第T編 ZEV規制

 ZEVと環境規制
1.1北米と米カリフォルニア州
1.1.1USABC/米国先進輸送技術用バッテリー開発プロジェクト
1.1.2米国エネルギー省における電動車両用電池の研究開発
1.1.3USABCの電池ユニットの特性値
1.1.42015年の米カリフォルニア州における販売台数
1.1.5カリフォルニア州 2016 ZEV ACTION PLAN
1.1.6カリフォルニア州のZEV政策
1.1.7米国カリフォルニア州のZEV規制の§1962.1
1.1.8米国カリフォルニア州ARBの環境対応車の分類
1.1.9米国カリフォルニア州ARBの環境対応車の分類
1.2EUと英独仏
1.2.1EUCARのセル開発ロードマップ
1.2.2 EUCAR Traction Battery Safety Test Description
1.2.3EU域(2014−2030)のCO2排出規制(2.重量)、乗用車(新車)
1.2.4EU域(2014-2030)のCO2排出規制、新車(乗用車)
1.2.5欧州の考え方
1.3中国・韓国
1.3.1中国のステップ 2017−2030
 
1.3.2韓国の動向
1.4日本
1.4.1日本のEVと二次電池ロードマップ
1.4.2国内自動車生産台数とHV比率
1.4.3国内乗用車販売台数2016とエコカー内訳
1.4.4日本の国内新車販売2014-2016年のZEV比率
1.4.5ガソリン乗用車の燃費基準とCO2排出 日本
1.4.6国土交通省のデータによるCO2排出(現状、排気量別)
1.4.7環境省の自動車排出ガス規制値
1.4.8国土交通省の乗用車の燃費とCO2排出(現状)
1.4.9日本のCAFE規制
1.4.10クリーンエネルギー車の導入補助金
1.4.11日本のエコカー政策
1.5ZEVと規制関係の総括
1.5.1 ZEVと規制関係の総括
1.5.22015年の世界の乗用車生産
1.5.32015年の世界のEV+PHV販売台数
1.5.4世界のEVとPHVの販売台数
1.5.5ZEV(EV+PHV)比率(%)実績と目標
1.5.6各国の自動車の“燃費”基準とCO2排出(乗用車)
1.5.7各国の自動車の“燃費”基準(乗用車)
 

 ZEV関係政策と補助金
2.1“クレジット”のメカニズム
2.1.1Credit Percentage Requirement
2.1.2米カリフォルニア州Credit%基準の計算方法
2.1.3California Zero Emission Vehicle Credit Balances]
2.1.4ZEV自動車メーカーの区分
2.1.5米カリフォルニア州のZEV Ceditの売買
 
2.2CO2負荷税(グリーン税制)
2.2.1CO2]排出と税負担
2.2.2CO2排出と税負担
2.3クリーンエネルギー車普及政策
2.3.1クリーンエネルギー車の導入補助金
2.3.2日本のエコカー政策
 

 都市環境と地球環境、どちらが大事か重要か
3.1シミュレーション1 パラメーターと方法
3.1.1ZEV(ゼロエミッション車)の評価
3.1.2ZEV(ゼロエミッション車)の評価(私案・思案・試案)
3.2シミュレーション2
3.2.1自動車のCO2発生、都市環境と地球環境(1)
3.2.2自動車のCO2発生、都市環境と地球環境(2)
3.2.3自動車のCO2発生、都市環境と地球環境(3)
3.2.4自動車のCO2発生、都市環境と地球環境(1)日本
 
3.2.5自動車のCO2発生、地球環境(数値データ)
3.2.6HVからEVへ、その効果とコスト試算(2都市環境)
2.2.7HVからEVへ、その効果とコスト試算
3.2.8HVからEVへ、その効果とコスト試算(2地球環境)
3.2.9HVからEVへ、その効果とコスト試算
3.3試算の基礎資料
3.3.1自動車のエネルギーソース
3.3.2FCV、EV、PHV、HVとガソリン車
 

