SBT-001b 15-11 東芝二次電池 SCiBTM 電池システムコンポーネント 東芝二次電池 SCiBTM は様々な分野で活躍します 東芝の二次電池 SCiBTM は、ハイブリッド自動車や電気自動車などにも採用されるほどの安全性と、耐環境性能に優れた リチウムイオン電池です。SCiBTM の適用範囲は定置用蓄電システムをはじめ、乗り物関連やバッテリを内蔵する機器・装 置、非常用バックアップ電源、更には一般産業機械など幅広い分野でご使用いただけます。 電力安定・省エネ（定置用蓄電システム） 発電 発電所 風力発電 工場 バッテリ組込み機器 電力供給の 安定化 変電所 大規模スマート バッテリ メガソーラー 移動用照明 ソーラー街路灯 家庭 メッセージ ボード 測定機器 エアロバイク ポータブル電源 太陽光発電 中規模スマート バッテリ ビル 燃料電池 駐輪場精算機 フロアー洗浄機 自動搬送機 店舗 EV 用充電器 中規模スマート バッテリ 家庭用 蓄電システム 無瞬断 パワーユニット 医療カート 乗り物関連 自動車 駐車場精算機 サイネージ 停電バックアップ 冷凍車 ゴミ収集車 大容量ストレージ 電動バイク 電車 電動アシスト自転車 HUB 通信関連機器 パソコン／サーバ 無線ルーター 船舶 ケーブルカー ゴンドラ モバイル端末 非常時充電 通信基地局 バス トラック ゴルフカート ゴーカート シニアカー 各種端末 テーマパークの乗り物 冷蔵／冷凍庫 監視カメラ 照明 半導体装置 産業機械・機器（回生電力の有効利用） 印刷機械 業務用洗濯機 自動立体倉庫 遠心分離機 押出し機 タワー型駐車場 包装／圧延／伸線／ 抄紙機／スリッタ などの巻出し機 産業用ロボット フォークリフト エレベータ 荷役機械 ホイスト／ウインチ 2 エスカレーター クレーン SCiBTM を使った定置用蓄電システム 東芝のリチウムイオン二次電池 SCiBTM をベースとした定置用蓄電システムは、家庭用から産業用、そして電力系統まで広 い範囲でご使用いただくことができます。 定置用蓄電システムは東芝グループにて次のような様々なニーズに応じた製品をご用意しております。 電力系統 学校 病院 福祉施設 ビル 工場 コンビニ / スーパー マンション 住宅 通信基地局 定置用蓄電システム 定置用蓄電システムは次のような電力の安定供給やエネルギーの有効活用などのために使用されています。 ◦夏場の電力不足対策（ピークシフト） ◦契約電力量の抑制（ピークカット） ◦再生可能エネルギー発電の電力変動抑制 ◦災害時などにおける停電対応や瞬停補償、計画停電などの対策（非常用バックアップ電源） 電力の平準化（ピークカット・シフト） 電力量 ピークカット ピークシフト ピークシフト 蓄電池から給電 蓄電池に充電 深 夜 6時 蓄電池に充電 12時 朝 ・ 昼 ・ 夜 18時 深 夜 24時 再生可能エネルギーの発電電力の変動抑制 再生可能エネルギー 蓄電システム 非常用バックアップ電源（停電、瞬停補償など） 自然災害 電力系統遮断 蓄電システム 再生可能エネルギー 3 東芝二次電池 SCiBTM セルの特徴 SCiBTM はリチウムイオンがセパレータを介し正極と負極との間を 安全性 移動することで、充電や放電を行うリチウムイオン二次電池です。 一般的なリチウムイオン二次電池は、負極材料に炭素系材料を 採用しているのに対し、SCiBTM は “チタン酸リチウム (LTO)” を 採用することで安全性、低温性能、長寿命、急速充電などの優 れた性能を備えています。 と実績があります。 東芝リチウムイオン 二次電池 負極 セパレータ ６分で充電 ※ 電解液 長寿命 サイクル寿命 ※ある特定条件下で単品のセルを実測した数値です。 低温性能 60A の充放電を 12,000 回以 上繰り返しても劣化は少なく 長寿命である。 