弱いセルをバイパスすると電気自動車用バッテリーの寿命が延びる(Electric vehicle batteries get a longer lifespan when weak cells are bypassed)

2026-10-08 チャルマース工科大学

スウェーデンのチャルマース工科大学の研究チームは、電気自動車(EV)のバッテリー寿命を延ばすため、性能の低い電池セルを選択的に迂回させる制御手法を研究した。バッテリーパックは多数のセルで構成されるため、一部のセルが劣化すると、パック全体の性能や寿命が制約される場合がある。研究チームは、弱いセルを回路から一時的に切り離して迂回させることで、劣化したセルへの負荷を抑え、バッテリー全体の使用可能期間を延ばす方法を検討した。この方式では、すべてのセルを均等に使い続ける従来型の運用とは異なり、セルごとの状態に応じて電力の流れを制御することが重要となる。適切な制御により、特定セルの劣化がバッテリーパック全体の寿命を決めてしまう影響を軽減できる可能性がある。こうした技術は、EVのバッテリー交換頻度や運用コストの低減、資源利用効率の向上につながることが期待される。実用化にあたっては、迂回回路の損失、制御の複雑さ、安全性、走行条件に応じた効果の検証が重要となる。

弱いセルをバイパスすると電気自動車用バッテリーの寿命が延びる(Electric vehicle batteries get a longer lifespan when weak cells are bypassed)
Smarter battery packs can give electric car batteries a longer life. The illustration shows a reconfigurable battery pack where all cells have their own switches, which are controlled by a battery management system (blue lines). A weak cell (dark) can be bypassed while the current (yellow) continues through the rest of the pack.
The illustration has been created by Albert Škegro, Chalmers University of Technology, Sweden, with the help of AI.

<関連情報>

電気自動車用バッテリーパックにおける寿命とコストに関する動的再構成のシステムレベル評価 System-level assessment of dynamic reconfiguration for lifetime and cost outcomes in electric vehicle battery packs

Albert Škegro, Torsten Wik, Bo Bijlenga, Alexander Bessman & Changfu Zou
Nature Communications  Published:08 July 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-026-74951-8

Abstract

The electrification of transport relies heavily on lithium-ion batteries, yet conventional fixed-configuration battery packs suffer from structural inefficiencies such as cell-to-cell variability and premature failure. Dynamic battery reconfiguration, enabled by intelligent control of switching hardware around individual cells, provides an alternative pack architecture. Here we present a systematic, battery technology-agnostic evaluation of the lifetime and economic benefits of reconfigurable battery packs using a statistically grounded framework based on detailed cell modelling across diverse design and usage conditions. We show that reconfigurable battery packs can extend battery lifetime by over 20%, particularly in high-voltage applications such as electric trucks and long-range passenger vehicles. Despite higher upfront costs, reconfigurable packs can reduce lifetime cost by deferring replacements and retaining greater residual value. A sensitivity analysis identifies robust thresholds for economic viability: battery capacities above approximately 50 kWh, annual driving distances below 12,150 km, and additional upfront costs under 7.16%. These findings position dynamic reconfiguration as a scalable, cost-optimised architecture for next-generation battery platforms, and provide a quantitative foundation for future hardware design, management software, and life-cycle sustainability assessments.

0402電気応用
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