 試算のプロセスと石油事情、電力事情
4.1石油インフラと道路交通
4.1.1各国のガソリン税制と自動車
4.1.2ガソリンと軽油のCO2排出量
4.1.3石油連盟資料、石油諸税の公平性
4.1.4ガソリン税、軽油取引税
4.1.5日本の石油製品の構成、製品は連産品
4.2電力と化石燃料
 
4.2.1自動車のCO2発生、地球環境(数値データ)
4.2.2送電ロス
4.2.3発電におけるCO2発生
4.2.4 CO2排出原単位(発電端)の各国比較データ
4.2.5発電部門の低炭素化
4.2.6自動車部門における電源低炭素化
 

 用語解説と単位換算表
5.1 CAFE、NEDCほか
5.1.1排ガス規制、CAFEなどの集約方法
5.2排気ガスと成分
5.2.1自動車から排出される有害物質と規制
5.2.2温室効果ガスの種類と特徴
5.3燃料とCO2発生
5.3.1ガソリンの組成とCO2発生量グラフ
 
5.3.2ガソリンの組成とCO2発生量データ計算値
5.3.3 CO2発生量、ディーゼルとガソリン車実績値
5.3.4 CO2発生量、ディーゼルとガソリン車実績値
5.4燃費と表示
5.4.1“燃費“値とCO2発生量、理論値換算
5.4.2燃費とCO2排出関係の表示と単位換算
 

 EV、PHVの電力消費 WH/km
6.1 EVの電力消費と効率
6.1.1 EVの電力消費率、交流蓄電と直流放電
6.2PHVのEVモード走行と電力消費
 
6.2.1 PHVの電力消費率、交流蓄電と直流放電
6.2.2 EVとPHVの電力消費率、交流蓄電と直流放電
6.2.3EVの効率 交流充電>直流充電走行
 

 ZEVのまとめ
7.1まとめ、目標と現状
7.1.1HV、PHV and EVおよびFCV
7.1.2ZEVの電池総コスト試算
 
7.2参考資料
7.2.1ZEV関係資料
7.2.2引用文献
 
U編 EV電池テクノロジー

 EVのリチウムイオン電池(セル)の多様化と集約化
1.1リチウムイオン電池(セル)の特徴
1.1.1リチウムイオン電池の特徴
1.1.2リチウムイオン・セルの構成と動作
1.1.3リチウムイオン電池(セル)の特徴(1)
1.1.4リチウムイオン電池(セル)の特徴(2)
1.2円筒、角型、平版(ラミネート)型ほか
1.2.1セルの電極構造と熱伝導(放熱)
1.2.2セルの形態、平板(積層)、円筒と角槽
1.2.3大型リチウムイオン電池(セル)
1.2.4函体収納型リチウムイオン電池の形状
1.2.5トヨタPRIUS/HV/2016 0.745kWh
1.2.6函体収納セルの接続例。
1.2.7EV/TESLAの70セルモジュール
1.2.8TESLA Model-Sのセル
1.2.9TESLA社製パワーウォール(円筒セル)
1.2.10円筒型と平板型(ラミネート)セルの体積比較
1.2.11(仏)SAFT社製の54φ、44Ah大型円筒セル
 
1.2.12円筒型セルの体積と重量(1)
1.2.13円筒型セルの体積と重量(2)
1.3セル、パック(モジュール)とシステム
1.3.1セル(単電池)からモジュール、システム(組電池)へ
1.3.2セル(単電池)からシステム(組電池)の事例
1.3.3日産自動車EV、リーフの電池構成
1.3.4EV日産リーフ280Km走行モデル(2015−2016)
1.3.5AES社製ラミネートセル&モジュール
1.3.6トヨタPRIUSα 2016のリチウムイオン電池(セル)
1.3.7トヨタPRIUSの電池システム(1)
1.3.8トヨタPRIUSの電池システム(2)
1.3.9円筒型セルの接続例
1.3.10MERCEDS BENZ 両端子円筒セルと液冷却方式
 

