5分間急速充電を実現するには、適切なセルと適切なバッテリー充電プロファイルが必要です

バッテリー充電プロファイルは、通常、特定の温度における充電状態の範囲にわたって、時間に対する充電電流を定義します。定電流に続く定電圧、ステップ状、または物理的な制限によって制御される場合があります。このプロファイルは、セルの充電速度と充電中の劣化量を決定します。最適なプロファイルはセルの劣化とともに変化し、温度、冷却方法、および開始時の充電状態に対して非線形に依存します。これがこの問題の難しさの理由であり、シミュレーションベースのアプローチが体系的な解決に用いられる理由です。

5つの境界：系統からの電力、充電器の電流、セル温度、セル電圧、そして負極。最初の2つはシステムに由来し、次の2つは温度起因および電圧起因のセル劣化に由来します。5つ目は負極でのリチウム析出です。セルの限界を超えると、劣化が加速するか安全上のリスクが生じます。

負極表面の電位がリチウム基準でゼロを下回ると、金属リチウムが負極に析出します（リチウム析出）。このプロセスは部分的に可逆ですが、容量は永続的に失われ、安全上の問題が生じる可能性があります。そのため、負極表面電位は急速充電における重要な限界値です。完成したセルではセンサーが負極表面に届かないため、この限界値は計算によって求める必要があります。

パラメータ化・検証済みの物理ベースセルモデルを使用し、モジュールモデルに統合した上で、5つすべての制限内に充電電流を収めるバッチシミュレーションを実行します。その後、意図的に絞り込んだ検証実験でその結果を確認します。あるプロジェクト事例では、検証済みプロファイルが7か月ではなく約3か月で完成しました。

現行の4680円筒形セルを用いた実証例では、最適なステップ状プロファイルでも物理的最適値より約20 %劣ります。試行錯誤による電流のステップアップでは最適解に到達できません。5つの制約すべてを把握し、それらを同時に最適化することができないためです。

検証済み198セルにわたり、Batemo Cell Modelの中央値偏差は検証実験との比較で0.8 %です。Batemoはそのモデルを保証で裏付けています。より精度の高いバッテリーセルモデルをご提示いただければ、返金いたします。すべてのモデルの精度はこのウェブサイトの各セルページで公開しており、すべてのモデルについて検証条件下での精度を詳細に示すExcelレポートを提供しています。また、Batemoは負極電位のシミュレーション精度を検証するさらなる手段も備えています。