従って、充放電回数の多い用 途でもメンテナンス回数が少 なく環境にも貢献。 高出力 充電スタンドでは、短時間で 充電が可能。 太陽光発電，風力発電などで は頻発する急峻な出力変動に も追従。 大電流を 瞬時に出力 12,000 回※の リチウムイオン 長寿命 急速充電 高出力 正極 ＋ − 急速充電 SCiBTM セル ６つの優れた性能 低温環境、長期サイクル使用 下でも Li 金属が析出しないた めセパレータを突き破り短絡 する心配がなく、外部圧力に よって内部短絡が発生しても 発煙・発火の可能性は極めて 少ない。 利用可能な 容量が大きい 使用可能 SCiBTM 20Ah セル 安全性 SOC レンジ チタン酸リチウム（LTO） 低温性能 -30℃※で また、自動車など安全性が最優先さ れる用途などにも採用される信頼 広い実効 一般的な リチウムイオン電池 （炭素系材料） 内部短絡による 発熱が少ない -30℃の環境下で使用しても 劣化が少なく、サイクル寿命 は維持。寒冷地での繰り返し 使用にも強い。 広い実効 SOC レンジ インバータやサーボモータは 大きな始動トルクを必要とす る場合 2∼3 倍の起動電流が 流れる。SCiBTM はこのような 用途においても瞬時に電流を 取り出すことが可能。 100 ％まで充電でき、ほぼ 0％まで使い切ることができ るので、利用可能な容量範囲 を大きくとることが可能。 SOC (State of Charge) ※上記の各数値は、ある特定の条件下によるセルの測定データで保証値ではありません。詳しくはお問い合わせください。 電池モジュールの基本構造 東芝の電池モジュールは、難燃性の樹脂ケースに 24 個の 電池モジュール上面カバー SCiB TM 20Ah セルを収納し、電圧と温度を監視する CMU （Cell Monitoring Unit) を実装しています。 また、電圧・温度データは CAN（Controller Area Network） 通信を介して伝送することが可能です。 CAN 通信の配線は、市販の LAN ケーブルでワンタッチ接続 でき、また主回路配線はモジュール上部カバーを開けること なく、前面端子に直接接続できるため配線作業が容易です。 CMU 基板 本体 充放電端子（−）側 端子キャップ 電池モジュール 充放電端子（＋）側 端子キャップ 充放電端子 （−） 製品ラベル CAN 通信コネクタ接続部 （CAN-CMU） IN OUT 充放電端子 （＋） 警告表示ラベル さらに、CMU 基板は交換時に導電部が露出しないよう安全性 を考慮。保守・メンテナンス性に優れた特長を持っています。 ※電池モジュールはイメージ図です。 4 電池モジュール正面 電池モジュール仕様 形式 FM01202CCA04A 2 並列 12 直列 40Ah（25℃、8A 放電時） 1.1kWh 350A（ラッシュ電流）、160A（連続） （セル温度 55℃を超えない範囲） 350A（ラッシュ電流）、160A（連続） （セル温度 55℃を超えない範囲） DC27.6V DC18.0 ∼ 32.4V -20 ∼ 45℃ 85%RH 以下（結露なきこと） 2,000m 以下 W187.3(191.3) × D358.5(382.8)* × H122.6(126.6)mm 電池構成 定格容量 最大充電電流 最大放電電流 公称電圧 電池電圧範囲 周囲温度 湿 度 環境条件 高 度 外形寸法 *( ) 内は突起部を含む寸法 質 量 約 14kg CMU 機能 セル電圧、温度監視、セルバランス実行 CAN 通信（CMU ∼ BMU 間）※ ※ CMU(Cell Monitoring Unit)/BMU (Battery Management Unit) 電池モジュール特性 ●放電特性（温度特性） ●放電特性（レート特性） 34 34 モジュール電圧 （V） 32 0.2C 30 3C 26 24 24 20 40 60 