 EVセルの性能と課題、容量、出力とサイクル寿命
2.1充放電容量(エネルギーとパワー)
2.1.120Ahセルの充電と放電(充放電レート0.2C〜3C)
2.1.2タイプ別のセルの特性と向上(モデル)
2.1.3セルの内部抵抗と放電挙動のモデル
2.1.4IEC62660-1規格
2.1.5 EVリチウムイオン電池の主要諸元(1)
2.1.6 EVリチウムイオン電池の主要諸元(2)
2.1.7正極剤の放電容量とセルの電流密度
2.1.8パワー設計の20Ahセル事例(ENAX(株)2015)
2.2サイクル寿命とSOC制御
2.2.1放電容量維持率チャート(サイクル特性の実験データ例)
2.2.2LMO正極系セルのサイクル特性と温度
2.2.3SOC制限よる放電容量の維持率
 
2.2.4HV、PHVとEV電池ユニットのSOC変化
2.2.5SOCと充放電の電圧モデル(1)
2.2.6SOCと充放電の電圧モデル(2)
2.2.7SOCと充放電の挙動モデル(3)
2.2.8SOCと充放電の挙動モデル(4)
2.2.9車載システムの寿命評価ステップ
2.2.10EV電池の実運用結果と推定
2.2.11自動車走行の容量維持率
2.3回生充電その他
2.3.1HVにおける回生とキャパシタの効果
2.3.2エネルギー(回生)パワー
2.3.3回生充電モデルと内部抵抗
2.3.4PHV、EVの電力消費率、交流蓄電、直流放電と回生効率
2.3.5PHV、EVの電力消費率と回生効率
2.3.6EVの二次電池、エネルギーロスと回生充電
 

 EVセル&モジュールの安全性、試験規格と事故対応
3.1電池事故の経過と対応
3.1.1リチウムイオン電池関係の事故件数と対策の経緯
3.1.2セルの釘刺試験(発火例)
3.1.3滞留・蓄積したガスの引火・爆発の可能性
3.1.4EVの発火(BYD e6 TAXI)
3.1.5EVの発火事故
3.2安全性規格の概要(国内、海外、グローバル)
3.2.1安全性規格の周辺
3.2.2安全性規格の概要(1)
3.2.3リチウムイオンの安全性に関する小型、中型と大型の諸問題
3.2.4安全性試験の対象、セル、モジュールとユニット
3.2.5大型リチウムイオン電池の試験規格
3.2.6安全性試験の温度と時間(加熱サイクル)
3.2.7リチウムイオン電池(セル)と温度
3.3EV電池システムの安全性試験規格
 
3.3.1「自動車用リチウムイオン電池の安全性確保
3.3.2EV用電池安全性試験、正常と破壊
3.3.3路上走行車用途のリチウムイオン電池
3.3.4ISO12405-1〜-3 電動車両の電池試験項目
3.3.5ISO 12405-3の電動車両の電池試験項目
3.3.6UNECE R100 安全性試験項目の概要
3.3.7 UL2580の概要
3.3.8中国・自動車用動力バッテリー業界“規範”
3.3.9中国GB/T 31467.3−2015
3.3.10セル、モジュール(パック)と電池システム
3.3.11電動自動車の高電圧安全性に関する規定
3.4安全性試験の考え方と危害の回避
3.4.1安全性試験の想定領域の概念図
3.4.2試験の過酷度と安全対策の可能性
3.4.3安全性試験の過酷度とアクションプラン
3.4.4リチウムイオンの安全性試験と時間の経過
3.4.5ハザードレベルの進行概念図
 

