WO2017135170A1 - 電力貯蔵システムおよびその制御方法 - Google Patents

Abstract

電力貯蔵システム(10)の制御方法では、第１蓄電装置(11)と第２蓄電装置(12)とが互いに並列に接続され、前記第１蓄電装置(11)の出力密度が前記第２蓄電装置(12)の出力密度よりも高く、かつ、前記第２蓄電装置(12)のエネルギ密度が前記第１蓄電装置(11)のエネルギ密度よりも高い、電力貯蔵システム(10)において、給電要求および蓄電要求に応じて前記第１蓄電装置(11)を放電または充電させ、前記第１蓄電装置(11)の残存容量に応じて前記第２蓄電装置(12)を放電または充電させる。

Description

電力貯蔵システムおよびその制御方法

　本発明は、高エネルギ密度の蓄電装置および高出力密度の蓄電装置を備えている電力貯蔵システムおよびその制御方法に関する。

　従来、高エネルギ密度および高出力密度を両立する電力貯蔵システムとして、たとえば、特許文献１の電力貯蔵システムが知られている。この電力貯蔵システムは、電力変換器、二次電池、キャパシタおよび制御装置を備えている。電力変換器の負荷側端子が負荷に接続されている。また、電力変換器の電源側端子は、二次電池に接続されると共に、ＤＣ／ＤＣコンバータを介して二次電池と並列にキャパシタに接続されている。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータは、二次電池よりもキャパシタが優先して充放電するように制御装置により制御されている。

特開２０１６－００１９３６号公報

　特許文献１の電力貯蔵システムでは、キャパシタの残存容量が調整されずに、二次電池よりもキャパシタが優先して充放電するよう制御されている。このため、キャパシタの残存容量が少ないときにキャパシタから放電できない、または、キャパシタの残存容量が多いときにキャパシタに充電できないという状況が生じる可能性がある。よって、この電力貯蔵システムには、高エネルギ密度および高出力密度の両立について改善の余地があった。

　本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、高エネルギ密度および高出力密度をより確実に両立することが可能な電力貯蔵システムおよびその制御方法を提供することを目的としている。

　本発明のある態様に係る電力貯蔵システムの制御方法は、第１蓄電装置と第２蓄電装置とが互いに並列に接続され、前記第１蓄電装置の出力密度が前記第２蓄電装置の出力密度よりも高く、かつ、前記第２蓄電装置のエネルギ密度が前記第１蓄電装置のエネルギ密度よりも高い、電力貯蔵システムにおいて、給電要求および蓄電要求に応じて前記第１蓄電装置を放電または充電させ、前記第１蓄電装置の残存容量に応じて前記第２蓄電装置を放電または充電させる。

　この電力貯蔵システムの制御方法において、前記給電要求および前記蓄電要求がないときに、前記第１蓄電装置の残存容量が所定範囲内でない場合、前記第１蓄電装置の残存容量が所定範囲またはそれに近づくように前記第２蓄電装置を放電または充電させてもよい。

　また、電力貯蔵システムの制御方法において、前記給電要求があるときに、前記第１蓄電装置の残存容量が所定範囲内でない場合、前記第１蓄電装置の放電電力または充電電力と前記第２蓄電装置の放電電力または充電電力との合計電力が前記給電要求の電力になるように、前記第１蓄電装置を放電または充電させると共に、前記第２蓄電装置を放電または充電させてもよい。

　ここで、電力貯蔵システムの制御方法において、前記給電要求があるときに、前記第１蓄電装置の残存容量が前記所定範囲内より多い場合、前記第１蓄電装置の残存容量が前記所定範囲またはそれに近づくように、前記第１蓄電装置を放電させると共に、前記第２蓄電装置を充電させてもよい。また、電力貯蔵システムの制御方法において、前記給電要求があるときに、前記第１蓄電装置の残存容量が前記所定範囲内より少ない場合、前記第１蓄電装置の残存容量が前記所定範囲またはそれに近づくように、または、前記第１蓄電装置の残存容量が前記所定範囲よりさらに少なくなるのを抑制するように、前記第１蓄電装置を放電または充電させると共に、前記第２蓄電装置を放電させてもよい。

