電池の試験及び状態検出

平成２８年度

特許出願技術動向調査報告書（概要）

電池の試験及び状態検出

平成２９年３月

特 許 庁

問い合わせ先

特許庁総務部企画調査課 知財動向班

電話：０３－３５８１－１１０１（内線：２１５５）

本 編 目 次 要 約 第 １ 部 第 ２ 部 第 ３ 部 第 ４ 部 第 ５ 部 資 料 編 第 ６ 部

第 １ 章 調 査 概 要

第 １ 節 調 査 の 対 象 範 囲 １ ． 調 査 対 象

今 回 の 特 許 出 願 技 術 動 向 調 査 で は 、 電 池 の 試 験 及 び 状 態 検 出 を 調 査 対 象 と し た 。

２ ． 背 景

本 調 査 で は 、近 年 、特 に 注 目 さ れ て い る「 電 池 の 試 験 及 び 状 態 検 出 」の 分 野 に つ い て 調 査 分 析 を 行 う も の と す る 。 従 来 、 使 用 時 に お い て 電 池 の 状 態 を 検 出 す る 方 法 は 、 単 に 、 電 池 の 電 圧 を 検 出 し て 電 池 残 量 を 判 断 す る 等 の 簡 易 な 構 成 で あ っ た が 、 現 在 急 速 に 普 及 し つ つ あ る 電 気 自 動 車 に お い て は 電 池 残 量 等 の 電 池 の 状 態 が 人 命 に 及 ぼ す 影 響 が 大 き く 、 よ り 正 確 な 電 池 の 状 態 検 出 が 必 要 と な っ て き て い る 。 こ の よ う に 技 術 の 進 展 が 著 し い 電 池 の 試 験 及 び 状 態 検 出 に お い て 、電 池 の 各 種 状 態（ 充 電 状 態 、劣 化 状 態 、異 常 状 態 ）の 検 出 に つ い て 、 測 定 技 術 の 方 向 性 や 各 国 に お け る 技 術 の 方 向 性 等 が 重 要 で あ る 。

こ の よ う な 背 景 の 下 、 電 池 の 試 験 及 び 状 態 検 出 に 関 す る 特 許 の 動 向 を 調 査 し 、 技 術 革 新 の 状 況 、 技 術 競 争 力 の 状 況 と 今 後 の 展 望 に つ い て 検 討 す る こ と を 目 的 と す る 。

３ ． 調 査 の 対 象 範 囲

本 調 査 に 関 連 す る 技 術 課 題 、 関 連 技 術 、 応 用 産 業 分 野 の 概 要 を ま と め た 電 池 の 試 験 及 び 状 態 検 出 の 技 術 俯 瞰 図 を 図 1-1 に 示 す 。 本 調 査 で の 主 要 な 対 象 技 術 分 野 は 、 以 下 の と お り で あ る 。

（ １ ） 電 池 の 種 類

・ 一 次 電 池

・ 二 次 電 池 （ 既 存 、 先 端 、 次 世 代 電 池 等 ）

（ ２ ） 電 池 の 使 用 単 位

・ 単 電 池

・ 組 電 池 （ パ ッ ク 、 モ ジ ュ ー ル ）

（ ３ ） 電 池 の 試 験 及 び 状 態 検 出 の 種 類 （ 用 途 ）

・ 電 池 の 試 験

・ 電 池 の 状 態 検 出

（ ４ ） 応 用 産 業 分 野

（ ５ ） 技 術 的 課 題

（ ６ ） 電 池 の 試 験 に 関 す る 技 術

（ ７ ） 電 池 の 状 態 検 出 に 関 す る 技 術

（ ８ ） 電 池 の 状 態 検 出 結 果 を 表 示 す る 技 術

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図1 - 1 電 池 の 試 験 及 び 状 態 検 出 の 技 術 俯 瞰 図

本 調 査 で は 、 図 1-1 の 技 術 俯 瞰 図 に 対 応 し た 技 術 区 分 を 設 定 し 、 特 許 の 技 術 区 分 別 動 向 解 析 を 行 っ て い る 。 技 術 区 分 を 表 1-1に 示 し た 。

電 池 の試験及び状態検出関連技術

政 策 動 向

環 境

・ エ ネ ル ギー 政 策

／ 産 業 振 興 政 策

／ 各 種 規 制 市

場 環 境

ハ イ ブ リ ッ ド 車

・ 電 気 自 動 車、 定 置 型 大 型 電 池 等

→

高 容 量

・ 高 安 全

→

Ｂ Ｍ Ｓ、 試 験 設 備 等 の 需 要 増

（ 蓄 ） 電池の種類

一 次 電 池 Mn、 ｱﾙ ｶﾘ、 Ni系、 ﾘﾁｳﾑ 、 水銀、 亜鉛空気、

その他

二 次 電池

革 新 型 空気、全固体

ﾅﾄﾘ ｳﾑｲｵﾝ 有機二次等 既 存 / 先 端

ﾘﾁｳﾑ ｲｵﾝ 既 存

Ni C d、 鉛、 NiM H等

単 電 池 組 電 池

電 池 の用途（応用産業）

携 帯 機 器

輸 送 機 器 産 業 機 器 蓄 電 装 置 そ の 他

電 池 の試験及び状態検出の技術課題

安 全 性 の向上 低 コ スト化 省 電 力 化 小 型 化

試 験 ・ 測定精度 の 向 上

試 験 ・ 測定時間 の 短 縮

電 池 の 再利用 そ の 他

電 池 の状態検出

（ 電 池 使用時）

充 電 状 態を検 出 劣 化 状 態を検 出 異 常 状 態を検 出 セ ル ば ら つきを

検 出

電 池 の試験及び 状 態 検出の表示

充 電 状 態

劣 化 状 態

異 常 状 態

そ の 他

電 池 の試験

（ 製造・出荷・検査時）

性 能 評 価

安 全 性 評価

電 池 の 劣化、 異 常 を 評価

そ の 他 そ の 他

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表1 - 1 技 術 区 分

＜ 技 術 区 分 ＞

大 分 類 中 分 類 小 分 類 詳 細 分 類

電 池 の 種 類 一 次 電 池 マ ン ガン 乾 電 池

アル カ リ マ ン ガン 乾 電 池 ニッ ケ ル 系 一 次 電 池 オ キ シラ イ ド 乾 電 池 リ チウ ム電 池 酸 化 銀 電 池 水 銀 電 池

空 気 電 池 リ チウ ム空 気 電 池

亜 鉛 空 気 電 池 その 他 海 水 電 池

一 次 電 池 全 般 その 他

二 次 電 池 鉛 蓄 電 池

リ チウ ム二 次 電 池 ニッ ケ ル ・ 水 素 電 池 ニッ ケ ル ・ カ ド ミウ ム電 池 ナ ト リ ウ ム・ 硫 黄 電 池 （ N AS電 池 ）

