評価

表 3.4.2 放電・充電における容量値の特性と相関係数

モード 放電 充電

充電電流 [A] -5.0 -4.0 -3.0 -2.0 -1.0 -0.5 -0.3 >=0.0 容量値 [F] 132.80 128.44 133.68 138.82 158.23 165.88 168.58 231.87

相関係数 0.9994 0.9993 0.9991 0.9991 0.9991 0.9994 0.9997 0.9986

実物の測定結果とシミュレーションした結果の放電特性の相関係数を表 3.4.2 の相関計係数欄 に示す. この場合の相関係数は, 大変に 1.0 に近い値となっている. 放電時の最大の差異は 0.0009 である. 提案した LIC モデルの放電特性に対する高い精度が確認できた.

0.3 A 0.5 A

1.0 A 2.0 A

3.0 A 4.0 A 5.0 A

時間 [ sec ]

電圧[V ]

実線: 測定値

点線: シミュレーション結果

図 3.4.5 LICの放電特性

3.4.5.3. 充電特性

図 3.4.6 に LIC の充電特性の測定値とシミュレーション結果を示す. このシミュレーションに用い たパラメタを表 3.4.3 に示す. プリント基板上では, 電圧パラメタは可変抵抗のボリュームを調整す ることで行われる.

図 3.4.6 LIC の充電特性

Vp1, Vp2, Vc1, Vv1は電圧計で測定した結果である. 図 3.4.6 において, 青の実線は測定結果 定電流充電

相関係数: 0.9986

予備充電

時間 [sec]

電圧 [V] 定電圧充電

測定結果 シミュレーション

結果

Vp2:

2.23 V

Vp1: 2.40 V Vc1, Vv1: 3.57 V

C=231.87 F での シミュレーション

測定値

C=200.00 F での シミュレーション

3.3.1 節で述べたように, LIC 充電は予備充電と同様に定電流充電モードと定電圧充電モードに も適合しなくてはならない. この視点をとっても, 提案したモデルは測定結果に大変に類似したも のとなっている. その相関係数は 0.9986 とかなり 1.0 に近い値である. ESR(等価直列抵抗)の影響 は, 112 sec の急峻な電圧の上昇と, 154 sec の急峻な電圧の下降として認識される.

実際の CV モードでは, LIC の電圧は徐々に上昇している. これは, LIC の観測電圧が, 直接フ ィードバック制御されるからである. しかしながら, シミュレーションでの提案した LIC モデルでは, その電圧は定電流モードの直後から, ほぼ一定の値となっている. この不一致は, Simulink のフィ ードバック制御機構利用方法に原因がある. 実際の電気回路のフィードバック制御は大変に高速 に遂行される. しかし, Simulink 実装においては, フィードバックは直接行われるのではなく, シミュ レーションサイクル時間である１ユニット遅延で行われるようになっている. 上記のような点を考慮し た上で, 機能設計における使用として, CV モードの間にどの程度の電位を保つかを知るには十分 なシミュレーションであると考える.

表 3.4.3 シミュレーションで使用したパラメタ値

No. パラメタ名 記号 Typical 値 Sim.使用値 1 LIC 容量値 C 200 F 表 3.4.2 参

照 2 等価直列抵抗 ESR 50 mΩ 50 mΩ 3 等価並列抵抗 EPR 6 MΩ 6 MΩ 4 予備充電モード OFF 電圧 Vp1 2.5 V 2.40 V 5 予備充電モード ON 電圧 Vp2 2.3 V 2.23 V 6 定電流充電モード OFF 電圧 Vc1 3.8 V 3.57 V 7 定電圧充電モード OFF 電圧 Vv1 3.8 V 3.57 V 8 定電圧充電モード ON 電圧 Vv2 3.6 V = Vv1 - 0.2 9 過放電機能 ON 電圧 Vd2 2.5 V 2.20 V