　さらに、電力貯蔵システムの制御方法において、前記蓄電要求があるときに、前記第１蓄電装置の残存容量が所定範囲内でない場合、前記第１蓄電装置の放電電力または充電電力と前記第２蓄電装置の放電電力または充電電力との合計電力が前記蓄電要求の電力になるように、前記第１蓄電装置を放電または充電させると共に、前記第２蓄電装置を放電または充電させてもよい。

　ここで、電力貯蔵システムの制御方法において、前記蓄電要求があるときに、前記第１蓄電装置の残存容量が前記所定範囲内より少ない場合、前記第１蓄電装置の残存容量が前記所定範囲またはそれに近づくように、前記第１蓄電装置を充電させると共に、前記第２蓄電装置を放電させてもよい。また、電力貯蔵システムの制御方法において、前記蓄電要求があるときに、前記第１蓄電装置の残存容量が前記所定範囲内より多い場合、前記第１蓄電装置の残存容量が前記所定範囲またはそれに近づくように、または、前記第１蓄電装置の残存容量が前記所定範囲よりさらに多くなるのを抑制するように、前記第１蓄電装置を放電または充電させると共に、前記第２蓄電装置を充電させてもよい。

　また、電力貯蔵システムの制御方法に用いられる前記電力貯蔵システムは、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置とを充放電制御回路を介さずに接続および遮断できる電路を備え、前記第１蓄電装置の放電電力を前記第２蓄電装置に充電する場合、または、前記第２蓄電装置の放電電力を前記第１蓄電装置に充電する場合、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置とを接続してもよい。

　本発明の別の態様に係る電力貯蔵システムは、第１蓄電装置と、前記第１蓄電装置に並列に接続される第２蓄電装置と、前記第１蓄電装置および前記第２蓄電装置を制御する制御装置と、を備え、前記第１蓄電装置の出力密度が前記第２蓄電装置の出力密度よりも高く、かつ、前記第２蓄電装置のエネルギ密度が前記第１蓄電装置のエネルギ密度よりも高く、前記制御装置は、給電要求および蓄電要求に応じて前記第１蓄電装置を放電または充電させ、前記第１蓄電装置の残存容量に応じて前記第２蓄電装置を放電または充電させるように構成されている。

　本発明は、以上に説明した構成を有し、高エネルギ密度および高出力密度をより確実に両立することが可能な電力貯蔵システムおよびその制御方法を提供することができるという効果を奏する。

　本発明の上記目的、他の目的、特徴、および利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。

本発明の実施形態１に係る電力貯蔵システムの構成を示す機能ブロック図である。 図１の電力貯蔵システムの制御方法の一例を示すフローチャートである。 図１の電力貯蔵システムの制御方法の一例を示すフローチャートである。 図１の電力貯蔵システムの制御方法の一例を示すフローチャートである。 図１の電力貯蔵システムに対する給電電力および蓄電電力のプロファイルを概略的に示す図である。 図６Ａは、大電力出力の給電要求に対する各蓄電装置の充放電電力を概略的に示す図であり、図６Ｂは、小電力出力の給電要求に対する各蓄電装置の充放電電力を概略的に示す図であり、図６Ｃは、大電力入力の蓄電要求に対する各蓄電装置の充放電電力を概略的に示す図であり、図６Ｄは、小電力入力の蓄電要求に対する各蓄電装置の充放電電力を概略的に示す図である。 本発明の実施形態２に係る電力貯蔵システムの構成を示す機能ブロック図である。

　以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下では全ての図面を通じて同一または相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。

　（実施の形態１）
　実施形態１に係る電力貯蔵システム１０の構成について、図１を参照しながら説明する。電力貯蔵システム１０は、第１蓄電装置１１、第２蓄電装置１２および制御装置１３を備えている。この第１蓄電装置１１と第２蓄電装置１２とが互いに並列に接続されている。電力貯蔵システム１０は、ＤＣ／ＡＣインバータ３０を介して外部機器３１が接続されている。外部機器３１は、電力貯蔵システム１０から出力される電力を消費したり、電力貯蔵システム１０に電力を供給したりする。

　ＤＣ／ＡＣインバータ（電力変換器）３０は、負荷側端子が外部機器３１に接続されている。ＤＣ／ＡＣインバータ３０は、電源側端子に入力される直流電力を交流電力に変換して、交流電力を負荷側端子から出力する。また、ＤＣ／ＡＣインバータ３０は、負荷側端子に入力される交流電力を直流電力に変換して、直流電力を電源側端子から出力する。この電源側端子には、第１蓄電装置１１と第２蓄電装置１２とが互いに並列に接続されている。第１蓄電装置１１は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５を介してＤＣ／ＡＣインバータ３０の電源側端子に接続されている。