ニッ ケ ル ・ 亜 鉛 電 池 酸 化 銀 ・ 亜 鉛 電 池 ナ ト リ ウ ム二 次 電 池

多 価 イ オ ン 電 池 カ ル シウ ム電 池

マ グ ネ シウ ム電 池 その 他

レ ド ッ クス ・ フロ ー 電 池 二 次 電 池 全 般 その 他 記 載 な し

その 他 電 池 の 使 用 単 位 単 電 池 組 電 池 記 載 な し その 他

用 途 試 験

状 態 検 出 記 載 な し その 他

産 業 分 野 輸 送 機 器 自 動 車 電 気 自 動 車

ハ イ ブリ ッ ド 自 動 車 自 動 車 全 般 その 他 鉄 道 車 両

電 動 自 転 車 船 舶 飛 行 機 輸 送 機 器 全 般 その 他

携 帯 機 器 携 帯 電 話

ス マ ー ト フォ ン

ノ ー トPC 、 タブレ ッ トPC カ メ ラ

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大 分 類 中 分 類 小 分 類 詳 細 分 類

シェ ー バ ー 電 動 工 具 携 帯 機 器 全 般 その 他

産 業 機 器 ロ ボッ ト

冷 凍 機 クレ ー ン エレ ベ ー ター 産 業 機 器 全 般 その 他

蓄 電 装 置 発 電 シス テ ム用 大 規 模 発 電 用

家 庭 用

発 電 シス テ ム用 全 般 その 他

バ ッ クアッ プ用 蓄 電 装 置 全 般 その 他 記 載 な し

その 他 技 術 課 題 安 全 性 の 向 上

低 コ ス ト 化 省 電 力 化 小 型 化

試 験 ・ 測 定 精 度 の 向 上 試 験 ・ 測 定 時 間 の 短 縮 電 池 の 再 利 用 記 載 な し その 他

電 池 の 試 験 性 能 評 価 （ 製 造 、 出 荷 時 ）

容 量 電 圧 充 電 特 性 放 電 特 性 保 持 保 存 性 電 池 寿 命 その 他 安 全 性 評 価 （ 製 造 、 出 荷

時 ）

電 気 的 試 験 短 絡 試 験

過 充 電 試 験 過 放 電 試 験 過 電 流 試 験 耐 地 絡 試 験 耐 電 流 試 験 その 他

機 械 的 試 験 圧 壊 試 験

釘 刺 し試 験 振 動 試 験 衝 突 試 験 その 他

環 境 試 験 加 熱 試 験

低 圧 試 験 熱 衝 撃 温 度 サ イ クル その 他 X線 等 に よ る 試 験

その 他 電 池 の 劣 化 、 異 常 を評 価

（ 中 古 電 池 の 検 査 時 ）

電 池 の 満 充 電 容 量 の 低 下 に 基 づ い て 評 価

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大 分 類 中 分 類 小 分 類 詳 細 分 類

電 池 の 内 部 抵 抗 の 増 加 に 基 づ い て 評 価

電 池 内 部 で の 微 少 短 絡 X線 等 に よ る 試 験 その 他

記 載 な し その 他

電 池 の 状 態 検 出 充 電 状 態 （ SO C ） を検 出 電 流 積 算 法 電 圧 法 ※

電 流 積 算 法 と 電 圧 法 の 組 み 合 わ せ

その 他 劣 化 状 態 （ SO H ） を検 出

（ 寿 命 判 定 を含 む ）

満 充 電 容 量 の 低 下 か ら求 め る も の

内 部 抵 抗 の 増 加 か ら求 め る も の 内 部 抵 抗 を、 交 流 イ ン ピ ー ダン ス 法 で 求 め る もの

内 部 抵 抗 を、 適 応 デ ィ ジタル フ ィ ル タで 求 め る もの

内 部 抵 抗 を、 その 他 の 方 法 で 求 め る もの

寿 命 予 測 その 他 出 力 状 態 （ SO P） を検 出

異 常 状 態 を検 出 電 池 内 部 で の 微 少 短 絡 電 池 回 路 漏 電

電 池 の 過 充 電 （ 高 電 圧 ） 電 池 の 過 放 電 （ 低 電 圧 ） 電 池 の 温 度 異 常 ト レ ー サ ビ リ テ ィ 向 上 その 他

セ ル ば らつきを 検 出 （ セ ル バ ラ ン ス ）

電 圧 ば らつ き 容 量 ば らつ き 劣 化 ば らつ き その 他 記 載 な し

その 他 電 池 の 状 態 検 出 結

果 の 表 示

充 電 状 態 （ SO C ） を表 示 劣 化 状 態 （ SO H ） を表 示 出 力 状 態 （ SO P） を表 示 異 常 状 態 を表 示 記 載 な し その 他

※ ： 開 放 電 圧 か ら 充 電 状 態 （ SO C） を 求 め る 方 法

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第 ２ 節 電 池 の 試 験 及 び 状 態 検 出 の 技 術 概 要 １ ． 電 池 の 種 類

電 池 は 、 物 質 の 化 学 反 応 又 は 物 理 反 応 に よ っ て 放 出 さ れ る エ ネ ル ギ ー を 電 気 エ ネ ル ギ ー に 変 換 す る 装 置 で あ り 、 反 応 の 違 い に よ り 、 化 学 電 池 と 物 理 電 池 と 生 物 電 池 に 類 別 さ れ る 。 化 学 電 池 は 、 起 電 力 に 関 与 す る 活 物 質 を 保 持 す る タ イ プ と 活 物 質 を 供 給 す る タ イ プ に 類 別 さ れ る 。 ち な み に 、 後 者 の 代 表 例 と し て 燃 料 電 池 が 挙 げ ら れ る 。 ま た 、 物 理 電 池 の 代 表 例 と し て は 、 太 陽 電 池 や キ ャ パ シ タ が 挙 げ ら れ る 。 ま た 、 電 池 は 、 充 電 で き な い 一 次 電 池 と 充 電 可 能 な 二 次 電 池 に よ っ て も 類 別 さ れ る 等 、 そ の 種 類 は 非 常 に 多 岐 に わ た っ て い る 。

図1-2 に 電 池 の 種 類 に 関 し て 記 す が 、 本 調 査 の 調 査 対 象 は 図 1-2 中 の 着 色 の 部 分 で あ る 。

図1 - 2 電 池 の 種 類

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２ ． 電 池 の 試 験 の 概 要

電 池 の 試 験 は 、電 池 の 製 造 時・出 荷 時・検 査 時 に お い て 、電 池 に 対 し て 試 験 器 等 で 行 わ れ る 試 験 で あ り 、 大 き く は 電 池 の 性 能 や 特 性 を 測 定 す る た め の 試 験 と 安 全 性 を 評 価 す る た め の 試 験 に 類 別 さ れ る が 、 そ の 概 要 は 次 の と お り で あ る 。

（ １ ） 電 池 の 性 能 評 価

電 池 の 性 能 評 価 は 、 電 池 が 製 造 さ れ る 過 程 や 出 荷 さ れ る ／ さ れ た 電 池 が 仕 様 を 満 た し て い る か 否 か を 確 認 す る た め の 評 価 で あ る 。 具 体 的 に は 放 電 特 性 、 充 電 特 性 、 容 量 ロ ス 、保 持 保 存 性 、電 池 寿 命 、耐 久 特 性 、耐 性 電 気 特 性 、劣 化 解 析 等 が 挙 げ ら れ る 。こ れ ら の 性 能 は 、 対 象 と な る 電 池 種 、 用 途 や 想 定 さ れ る 使 用 環 境 等 に よ っ て 異 な る た め 性 能 評 価 で 測 定 す る 試 験 項 目 は 多 種 多 様 で あ る 。

（ ２ ） 電 池 の 安 全 性 評 価

電 池 の 安 全 性 評 価 と し て は 、 本 質 的 な 安 全 性 の 評 価 と 通 常 使 用 と は 異 な る 使 わ れ 方 を し た 場 合 の 評 価 が あ る 。具 体 的 に は 、防 爆 特 性 、漏 液 特 性 、暴 走 特 性 、耐 短 絡 特 性 、 過 充 電 特 性 、強 制 放 電 特 性 、機 械・物 理 的 強 度 特 性 等 が 挙 げ ら れ る 。こ れ ら の 安 全 性 評 価 項 目 に つ い て も 対 象 と な る 電 池 種 、用 途 や 想 定 さ れ る 使 用 環 境 等 に よ っ て 異 な る が 、 電 池 が 高 容 量 化 す る ほ ど 厳 し い 評 価 が 求 め ら れ る 。な お 、表1-2に 、JISに 規 定 さ れ て い る 電 池 の 試 験 項 目 に つ い て 示 す 。