放電容量 （％） 80 22 100 モジュール電圧 （V） 40 60 放電容量 （％） 80 100 90 28 3C 26 0.2C 45℃ 80 1C 35℃ 25℃ 70 24 フロート充電電位：2.70V 試験温度：25、 35、 45℃ 回復容量維持率： (フロート充電後に完全充電して得られる放電容量/フロート貯蔵前の放電容量）×100% 60 20 40 60 充電容量 （％） 80 ●20Ahセルのサイクル特性 （サイクル寿命データ） 110 100 容量回復率 （％） 0 30 60 110 回復容量維持率 90 80 残存容量維持率 80 70 70 60 試験条件 電池に過酷な、 高レート （3C） の充放電サイクル＠25℃ 0 2000 4000 6000 8000 サイクル数 （回） 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 フロート充電期間(日) ●貯蔵特性（自己放電特性） 100 SCIBTM 20Ahセル 90 50 100 回復容量維持率/残存容量維持率（％） 0 100 110 25℃3h休止、 40A CC放電1.5Vカット、 25℃3h休、 その後、 指定電流でCC充電2.7Vセル電圧カット 30 50 20 ●フロート特性 34 32 0 回復容量維持率 （％） 0 ●充電特性 22 25℃ 28 26 22 0℃ 30 1C 28 25℃雰囲気で40A CC充電(2.7Vcut) 3h休止後、 0℃で13時間ソーク ソーク後40AのCC放電 （1.5Vcut） 32 モジュール電圧 （V） 25℃雰囲気で40A,20A,8A,4A,2Aのステップダウン 充電(2.7Vcut)を行う。 3h休止後に各電流でCC放電(1.5Vcut)し容量を測定 10000 12000 貯蔵開始SOC：100% 試験温度：25℃ 残存容量維持率：(貯蔵後に得られる放電容量/貯蔵前の放電容量)×100% 回復容量維持率：(残存容量測定後に完全充電して得られる放電容量/フロート 貯蔵前の放電容量） ×100% 60 50 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360 貯蔵期間(日) ※各特性データは、電池モジュールが初期状態にある時に測定したものです。 ※各特性データは、製品の性能を保証するものではありません。ある特定の条件下における参考データです。 ※製品仕様は予告なく変更する場合があります。 5 電池システムコンポーネント 電池システムを構築するためには、電池モジュール単独ではご使用いただくことが出来ません。 電池モジュールとそれを管理・制御する電池システムコンポーネントを組合せてご使用ください。 東芝では、電池システムを構築するために、以下の電池システムコンポーネントを用意しています。 製品名 NO 機 能 ① 電池モジュール（MDL） 24 個のセルを 2 並列 12 直列で構成し、それを監視・保護する CMU（Cell Monitoring Unit）を実装した電池モジュールです。 BMU ② (Battery Management Unit) 各電池モジュールのセル電圧 , 温度を監視し、異常検出時に電池を 保護します。また充放電電流を計測し、SOC 演算等を行います。 さらに、CAN 通信にて、電池情報や、計測・演算情報等を上位コ ントローラへ通知します。 ③ メインコンタクタ（MC） 主回路の正極、負極にそれぞれ設け、電池異常が発生した場合は、 BMU からの指令により主回路を遮断します。 ④ 電流センサ（HCT） 充放電電流を計測し、計測した電流値を BMU に通知します。 サービス ⑤ ディスコネクト （SDC） 電池モジュールの組み込み、取り外し、およびメンテナンス時など に主回路を遮断したい場合使用します。