混合動(dòng)力車用鋰離子電容器的開發(fā)（四）

最適合用于混合動(dòng)力車

　　我們還進(jìn)一步將LIC用于混合動(dòng)力車作為了目標(biāo)。此前由于EDLC容量不足，混合動(dòng)力車主要采用鎳氫充電電池，但LIC的能量密度是EDLC的4倍，因此認(rèn)為可以用于混合動(dòng)力車。

　　LIC的優(yōu)點(diǎn)如上文所述，是可大幅擴(kuò)大充放電深度。鎳氫充電電池和LIB如果擴(kuò)大充放電深度會(huì)導(dǎo)致劣化，因此其充放電深度一直在40％左右。

　　也就是說(shuō)，容量實(shí)際上只利用了40％。如此看來(lái)，用容量雖然小，但能以100％的深度充放電的LIC構(gòu)成模塊，也可實(shí)現(xiàn)不遜于充電電池的外形尺寸和重量。

在很多方面具有優(yōu)勢(shì)的LIC

　　圖7是面向混合動(dòng)力車試制的模塊。模塊的外形尺寸為400mm×400mm×90mm。容量為240Wh，工作電壓為144～72V。該模塊可設(shè)置在車輛前座下方，用一個(gè)模塊能滿足輔助發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的弱混合動(dòng)力車，用兩個(gè)模塊可支持僅靠馬達(dá)行駛的強(qiáng)混合動(dòng)力車。

圖7：面向混合動(dòng)力車開發(fā)的模塊
面向混合動(dòng)力車開發(fā)的模塊，容量為240Wh，其外形可供設(shè)置在前座下方。

　　表5是實(shí)際使用的混合動(dòng)力車模塊與用我們的LIC構(gòu)成的模塊的比較。若A～C公司的混合動(dòng)力車的充放電深度為40％左右，則利用我們開發(fā)的模塊就能充分確保相同的性能。

　　而且，如果實(shí)際容量相同，LIC在壽命、充電狀態(tài)管理、安全性、設(shè)置自由度以及系統(tǒng)小型化等上具有優(yōu)勢(shì)。壽命、充電狀態(tài)管理和安全性優(yōu)勢(shì)基于前述的LIC特征。而關(guān)于設(shè)置自由度，因LIC耐高溫，所以設(shè)置場(chǎng)所的限制小。另外，由于具備耐高溫的特征，無(wú)需采用水冷等需要嚴(yán)格溫度管理的冷卻方式，因此有助于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的小型化。

高容量化和低溫特性的改善

　　我們認(rèn)為，今后隨汽車的電動(dòng)化的一步步推進(jìn)，蓄電元器件會(huì)在混合動(dòng)力車等高輸出用途和電動(dòng)汽車等高容量用途上發(fā)展，特別是高輸出用途的市場(chǎng)會(huì)擴(kuò)大。

　　雖然還未被充分認(rèn)識(shí)到，但我覺得對(duì)蓄電元器件而言，完善的壽命管理尤為重要。蓄電元器件最希望避免的是出現(xiàn)突然無(wú)法使用的情況。為避免陷入這種事態(tài)，需要高精確地管理蓄電元器件。而充放電特性穩(wěn)定、充放電曲線不會(huì)隨著不同條件發(fā)生變化的LIC可進(jìn)行精細(xì)的管理，因此可以稱得上是最佳蓄電元器件。

　　我們的模塊在汽車用途的使用范圍如圖8所示。除了混合動(dòng)力車以外，還能用于電動(dòng)助力方向盤及電動(dòng)汽車空調(diào)等多種用途。

圖8：可用于車載電裝品的LIC模塊
除了混合動(dòng)力車外，LIC模塊還可利用于多種用途。圖由FDK根據(jù)日本電氣學(xué)會(huì)“汽車電源的42V化技術(shù)”制作。

　　作為對(duì)今后的單元的要求，我們計(jì)劃提高容量和改善低溫特性。提高容量方面，計(jì)劃開發(fā)在保持高輸出的同時(shí)，具備5000F以上靜電容量的單元，以實(shí)現(xiàn)模塊的小型化。

　　改善低溫特性方面，將開發(fā)在-40℃的低溫下也能供電的單元。不過(guò)，在低溫下的使用情況只有最初啟動(dòng)時(shí)的較短時(shí)間，考慮到混合動(dòng)力車為開啟車內(nèi)暖氣需要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，能在多大程度上改善低溫特性，可能還需要考慮與材料成本的關(guān)系。