計測可能 な 物理量 (セル) |
界面
の特性値 (面積) |
バルクの
物性値
(セル定数) |
---|---|---|
電気抵抗R=電圧÷電流 |
反応抵抗Rct〔Ωm-2〕=電圧÷
表面
電流密度
接触抵抗 * =電圧÷表面電流密度 |
抵抗率ρ=電場強度÷
断面
電流密度
抵抗率ρ〔Ωm〕=電気抵抗R〔Ω〕÷ セル定数 a〔1/m〕 抵抗率ρ=1÷導電率 |
コンダクタンスG=1÷電気抵抗R | 導電率 σ〔Sm-1〕 、電気伝導度 | |
静電容量 (キャパシタンス)C | 電気二重層容量Cd〔Fm-2〕 | 誘電率 ε |
インダクタンスL | 透磁率 μ |
電池の内部抵抗は、 バルク抵抗だけでなく、界面抵抗に左右されます。 溶液に金属を浸しただけの ダニエル電池 のような単純な電池では、バルク抵抗が支配的ですが、 合材電極や固体電解質を使う リチウムイオン電池 のような複雑な電池では、界面抵抗が支配的です。 電池の内部抵抗の評価には、 交流評価と直流評価を組み合わせが必要です。
物理量 | 数式 | 備考 | |
---|---|---|---|
周期 T〔s〕 | 🖱山のてっぺんからてっぺんまでの時間です。 | ||
周波数 f〔Hz〕 | f = 1/T | 周波数と振幅で交流を表現します。 | |
角周波数 ω | ω=2πf | ||
電圧 振幅Ep0 | 交流の大きさの表現には、振幅のほかにピークトゥピークや実効値があります (※)。 | ||
電流 振幅Ip0 | |||
インピーダンス Z〔Ω〕 | * | ||
絶対値 |Z| | |||
位相角 φ | |||
アドミタンス Y〔S〕 | * | ||
インダクタンス L | |||
静電容量C | |||
電気抵抗 R | インピーダンス Z の実部 | ||
リアクタンス X | インピーダンス Z の虚部、 X=ωL-1/ωC | ||
コンダクタンスG | アドミタンス Y の実部 | ||
サセプタンス B | アドミタンス Y の虚部 |
横軸が周波数のグラフを、スペクトルと言います。 フーリエ変換は、横軸を時間から、周波数に変換する方法です。 デジタルコンピュータの発展で、さまざまな応用ができるようになりました。
電極の中だけでも大変なのに、電池、バッテリー、バッテリーシステムに等価回路を設定するのは至難の業です。 コンピュータにお任せしてAIを使いましょう。
範囲例/V | ビット深度 | ステップ | 分解能/mV | コメント |
---|---|---|---|---|
0-5V | 8 | 256 | 19 | 初期のデジタルビデオ |
0-10V | 12 | 4096 | 2 | 初期のアナログ計測 |
0-20V | 16 | 65536 | 0.3 | CDオーディオ |
0-20V | 24 | 16777216 | 0.0011 | スマホ、PCサウンド |
デジタルフーリエ変換 では、AD変換の精度で、十分な情報が得られないことがあります。 組電池のようにインピーダンスが低い系では、 電流遮断法などの、 過渡応答解析 の方が実用的かもしれません。
電流遮断法による過渡応答解析です。
電圧 | 内容 | |||
---|---|---|---|---|
危険 | 5.00 | 安全弁解放 | ||
4.25 | 保護回路作動電圧 | |||
注意 | 4.20 | 使用上限電圧 | ||
適性 | 4.15 | カットオフ上限電圧 | ||
3.30 | カットオフ下限電圧 | |||
注意 | 3.00 | 使用下限電圧 | ||
危険 | 2.40 | 保護回路作動電圧 |
0.01V違うと、副反応のリスクが急激に増大します。 特に ADCの精度が低いと危険です。
ストリングの接続には、モノポーラとバイポーラがあります。
15. エネルギー変換化学特論 1019 1217 1224 0216バッテリーストリング の各セルの電圧を差動アンプでひろい、 積分型の高精度AD変換器でデジタルデータにします。 電流はシャント抵抗の両端の電圧を作動アンプでひろいます。 アナログフロントエンド(AFE)がやります。 マイコン(マイクロコントロールユニット、MCU)で処理します。
そうした中でルネサスは、「産業向けリチウムイオン電池管理ICとして業界初」というマイコン(RL78 CPUコア)を内蔵し、ソフトウェアで柔軟に多様な電池システム仕様に対応できる電池管理ICを実現した。電池残量の計測や、過電圧、過電流などの安全監視機能(アナログフロントエンド部)とマイコンが1パッケージ化されたため、電池制御の電圧測定に必要な高精度A-Dコンバーターとマイコンとのマッチングを事前に調整した上で提供するため、キャリブレーション作業が大幅に削減できるとする。その他、新製品は、電源、FETドライバー、リアルタイムクロックなどを搭載し、電池管理システム部分のトータルコストを従来品よりも「30%削減可能」(同社)とした。シリアル通信 C ラズベリーパイ・エッジ
項目 | |||
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残量(SOC*) | バッテリーの貯蓄率(%)として 読み取り可能 電流を積算して | ||
満充電までに必要な時間 | 秒単位で 読み取り可能 | ||
枯渇するまでの残り時間 | 秒単位で 読み取り可能 | ||
劣化率(SOH*) | 現在、未対応 | ||
電圧 | 現在、未対応 | ||
内部抵抗 | 現在、未対応 | ||
温度 | 現在、未対応 |
PCや スマホの電池の状態は、ブラウザからアクセスできます。いずれ、自動車や 住宅の電池の状態もブラウザからアクセスできるようになるでしょう。 バッテリの状態はjavaとhtml5で読み取ります。 バッテリーでユーザー追跡可能になります。 この電池は誰が作ったのか、逆追跡も可能になるでしょう。
人工知能(AI)はいろいろなジャンルがあるが、 今言われているのは、機械学習とディープラーニングと言われるもの。 ビッグデータの存在が前提となる。 ビッグデータを扱うのに配列(行列)の演算をやらないとならない。
数式 例えば数学の知識が必要となるのは、ゲーム開発や人工知能、統計学などで、とても限られています。そのため、文系でもプログラミング習得を諦める必要は全くありません。 tensorflow.org 文系