　具体的には、一対の配線で構成されるＤＣリンク１４を介して第２蓄電装置１２がＤＣ／ＡＣインバータ３０の電源側端子に接続され、このＤＣリンク１４に第１蓄電装置１１がＤＣ／ＤＣコンバータ１５を介して接続されている。

　第１蓄電装置１１は、第２蓄電装置１２よりも出力密度が高い高出力型蓄電デバイスである。第１蓄電装置１１として、たとえば、キャパシタおよび二次電池が挙げられ、キャパシタにはリチウムイオンキャパシタおよび電気二重層キャパシタが例示される。第１蓄電装置１１が一般的な特性のキャパシタである場合、第１蓄電装置１１は、電荷を直接的に（反応を介さずに）蓄積し、蓄積した電荷を直接放出する。

　ＤＣ／ＤＣコンバータ１５は、通流率を変化させて第１蓄電装置１１の電流を変化させる。ＤＣ／ＤＣコンバータ１５は、電圧を変えることが可能な昇圧機能または降圧機能を有していてもよい。第１蓄電装置１１の接続点とＤＣ／ＤＣコンバータ１５との間においてＤＣ／ＤＣコンバータ１５に直列に直流リアクトル１６（ＤＣＬ）が接続されている。直流リアクトル１６は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１５から出力されるまたはＤＣ／ＤＣコンバータ１５に入力される電流を平滑化する。

　第２蓄電装置１２は、第１蓄電装置１１よりもエネルギ密度が高い大容量型蓄電デバイスである。第２蓄電装置１２としては、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池および鉛蓄電池が用いられる。この場合、第２蓄電装置１２は、電荷を化学反応または物理反応を介して蓄積し、蓄積した電荷を逆反応を介して放出する。

　制御装置１３は、第１蓄電装置１１および第２蓄電装置１２の充放電をＤＣ／ＤＣコンバータ１５により制御する。たとえば、制御装置１３は、給電要求および蓄電要求に応じて第１蓄電装置１１を放電または充電させる。また、第１蓄電装置１１の残存容量（State Of Charge）（以下、「第１ＳＯＣ」と称す。）に応じて第２蓄電装置１２を放電または充電させる。制御装置１３は、演算処理部と、制御プログラムを記憶する記憶部とを備える。演算処理部としてはＭＰＵおよびＣＰＵが例示され、記憶部としてはメモリが例示される。制御装置１３は、集中制御を行う単独の制御装置１３で構成されていてもよく、互いに協働して分散制御を行う複数の制御装置１３で構成されていてもよい。

　次に、図２～図６Ｄを参照して、電力貯蔵システム１０の制御方法を具体的に説明する。図２～図４に示す制御方法は、制御装置１３により制御される。この制御装置１３は、外部制御器に接続され、電力貯蔵システム１０に接続される外部機器３１の給電要求または蓄電要求を外部制御器（図示せず）から取得する。

　まず、制御装置１３は、外部機器３１の給電要求または蓄電要求が外部制御器から入力されているか否かを監視する(ステップＳ１)。給電要求および蓄電要求が制御装置１３に入力されていない場合(ステップＳ１：ＮＯ)、制御装置１３は、第１ＳＯＣが所定範囲内であるか否かを判定する(ステップＳ２)。この第１ＳＯＣは電圧または電流を測定することにより得られる。つまり、第１蓄電装置１１が一般的な特性のキャパシタである場合、第１ＳＯＣは第１蓄電装置１１の電圧の二乗に比例するため、第１蓄電装置１１の電圧を測定することにより、第１ＳＯＣが得られる。また、第１蓄電装置１１の充放電の電流値を測定し、この電流値を積算して第１蓄電装置１１に対する入出力した電荷量を求め、この電荷量から第１ＳＯＣが得られる。

　所定範囲としては、たとえば、電力貯蔵システム１０の充放電のプロファイルに基づいて予め定められる。たとえば、図５に示す電力貯蔵システム１０の充放電のプロファイルでは、３回の放電（時間ｄ）が電力貯蔵システム１０から行われ、１回の充電（時間ｃ）が電力貯蔵システム１０で行われている。この放電のそれぞれでは第１ＳＯＣの１０％の電力量が電力貯蔵システム１０から出力されており、充電では第１ＳＯＣの３０％の電力量が電力貯蔵システム１０に供給されている。このため、所定範囲は、第１ＳＯＣの３０％以上７０％以下と設定することができる。

