平均作動電圧とは?作動電圧との関係性

平均作動電圧とは?作動電圧との関係性

 

こちらのページでは電池の基礎的な用語である

 

・平均作動電圧とは?作動電圧との関係性

 

というテーマで解説しています。

 

 

平均作動電圧とは?作動電圧との関係性

 

平均作動電圧とは、ある電池に対して一般的な条件下において放電した場合の作動電圧の平均値のことを指します。

 

ここで一般的な条件とは、厳密には電池の開発メーカー様により異なりますが室温程度(25℃付近)にて、レートが1CSOC100%(満充電状態)から放電終止電圧まで放電する(つまりDOD100%)といった条件などが挙げられます。

 

狭義の平均作動電圧は上記のような急速でない放電条件における作動電圧の平均値のことを指すことが多いです。

 

そして、この狭義の意味での平均作動電圧は公称電圧とも言い換えることができます。

 

また、広義の意味での平均作動電圧とは、放電や充電試験における作動電圧の平均値をとったもののことを指します。

 

放電時はオームの法則により電圧がIR分低下し、逆に充電時は電圧が高くなりますので、放電時は平均作動電圧も低く、充電時は平均作動電圧も高くなります。

 

また、急速で充放電(電流値が大きい充放電)や低温下などの内部抵抗が高い状態での充放電では、顕著にこの効果が表れます。

 

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(以下公称電圧のページでも記載の引用文となります)

 

 

例えば以下のような放電のデータがあったとします(架空のデータですが、正極にコバルト酸リチウム負極に黒鉛を使用した場合の一般的な放電試験の結果であるとします)

 

(データ中の電圧とは実際の電池端子間の作動電圧のことを表します。)

 

 

 

上記例では、サンプリング間隔が長すぎであり2.5分に1プロットとなっているため、もう少しサンプリング間隔を縮めた方が良いですが、このデータをもとに平均作動電圧を算出する場合は単純にすべての時間における電圧の平均と算出するだけです。

 

上記例では3.725Vが平均作動電圧となります。

 

(逆にサンプリング間隔が多過ぎる場合は こちらのExcel関数を使用せずに間引く方法を用いて間引きましょう)

 

ちなみに公称容量とは、一般的な条件で行った場合の放電容量のことを指しますが、実測データの放電容量の3σの下限値(平均値-3×標準偏差)よりも小さい値にし、性能にバラつきがでて容量の低い電池を出荷した場合でも公称容量以上の性能が出るような値に設定することが一般的です。

 

(引用終わり)
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