（ ３ ） 中 古 電 池 の 評 価

電 気 自 動 車 価 格 の 大 部 分 を 占 め る 電 池 コ ス ト 低 減 の た め に 、 中 古 電 気 自 動 車 か ら 電 池 を 回 収 し て 、 バ ッ ク ア ッ プ 電 源 等 へ 二 次 利 用 す る 動 き が あ る が 、 現 状 で は 、 電 池 の 寿 命 が 正 確 に 把 握 で き ず 、 中 古 電 池 の 価 値 の 評 価 及 び ユ ー ザ ー に 対 す る 信 頼 性 に 課 題 が あ る 。 こ れ ら の 課 題 を 解 決 す る た め に 、 中 古 電 池 の 劣 化 や 異 常 検 出 に 関 す る 試 験 方 法 の 開 発 が 求 め ら れ て い る 。

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表1 - 2 J I Sに 規 定 さ れ て い る 電 池 の 試 験 項 目

大 分 類 中 分 類 大 分 類 中 分 類 小 分 類

一 般 事 項

外 観 検 査

安 全 性

作 動 安 全 特 性 容 量

防 爆

防 爆 特 性

放 電 特 性

放 電 特 性 防 爆 特 性 試 験

最 大 放 電 電 流 特 性 漏 液 防 ま つ 特 性

2 0 ℃放 電 特 性

ガ ス

密 閉 反 応 効 率 試 験 （ ガ ス漏 れ）

5 ℃ 放 電 特 性 ガ ス放 出 特 性 試 験

0 ℃ 放 電 特 性 ガ ス検 出 機 構 作 動 特 性

- 18 ℃ 放 電 特 性 ガ ス排 出 機 構 作 動 特 性

低 温 放 電 特 性 （ -2 0℃ ）

暴 走

過 昇 温 度 防 止 特 性

高 率 放 電 特 性 （ 始 動 用 は- 15 ℃） 耐 熱 暴 走 特 性

最 大 放 電 電 流

高 温

高 温 下 での 組 電 池 容 器 変 形

過 放 電 特 性 試 験 加 熱 安 全 性1 30 ℃

強 制 放 電 特 性 耐 加 熱 特 性 ・外 部 加 熱 試 験

充 電 特 性

回 復 充 電 特 性 耐 類 焼 特 性

深 放 電 後 の 充 電 受 入 れ 特 性 熱 逸 走 試 験

定 電 圧 充 電 受 入 れ特 性

短 絡

外 部 短 絡 安 全 性

容 量 回 復 率 耐 外 部 短 絡 特 性

浮 動 運 転 特 性 耐 内 部 短 絡 特 性

充 電 受 入 れ 特 性 強 制 内 部 短 絡 特 性

5 5 ℃充 電 受 入 れ 特 性

充 電

過 充 電 安 全 性

トリ ク ル 充 電 受 入 れ 特 性 高 率 充 電 安 全 性

連 続 低 率 充 電 特 性 耐 過 充 電 特 性

高 率 充 電 特 性 過 充 電 保 護 回 路 確 認 （ 組 電 池 ）

過 充 電 特 性 過 大 充 電 電 流 制 御 特 性

容 量 ロ ス

短 絡 電 流 及 び内 部 抵 抗 充 電 時 過 熱 制 御 特 性

直 流 内 部 抵 抗

放 電

強 制 放 電 安 全 性

交 流 内 部 抵 抗 耐 強 制 放 電 特 性

内 部 抵 抗

使 用 法 (± 反 転 ）

誤 使 用 に 対 する 安 全 性

保 持 保 存 性

スタン バ イ 状 態 保 持 耐 久 性

物 理 ・ 機 械 的 強 度

圧 壊 安 全 性 容 量 保 存 特 性 (容 量 回 復 特 性 含

む ）

低 圧 安 全 性 （11 .6 K Pa )

長 期 放 置 特 性 機 械 的 強 度

減 液 特 性 耐 振 動 特 性

電 解 液 保 持 試 験 自 然 落 下 安 全 性 （ 1 m）

温 度 ｻｲ ｸ ﾙ （ 高 温 、低 温 放 置75 ℃ 、 - 20 ℃）

耐 衝 撃 (衝 突 ） 特 性

電 池 寿 命

サ イ ク ル 寿 命 耐 落 下 特 性 （1 m）

加 速 サ イ ク ル 寿 命 組 電 池 の 落 下 試 験

軽 負 荷 寿 命 、重 負 荷 寿 命 密 閉 機 能 特 性

過 充 電 寿 命 端 子 強 度

貯 蔵 寿 命 締 め 付 け強 度

過 充 電 寿 命 試 験 材 料 関 係 ほ か 材 料 関 係 特 性 評 価 試 験

過 充 電 特 性

4 0 ℃ での トリク ル 充 電 寿 命 充 放 電 サ イ ク ル 特 性 試 験

耐 久 特 性

強 度 試 験 耐 熱 特 性 試 験 耐 電 流 特 性 試 験 耐 地 絡 特 性 試 験 耐 久 特 性 試 験 そ の 他 静 電 気 放 電

表 示 液 面 表 示

出 典 ： J I Sの 資 料 を 基 に 三 菱 化 学 テ ク ノ リ サ ー チ が 作 成

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３ ． 電 池 の 状 態 検 出 の 概 要

電 池 の 状 態 検 出 は 、 電 池 の 使 用 時 に お い て 、 電 池 に 対 し て 現 在 の 充 電 状 態 、 劣 化 状 態 や 異 常 状 態 等 を 検 出 す る 技 術 で あ り 、 電 池 が 搭 載 さ れ た 機 器 や 設 備 （ 自 動 車 等 を 含 む ） が 安 定 ・ 安 全 な 状 態 に あ る か 否 か を モ ニ タ リ ン グ す る 目 的 で 行 わ れ る こ と が 多 い 。

電 池 の 状 態 検 出 は 、 電 池 の 電 流 、 電 圧 そ し て 温 度 等 の 電 気 的 な モ ニ タ リ ン グ を 実 施 し て 、 充 電 率 （ SOC： State of Charge）、 劣 化 度 ・ 健 全 度 （ SOH： State of Health）、 充 放 電 （ 入 出 力 ） 可 能 電 力 （ SOP： State of Power） の 推 定 を 行 う こ と で あ り 、 ま た 、 こ れ ら は 充 放 電 制 御 に よ る 過 充 電 ・ 過 放 電 対 策 等 の 安 全 性 の 担 保 や 故 障 診 断 、 寿 命 の 推 定 、 さ ら に は 数 多 く の 直 並 列 さ れ た 電 池 間 の 電 圧 あ る い は 容 量 バ ラ ン ス 制 御 な ど に 使 用 さ れ る 。

こ の 中 で 、 状 態 検 出 の 最 も 主 要 な 情 報 と し て は 、 電 流 、 電 圧 そ し て 温 度 を 計 測 す る こ と に よ っ て 得 ら れ る 充 電 状 態（ SOC）と 内 部 抵 抗 の 検 出 が あ り 、充 電 状 態（ SOC）は 、電 池 の 残 量 や 航 続 距 離 （ 使 用 可 能 距 離 ） 及 びSOH： 劣 化 度 の 推 定 、 そ し て 、 内 部 抵 抗 はSOH： 劣 化 度 の 推 定 及 び SOP： 充 放 電 （ 入 出 力 ） 可 能 電 力 の 推 定 な ど に そ れ ぞ れ 使 用 さ れ る 。

