東芝情報システム株式会社

リチウムイオン電池の性能を最大限に活用するBMSを開発するには?

バッテリマネジメント開発におけるモデルベース開発の有用性

リチウムイオン電池のバッテリマネジメントシステム(BMS:Battery Management System)とは?

BMS とは?

BMS とは、リチウムイオン電池などを安全かつ効率的に活用するために必要な電池制御システムのことです。主に、電気自動車、電動アシスト自転車、フォークリフト、AGV、その他産業用ロボット、蓄電池システムなどで活用されています。

BMS の役割・目的とリチウムイオン電池の制御に重要な理由

BMS は、リチウムイオン電池の制御に必須なシステムです。そのため、リチウムイオン電池を活用した製品(電気自動車など)を開発するには、BMS の開発も必要となります。その大きな理由は下記の2つです。

過充電・過放電を抑止する

リチウムイオン電池は、過充電・過放電に弱いため、過充電・過放電が発生すると、発火・感電の危険性が増大します。その結果、重大な事故につながる可能性があります。

使用環境に合わせた制御

リチウムイオン電池の使用環境(温度や充電・放電の回数など)に合わせた電池制御が必要となります。制御を怠るとバッテリの性能が低下するといったことにつながります。

このような理由から、リチウムイオン電池を使った製品開発においては、BMS の開発は必須となっています。

リチウムイオン電池の BMS を効率よく開発するには?

複数個のセルが組み合わさったバッテリを制御するBMS開発においては、従来の設計、検証手法では開発効率の点で課題が多くあります。設計段階において仕様の妥当性を検証が可能なモデルベース開発を導入することで、効率的なBMS開発が可能となります。

モデルベース開発では、設計段階でシミュレ―ションを行うことで、設計の妥当性検証が可能です。試作回数低減や、開発スピードの向上が期待できます。また、モデルとシミュレータ(HILS)を活用して、実際のハードウェアでは難しい検証もシミュ―ションしながら実行できます。これにより、精度の高い検証を短期間で繰り返し行うことが可能です。

シミュレーションによるBMS開発のメリット

電池制御の検討に適した2つのシミュレーション

最も効率の良い電池制御方法のシミュレーション

課題 検証したい状態を作るために、電池の充放電を繰り返す必要があり時間がかかる

シミュレーションであれば、バッテリの設定データを変更するだけで、即座に検証したい状態の再現ができます。

課題 セルの数が多い場合、各セルを一つ一つ手作業で検査をするのに手間がかかる

シミュレーションであれば、検証用のテストシナリオを作成し自動で検査、結果の出力まで行えます。

製品完成後の動作シミュレーションによる電池トラブルの未然防止

課題 システムの完成後、運用時の予期せぬ誤動作を防ぎたいがユーザ毎に環境が違うため動作環境の再現が難しい

バッテリパックと上位コントロールとの接続時や、システム全体のエラーケースを含めたシミュレーションを行うことで、運用時の不具合を防ぐことができます。

フォールトインジェクション機能(異常時動作)のシミュレーション

当社の BMS開発向けモデルベース開発ソリューション

モデルライブラリ(バッテリモデル /BMSモデル)活用で開発効率が大幅に向上

セルごとの電圧、温度情報を取得し、監視、分析、フィードバック制御などを行います。複数個のセルが組み合わさったバッテリ制御の開発においては、従来の設計、検証手法では開発効率の点で課題が多くあります。設計段階において仕様の妥当性を検証が可能なモデルベース開発を導入することで、効率的なBMS開発が可能となります。

当社は、長年のモデルベース開発で培った経験をもとに、BMS開発をご支援いたします。

BMS向けのモデルベース開発ソリューションの詳細資料

BMS向けのモデルベース開発ソリューション に関するご案内や、導入相談、お見積り依頼などのお問い合わせをお受けしております。

バッテリ/BMS モデルライブラリ 概要資料

バッテリ/BMS モデルライブラリ 概要資料

BMS開発における設計効率の向上に役立つ、MATLAB/Simulinkで動作するモデルライブラリご紹介資料です。

BMS開発におけるモデルベース開発の有用性

BMS開発におけるモデルベース開発の有用性

BMS開発におけるモデルベース開発の有用性についてご紹介した資料です。
また、利用できるモデルライブラリもご紹介しています。

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