 EV、PHVの搭載電池システム、事例とバリエーション
4.1電池容量kWhと走行距離km
4.1.1電池の切れたEVとドローン
4.1.2 EVの走行距離と電池の容量試算
4.1.3電動系自動車の蓄/発電容量と走行距離
4.1.4交流電力消費率、電池電力消費率)
4.1.5トヨタPRIUSの電池システム (1)
4.1.6トヨタPRIUSの電池システム(2)
4.1.7PHVの主要諸元(1)
4.1.8PHVの主要諸元(2)
4.1.9 PHVのEV走行データ(1)
4.1.10PRIUS PHV 2017のEV走行60k
4.1.11PRIUS PHV 2017のEV走行60km
4.1.12PRIUS PHV 2017 EV走行60km
4.1.13Audi A3 e-tron PHV
4.1.14VW e−UP 18.7kWh,374V
4.1.15500km走行EVのアナウンス 2016
4.2EV電池システムのレイアウト
4.2.1日産LEAF/EV
4.2.2日産/EV
4.2.3PCUと冷却システム 日産LEAF EV
4.2.4三菱 iMiEV EV
4.2.5テスラ Model−S
4.2.6シボレーボルト EV
4.2.7BYD e6
4.2.8BYD e6 75kWhシステム
4.2.9BYD e6
4.2.10BYD EV300
4.2.11BYD EV300
4.2.12BMW i8 PHV
4.2.13BMW PHV Model iS
4.2.14ダイムラーの電池は位置と冷却方法
4.2.15トヨタ PRIUSα
4.2.16トヨタ PRIUSα HV 5kWh
4.2.17トヨタ 新型PRIUS  2015
 
4.2.18トヨタ PRIUS PHV 新モデル
4.2.19トヨタ PRIUS PHV 2016
4.2.20トヨタ 新型PRIUS PHV
4.2.21トヨタ 新型PRIUS HV 4WD
4.2.22トヨタ FCV MIRAI
4.2.23Audi PHV A3 e-tron
4.3EV電池システムの冷却
4.3.118650円筒セルの充放電と発熱
4.3.2リチウムイオン電池(セル)の吸・発熱モデル
4.3.3電動自動車の充放電パターンと発熱・吸熱
4.3.4 EVなどの電池ユニットの冷却の目的
4.3.5セルの形状と冷却方式(HV、PHVとEV)
4.3.6自動車用電池ユニットの冷却方式
4.3.7 HV、PHVとEVにおける電池システムと冷却(1)
4.3.8 HV、PHVとEVにおける電池システムと冷却(2)
4.3.9AES社製ラミネートセルとモジュール
4.3.10大型ラミネートセルの放熱設計(1)
4.3.11大型ラミネートセルの放熱設計(2)
4.3.12トヨタPRIUS/PHV/2017、HV/2016
4.3.13冷却システム/トヨタ PRIUS/PHV
4.3.14新型PRIUS/HV 4WD 2016
4.3.15ダイムラーの電池配置と冷却方法(1)
4.3.16MERCEDS BENZ 両端子円筒セルの液冷却方式(2)
4.3.17TESLA Model-S
4.3.18TESLA Model-S
4.3.19特許公開 US20130196184
4.3.20特許公開 US20130196184
4.3.21 VW/PHV GTE
4.3.22Audi A3 e−tron
4.3.23 Audi e−tron 液体循環冷却
4.3.24シボレー ボルト EV 201未発売
 

 EV、PHVとHVの環境性能、理想と現状
5.1数値パラメーターのモードと工学
5.1.1燃費とCO2排出関係の表示と単位換算
5.1.2“燃費”値とCO2発生量、理論値換算
5.1.3ガソリンの組成とCO2発生量データ計算値
5.2EVとPHV
5.2.1EVの環境性能、HV(PHV)およびFCVとの比較
5.2.2プラグイン・ハイブリッド車の主要諸元
 
5.2.3PHVの環境性能(1.データ)
5.2.4PHVの環境性能(1.グラフ)
5.2.5PHVの走行データ(1データ)
5.2.6PHVの走行データ(1グラフ)
5.3HVとバリエーション
5.3.1日産自動車NOTE  e−POWER
5.3.2小型HVの燃費とCO2排出(1データ)
5.3.3小型HVの燃費とCO2排出(2グラフ)
 