充 電 状 態 （ SOC） の 推 定 方 法 に 関 し て は 、 下 記 の 方 法 が あ る 。

（ １ ） 充 放 電 試 験 に よ る も の

（ ２ ） 電 流 積 算 法 に よ る も の

（ ３ ） 開 放 電 圧 （ OCV） の 測 定 に 基 づ く も の

（ ４ ） 端 子 電 圧 の 測 定 に よ る も の

（ ５ ） モ デ ル に 基 づ く も の

ま た 、 内 部 抵 抗 の 推 定 方 法 に 関 し て は 、 下 記 の 方 法 が あ る 。

（ １ ） 交 流 イ ン ピ ー ダ ン ス 測 定 に よ る も の

（ ２ ） モ デ ル に 基 づ き 、 適 応 デ ジ タ ル フ ィ ル タ （ カ ル マ ン フ ィ ル タ 等 ） で 求 め る も の

（ ３ ）I-V特 性（ 電 流 電 圧 特 性 ）か ら の 線 形 回 帰（ I-V特 性 の 直 線 の 傾 き ）に よ る も の

（ ４ ） ス テ ッ プ 応 答 に よ る も の

ま た 、SOHは 充 電 状 態（ SOC）の 経 時 変 化 あ る い は ／ 及 び 内 部 抵 抗 の 経 時 的 増 加 、SOPは SOC と 内 部 抵 抗 を 用 い て 推 定 さ れ る が 、 SOH、 SOP 共 に 実 用 的 に は 重 要 な 数 値 で あ り 、 劣 化 度 合 い を 含 め た そ の 時 点 で の 残 量 と 入 出 力 可 能 電 力 は 、 特 に 電 気 自 動 車 な ど に お い て は 重 要 な 数 値 で あ る 。

そ れ ぞ れ の 方 法 は 、 幾 つ か の 短 所 が 有 り 、 特 に 温 度 に よ る 変 化 、 経 時 的 変 化 等 に よ っ て 大 き な 影 響 を 受 け る の で 、精 度 、即 時 性（ リ ア ル タ イ ム ）、容 易 性（ 低 コ ス ト ）を 総 合 的 に 勘 案 し て 、 推 定 方 法 を 選 択 あ る い は 複 数 の 推 定 方 法 を 組 み 合 わ せ て 使 用 さ れ る 。

第 ３ 節 電 池 の 試 験 及 び 状 態 検 出 の 技 術 的 課 題 １ ． 技 術 的 課 題

（ １ ） 電 池 の 試 験

電 池 の 試 験 方 法 の 研 究 開 発 及 び そ の 標 準 化 は 、 小 型 携 帯 機 器 用 の 電 池 に 関 し て は 、 ほ ぼ 終 了 し て い る 。 す な わ ち 、 小 型 携 帯 機 器 用 の 電 池 に 関 し て は 、 試 験 方 法 そ の も の の 技 術 課 題 は ほ ぼ 解 決 さ れ 、 標 準 化 も ほ ぼ 完 了 し て い る 。

し か し な が ら 、 最 近 多 発 し た サ ム ス ン 製 ス マ ー ト フ ォ ン の 発 火 事 故 に よ っ て 、 見 直 し が な さ れ る 可 能 性 も あ る 。

一 方 、自 動 車（ xEV）向 け 、あ る い は 電 力 平 準 化 の た め の 蓄 電 シ ス テ ム 用 の 大 型 電 池

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に 関 し て は 、 特 に リ チ ウ ム イ オ ン 電 池 の 安 全 性 に 関 し て 、 未 解 決 な 点 も 多 く 、 現 在 で も 引 き 続 き 研 究 開 発 が 実 施 さ れ て い る 。 中 で も 、 多 く の 電 池 を 直 並 列 で 使 用 す る 電 池 パ ッ ク ／ モ ジ ュ ー ル 等 の 組 電 池 に 関 し て は 、 例 え ば 、 熱 連 鎖 試 験 法 な ど は 国 際 標 準 化 に お い て 審 議 中

1

で あ り 、 技 術 課 題 と し て 残 っ て い る 。

こ の よ う な 背 景 か ら も 、直 近 で は 、2016年5月20日 、大 阪 市 で 大 型 蓄 電 池 の 安 全 性 を 調 べ 、認 証 機 関 の 役 目 を 果 た す「 蓄 電 池 評 価 セ ン タ ー（ NLAB）」が オ ー プ ン し た

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。独 立 行 政 法 人 の 製 品 評 価 技 術 基 盤 機 構 （ NITE） が 85 億 円 を か け て 整 備 し た も の で あ る 。

（ ２ ） 電 池 の 状 態 検 出 技 術

技 術 課 題 と し て は 、 適 用 機 器 の 拡 大 に 応 じ て 、 高 度 な 制 御 の た め の 高 精 度 で か つ 即 時 性 （ リ ア ル タ イ ム ） を 合 わ せ 持 つ 状 態 検 出 技 術 の 開 発 が 重 要 で あ る 。

例 え ば 、 電 気 自 動 車 等 の 駆 動 用 電 源 と し て の 電 池 は 、 大 型 化 に よ る 危 険 性 の 増 大 だ け で な く 、 フ ュ ー エ ル ゲ ー ジ と し て の 正 確 な 残 量 検 出 な ど は 、 冬 季 あ る い は 山 中 な ど で 航 続 不 能 に 陥 る と 人 命 に 関 わ る も の で あ り 、 非 常 に 重 要 な 技 術 と な っ て い る 。

す な わ ち 、 時 間 を 掛 け れ ば あ る 程 度 正 確 に 検 出 可 能 で あ る が 、 即 時 性 が ポ イ ン ト で あ り 、 特 に 電 気 自 動 車 な ど で は 走 行 時 に 状 態 検 出 で き る か 否 か は 重 要 で あ る 。

表1-3、1-4に そ れ ぞ れSOCと 内 部 抵 抗 の 推 定 法 の 課 題 を ま と め た が 、精 度 と 即 時 性 の 両 者 を 満 足 し て 、 か つ 、 容 易 に 実 施 で き る 方 法 は 今 後 の 継 続 的 な 開 発 課 題 で あ る 。

表1 - 3 S O Cの 推 定 法 と 課 題

SOC 具 体 的 な測 定 法 精 度

測 定 時 間

即 時 性 そ の 他

充 放 電 試 験 定 電 流 ／ 定 電 圧 法 ○ × × 運 用 中 不 可

電 流 積 算 方 式 電 流 値 積 算 △ ～ × ○ ○ 初 期 誤 差 に 測 定 誤 差 が 積 算

電 圧 （ OCV） 法 開 回 路 電 圧 測 定 ○ × ×

運 用 中 不 可 か つ分 極 緩 和 に 長 時 間 必 要

（ 事 前 にOCVマッ プ 等 が 必 要 ） 端 子 電 圧 測 定 法 (閉 回 路 ） 電 圧 測 定 △ ○ ○ 温 度 、負 荷 等 の 補 正 が 必 要

モ デル 法

電 気 化 学 モ デル ／ 等 価 回 路 法 ほ か （ 適 応 デジ タル フ ィ ル タ： カ ル マン フ ィル タ法 含 む）

○ ～ △ ○ ○ パ ラ メ ータの 設 定 等 、複 雑 で難 しい

表1 - 4 内 部 抵 抗 の 推 定 法 と 課 題

内 部 抵 抗 具 体 的 な測 定 法 精 度

測 定 時 間

即 時 性 そ の 他

交 流 イ ン ピ ーダン ス 法

周 波 数 応 答 性 ○ ○ － 特 殊 な装 置 が 必 要 かつ 実 験 室 での 測 定

モ デル 法

電 気 化 学 モ デル ／ 等 価 回 路 法 ほ か （ 適 応 デジ タル フ ィ ル タ： カ ル マン フ ィル タ法 含 む）

○ ～ △ ○ ○ パ ラ メ ータの 設 定 等 、複 雑 で難 しい

I- V特 性 法 I- V特 性 の 傾 き △ ○ ○ 温 度 、負 荷 等 の 補 正 が 必 要

ステッ プ 応 答 電 圧 変 化 測 定 ○ × ×

特 定 の 信 号 電 圧 が必 要 で、緩 和 時 間 が 必 要

出 典 ： 足 立 、 廣 田 ： バ ッ テ リ ー マ ネ ジ メ ン ト 工 学 電 池 の 仕 組 み か ら 状 態 推 定 ま で 、 東 京 電 機 大 学 出 版 局