　なお、時間ｄには制御装置１３に給電要求が入力され、時間ｃには制御装置１３に蓄電要求が入力されている。この間の時間ｉには給電要求および蓄電要求がなく、ここで、第１ＳＯＣが所定範囲内であるか否かが判定される。

　そして、第１ＳＯＣが所定範囲内でない場合(ステップＳ２：ＮＯ)、第１ＳＯＣが所定範囲またはそれに近づくように第２蓄電装置１２を放電または充電させる(ステップＳ３)。つまり、第１ＳＯＣが所定範囲より少ない場合、制御装置１３は、第２蓄電装置１２から出力された電力が第１蓄電装置１１に蓄えられるように、第２蓄電装置１２の放電指令をＤＣ／ＤＣコンバータ１５に出力する。これに対し、第１ＳＯＣが所定範囲より多い場合、制御装置１３は、第１蓄電装置１１から出力された電力が第２蓄電装置１２に蓄えられるように、第２蓄電装置１２の充電指令をＤＣ／ＤＣコンバータ１５に出力する。これにより、第１ＳＯＣが所定範囲内になり、給電要求または蓄電要求に対して第１蓄電装置１１は放電および充電できるようになる。

　一方、第１ＳＯＣが所定範囲内である場合(ステップＳ２：ＹＥＳ)、給電要求または蓄電要求があっても、この要求に応じて第１蓄電装置１１から充放電を行うことができる。このため、第１ＳＯＣが所定範囲またはそれに近づくように第２蓄電装置１２を放電または充電させる必要がない。

　また、ステップＳ１の処理において、給電要求または蓄電要求が制御装置１３に入力されている場合(ステップＳ１：ＹＥＳ)、制御装置１３は、第１ＳＯＣが所定範囲内であるか否かを判定する(ステップＳ４)。第１ＳＯＣが所定範囲内であれば(ステップＳ４：ＹＥＳ)、第１蓄電装置１１の放電電力により給電要求の電力を賄うことができ、第１蓄電装置１１は蓄電要求の電力を蓄えることができる。このため、制御装置１３は、給電要求に応じて第１蓄電装置１１から放電を行う、または、蓄電要求に応じて第１蓄電装置１１から充電を行う(ステップＳ５)。

　つまり、図６Ａ（ｂ）および図６Ｂ（ｂ）に示すように給電要求の電力Ｗｄに相当する電力Ｗ１を第１蓄電装置１１から放出する、または、図６Ｃ（ｂ）および図６Ｄ（ｂ）に示すように蓄電要求の電力Ｗｃに相当する電力Ｗ１を第１蓄電装置１１に蓄える。なお、図６において、給電要求の電力および放電電力を上向き（正の方向）矢印のベクトルで示し、蓄電要求の電力および充電電力を下向き（負の方向）矢印のベクトルで示す。

　一方、第１ＳＯＣが所定範囲内でなければ(ステップＳ４：ＮＯ)、制御装置１３は、外部制御器からの要求が給電要求であるか否かを判定する（ステップＳ６）。ここで、給電要求であれば（ステップＳ６：ＹＥＳ）、第１蓄電装置１１の放電電力または充電電力と第２蓄電装置１２の放電電力または充電電力との合計電力が給電要求の電力Ｗｄになるように、第１蓄電装置１１を放電または充電させると共に、第２蓄電装置１２を放電または充電させる。

　たとえば、給電要求の際、第１ＳＯＣが所定範囲より多いと（ステップＳ７：ＹＥＳ）、第１ＳＯＣが所定範囲またはそれに近づくように、第１蓄電装置１１を放電させると共に、第２蓄電装置１２を充電させる。このため、制御装置１３は、第１蓄電装置１１の放電電力と第２蓄電装置１２の充電電力との合計電力が給電要求の電力になるように、第１蓄電装置１１を放電し、第２蓄電装置１２を充電する（ステップＳ８）。但し、給電要求の電力Ｗｄが第１蓄電装置１１の許容出力電力を超えることがないように、電力貯蔵システム１０が設計されていることを前提とする。この場合、図６Ａ（ａ）および図６Ｂ（ａ）で示すように、第１蓄電装置１１の放電電力Ｗ１－第２蓄電装置１２の充電電力Ｗ２＝給電要求の電力Ｗｄ、になる。これにより、第１蓄電装置１１の放電電力Ｗ１により給電要求の電力Ｗｄを賄うと共に、これで残った電力Ｗ２を第２蓄電装置１２に充電する。これにより、第１ＳＯＣを所定範囲またはこれに近くなるように第１ＳＯＣを減少させながら、給電要求に対応することができる。

