JP2015061369A - 電動車両用電池の選定方法および電動車両 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の電動車両用モータの選定方法は、要求モータ出力と要求電池エネルギー容量とを決定する第1のステップと、電池の出力密度とエネルギー密度とをパラメータとする2次元の電池性能マップ上で、上記要求モータ出力と要求電池エネルギー容量との比に一致する一定の傾きをもった直線を要求P/Eラインとして設定する第2のステップと、上記要求P/Eラインよりも出力密度の大きいパワー電池の中から選ばれた第1電池と上記要求P/Eラインよりもエネルギー密度の大きいエネルギー電池の中から選ばれた第2電池とを並列に組み合わせて車両に搭載する第3のステップとを含む。
【選択図】図4
Description
図1は、本発明の電池の選定方法によって選定された電池を搭載した電動車両の構成例を概略的に示す説明図である。本図に示される電動車両は、電気エネルギーのみによって走行する(内燃機関を併用しない)いわゆる電気自動車であり、車輪5を駆動する電気モータ4と、電気モータ4に電力を供給する第1電池1および第2電池2と、各電池1,2から電気モータ4への電力の供給を制御する電力制御部3とを備えている。
次に、図1に示した第1電池1および第2電池2として最適な電池を選定する方法について説明する。
電動車両の設計にあっては、まず、電気モータの最大出力をいくらにするかという要求モータ出力(W)と、電気モータに電力を供給する電池のエネルギー容量をいくらにするかという要求電池エネルギー容量(Wh)とが決定され、この2種類の要求値に基づいて電池が選定される。なお、当実施形態のような電気自動車の場合、走行用の動力源は電気モータだけであるから、要求モータ出力は、車両に求められる走行性能を実現するために車輪に与えるべき出力(車両要求出力)と実質的に同じ値となる。また、要求電池エネルギー容量は、車両の航続可能距離をいくらにするかという要求航続距離から求められる。
DP/DE=P/E ・・・(1)
ここに、
DP:仮想最適電池の出力密度(W/kg)
DE:仮想最適電池のエネルギー密度(Wh/kg)
P:要求モータ出力(W)=車両要求出力(W)
E:要求電池エネルギー容量(Wh)∝要求航続距離(km)である。
E/DE=P/DP ・・・(2)
が得られる。
上記のような問題に対し、本願発明者は、鋭意研究の結果、P/Eラインよりも出力密度の大きい電池とP/Eラインよりもエネルギー密度の大きい電池とをうまく組み合わせて使用すれば、仮想最適電池A0のような適当な電池が存在しなくても、電池の総重量を軽くできることを見出した。以下に、使用すべき電池の組合せを決定する選定方法について詳しく説明する。
要求モータ出力P :50kW@−30℃10sec
要求電池エネルギー容量E:30kWh
であるものとする。
a・x+b・y=P
c・x+d・y=E ・・・(3)
ここに、
a:パワー電池の出力密度(W/kg)
b:エネルギー電池の出力密度(W/kg)
c:パワー電池のエネルギー密度(Wh/kg)
d:エネルギー電池のエネルギー密度(Wh/kg)
x:パワー電池の重量(kg)
y:エネルギー電池の重量(kg)である。
2 第2電池
4 電気モータ
Claims (6)
- 電動車両の動力源として用いられる電気モータに電力を供給する電池の選定方法であって、
上記電気モータの出力の要求値である要求モータ出力と、上記電池のエネルギー容量の要求値である要求電池エネルギー容量とを決定する第1のステップと、
電池の出力密度とエネルギー密度とをパラメータとする2次元の電池性能マップ上で、上記要求モータ出力と要求電池エネルギー容量との比に一致する一定の傾きをもった直線を要求P/Eラインとして設定する第2のステップと、
上記電気モータを駆動し得る複数の候補電池のうち、上記要求P/Eラインよりも出力密度の大きいものをパワー電池、上記要求P/Eラインよりもエネルギー密度の大きいものをエネルギー電池とした場合に、上記パワー電池の中から特定の第1電池を選ぶとともに上記エネルギー電池の中から特定の第2電池を選び、これら第1、第2電池を並列に組み合わせて車両に搭載する第3のステップとを含む、ことを特徴とする電動車両用電池の選定方法。 - 請求項1記載の電動車両用電池の選定方法において、
上記第3のステップでは、上記電池性能マップ上で上記パワー電池の各プロットと上記エネルギー電池の各プロットとを結んだ直線が上記P/Eラインと交差する交点が最も原点から離れることになる特定のパワー電池およびエネルギー電池を選び、選んだパワー電池およびエネルギー電池をそれぞれ上記第1電池および第2電池として車両に搭載する、ことを特徴とする電動車両用電池の選定方法。 - 請求項1または2記載の電動車両用電池の選定方法において、
上記P/Eラインよりも出力密度の小さい候補電池しか存在しないためにパワー電池に分類できる候補電池が存在しない場合には、上記エネルギー電池を単独で車両に搭載する、ことを特徴とする電動車両用電池の選定方法。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の電動車両用電池の選定方法において、
上記P/Eラインよりもエネルギー密度の小さい候補電池しか存在しないためにエネルギー電池に分類できる候補電池が存在しない場合には、上記パワー電池を単独で車両に搭載する、ことを特徴とする電動車両用電池の選定方法。 - 請求項1〜4のいずれか1項の方法により選定された電池と、当該電池から電力の供給を受ける電気モータと、当該電気モータにより駆動される車輪とを備えた、ことを特徴とする電動車両。
- 請求項5記載の電動車両において、
上記電池として、出力密度が380±38W/kgでエネルギー密度が100±10Wh/kgのパワー電池と、出力密度が50±5W/kgでエネルギー密度が240±24Wh/kgのエネルギー電池とが並列に組み合わされて搭載され、かつモータ出力が50kWに、電池エネルギー容量が30kWhに設定された、ことを特徴とする電動車両。
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