（ 20 1 5） を 基 に 三 菱 化 学 テ ク ノ リ サ ー チ が 作 成

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国 際 評 価 技 術 ht t p: // ww w .n i te . go .j p/

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「 電 動 車 両 用 電 池 ・ 充 電 に 関 す る 国 際 標 準 化 の 進 歩 」 JA R I R es ea rc h J ou r na l 20 1 21 2 01 h t tp : // ww w. j ar i. o r. jp /P o rt a ls / 0/ re so u rc e/ J RJ _q /J R J2 0 14 1 20 1_ q. p df

本 編 目 次 要 約 第 １ 部 第 ２ 部 第 ３ 部 第 ４ 部 第 ５ 部 資 料 編 第 ６ 部

第 ２ 章 市 場 環 境 調 査

第 １ 節 電 池 の 試 験 及 び 状 態 検 出 関 連 の 市 場 動 向 １ ． BMS市 場 の 現 状

2015年 の 世 界 のBMSの 販 売 金 額 は19億 ド ル（ 約2,000億 円 ）で あ っ た 。地 域 別 で は 、 現 状 、北 米 、欧 州 、ア ジ ア が 共 に 約30％ で あ る 。国 別 で は 、米 国 が 最 も 多 く（ 27.1％ ）、 中 国 （ 13.5％ ）、 日 本 （ 11.3％ ） が 続 い て い る （ 図2-1）。

図2 - 1 B M S市 場 の 地 域 別 ・ 国 別 シ ェ ア

出 典 ： M &M「BA TT E RY M A NA GE ME N T S YS T EM M A RK ET : G L OB A L TR E ND A N D FO R EC AS T T O 2 0 22」 を 基 に 三 菱 化 学 テ ク ノ リ サ ー チ が 作 成

２ ． BMS市 場 規 模 推 移 と 将 来 予 測

今 後 高 い 成 長 率 が 期 待 さ れ て お り 、2022年 に は2015年 の 約3.7倍 の70億 ド ル と な る と 予 想 さ れ て い る 。 地 域 別 で は 、 米 欧 中 日 の 国 ・ 地 域 を 中 心 に 成 長 す る こ と が 予 測 さ れ て い る （ 図2-2）。 産 業 分 野 別 で は 、 携 帯 機 器 、 再 生 可 能 エ ネ ル ギ ー シ ス テ ム （ 定 置 用 蓄 電 装 置 ）、自 動 車 分 野 の 比 率 が 高 い が 、こ の 中 、自 動 車 分 野 が 最 も 成 長 率 が 高 く 、次 い で 、 再 生 可 能 エ ネ ル ギ ー シ ス テ ム （ 定 置 用 蓄 電 装 置 ） で あ る が 、 携 帯 機 器 も 含 め た 他 の 産 業 分 野 の 成 長 率 も 比 較 的 高 く （ 図 2-3）、 BMS 市 場 は 、 多 く の 産 業 分 野 に お い て 今 後 大 き く 成 長 す る こ と が 期 待 さ れ て い る 。

図2 - 2 B M Sの 地 域 別 市 場 規 模 の 推 移 及 び 将 来 予 測

出 典 ： M & M「 BA TT ER Y M AN AG E ME NT SYS T EM M A RK ET : G LO BA L T RE ND A N D FO R EC AS T T O 20 2 2」 を 基 に 三 菱 化 学 テ ク ノ リ サ ー チ が 作 成

米国

カナダ

メキシコ ドイツ フランスイギリス 中国 日本

インド 中東

南米 アフリカ

その他

北米

欧州 アジア

その他

2015年売上 19億米ドル

（約2,000億円）

日本 米国 欧州 中国 その他

0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000

2013年

（実績）

2014年

（実績）

2015年

（実績）

2016年

（予測）

2018年

（予測）

2020年

（予測）

2022年

（予測） 市

場 規 模（ 百 万 米 ド ル）

日本 米国 欧州 中国 その他

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図2 - 3 B M Sの 産 業 分 野 別 市 場 規 模 の 推 移 及 び 将 来 予 測

出 典 ： M & M「 BA TT ER Y M AN AG E ME NT SYS T EM M A RK ET : G LO BA L T RE ND A N D FO R EC AS T T O 20 2 2」 を 基 に 三 菱 化 学 テ ク ノ リ サ ー チ が 作 成

第 ２ 節 参 入 メ ー カ ー 動 向 １ ． 世 界 のBMSの 主 要 メ ー カ ー

BMSの 仕 様（ 定 義 ）は 産 業 分 野 に よ り 異 な り 、ま た 販 売 価 格 が 公 表 さ れ て い な い 場 合 が あ る 等 の 理 由 に よ り 、 BMS 全 体 で の 企 業 別 の 売 上 シ ェ ア を 正 確 に 把 握 す る こ と は 難 し い が 、 BMS市 場 に お け る 世 界 の 主 要 企 業 と し て は 、 JOHNSON MATTHEY（ イ ギ リ ス ）、 LITHIUM BALANCE（ デ ン マ ー ク ）、 VALENCE TECHNOLOGY（ 米 国 ） 等 が 挙 げ ら れ て い る 。

２ ． 自 動 車 分 野 の 主 要BMSメ ー カ ー

電 気 自 動 車 や ハ イ ブ リ ッ ド 自 動 車 等 の 電 動 化 車 両 （ xEV） 分 野 に お け る 2015 年 の 販 売 台 数 実 績 で は 、 日 本 企 業 が 半 分 以 上 の シ ェ ア を 占 め て い る （ 図2-4）。 こ れ は 、 上 流 産 業 で あ る 自 動 車 や 電 池 分 野 で 日 本 企 業 が 市 場 優 位 性 を 発 揮 し て い る こ と よ り 、 そ の サ プ ラ イ チ ェ ー ン に 組 み 込 ま れ て い る 日 本 企 業 （ デ ン ソ ー 、 ケ ー ヒ ン な ど ） も 市 場 で 優 位 に 事 業 展 開 が で き て い る た め で あ る と 推 察 さ れ る （ 図 2-5）。

図2 - 4 世 界 に お け る 電 動 化 車 両 （ x E V） 用B M Sの メ ー カ ー シ ェ ア

注 ： ア イ ド リ ン グ ス ト ッ プ 車 に 代 表 さ れ る マ イ ル ド H E Vは 除 外 し 、H E V/ PH E V/ EV /F C V市 場 に 限 定 し て い る 。

出 典 ： 富 士 経 済 「 2 0 1 6年 版 HE V、 E V 関 連 市 場 徹 底 分 析 調 査 」

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000

2013年

（実績）

2014年

（実績）

2015年

（実績）

2016年

（予測）

2018年

（予測）

2020年

（予測）

2022年

（予測） 市

場 規 模（ 百 万 米 ド ル）

1. 携帯機器

2. 再生可能エネルギーシステム 3. 自動車

4. 通信機器 5. UPS

6. 医療 7. 軍用 8. その他

A社（日本） 52.7%

B社（日本） 9.9% C社（韓国）

6.5% D社（日本）

3.4% E社（韓国） 3.0% F社（韓国）

2.8% G社（中国）

2.6% H社（日本）

2.4% I社（米国）

2.2% J社（ドイツ）

1.4%

K社（ドイツ） 0.9%

L社（日本） 0.2%

その他 11.9%

2015年売上実績 2,305千台

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図2 - 5 自 動 車 メ ー カ ー ／ 電 池 メ ー カ ー ／ B MSサ プ ラ イ ヤ の 業 界 図

