電気自動車用バッテリーの構成 | セル、モジュール、パック

電気自動車のバッテリー構成

エネルギー安全保障の懸念、気候変動を緩和する圧力、そして高まるエネルギー需要により、電気自動車は再び実現可能な交通手段としての地位を確立しています。電気自動車（BEV）またはハイブリッド電気自動車（HEV）の電動モーターを動力とするために使用される充電式バッテリーである電気自動車バッテリー（EVバッテリー）は、そのコスト、範囲、および安全性を定義することで、これらの車両の採用における重要な役割を果たします。

電気自動車バッテリーの特徴

電気自動車のバッテリーは、その比電力、特定エネルギー、およびエネルギー密度によって特徴づけられます。軽くて小さいバッテリーは望ましいです。なぜなら、それらは車両の重量を減らし、その性能を向上させるからです。リチウムイオンバッテリー技術の最近の発展により、過去の技術が提供できなかった必要な仕様、特に走行範囲の面での制限が解消されました。

電気自動車バッテリーの構成

EVバッテリーの構成は、電気自動車の種類によって若干異なる場合がありますが、一般的には電気化学セルから構成されます。電気化学セルは、化学エネルギーを電気エネルギーに変換するDC電源の一種です。バッテリーモジュールは、バッテリーセルの組み立てであり、固定数のセルを組み合わせて振動、熱、外部の危険からセルを保護するためにフレームに配置されます。バッテリーパックは、電気自動車に取り付けられた電気自動車バッテリーの最終形態です。

リチウムイオンバッテリーの種類

カソードは複合材料（インターカレーションリチウム化合物）でできており、Li-ionバッテリーセルの名前を定義します。代表的な例としては、LiCoO₂とその派生物があります。現在、最も一般的なリチウムバッテリーには、リチウムコバルトオキシド（LiCoO₂）、リチウムマンガンオキシド（LiMn₂O₄）、リチウムニッケルマンガンコバルトオキシド（LiNiMnCoO₂）- NMC、リチウム鉄リン酸塩（LiFePO₄）- LFP、リチウムニッケルコバルトアルミニウムオキシド（LiNiCoAlO₂）- NCAなどがあります。

まとめ

エネルギー密度が重量に対して高いため、現代の電気自動車では最も一般的なバッテリーのタイプはリチウムイオンおよびリチウムポリマーです。リチウムイオンバッテリー技術の進歩は、電気自動車が初めてガソリン車と競合する可能性を生み出しています。しかし、最も重要な課題はコストです。電気自動車を運転するためには、スマートフォンの千倍以上の強力な電力が必要です。そのため、EVは数十個から数千個にも及ぶ多くのバッテリーセルが必要です。