　一方、給電要求の際、第１ＳＯＣが所定範囲より少ない場合（ステップＳ７：ＮＯ）、給電要求の電力が大電力出力であるか否かを制御装置１３が判定する（ステップＳ９）。ここで、給電要求の電力が第２蓄電装置１２の許容出力電力以上である場合、大電力出力であると判定される。

　この給電要求の電力が大電力出力である場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、第１ＳＯＣが所定範囲よりさらに少なくなるのを抑制するように、第１蓄電装置１１を放電させると共に、第２蓄電装置１２を放電させる。このため、制御装置１３は、第１蓄電装置１１の放電電力と第２蓄電装置１２の放電電力との合計電力が給電要求の電力になるように、第１蓄電装置１１を放電し、第２蓄電装置１２を放電する（ステップＳ１０）。この場合、図６Ａ（ｃ）に示すように、第１蓄電装置１１の放電電力Ｗ１＋第２蓄電装置１２の放電電力Ｗ２＝給電要求の電力Ｗｄ、になる。この第２蓄電装置１２の放電電力Ｗ２は第２蓄電装置１２の許容出力電力以下である。よって、第２蓄電装置１２の放電電力Ｗ２により給電要求の電力Ｗｄを賄い、これで足りない電力Ｗ１を第１蓄電装置１１で放電する。これにより、放電による第１ＳＯＣの減少を抑えつつ、給電要求に対応することができる。

　なお、給電要求の電力が大電力出力である場合に（ステップＳ９：ＹＥＳ）、第１ＳＯＣが０％未満であるときは、制御装置１３は第１蓄電装置１１および第２蓄電装置１２の放電を禁止してもよい。この場合、電力貯蔵システム１０を停止してもよい。これにより、第１蓄電装置１１の過放電が防止され、電力貯蔵システム１０の劣化を抑制することができる。

　一方、給電要求の電力が大電力出力でない場合に（ステップＳ９：ＮＯ）、第１ＳＯＣが所定範囲またはそれに近づくように、第１蓄電装置１１を充電させると共に、第２蓄電装置１２を放電させる。このため、制御装置１３は、第１蓄電装置１１の充電電力と第２蓄電装置１２の放電電力との合計電力が給電要求の電力になるように、第１蓄電装置１１を充電し、第２蓄電装置１２を放電する（ステップＳ１１）。この場合、図６Ｂ（ｃ）に示すように、第２蓄電装置１２の放電電力Ｗ２－第１蓄電装置１１の充電電力Ｗ１＝給電要求の電力Ｗｄ、になる。この第２蓄電装置１２の放電電力Ｗ２を第２蓄電装置１２の許容出力電力以下である。これにより、第２蓄電装置１２の放電電力Ｗ２によって給電要求の電力Ｗｄを賄うと共に、これで残った電力Ｗ１を第１蓄電装置１１に充電する。これにより、第１ＳＯＣを増加させながら、給電要求に対応することができる。

　また、ステップＳ６の処理において給電要求でなく、蓄電要求と判定した場合（ステップＳ６：ＮＯ）、第１蓄電装置１１の放電電力または充電電力と第２蓄電装置１２の放電電力または充電電力との合計電力が蓄電要求の電力Ｗｃになるように、第１蓄電装置１１を放電または充電させると共に、第２蓄電装置１２を放電または充電させる。