 EVの走行とエネルギーコスト、燃費と電費
6.1EV、PHV
6.1.1 EVなど電動自動車の要素と構成
6.1.2EVの走行関係諸元2015
6.1.3EVの電力消費率、交流蓄電と直流放電
6.1.4Audi A3 e−tron
6.1.5電費、燃費のモデル試算課程
6.1.6自動車の特性比較(モデル試算)
6.1.7ガソリン価格と電力価格、モデル試算
6.1.8電費、燃費のモデル試算
6.2HVとGAS(比較)
6.2.1エネルギー密度の比較(液体燃料、水素、二次電池)
6.2.2エネルギー密度の比較(2グラフ表示)
6.2.3燃料の炭素、二酸化炭素排出量
6.2.4燃料の炭素、二酸化炭素排出量
6.2.5ガソリン車>EV>FCV
 
6.2.6電動系自動車の蓄/発電容量と走行距離
6.3FCV燃料電池車
6.3.1H2/O2燃料電池の基本特性燃料電池
6.3.2トヨタ・FCV/ MIRAI 高性能の“動く発電所“航続距離650km
6.3.3FCVを含む電動系自動車の蓄電/発電容量と走行距離(電力消費率)
6.3.4FCVを含む電動自動車の特性比較、モデル試算
6.3.5蓄電と発電デバイスと応用展開
6.3.6カーボンニュートラル・エネルギーの全体像
6.4まとめ
6.4.1経済社会の中でのエネルギー問題、自動車の選択は
6.4.2 FCV、EV、PHV、HVとガソリン車
6.4.3 HV、PHV and EVおよびFCV
 

 電池材料1(正・負極剤の特性と特徴)
7.1正極材
7.1.1リチウムイオンの安全性、材料・設計・運用
7.1.2材料と製造工程の不良と安全性リスク
7.1.3正極剤の特性(1)
7.1.4正極剤の理論容量と実用容量
7.1.5正極材の容量とセルの比容量モデル
7.1.6 EVリチウムイオン電池の主要諸元
7.2負極材
7.2.1負極材料の理論容量とセルの端子電圧
7.2.2三菱自動車の軽自動車MiEV_Mに搭載されているLTO負極
 
7.2.3正極剤の容量とセルの試算(mAhベース)
7.2.4正極剤の容量とセルの試算(mAhベース)
7.2.5100Whセル(正極+負極)体積
7.3高容量系実用極材
7.3.1リチウムイオン電池のエネルギー密度向上ステップ
7.3.2LNMO 5V系正極の放電特性
7.3.35V級正極材の放電カーブ
7.3.4正極材のコスト試算
7.3.5ポリアニオン系正極剤の特性と比較
7.3.6使えない正極剤
 

 電池材料2(セパレータ、バインダーほか)
8.1セパレータの機能と耐熱性
8.1.1セパレータの諸元
8.1.2各種セパレータの特徴
8.1.3 セパレータの目付量
8.1.4無機材料を複合したセパレータ
8.1.5ラミネート型セルの電極面積(マンガン系正極)
8.1.6セパレータ面積の試算
8.1.7安全性試験の温度と時間
8.1.8セパレータの機能と温度モデル
8.2バインダーとポリマーゲル電解液
8.2.1バインダーによる活物質の接着・結着状態を模式図
8.2.2各種バインダーポリマーの構造と配合例
 
8.2.3ポリマーのTgとTm
8.2.4バインダーポリマーの耐熱性アップ
8.2.5負極材の膨張率とバインダー
8.2.6PVDFゲル電解液系のイオン伝導度を温度
8.2.7内部短絡回避、ポリマーゲルの利用
8.2.8ポリマーの酸素指数(難燃性)
8.2.9究極のバインダーの機能は
8.3集電箔とラミネート外装材
8.3.1標準的なエネルギー設計の1Ahセルの体積と重量
8.3.2集電箔の機能と求められる特性
8.3.3集電箔と正負極剤の問題点
8.3.4ラミネート型セルのAh容量とセルの重量kg
 

