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J-GLOBAL ID：202202286073716202   整理番号：22A0856707

EV電池パックの最適設計のための電気化学モデル結合パラメータ化ライフサイクルアセスメント【JST・京大機械翻訳】

The electrochemical model coupled parameterized life cycle assessment for the optimized design of EV battery pack

著者 (2件)： Ma Ruifei (School of Rail Transportation, Soochow University, Suzhou, China) ,  Deng Yelin (School of Rail Transportation, Soochow University, Suzhou, China)
資料名： International Journal of Life Cycle Assessment  (International Journal of Life Cycle Assessment)
巻： 27  号： 2  ページ： 267-280  発行年： 2022年 
JST資料番号： W1755A  ISSN： 0948-3349  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： ドイツ (DEU)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 目的:電気自動車(EVs)の市場シェアの増加に伴い,リチウムイオン電池のライフサイクルアセスメント(LCA)に多くの研究が払われてきた。しかし,現在のLCA結果は多様であり,種々の材料組成,エネルギー密度,および充電/放電効率をもたらす。これらの性能指標の全ては,環境影響に大きな影響を与える。本研究は,電池セル/パック設計と温室効果ガス(GHG)放出の最新の理解を反映することができるパラメトリックLCAモデルを確立する。方法:まず,EVで使用されるニッケル-マンガン-コバルト(NMC)電池セルとパックの実用的パラメータ化ライフサイクルインベントリ(LCI)を設計し,簡易電気化学法を統合した。カソード厚さと二重層数を調整することによって,電池セルとパックの組成の変化を研究した。次に,電池セルとパックの動力学モデルを確立し,その面積固有インピーダンス(ASIs),内部抵抗,持続可能な電力,および使用段階における効率を計算した。最後に,全ライフサイクルにおける電池パックのGHG排出を,Simapro9.1.1における分類ユニットデータベースによるEcoinvent3配置,カットオフを用いて分析する。結果と考察:カソード厚さ(30-150μm)の増加は,正の活性材料(26.2から38.5%)と負の活性材料(17.0から24.9%)に起因する質量割合の著しい拡大をもたらした。このように,パックのエネルギー密度は144から202Wh/kgまで改善できる。他方,より厚いカソード厚さは,28.8から64.8[数式:原文を参照]への内部抵抗の増加を誘発し,これは,それに対応して,充電/放電効率を96.5から90.2%に劣化させる。LCAからの炭素排出に対して,1km当たりのCO_2当量は30-150μmのカソード厚さ範囲で最小点(70-90μm)を示した。さらに,CO_2eq/kmは,追加の50,000km走行距離に対して9~16%減少した。結論:この研究におけるモデルは,現在と将来の要求に従って実際にパラメータの変化を反映して,LCAの透明度を増加させ,電池パックの将来のグリーン設計を有利にする。結果は,カソード厚さが200,000kmの全走行距離で70μmであることを示した。最適化したCO_2排出量は16.0CO_2eq/kmであり,そこではパックは充電当たり400kmの運転範囲と94.6~95.0%の充電/放電効率を持つように構成されている。Copyright The Author(s), under exclusive licence to Springer-Verlag GmbH Germany, part of Springer Nature 2022 Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 最適化 ,  *電池 ,  放電 ,  電力 ,  *ライフサイクル ,  *最適設計 ,  電気自動車 ,  充電 ,  エネルギー密度 ,  環境影響 ,  排出量 ,  *ライフサイクルアセスメント ,  カソード ,  リチウムイオン電池
準シソーラス用語： *電池パック , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (6件)： リチウムイオン電池 ,  パラメータ化されたライフサイクルインベントリー ,  炭素放出 ,  陰極の厚さ ,  速度論モデル ,  電気自動車

分類 (1件)： 環境問題  (SA01020V)

タイトルに関連する用語 (7件)： EV ,  電池パック ,  最適設計 ,  電気化学 ,  モデル結合 ,  パラメータ化 ,  ライフサイクルアセスメント