定置型エネルギー貯蔵用途における中古電気自動車バッテリー評価のためのデータ駆動型フレームワーク
A Data-Driven Framework for Assessing Second-Life Electric Vehicle Batteries for Stationary Energy Storage Applications
電気自動車(EV)の普及に伴い、リチウムイオンバッテリーの廃棄が増加しており、セカンドライフエネルギー貯蔵用途における課題と機会が生じている。本研究では、EV充電インフラをサポートする定置型エネルギー貯蔵用途への中古EVバッテリーの適合性を評価するためのバッテリー安定性指数(BSI)フレームワークを提案する。日産リーフと三菱i-MiEVのバッテリーパックのサイクルデータを、劣化率、エネルギー効率保持率、運用安定性、エネルギー総量などの指標を用いて分析した。さらに、EV充電需要データを活用し、実用的な展開指向のパフォーマンス指標として充電セッションサポート能力を評価した。提案されたBSIは、安定性、劣化、総量特性を統合し、バッテリーのランキングと適合性評価のための統一された評価フレームワークを提供する。日産リーフバッテリーは、三菱i-MiEVバッテリー(0.0170)よりも低い容量劣化率(0.0086)を示し、より高いエネルギー効率保持率(91.4%対79.0%)を維持し、大幅に大きいエネルギー総量(21,911 Wh対6230 Wh)を達成した。さらに、日産リーフバッテリーは最大1.16回のEV充電セッションをサポートしたが、三菱i-MiEVバッテリーは0.34回未満のセッションしかサポートできなかった。結果として、日産リーフバッテリーは最も高いBSI値を示し、Leaf-1とLeaf-2はそれぞれ0.658と0.638のスコアを獲得した。バッテリーの適合性は単一の健康指標では信頼性をもって判断できないことが示された。提案されたBSIフレームワークは、適切なセカンドライフバッテリーを特定するための包括的かつ実用的なアプローチを提供し、バッテリーの再利用決定、持続可能なエネルギー貯蔵の展開、およびEV充電エコシステム内でのセカンドライフバッテリーの統合をサポートする。
- バッテリー安定性指数(BSI)フレームワークを提案し、日産リーフと三菱i-MiEVの中古バッテリーの定置型エネルギー貯蔵への適合性を定量評価した
- 日産リーフバッテリーは容量劣化率0.0086、エネルギー効率保持率91.4%、総エネルギー量21,911Whを達成し、三菱i-MiEV(0.0170、79.0%、6,230Wh)を上回った
- 日産リーフバッテリーは最大1.16回のEV充電セッションをサポートできる一方、三菱i-MiEVバッテリーは0.34回未満にとどまり、Leaf-1とLeaf-2がそれぞれBSI 0.658と0.638で最高スコアを獲得した
EVバッテリーのセカンドライフ活用は、廃棄コスト削減と定置型蓄電の低コスト化という二重の価値を持つ領域であり、日産リーフと三菱i-MiEVの実データに基づく定量評価フレームワークは、バッテリー再利用市場の選別・評価手法として投資判断に有用な知見を提供する。特に、単一の健康指標では適合性判断が不十分で、安定性・劣化・容量を統合した評価が必要という結論は、セカンドライフバッテリー事業の技術的リスク評価に直接的な示唆を与える。