電気自動車用バッテリーの充電時間の計算方法

■バッテリーの充電時間を簡易的に求める方法

バッテリーの容量はkWhで表現されます。1kWhの定義は「1kWの電力を1時間与え続けた時の電力量」であるため、充電時間は充電設備の出力とバッテリー容量から以下の様に求めることができます。



例えば、出力が10kWの充電設備の場合、38kWhのバッテリーを完全空の状態から満充電にするまでの時間は以下となります。

　・ バッテリーの充電時間 = 38(kWh) / 10 (kW) = 3.8 (hr)

■バッテリーの充電時間を詳細に求める方法

バッテリーの充電時間はバッテリー回路の構造に依存します。バッテリーセルを以下の様に直並列に繋いでいる場合、バッテリーへの供給電流は充電器の出力とバッテリーの電圧から求めることができ(出力=VI)、 それとバッテリーの容量からバッテリー充電時間が計算できます。



上記値をもとに充電時間を計算すると以下となります。



＜バッテリーの直並列数を変えた場合＞
バッテリーの容量は変えずに並列数を増やした場合を考えます。充電時間は計算上では先ほどの例と変わりませんが、並列数を増やすと充電器が出力する電流値が大きくなります。 そうするとハーネス容量の制約から所定以上の電流は流せなくなります。従ってバッテリー容量が同じならば、並列数を少なくして1直列当たりの電圧が高い方が充電時間が早くなる場合があります。



＜充電設備の出力を上げた場合＞
充電設備の出力を上げた場合、バッテリーに多くの電流を流すことができますが、たとえハーネス容量の限界になっていなくても、 バッテリーの電流受け入れ性能からの制約で所定以上の電流は流せなくなります。なおバッテリーの受け入れ性能をCレートで表します。



＜バッテリー電圧の変化による影響＞
上記の影響の他にも、バッテリーのSOCや温度、劣化状態によって、バッテリーの起電力や内部抵抗が増加して充電時間に影響を与えます。

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