また、速断型保護ヒューズ を内蔵しており、外部短絡時の電池保護を行います。 ⑥ GND 制御 リレー プラグ レセプタクル リレー ソケット BMU の制御電源回路を誤配線した場合に、メインコンタクタの誤 動作防止用として使います。 ⑦ 漏電センサ（ELS） 上位コントローラから BMU に漏電検出信号 ( 故障診断信号 ) が送 信された場合、メインコンタクタを「開」にして漏電検出を行います。 ⑧ BMU 接続ケーブル BMU コネクタとの接続に使用します。 ⑨ サービスディスコネクト 嵌合検知用ケーブル サービスディスコネクトの嵌合検知用コネクタとの接続に使用し ます。 ⑩ 電流センサ接続ケーブル 電流センサコネクタとの接続に使用します。 ⑪ 漏電センサ接続ケーブル 漏電センサの主回路取り合い用コネクタとの接続に使用します。 ⑫ 漏電センサ主回路ケーブル 漏電センサの制御信号用コネクタとの接続に使用します。 ⑬ ターミネーションプラグ（TP） CAN 通信用終端抵抗。 お客様にてご準備いただくコンポーネント 電池モジュール（MDL）間、電池モジュール（MDL）∼ BMU 間 の CAN 通信接続に使用します。 CMU 接続ケーブル 推奨ケーブル（STP ストレートケーブル、カテゴリー 5e 以上） ⑭ （市販の LAN ケーブルを ・MDL ∼ MDL:RJ45 両端コネクタ。 ご使用ください） ・CMU ∼ MDL:CMU 側バラ線、MDL 側 RJ45 コネクタ < 注意 >CAN 通信ケーブル総延長 40m 以下 6 写真 電池システムコンポーネントの適用例 電池システムを構成する場合、電池モジュールとそれを監視する BMU を中心に各種センサ、リレー、ケーブル類などの電 池システムコンポーネントを組合せて使用します。 また、電池システムの容量、電圧に合わせ、電池モジュールの数量と電池システムコンポーネントを選定します。 電池システムブロック図 電池盤 ②BMU 電池UNIT① ⑨ ⑬TP ⑭CAN通信 ⑭ ⑭ ⑧ CAN通信 BMU電源供給信号 12Vdc 上位 コントローラ AVR ⑪ ⑭ ⑩ ⑫ ⑦ELS ⑥GND制御リレー ③MC ①MDL ①MDL ⑤SDC ①MDL ①MDL PCS ④HCT 電池モジュール（MDL）最大22直列接続 ③MC 電池UNIT② 電池UNIT 最大16台並列接続 ① MDL（電池モジュール）② BMU（Battery Management Unit）③ MC（メインコンタクタ）④ HCT（電流センサ）⑤ SDC（サービスディスコネクト）⑥ GND 制御リレー⑦ ELS（漏電センサ）⑧ BMU 接続ケーブル ⑨サービスディスコネクト嵌合検知用ケーブル⑩電流センサ接続ケーブル⑪漏電センサ接続ケーブル⑫漏電センサ主回路ケーブル⑬ TP（ターミネションプラグ）⑭ CMU 接続用ＬＡＮケーブル AVR：自動電圧調整器、PCS：Power Conditioner System ※ PCS、上位コントローラ、電池盤、電池ユニット、および一部のケーブル類はお客様にて準備いただく必要があります。 電池システムの最大構成 BMU は 1台で最大 22 直列の電池モジュールを一括管理することが可能です。 また、BMU で構成した電池 UNIT は最大 16 台まで上位コントローラと CAN によるデータ通信を行うことが可能です。 従って、電池システムとしては電池モジュールを最大 22 直列× 16 並列まで構成することができます。 上位 コントローラ PCS 電源 信号 最大 22 台 電池UNIT 電池UNIT 電池UNIT 最大16台接続可能 電池UNIT 電池システムの構成例 モジュール構成はシステムの電圧や容量などによって決定されますが、以下は用途別の一例です。 