バッテリーマネジメントのためのインピーダンス測定

電池のインピーダンス測定に関するセミナーは多い。しかしながら、それらは実験系としての電池についてインピーダンス挙動の解析についてのトピックに終始することがほとんどである。 バッテリーマネジメントとは実稼動している バッテリーシステムに障害や不具合が発生した場合に、管理者に自動的に通知する仕組みと言っていい。本セミナーでは、実稼動バッテリーシステムのモニタリングのためのインピーダンス測定が どうあるべきかについて考える。

1. インピーダンスと電池の基礎

エジソンとテスラが電力を送電の大論争をやらかした。直流か交流か？交流ならトランスで簡単に電圧を変換できる。高圧で送電すれば電気抵抗に伴う発熱を最小限にできる。送電に伴う発熱を抑えた交流送電に軍配があがった。

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しかし交流で送るときに電気抵抗のほかにも送電を邪魔する何かがあった。この邪魔する何かを「インピーダンス」と呼ぶ。交流が直流と違うところは、時間とともに電流の向きや大きさを変えるところだ。電気のストップアンドゴーに伴って、電気の抵抗だけなく、電気の渋滞や、電気の加速の悪さが、送電の邪魔になる。

電気の渋滞に対応する何か「キャパシタンス」と呼び、電気の加速に対応する何かを「インダクタンス」と呼ぶ。時間的にちぐはぐさせるキャパシタンスとインダクタンスで引き起こされる邪魔になる何かを「リアクタンス」と呼ぶ。

だから送電の邪魔になる何かはエネルギーロスを伴う電気抵抗と、そうでないリアクタンスの総和になる。