通過制成模塊來削減成本

　?、鄣牡蛢r位對擴大市場很重要。不過，不僅要求降低蓄電元器件的價格，還應該綜合考慮蓄電系統的設置環境和壽命等因素，以降低系統整體的成本。

　　大型蓄電元器件并不是只要便宜就好的產品，其長期可靠性非常重要，一旦發生問題就會失去市場的信賴，最終會造成巨大損失。

　　在實際使用條件下，不是單元單體使用，而是需要制成模塊，以確保既定的電壓或輸出功率，因此必須實現模塊的低成本化。

　　LIC可由以下3點來削減模塊成本：①單元單體的電壓較高，可減少單元數量；②高溫耐久性出色，設置條件比較寬松；③可削減管理成本。

　　關于①，制成既定電壓的模塊時，單元電壓越高，使用的單元數量越少。例如，電壓為300V時，需要120個EDLC的2.5V單元，而使用LIC的3.8V單元只需80個即可。

　　由于②的特性，可在比較廣泛的溫度條件下使用。像LIB那樣，需要進行非常嚴密的溫度管理時，則設置場所會受限。但如果高溫耐久性出色，可放寬對溫度環境的限制，因此設置場所的自由度較高，能為削減成本做出貢獻。

　　③的管理成本，是指蓄電元器件的管理系統“Battery Management System（BMS）”相關的成本。LIB等充電電池的充放電曲線會隨著電流值和溫度環境發生巨大變化，因此為管理充電狀態，BMS會花費成本。

　　LIC如圖3所示，充放電曲線的斜率不會隨著電流值發生大幅變化。這種趨勢也不會隨溫度而變化，只需管理電壓就能掌握充電狀態，因此可降低BMS的成本。

圖3：即使電流值發生變化也容易管理充電狀態的LIC（點擊放大）

　　LIC即使輸入輸出時的電流值發生大幅變化，其斜率也不會改變，因此可輕松管理單元的充電狀態。

　　電力再生市場占LIC的一大半市場

　　以上介紹了LIC的一般特征，下面將介紹我們開發的LIC——EneCapTen的特征（圖4）。EneCapTen的單元采用重視散熱性的層壓構造，可進行大電力的充放電。壽命極長，達到10萬次以上。另外，考慮到環境負荷，沒有使用鉛等重金屬。

圖4：FDK開發的LIC“EneCapTen”（點擊放大）

　　單元采用層壓構造（a）。45V模塊由12個單元構成（b）。

　　模塊將根據用戶的性能參數設計。此外，表2所示的通用模塊現已上市，用于混合動力車的4000F單元現正在開發中。

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　　目前，LIC的主要用途有以下四方面：①瞬低補償裝置和UPS（不間斷電源）等備用（Backup）市場；②混合動力車、起重機及建筑機械等電力再生市場；③太陽能發電和風力發電等負荷平均化市場；④混合動力車和復印機等電力輔助市場。

　　其中，市場規模最大的是電力再生市場，估計將占一半以上。不過，預計今后隨著智能電網領域的擴大，太陽能發電和風力發電等負荷平均化用途也將形成一個巨大的市場。

　　作為瞬低補償裝置

　　我們開發的LIC已經在瞬低補償裝置和太陽能發電負荷平均化等領域得到了采用。例如，瞬低補償裝置不同于可供應5分鐘以上電力的UPS，可針對在1分鐘以內的短時間內發生的電力下降供給電力。　　EDLC由于容量較小，最多只能補償雷電造成的數ms左右的瞬時電壓下降。而LIC的容量比較大，可用于電力公司自動供電導致的停電以及從常用線路切換為備用線路時的停電等數秒左右的電壓下降（表3）。

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　　瞬低補償裝置并非設置在每臺設備上，而是通過統一補償整個工廠，從而可降低管理成本。瞬低補償裝置目前仍以鉛蓄電池為主流，但鉛蓄電池的漏電流大，需要花費成為來維持電壓，因此今后有望被LIC取代。

　　正在海島上做驗證試驗

　　作為太陽能發電負荷平均化的應用事例，在日本經濟產業省的“平成21年度海島獨立型系統新能源導入驗證事業”中，沖繩縣的與那國島（150kW）、北大東島（90kW）和多良間島（230kW）采用了我們的LIC（圖5）。

圖7：用于多良間島的太陽能發電負荷平均化（點擊放大）

　　沖繩電力在多良間島設置了230kW的太陽能發電設備，在實施使用LIC的負荷平均化驗證試驗。（攝影：沖繩電力）

　　海島上存在的問題有用柴油發動機發電的發電成本高和需要為減輕環境負荷而削減CO2排放量等。作為對策，通過導入太陽能發電和風力發電，在減少柴油發動機發電用燃料的運輸量的同時，還可削減CO2排放量。另外，由于海島上使用的是獨立的小規模系統，可作為微型智能電網驗證，因此已經開始了驗證試驗。

　　與鉛蓄電池組合使用

　　我們認為，包括怠速停止系統（ISS）在內的混合動力車市場今后非常有潛力。電動汽車和插電式混合動力車等需要一定能量容量的汽車無疑最適合使用LIB。然而，對混合動力車而言，輸出功率、再生效率和壽命比能量容量更為重要，與LIB和鎳氫充電電池等充電電池相比，LIC更合適（表4）。

（點擊放大）

　　具體地，我們打算在配備ISS的車輛上將其與鉛蓄電池組合使用。ISS可發揮兩個作用：①在發動機啟動時向啟動器供電；②在發動機停止時及發電停止時供電。

　　關于①向啟動器供電，采用LIC可代替鉛蓄電池供給大電力。鉛蓄電池如果反復以大電力放電，會加速劣化。因此，通過將LIC與鉛蓄電池并聯，從低電阻LIC中釋放大電力，可防止鉛蓄電池因發生大的輸出變動而劣化。

　　在鉛蓄電池上并聯我們的LIC時的電流和電壓變化如圖6所示。試驗條件參考了混合動力車的實車行駛模擬模式。從結果可知，較大電流的變動LIC會予應對，鉛蓄電池不會發生大變動。

圖9：以LIC應對較大的輸出變動（點擊放大）

　　通過并聯鉛蓄電池和低電阻LIC，鉛蓄電池不會發生較大輸出變動，因而可防止劣化。

　　另外，②的發動機停止時和發電停止時向車載電裝品供電很重要。汽車一般以發動機的皮帶驅動發電機轉動獲得能量，因此發電機直接與燃效相關。所以，采用使發電機脫離動力源的構造，可實現具有出色燃效的車輛。

　　不過，即使發電機脫離動力源，助力方向盤等電裝品也需要較大的電力。因此認為，不僅是鉛蓄電池，還要追加LIC，方可實現大電力的供給。