複合物理-非因果モデルに基く先端技術システムの革新的リスクアセスメント手法の構築

基于多物理非因果模型开发先进技术系统的创新风险评估方法

基本信息

批准号：
21J15335
负责人：
鈴木智也
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Yokohama National University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-28 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は、昨年度に実施したリスクシナリオの特定および発生頻度解析手法に関する成果を活用し、複合物理領域・システムレベルモデリング手法に基づく定量的リスク分析(RA)手法の構築に向けて、その利点や課題の整理に取り組んだ。本研究では、構築RA手法の適用・検証対象システムとして、「圧縮水素型水素ステーション(HRS)における水素充填システム」および「大型蓄電池を用いたエネルギー貯蔵システム(BESS)」を選定し、以下の成果を得た。①当該モデリング手法に基づくシナリオ発生頻度解析手法を活用したリスク低減策効果の定量評価昨年度成果であるシナリオ発生頻度解析手法を活用し、BESS内の蓄電池モジュールシステムの挙動予測が可能なモデルを用いて、モジュール内の安全対策である断熱材を題材に、そのリスク低減効果の定量評価を行った。具体的には、複数のLIB間で熱暴走が伝播していくリスクシナリオについて、当該モデルにおける複数の入力パラメータの変動分布および断熱材個数を仮定して当該シナリオの発生頻度を比較評価することにより、リスク低減効果を定量化した。②構築RA手法を活用する上での利点および課題の整理本RA手法によるアウトプットをシステム設計上の意思決定にどのように活用することができるかについて考察を深め、利点および課題として整理した。利点としては、動的解析によるシナリオの時間進展系の定量分析が可能であることや、当該システムモデルを設計上流から設計下流および運用中まで含めて一貫して活用したRAが可能である点などが挙げられた。一方で課題としては、当該モデリング手法の限界として、モデル化されない要素(3次元構造や化学反応等)については検討に取り込まれないことに注意すべきである点などが挙げられた。

本财年，我们将利用去年风险情景识别和发生频率分析方法的成果，开发基于多物理域和系统级建模方法的定量风险分析（RA）方法，对问题进行梳理。在本研究中，我们选择了“压缩氢加氢站的加氢系统（HRS）”和“使用大型蓄电池的储能系统（BESS）”作为构建RA方法的应用和验证系统，并我得到了以下结果。 ① 基于建模方法的情景频率分析方法对风险降低措施的有效性进行定量评估利用去年的情景频率分析方法，我们使用了可以预测蓄电池模块行为的模型。 BESS系统中，对作为模块内部安全措施的绝缘材料的风险降低效果进行了定量评估。具体来说，我们将通过假设模型中多个输入参数和绝缘材料数量的变化分布来比较和评估热失控在多个LIB之间传播的风险场景的发生频率，并量化风险降低效果。 ② 整理使用构造RA方法的优点和挑战我们深入思考了如何利用该RA方法的输出用于系统设计的决策，并整理了优点和挑战。优点包括能够通过动态分析来定量分析随时间演变的场景系统，以及能够执行从上游设计到下游设计以及运行过程中一致利用系统模型的RA。另一方面，提出的问题包括这种建模方法的局限性之一是必须注意未建模的元素（例如三维结构和化学反应）不会纳入研究中。