システム電圧 モジュール直列構成 用途例 48V 系 100V 系 150V 系 200V 系 400V 系 600V 系 1 3 携帯基地局、フォークリフト 6 家庭用蓄電池 8 15 22 充電器 直流電源 UPS 太陽光発電、風力発電、鉄道 7 ■形式一覧 製品名 NO ① 電池モジュール（MDL） 形 式 機 能 FM01202CCA02A ② BMU FMW-GAA0001P ③ メインコンタクタ（MC） FMW-GAA0016P ④ 電流センサ（HCT） FMW-GAA0006P プラグ FMW-GAA0003P サービス ⑤ ディスコネクト（SDC） レセプタクル FMW-GAA0012P リレー FMW-GAA0005P ⑥ GND 制御リレー ソケット FMW-GAA0013P ⑦ 漏電センサ（ELS） FMW-GAA0002P ⑧ BMU 接続ケーブル FMW-HAA0002P ⑨ サービスディスコネクト嵌合検知用ケーブル FMW-HAA0003P ⑩ 電流センサ接続ケーブル FMW-HAA0004P ⑪ 漏電センサ接続ケーブル FMW-HAA0005P ⑫ 漏電センサ主回路ケーブル FMW-HAA0006P ⑬ ターミネーションプラグ（TP） 5P4E0003P001 ●お客さまにてご準備いただくコンポーネント ⑭ CMU 接続ケーブル 40Ah（2 並列 12 直列） 電池の監視、保護 電池異常時の主回路遮断 充放電電流の計測 メンテナンス時の主回路遮断や外部短絡時の電池保護 メインコンタクタの誤動作防止用 漏電電流の検出 BMU コネクタとの接続用 サービスディスコネクトの嵌合検知用コネクタとの接続用 電流センサコネクタとの接続用 漏電センサの主回路取り合い用コネクタとの接続用 漏電センサの制御信号用コネクタとの接続用 CAN 通信用終端抵抗 市販の LAN ケーブル 各モジュール間、モジュール ~BMU 間の CAN 通信用 （総延長 40m 以下） （推奨ケーブル :STP ストレートタイプ、カテゴリー 5e 以上） 世界最先端の電池工場 東芝柏崎工場 安全上のご注意 ◦ 本製品の故障や誤動作が、人命や公共の機能に重大な影響を及ぼす恐れのある設備（原子力制御、航空宇宙関連、交通機器、生命維持装置、 各種安全装置など）に使用する場合は、弊社のお問い合わせ窓口にご相談ください。 ◦ 本製品は厳重な品質管理のもとに製造しておりますが、使用環境、使用条件により故障することがあります。本製品の故障により重大な事故 または損失の発生が予測される設備への使用に際しては、設計上の配慮（二重化、フェイルセーフ等）をお願いします。 ◦ ご使用環境については、必ずカタログ・取扱説明書に記載されている仕様範囲内でお使いください。範囲外で使用した場合、けが・火災など 事故の原因となります。 ◦ 本製品をご使用の前には、必ず取扱説明書をよくお読みになり、正しくお使いください。 ◦ 本製品の故障や誤動作による装置・接続機器の異常・故障に関する損害・その他二次的な波及損害を含む全ての損害について一切の責任を負 いません。 ◦ 本資料に掲載してある技術情報は、製品の代表的動作・応用を説明するためのもので、その使用に際して当社および第三者の知的財産権その 他の権利に対する保証または実施権の許諾を行うものではありません。 ◦ 本資料に掲載されている製品を、国内外の法令、規則および命令により製造、販売を禁止されている応用製品に使用することはできません。 〈取扱店〉 〈お問合せ先〉 株式会社東芝 社会インフラシステム社 産業システム・機器統括部 蓄電池営業部 〒 212-8585 神奈川県川崎市幸区堀川町 72 番地 34 TEL：044-331-1675 ホームページ http://www.scib.jp ●資料の内容はお断りなしに変更することがありますのでご了承ください。 ●このカタログは2015 年11月発行のものです。
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