注 ： V Wグ ル ー プ：V ol ks w ag enグ ル ー プ 、P SAグ ル ー プ：P eu ge o t C it ro enグ ル ー プ 、G M社：G e ne ra l M ot o rs 社 、 J CS社 ： Jo h ns on Co nt rol s -S a ft A dv a nc ed Po we r S ol u ti o ns社

出 典 ： I T me d ia：h tt p: / /i ma ge . it med i a. c o. jp /l / im /m n /a rt ic l es / 11 0 1/ 01 /l _ AE 12 f s_ fi g0 1 .j p g等 を 基 に 三 菱 化 学 テ ク ノ リ サ ー チ が 作 成

EV＿HEV業界図

Tesla Mo to rs社（ 米国）

トヨタ自動車

富士重工業

マ ツダ

日産自動車

Re n au lt社（ フランス ）

VWグループ（ ド イツ）

ス ズキ

本田技研工業

三菱自動車

PSAグループ（フランス ）

Hyu ndai Mo to r社（ 韓国）

FiatAut om o bi le s社（ イタリ ア） Daimle r社（ ド イツ）

Fo rd Mo to r社（米国）

GM社（米国）

B MW社（ ドイツ）

Ch rysler社（ 米国）

B YD（ 中国）

HEV技術を供与 EVを供与 リチウム エナジージャパン

オートモーティブエナジー サプライ（ AESC） プライム アース EVエナジー

ブルーエナジー

JCS社（ 米国）

SBLiMo tive 社（ ド イツ） E V用

H E V用 PHE V 用

PH E V/電動バイク 用 E V用

H EV 用

E V/H EV 用

E V/H EV 用 E V用

H EV 用 E V用

電動バイク 用

H EV 用

EV 用 E V用

PHE V 用 EV 用

E V用

H EV 用

E V用

PHE V 用 H EV 用 H EV 用

E V用

H EV 用 E V用

H EV 用

E V用

Jo hn sonC on tr ol s社（ 米国）

Samsun g SDI社（ 韓国）

Ro bert B o sch 社（ド イツ） パナソニック

三洋電機

（合併）

NEC N ECエナジーデバイス

東芝

GSユアサ

B YD社（ 中国）

Saft社（ フランス ）

日立製作所

蓄電分野で提携

LG Che m社（ 韓国）

SKEn ergy社（ 韓国） ソニー

→村田製作所（ 事業譲渡）

A1 2 3 Syste ms社（ 米国） ^{（ 倒産）}

自動車メ ーカー 合弁企業

ティア１サプライヤ/ 電池メ ーカー

電池供給 資本関係 提携/共同開発 Audi社（ド イツ）

ACCU motive 社（ ドイツ） E V 用

HE V 用 EV /HE V用

N EC エナジーソリューション

万向集団（ 中国）

（買収）

デンソー

カルソニックカンセ イ

日立製作所 BMS サプライヤ

ケーヒン

LG Ch em社（韓国）

H yu n dai Ke fico 社（韓国）

PREH 社（ ド イツ） BYD社（ 中国）

三菱電機

Jo hn son M at th ey社

（イギ リ ス） Valen c e Tec h 社（米国）

Te sla社（ 米国） Vec tro 社（ 米国）

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第 ３ 章 政 策 動 向 調 査

第 １ 節 科 学 技 術 政 策 及 び 研 究 開 発 プ ロ ジ ェ ク ト

日 本 で は 、 エ ネ ル ギ ー 資 源 に 乏 し い 国 情 を 背 景 に 発 足 し た サ ン シ ャ イ ン 計 画 等 の エ ネ ル ギ ー 政 策 や 電 池 産 業 で 世 界 を リ ー ド し て い る こ と 等 よ り 、 科 学 技 術 政 策 は 電 池 の 研 究 開 発 に 軸 足 が あ り 、 電 池 の 試 験 及 び 状 態 検 出 に つ い て も 電 池 開 発 に 関 連 し た 研 究 が 主 た る も の で あ る 。欧 米 で は 、電 池 の 研 究 開 発 に 加 え て 、電 池 の 状 態 検 出 、特 に 、BMS関 連 の 研 究 開 発 プ ロ ジ ェ ク ト も 多 数 実 施 し て い る 。 こ れ ら の 日 米 欧 の 国 家 研 究 開 発 プ ロ ジ ェ ク ト の 概 要 に つ い て 表3-1に 示 す 。

中 国 で は 、第10次 五 カ 年 計 画 等 の 中 で 、主 と し て 電 気 自 動 車 を タ ー ゲ ッ ト と し た 電 池 開 発 や 標 準 化 を 実 施 し 、第12次 五 カ 年 計 画 で 特 に 車 載 用 蓄 電 池 の 開 発 及 び 試 験 方 法 な ど の 整 備 が 促 進 さ れ た 。

韓 国 で も 、 電 池 開 発 を 中 心 と し た 科 学 技 術 政 策 と な っ て お り 、 電 池 の 試 験 及 び 状 態 検 出 に 関 連 す る 動 き と し て は 、 目 立 っ た も の は な い 。

表3 - 1 日 米 欧 の 国 家 研 究 開 発 プ ロ ジ ェ ク ト の 総 括 B M S関 連 プロ ジ ェ ク ト数

（ 期 間 ）

2 016年 度 実 施 数 2 016年 度 の 研 究 の 主 な内 容 日 本

7件

（ 19 92 ～2 016年 ）

0 －

米 国

1 4件

（ 20 12 ～2 016年 ）

8

ワ イ ヤ レ ス セ ン サ シ ス テ ム 、 電 池 内 埋 め 込 み 型 光 フ ァ イ バ ー な ど に よ る B M S 開 発 ほ か 。キーワ ードは 「 リ ア ル タイ ム」 、「 セ ル 限 界 使 用 」 、「 過 剰 設 計 排 除 」

欧 州

6件

（ 20 08 ～2 016年 ）

2

E VE R L AST IN G （ 電 気 自 動 車 の 走 行 距 離 、 電 池 寿 命 、 安 全 性 な ど の 向 上 をバ ッ テリ ーマネ ジ メ ン トで達 成 する ）

第 ２ 節 産 業 振 興 政 策

2013年4月 に ド イ ツ が 「 Industry 4.0」 戦 略 を 打 ち 出 し 注 目 を 集 め て い る が 、 米 国 は 2012 年 2 月 に 「 国 家 先 進 製 造 戦 略 計 画 （ NSTC）」 を 、 イ ギ リ ス は 2013 年 10 月 に 「 UK Industry 2050」を 、中 国 は 、2015年5月 に「 中 国 製 造2025」を 、韓 国 は 2014年6月 に 官 民 共 同 で 「 製 造 業 革 新 3.0 戦 略 」 を そ れ ぞ れ 打 ち 出 す な ど 、 先 進 国 及 び 中 国 で は 再 工 業 化 す る 動 き が 活 発 で あ り 、 新 た な 工 業 革 命 （ 第 4 次 産 業 革 命 ） の 到 来 が 現 実 味 を 帯 び 始 め て い る 。 一 方 、 日 本 政 府 も こ の 潮 流 を 重 要 視 し 、 安 倍 首 相 は 「 日 本 再 興 戦 略 2016 」

1

に 基 づ い て 、「 第 4次 産 業 革 命 」 に 対 応 す る 「 未 来 投 資 会 議 」

2

を2016年10月 に 立 ち 上 げ た 。こ の よ う に 各 国 に お い て 、ICT技 術 等 に 関 連 し た 先 進 製 造 分 野 の 産 業 振 興 政 策 が な さ れ て い る （ 表3-2）。

