電気自動車用蓄電池
電気自動車(EV)用のバッテリーパックの設計は複雑で、メーカーや特定の用途によって大きく異なる。しかし、どのメーカーの電池パックも、基本的な機能を果たすために、いくつかの単純な機械的・電気的構成要素システムを組み合わせている。
実際のバッテリーセルは、様々なパックメーカーが好むように、異なる化学的性質、物理的形状、サイズを持つことができる。バッテリーパックには、パックに必要な電圧と電流を実現するために、直列または並列に接続された多くの個別のセルが常に組み込まれている。すべての電気自動車のバッテリーパックには、数百個のセルが含まれている。各セルの公称電圧は、その化学組成に応じて3から4ボルトである。
製造と組み立て時に助けとなるように、大きなセルの積み重ねは、通常、モジュールと呼ばれる小さな積み重ねにグループ化される。これらのモジュールのいくつかが1つのパックに入れられる。各モジュール内では、セルが溶接され、電流が流れるための電気経路が完成する。モジュールには、冷却機構や温度モニターなどのデバイスを組み込むこともできる。ほとんどの場合、モジュールでは、バッテリー管理システム(英語版)(BMS)を使用して、スタック内の各バッテリーセルが生成する電圧を監視することもできる。
バッテリーセルスタックには主ヒューズがあり、短絡状態でのパックの電流を制限する。「サービスプラグ」または「サービスディスコネクト」を取り外すことで、バッテリースタックを電気的に絶縁された2つの部分に分割することができる。サービスプラグを外した状態では、バッテリーの主端子が露出しているため、サービス技術者が電気的な危険にさらされることはない。
バッテリーパックには、バッテリーパックの電力の出力端子への分配を制御する継電器(接触器)も含まれている。ほとんどの場合、最低でも2つの主継電があり、バッテリーセルスタックをパックの主なプラスとマイナスの出力端子に接続して、電気駆動モーターに大電流を供給する。パックの設計によっては、予備充電抵抗器を介して駆動系を予備充電したり、補助母線に電力を供給したりするための別の電流経路が含まれており、これらにはそれぞれ関連する制御継電器がある。安全上の理由から、これらの継電器はすべて通常開状態である。
バッテリーパックには、温度、電圧、電流などの各種センサーが搭載されている。パックのセンサーからのデータの収集とパックの継電器の作動は、パックのバッテリー管理ユニット(BMU)またはバッテリー管理システム(BMS)によって行われる。BMSは、バッテリーパックの外にある車両との通信も担当する。
電気二重層コンデンサ("ウルトラ・キャパシタ")は、AFSトリニティのコンセプト試作車のような一部の電気自動車に使用されており、バッテリーを安全な抵抗加熱限界内に保ち、バッテリーの寿命を延ばすために、高い比電力で急速に利用可能なエネルギーを蓄える。
市販されているコンデンサは比エネルギーが低いため、コンデンサを排他的に使用している市販の電気自動車は存在しない。
2020年1月、テスラのCEOであるイーロン・マスクは、リチウムイオン電池技術の進歩により、電気自動車にウルトラ...キャパシタは不要になったと述べている。