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記事詳細:Detailed Article

JARI Research Journal (2012~)環境・エネルギー/Environment & Energy

資料名 / Title

JRJ20200202 研究速報
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リチウムイオン電池の熱連鎖試験における窒化珪素ヒータを用いたトリガ手法の調査
Investigation of a Trigger Method by Using a Silicon Nitride Heater in a Thermal Propagation Test for Lithium Ion Batteries in Vehicles

後藤 翼,前田 清隆,高橋 昌志
Tsubasa GOTOH,Kiyotaka MAEDA,Masashi TAKAHASHI

 電動車両の駆動用リチウムイオン電池には様々な保護機能があるが,内部短絡については保護機能で防ぐことが不可能である.仮に電池パック内で内部短絡した1セルが熱暴走に至った場合,隣接セルも次々に熱暴走に至る熱連鎖が発生し,電池パックが発火に至る可能性がある.現在,電動車用リチウムイオン電池パックの熱連鎖試験法ISO6469-1 AMDが国際標準の場において議論されており,世界各国が様々な試験法を提案している.他国は1セルの強制熱暴走を前提とした試験法を多数提案しているが,日本はセル製造時の異物混入が内部短絡発生要因であることを前提としているため,「パック内の1セルにおいて異物混入相当の内部短絡が発生した際のパックの挙動評価」を試験目的としている.内部短絡時の安全性評価試験としては,単セルを対象とした強制内部短絡(FISC:Forced internal short circuit)試験が代表的な試験であり,当該手法では1~2層程度の短絡層数が得られる.しかしながらFISCは,単セルを対象としたセルの分解を伴う試験法である.自動車用電池パックはセルが密に積層された構造であるため,パック内における任意の単セルに対して当該試験法を適用することは難しく,釘刺し,加熱等の代替手法が検討されている.
 本研究では,熱連鎖試験のトリガ手法に汎用の板状窒化珪素ヒータを用いて電池の外部加熱を行うことにより,特別仕様の試験装置等を用いることなく内部短絡を発生させることが可能であること,加えてヒータ加熱により得られた短絡層数は日本が主張する,セル製造時の異物混入相当の内部短絡と同程度のものであることを検証した.

The methodology for thermal propagation test in electric vehicles has been discussed in an ISO meeting. Japan insists that the purpose of a thermal propagation test is to "evaluate the behavior of a lithium ion battery pack when an internal short circuit occurs in one cell of the pack". Although the Forced Internal Short Circuit (FISC) test is a representative test method, it's difficult to apply it to battery packs in automobile applications. As a triggering methodology for the test, we investigated that whether the number of internal short-circuit layers equivalent to the FISC test is feasible or not by using a silicon nitride heater. The results indicate that the methodology has good repeatability of the supposed number of internal short circuit layers, if the heater is stopped at an appropriate time.

種別 / Article Type

JARI Research Journal (2012~)

資料名 / Title

JRJ20200202 研究速報

発行年月 / Date of Issue

2020/02

分野 / Field

環境・エネルギー/Environment & Energy
ID:8060
 

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