一 方 、電 池 の 状 態 検 出 技 術 、そ し て そ の 技 術 を 用 い た 電 池 制 御 シ ス テ ム（ BMS）と 市 場 及 び 産 業 振 興 政 策 と の 関 連 を 見 る と 、 今 後 、 市 場 の 飛 躍 的 拡 大 が 最 も 期 待 さ れ て い る の は 電 気 自 動 車 や 、 定 置 型 エ ネ ル ギ ー 貯 蔵 シ ス テ ム な ど で あ る 。

ま た 、 産 業 振 興 政 策 と の 関 連 と し て は 、 電 気 自 動 車 や 遠 隔 地 で の エ ネ ル ギ ー 貯 蔵 シ ス テ ム な ど に お け る 自 動 運 転 化 に 用 い ら れ る 駆 動 電 源 あ る い は 貯 蔵 シ ス テ ム と な る 電 池 の 状 態 検 出 技 術 及 び BMS 技 術 に お い て は 、 ICT 技 術 に よ る 高 度 利 用 化 は 不 可 欠 で あ り 、 産

1

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本 編 目 次 要 約 第 １ 部 第 ２ 部 第 ３ 部 第 ４ 部 第 ５ 部 資 料 編 第 ６ 部

業 振 興 政 策 の 方 向 性 と 一 致 し て い る 。さ ら に は 、ICT技 術 を 高 度 に 利 用 す る コ ン セ プ ト も 既 に 幾 つ か 発 表 さ れ 、 BMSに お い て もICT技 術 の 高 度 利 用 化 の 萌 芽 が 見 ら れ る 。

ICT 技 術 の 高 度 利 用 化 が 今 後 の 電 池 の 状 態 検 出 技 術 及 び BMS と 大 き な 関 わ り を 持 つ 理 由 と し て は 、 次 の 二 点 が 考 え ら れ る 。

一 つ は 、電 池 が 使 用 さ れ る 側（ 例 え ば 自 動 車 な ど ）と 、電 池 シ ス テ ム の 両 者 に お い て 、 ICT技 術 の 活 用 が 重 要 な ポ イ ン ト で あ る 、 と い う 背 景 を 持 つ 点 で あ る 。

も う 一 つ と し て 、 将 来 の 市 場 が 大 き く 伸 展 す る こ と が 期 待 さ れ て い る （ 無 人 ） 自 動 運 転 （ 電 気 ） 自 動 車 は 、 こ の よ う なICT技 術 を 抜 き に し て は 考 え ら れ な い こ と で あ る 。

以 上 の 理 由 か ら 、電 池 の 状 態 検 出 技 術 と そ れ を 用 い たBMSは 、ICT技 術 、す な わ ち 通 信 手 段 と し て の IoT、制 御 技 術 と し て ク ラ ウ ド 上 で の ビ ッ グ デ ー タ の 活 用 やAI技 術 の 利 用 な ど に 直 結 す る キ ー テ ク ノ ロ ジ ー の 一 つ と し て 、 今 後 ま す ま す そ の 重 要 性 は 増 大 す る こ と が 予 想 さ れ る 。 す な わ ち 、 こ の 技 術 は 、 革 新 型 蓄 電 池 開 発 等 の 要 素 技 術 開 発 の 重 要 性 と と も に 、 そ の 蓄 電 池 を 安 心 ・ 安 全 に 最 大 の パ フ ォ ー マ ン ス を 得 る た め の 総 合 技 術 と し て 、 大 き な 飛 躍 を 遂 げ る も の と 考 え ら れ る 。

表3 - 2 各 国 の 産 業 振 興 政 策 ： 先 進 製 造 とIC T技 術 国

（ 地 域 ）

政 策 ： ビ ジ ョン ・ 戦 略 主 な推 進 プ ロ グ ラ ムの 内 容 ICT技 術 との 関 連 そ の 他

日 本

・ 「 日 本 再 興 戦 略2 0 1 6」

「 第4次 産 業 革 命 」

・ 「 第4次 産 業 革 命 」 イ ノベーシ ョ ン （ 技 術 力 ） 向 上 、特 に 人 工 知 能 に 関 する 研 究 の 推 進 、自 動 走 行 、医 療 ・ 介 護 、イ ン フ ラ など の 有 望 分 野 に おけ る 技 術 革 新 を社 会 実 装 する 、ICT資 本 ストッ ク の 充 実 など の 課 題 を解 決 。

「 第5期 科 学 技 術 基 本 計 画 」 及 び「科 学 技 術 イ ノ ベーシ ョ ン 総 合 戦 略 2 01 6」 に おける

「 So c i et y5 .0 」 との 連 携

・ イ ノベーシ ョ ン と構 造 改 革 に よ る 社 会 変 革

（ So c i et y5 .0 ）

人 工 知 能 、ロ ボ ッ ト、Io T など の 技 術 革 新 を社 会 実 装 し、産 業 構 造 改 革 を 促 進

「 超 スマート社 会 」

（ So c i et y5 .0 ） を実 現 し、 サ イ バ ー空 間 とフ ィ ジ カ ル 空 間 （ 現 実 社 会 ） を高 度 に 融 合 させ る

・ 「 未 来 投 資 会 議 」 （ 20 16 年10月 開 催 ）

首 相 が 議 長 を務 め 、成 長 戦 略 の 司 令 塔 として開 催 し、主 要 分 野 別 の 「 構 造 改 革 徹 底 推 進 会 合 」 で

「 第4次 産 業 革 命

（ So c i et y5 .0 ）・ イ ノベーシ ョ ン 」 ほ か全4分 野 を推 進

米 国

・ 「 先 進 製 造 パ ートナ ーシ ッ プ （ AM P: Ad v a nce d m a n u fac tu ri n g

Pa rt n e rsh i p ）」 （2 011年 ）

・ 「 国 家 先 進 製 造 戦 略 計 画 （N a t i on a l St ra te g i c Pl a n fo r Ad v a n c e d M a nu fa ct u ri n g）」 （2 01 2 年 ） 「 AM P2 .0 」（2 013年 ）

・ 製 造 イ ノベ ーシ ョ ン 機 構

（ IM Is ： In s t i t u te fo r M a n u fa c t u ri n g In n o v a t i o n ）

① 3 D製 造 技 術

② 次 世 代 パ ワ ーエ レク ト ロ ニ ク ス

③ 軽 量 金 属 技 術

④ デジ タル 製 造 ・ 設 計

⑤ 先 進 複 合 材 製 造

⑥ シ リ コン フ ォ トニ ク ス

⑦ フ レ キシ ブ ル ・ハ イ ブ リ ッ ド・ エ レ ク トロ ニク ス

⑧ スマート製 造 技 術

・ デ ジ タル 製 造 ・ 設 計

① サ イ バ ーセ キュリ ティ

② スマート工 場 の 可 視 化

③ 知 能 機 械 に 必 要 なデ ータコミ ュニ ケ ーシ ョ ン

④ リ ア リ ティ とウ エ ア ラ ブ ル コン ピ ューティ ン グ

⑤ シ ステムデザ イ ン

⑥ サ イ バ ーフ ィ ジ カ ル製 造

・ ス マー ト製 造 技 術 ： サ イ バ ー・ フ ィ ジ カル ・ シ ステ ム

・ 民 間 企 業 に よ るIo T関 連 プ ロ ジ ェ ク ト

① イ ン ダ ストリ ア ル ・ イン ターネ ッ ト・ コン ソ ーシ ア ム： G E 、イ ン テル

② オ ープ ン・ イ ン ターコネ ク ト・ コン ソ ーシ ア ム： イ ン テル ほ か

③ オ ール シ ーン・ ア ラ イ ア ン ス: ク ア ル コムなど 全 5プ ロ ジェ ク ト

欧 州

・ M a n u fa c t u re A Vi s i o n f o r 2 0 2 0 （200 4年 ） によ る 先 進 製 造 （ Ad v an ce d M a nu fa ct u ri n g） ネ ッ トワ ーク 化 され た 知 識 集 約 型 企 業 の 発 展 、特 にICT 技 術 が 重 要

