用化に向けた取り組みを行いました。

正負の帯電フィルム間で発生する摩擦帯電現象による電荷の移動をタイヤ内で
電力として取り出すことに成功し、電源制御回路を組み込むことで
発電デバイスからの電力を充電させる機能を追加。

電池などのバッテリーが必要なセンサへの電源供給が可能です。
また、タイヤ内発電技術で外部センサデバイスの電池寿命の解決の1つとなりえます。

【特長】
■タイヤの回転によって電力を発生
■電源制御回路へ充電し、外部センサへ給電を確認
■バッテリーレスでセンシングが可能に
■タイヤ内での過酷な環境に耐えうる耐久性を確保
■電池などのバッテリーが必要なセンサへの電源供給が可能

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

静電気を利用した『タイヤ内発電技術』

イオンクロマトグラフィーにより、二次電池(蓄電池)の電解質として使われている6フッ化リン酸リチウム(LiPF6)に含まれる微量陽イオンの測定を行った結果をご紹介しております。
陽イオンの連続サプレッション後、電気伝導度検出器検知により、サンプル中に含まれる微量陽イオンを測定。

「分析方法」や「分析パラメータ」、「装置構成」などを掲載しています。

【掲載内容】
■カラム
■溶液
■分析方法
■分析パラメータ
■装置構成

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

【技術資料】6フッ化リン酸リチウムに含まれる微量陽イオンの測定

『三元系標準LiBパック(BMS付)』は、建機や商用車に求められる厳しい
温度条件・急速充電・高負荷状態などに適用できる製品です。

レゴのようにモジュールの配置を変えられ、周辺装置の部品提案も可能。

また、熱伝達技術を高めたことで10秒あたり最大2,000アンペアの
超高放電率を実現し、リチウムイオン電池のもつ能力を発揮させます。

【特長】
■リチウムイオン電池のもつ能力を発揮
■最大6Cレートで放電を継続しながら、重くて余分なパッケージングを排除
■40Gの衝撃に対する耐衝撃性
■深度最大1メートル、-40℃から80℃の広い動作温度範囲
■温度均一性の向上により、バッテリーの劣化を防止
■バッテリーのライフサイクルの予測可能性を高め、寿命管理を強化

※英語版カタログをダウンロードいただけます。
※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

【EV商用車用】三元系標準LiBパック(BMS付)

『FCシリーズ』は、リチウムイオンバッテリーをはじめバッテリー、
モーターなどを含めた電気エネルギーデバイスの先端振動試験装置です。

当製品は、先進の国際規格をはじめ、各国の独自規格を含め、
様々な試験条件に対応しています。

ご要望の際はお気軽にお問い合わせください。

【特長】
■世界最大級の大きさ2×2m振動加振テーブルを搭載する大型振動試験装置
■中国における自動車アセスメントの公的機関である、
 中国自動車技術研究センターに採用
■主に先端HV、EV自動車用リチウムイオン二次電池の振動試験、
 耐久性評価に利用

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

水冷大型振動試験装置『FCシリーズ』

メトロームは、最高品質の分析装置、ノウハウ、トップクラスの現地サービスを提供しています。

【技術資料】バッテリー分野向け分析機器ガイド

当社で取り扱っている「電動二輪車BMS」についてご紹介いたします。

1線式N-ISDN(SIF)で、双方向コミュニケーションをサポートしており、
鍵のシグナル、ソフトスイッチなどの機能が搭載。

また、電池、充電器、コントローラの改ざん防止機能もございます。
ご用命の際は、お気軽に当社までお問い合わせください。

【特長】
■休眠時の電力消耗は20uA
■ローカルIAPをサポート
■RS485、CANなどの機能を選択できる

※詳しくはPDFをダウンロードしていただくか、お気軽にお問い合わせください。

電動二輪車BMS

リチウムイオン電池(Li-ion電池) の充電と放電中、リチウムイオンは一方の電極から電解質を通って他方の電極へと輸送されます。電極材料の化学拡散係数を知ることは非常に重要です。ポテンシオスタット間欠滴定法(PITT)は、電極活性材料の拡散係数に関する洞察を得るために最もよく使用される技術の一つです。

【技術資料-リチウムイオン電池】定電圧間欠滴定法(PITT)

・ EVパックがそのまま入る恒温室新設
・ セルの大型化・大容量/急速充電に対応したセル評価機および恒温槽増設

評価設備増設のご案内

弊社は、高機能リチウムイオン電池の開発と商品化に特化した技術集団です。

エナックスワンストップソリューション提供可能

1、「次世代HEV用の電源がほしい」容量は「○○」、性能は「×××」 
ここから全ては始まります。
→2、コンセプト設計 →3、セルもしくはパックの設計
→4、エンジニアリングサンプル制作 →5、プロセス設計 
→6、量産