 電池材料3(電解液、電解質、リチウム素原料)
9.1電解液の種類、耐電圧と可燃性
9.1.1電解液(質)系によるリチウムイオンの分類
9.1.2電解液系への添加剤
9.1.3リチウムイオン・セルの正常動作領域(端子電圧)
9.1.4有機電解液の電気分解領域
9.1.5リチウムイオン電池(セル)と温度と挙動
9.1.6第四類引火性液体(消防法)の指定数量
 
9.1.7大型の20Ahセルの消防法該当電解液量
9.1.8電解液(組成)の火災時の措置
9.2電解液(質)の種類とケミカルハザード
9.2.1リチウムイオン電池の化学物質と法規制
9.2.2電解液の安全性データ
9.2.3化学物質の諸規制(海外)と電池
9.2.4廃電池とバーゼル法の規定
 

 EVセルのコストとコストダウン、現状とブレークスルー
10.1コスト構成の概略とボトルネック
10.1.1100万セル/年 製造設備
10.1.2設備(新設)金額の試算(1)
10.1.3設備(新設)金額の試算(2)
10.1.4製造コストの合計
10.1.5セルの製造コスト
10.1.6セルの工場原価
10.1.7原材料のコストダウンとセルの製造コスト
10.1.8Ahセルの価格モデル
10.1.9リチウムイオン電池 材料>製造>運用
10.1.10コストダウン、電極板製造の集約化
10.2kWhコストの低減とEVの普及
10.2.1 EVの電力消費率、交流蓄電と直流放電
10.2.2セルの単価とEVのセルコスト試算(1データ)
10.2.3セルの単価とEVのセルコスト試算(2グラフ)
10.2.4セルの単価とEVのセルコスト試算(2グラフ 対数表示)
10.2.5 EV用リチウムイオン電池(セル)コスト
 
10.2.6 EV電池(セル)コスト**、シミュレーション(4円単位)
10.2.7自動車のコスト構成と電池コスト比率(3データ)
10.2.8 EVのコスト構成と電池コスト比率
10.2.9自動車のコスト構成と電池コスト比率(1)
10.2.10自動車のコスト構成と電池コスト比率(2)
10.2.11 EV用リチウムイオン電池(セル)コスト、シミュレーション(1)
10.2.12 EV用リチウムイオン電池(セル)コスト、シミュレーション(2)
10.3電池の市場スケール(MWh/年)
10.3.1電動自動車の電池(1)
10.3.2電動自動車の電池(2)
11.3.3リチウムイオン電池の変遷(概念図 小、超小型セル)
10.3.4リチウムイオン電池の変遷(概念図 システム化)
 

 ポストリチウムイオン電池、研究シーズと実用ニーズ電池討論会発表件数
11.1二次電池
11.1.1ポストリチウムイオン電池、セルの実用化へ
11.1.2正極活物質の理論容量と電位
11.1.3正極剤の理論容量と実用容量
11.1.4正極材のコスト試算、5V系と硫黄系
11.1.5正極材のコスト試算、5V系と硫黄系
11.2一次電池
11.2.1発電(一次電池)と蓄電(二次電池)
11.2.2メタル/空気系セルの理論容量
11.2.3リチウム空気電池(セル)
11.2.4水系(金属/空気)電池(セル)の電極反応
 
11.2.5リチウム空気(非水電解液)電池の電極構造と反応
11.3全個体電池
11.3.1全個体電解質の電池(セル)情報1
11.3.2全個体電解質の電池(セル)情報2
11.4バイポーラ―セル
11.4.1双極子(バイポーラー)型リチウムイオン電池(セル)
11.5ポストリチウムイオン電池のまとめ
11.5.1蓄電デバイスの東西・南北
 
 文献・資料一覧
 
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