・ E u ro p e2 02 0（ 201 0年 ）

・ 先 進 製 造 技 術 研 究 開 発 ロ ー ドマ ッ プ 「 St ra t e g i c m u l t i - An n u a l

R o a d m a p 2 0 10 - 20 1 3」 に 基 づ き 、「 F act o ri e s o f F u tu re（ F o F） 」 として、 F P7 ：2 01 0～ 20 13年 で4 領 域 、H o ri z o n 20 20 ： 2 01 4～ 20 20年 で6領 域 の 優 先 領 域 を決 め て推 進

・ F P7

領 域2： 「 ICTを活 用 した イ ン テリ ジ ェ ン トな製 造 業 」 に おいて、ICT関 連 で 2 00 9～ 20 12年 に7テー マ実 施

・ H o ri z o n 2 0 20

領 域3： 「 デジ タル 化 、ヴ ァ ーチ ャ ル 化 され 、資 源 効 率 の 高 い工 場 」 領 域4： 「連 携 可 能 で移 動 性 の 高 い企 業 活 動 」 など が 、デジ タル 技 術 を 用 いた 工 場 間 の 接 続 に 関 連 する 内 容

・ メ ン バ ー国 との 関 連 イ ギ リ ス：「 高 価 値 製 造 」

（ 20 11年 ） 、「 製 造 業 の 将 来 」 （2 013年 ）

ドイ ツ ： 「 In du s t ry 4. 0」

（ 20 11年 ） と類 似 の取 組 は 多 い

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国

（ 地 域 ）

政 策 ： ビ ジ ョン ・ 戦 略 主 な推 進 プ ロ グ ラ ムの 内 容 ICT技 術 との 関 連 そ の 他

ドイ ツ

・ ハ イ テク 戦 略2 0 20

（ 20 10年 ）

・ 新 ハ イ テク 戦 略

（ 20 14年 ）

重 点 領 域 「 デジ タル 経 済 ・ 社 会 」 でIn d u st ry 4 .0

（ 20 11年 ～ ） 、「持 続 可 能 な経 済 とエ ネ ル ギ ー」 で 蓄 電 池 開 発 など を実 施 。

・ In d u s t ry 4 . 0での 重 点 領 域

① 組 込 み シ ステム： サ イ バ ー・ フ ィ ジ カル ・ シ ス テム

② スマートフ ァ ク トリ を中 心 に

③ ク ラ ウ ドコン ピ ューティ ン グ

④ 通 信 ネ ッ トワ ーク

⑤ IT ・ セ キュリ ティ

・ 組 込 み シ ステ ム： サ イ バ ー・ フ ィ ジ カ ル ・ シ ステ ム モ バ イ ル イ ン ターネ ッ トア ク セ スとア ク セ シ ビ リ ティ

（ 自 律 的 な生 産 シ ステム を結 合 する た めの ネ ッ ト ワ ーク ） 、最 適 なセ ン サ や 高 度 なア ク チ ュエ ータ技 術 の 革 新

・ ス マー トフ ァ ク ト リ 操 作 性 、機 器 の イ ン ター フ ェ イ スを改 善 し、人 と機 械 の イ ン ターフ ェ イ スに 関 する 技 術 、機 械 と機 械 が 自 律 的 に 協 調 し、特 別 な プ ロ グ ラ ムを必 要 としな い連 携 を可 能 に する 技 術

・ 横 断 的 課 題

① 標 準 化 ： 国 際 ／ 国 内

（ IE C、ISO 、欧 州 標 準 と連 携 ）

② モ デル 化 に よ る複 雑 性 の 管 理

③ 安 全 と情 報 セ キュリ テ ィ

④ 人 材 育 成 （労 働 内 容 の 変 化 に 応 じた 育 成 ）

中 国

・ 第1 2次 五 カ 年 計 画

（ 20 11 ～2 015年 ）

・ 国 家 中 長 期 科 学 技 術 発 展 計 画 綱 要

（ 20 06 ～2 020年 ）

・ 中 国 製 造2 0 2 5

（ 20 15年 ）

・ 中 国 製 造2 0 2 5

「 五 つ の基 本 方 針 」 「 四 つ の 基 本 原 則 」「 三 段 階 戦 略 」 に よ り イ ノベーシ ョ ン を中 心 に して「 製 造 強 国 」 となる

ま た 、そ の 実 現 に 向 け て、「 九 つ の 戦 略 任 務 」 を 示 し、十 大 重 点 分 野 を指 定

さら に 、「 五 つ の 重 大 プ ロ ジ ェ ク ト」 及 び、イ ノベーシ ョ ン 能 力 を高 める ため に 六 つ の 方 針 を示 した

・ 九 つ の 戦 略 任 務

② 「 情 報 化 と工 業 化 の 高 度 な融 合 」 知 能 化 (イ ン テ リ ジ ェ ン ト） 製 造 ⑥ 「十 大 重 点 分 野 」 次 世 代 情 報 技 術 （ ドイ ツのIn d u st ry 4 .0と同 様 に 、イ ン ターネ ッ トと製 造 業 等 の 融 合 で あ る 「 イ ン ターネ ッ ト＋」 ） を十 大 重 点 分 野 の第1 に 掲 げ ている

・ 五 つ の 重 大 プ ロ ジ ェ ク ト

② 知 能 化 製 造

・ ド イ ツ 「 In d u s t ry 4 . 0 」 との 関 わ り

2 014年10月 に 中 国 李 克 強 首 相 とドイ ツ の メ ル ケ ル 首 相 の 間 で、

「 In d u st ry 4 .0 」に おける ド イ ツ との 協 力 を求 める

「 中 独 ア ク シ ョン プ ラ ン」 を 発 表 し、両 政 府 は 協 力 の た め のフ レ ームワ ーク の 構 築 、支 援 策 の 策 定 を 行 うことに した

韓 国

・ 「 製 造 業 革 新3 . 0戦 略 」

（ 20 14年 ）

「 製 造 業 革 新1. 0」 （19 60

～ 1 970年 台 前 半 ） 、「 製 造 業 革 新2 . 0」（ 19 70年 台 後 半 ～ ） を引 き 継 いで いる 。

・ 「 製 造 業 革 新3 . 0戦 略 」 スマート生 産 方 式 の 導 入 や 融 合 新 産 業 の 創 出 に よ っ て、製 造 業 先 進 国 を 先 導 する ことを目 標

2 017年 ま でに約24兆 ウ ォ ン （ 約2兆6, 000億 円 ） を投 資 して1万 か所 の スマート 工 場 を設 置 。（ 輸 出1兆 ド ル を目 指 す）

ま た 、韓 国 政 府 によ る 研 究 開 発 投 資 は 、「 情 報 」 分 野 に 約15 ％ 、約3兆 ウ ォ ン投 資

（ 最 も 多 い） 。推 進 する 「融 合 新 産 業 」はIo T市 場 の 拡 大 を見 据 えて、ITなど の 先 端 産 業 に 、これ ま でに 培 っ た 製 造 業 の 生 産 工 程 を導 入

・ 中 国 「 中 国 製 造2 0 2 5」 と の 関 わ り

2 015年10月 に 中 国 李 克 強 首 相 と韓 国 朴 槿 恵 大 統 領 との 間 で、「 中 国 製 造20 25」 と「 製 造 業 革 新3 .0戦 略 」 の連 携 を進 め 、協 力 していく ことを確 認

出 典 ： 科 学 技 術 振 興 機 構 、 内 閣 府 、 経 産 省 の 資 料 等 を 基 に 三 菱 化 学 テ ク ノ リ サ ー チ が 作 成