まで、様々なリチウムイオン電池機能開発に挑戦し、お客様と共集約的に課題解決を図ってまいりました。

次世代HEV/ハイスピードモデルEVスポーツカー向けに期待される高機能充放電特性

【スーパーハイレート機能は、以下を実現】
■急速充電性:3分間で、90%充電を可能に
■高温特性性:80℃で充放電可能
■低温始動性:-40℃極寒霊地でも充放電可能
■電力回生:Over100cの入出力性能で回生エネルギーを無駄なく回収

エナックスは、自社開発のスーパーハイレートリチウムイオン電池技術で、その開発を担っています。

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問合せください。

EVスポーツカー向け『スーパーハイレートリチウムイオン電池技術』

大型環境試験槽仕様(一部)
内寸:H 2500 mm x W 3700 mm x D3200 mm
温度範囲:- 65 °C – 120 °C
湿度範囲:10 %RH – 95 %RH (10 °C – 90 °C)
その他:ガス検知器

EV(電気自動車)、HEV(ハイブリッド電気自動車)およびPHEV(プラグイン
ハイブリッド電気自動車)の目覚ましい普及により、高出力で高エネルギー
密度の駆動用バッテリーの需要が急増しています。

バッテリーの基礎レベルの安全性を確保し、自動車システムやバッテリーパックの
設計に関して不可欠なデータを入手するためには性能、信頼性および安全性試験が
必須です。

当社は、自動車用リチウムイオン電池など、高エネルギー電池にも対応可能な
試験設備で、幅広い試験・評価サービスを提供します。

また、さまざまな車両部品に対する型式認可試験の実績を活かし、REESSを
搭載した車両に義務付けられるR100、R136に対応した試験サービスで認可取得を
サポートします。

※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。

受託試験、評価、装置使用: 大型環境試験槽 (ウォークイン)

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耐久性におけるバッテリーのストレス耐性

耐久性におけるバッテリーのストレス耐性とは?

自動車の電動化が進む中、バッテリーは車両の性能と寿命を左右する最重要部品です。特に、過酷な使用環境下でも性能を維持し、長期間にわたって安定した電力を供給できる「ストレス耐性」が求められています。これは、温度変化、振動、衝撃、充電・放電の繰り返しなど、様々な外的要因による劣化にどれだけ抵抗できるかを示す指標です。

課題

極端な温度変化による性能低下

高温や低温環境下では、バッテリーの化学反応速度が変化し、充電・放電効率の低下や寿命の短縮を招きます。

振動・衝撃による物理的損傷

走行中の振動や予期せぬ衝撃は、バッテリー内部の電極やセパレーターに微細な損傷を与え、性能劣化や安全性の低下を引き起こします。

急速充電・放電による劣化促進

短時間での大量の充放電は、バッテリー内部に熱を発生させ、材料の劣化を早める原因となります。

長期間の使用による自然劣化

時間経過とともに、バッテリー内部の化学物質が自然に変化し、容量の減少や内部抵抗の増加が生じます。

​対策

先進的な熱管理システム

バッテリーパック全体の温度を最適に保つための冷却・加熱システムを導入し、温度変化の影響を最小限に抑えます。

堅牢な筐体設計と緩衝材

外部からの衝撃や振動を吸収・分散するバッテリー筐体構造と、内部部品を保護する緩衝材を採用します。

高度なバッテリーマネジメントシステム(BMS)

充電・放電電流や電圧をリアルタイムで監視・制御し、バッテリーへの負荷を最適化することで劣化を抑制します。

高耐久性材料の開発・採用

高温・低温に強く、物理的なストレスにも耐えうる新しい電極材料や電解液を開発・採用します。

​対策に役立つ製品例

温度制御モジュール

バッテリーパックの温度を一定に保つことで、極端な温度変化による性能低下を防ぎ、寿命を延ばします。

振動吸収構造体

バッテリーパック全体を覆い、走行中の振動や衝撃を効果的に吸収・緩和し、内部損傷リスクを低減します。

インテリジェント充電制御ソフトウェア

バッテリーの状態を常に把握し、最適な充電・放電プロファイルを適用することで、劣化を最小限に抑えます。

高耐久性電極材

従来の材料よりも熱や物理的なストレスに強く、長期間にわたる安定した性能維持を実現します。

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