　たとえば、蓄電要求の際、第１ＳＯＣが所定範囲より少ない場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、第１ＳＯＣが所定範囲またはそれに近づくように、第１蓄電装置１１を充電させると共に、第２蓄電装置１２を放電させる。このため、制御装置１３は、第１蓄電装置１１の充電電力と第２蓄電装置１２の放電電力との合計電力が蓄電要求の電力になるように、第１蓄電装置１１を充電し、第２蓄電装置１２を放電する（ステップＳ１３）。但し、蓄電要求の電力Ｗｃが第１蓄電装置１１の許容入力電力を超えることがないように、電力貯蔵システム１０が設計されていることを前提とする。この場合、図６Ｃ（ｃ）および図６Ｄ（ｃ）に示すように、第１蓄電装置１１の充電電力Ｗ１－第２蓄電装置１２の放電電力Ｗ２＝蓄電要求の電力Ｗｃ、になる。この第２蓄電装置１２の放電電力Ｗ２は第２蓄電装置１２の許容出力電力以下である。これにより、蓄電要求の電力Ｗｃおよび第２蓄電装置１２の放電電力Ｗ２を第１蓄電装置１１に充電するため、蓄電要求に対応すると共に、第１ＳＯＣを増加させて所定範囲またはそれに近づけることができる。

　一方、第１ＳＯＣが所定範囲より多い場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、制御装置１３は、蓄電要求の電力が大電力入力であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。ここで、蓄電要求の電力が第２蓄電装置１２の許容入力電力以上である場合、大電力入力であると判定される（ステップＳ１４：ＹＥＳ）。この場合、第１ＳＯＣが所定範囲よりさらに多くなるのを抑制するように、第１蓄電装置１１を充電させると共に、第２蓄電装置１２を充電させる。このため、制御装置１３は、第１蓄電装置１１の充電電力と第２蓄電装置１２の充電電力との合計電力が蓄電要求の電力になるように、第１蓄電装置１１を充電し、第２蓄電装置１２を充電する（ステップＳ１５）。この場合、図６Ｃ（ａ）に示すように、第１蓄電装置１１の充電電力Ｗ１＋第２蓄電装置１２の充電電力Ｗ２＝蓄電要求の電力Ｗｃ、になる。この第２蓄電装置１２の充電電力Ｗ２は第２蓄電装置１２の許容入力電力以下である。これにより、蓄電要求の電力Ｗｃを第２蓄電装置１２で蓄え、これで余った電力Ｗ１を第１蓄電装置１１に蓄えるため、蓄電要求に対応しつつ、蓄電による第１ＳＯＣの増加を抑えることができる。

　なお、蓄電要求の電力が大電力入力である場合に（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、第１ＳＯＣが１００％以上であるとき、制御装置１３は第１蓄電装置１１および第２蓄電装置１２の充電を禁止してもよい。この場合、電力貯蔵システム１０を停止してもよい。これにより、第１蓄電装置１１の過充電が防止され、電力貯蔵システム１０の劣化や熱暴走を抑制することができる。

　一方、蓄電要求の電力が大電力入力でない場合に（ステップＳ１４：ＮＯ）、第１ＳＯＣが所定範囲またはそれに近づくように、第１蓄電装置１１を放電させると共に、第２蓄電装置１２を充電させる。このため、制御装置１３は、第１蓄電装置１１の放電電力と第２蓄電装置１２の充電電力との合計電力が蓄電要求の電力になるように、第１蓄電装置１１を放電し、第２蓄電装置１２を充電する（ステップＳ１６）。この場合、図６Ｄ（ａ）で示すように、第２蓄電装置１２の充電電力Ｗ２－第１蓄電装置１１の放電電力Ｗ１＝蓄電要求の電力Ｗｃ、になる。この第２蓄電装置１２の充電電力Ｗ２は第２蓄電装置１２の許容入力電力以下である。これにより、第２蓄電装置１２は、蓄電要求の電力Ｗｃを蓄え、蓄電要求に対応すると共に、第１蓄電装置１１の放電電力Ｗ１を蓄え、第１ＳＯＣを所定範囲またはそれに近い値に減少させることができる。

　上記構成によれば、給電要求および蓄電要求に応じて第１蓄電装置１１を放電または充電させ、第１蓄電装置１１の残存容量に応じて第２蓄電装置１２を放電または充電させる。これにより、電力貯蔵システム１０は高エネルギ密度および高出力密度をより確実に両立することができる。

　たとえば、給電要求および蓄電要求がないときに、第１ＳＯＣが所定範囲内でなければ、第１ＳＯＣが所定範囲またはそれに近づくように第２蓄電装置１２を放電または充電させる。これにより、第１ＳＯＣが所定範囲内に調整されるため、第１ＳＯＣが少なくて第１蓄電装置１１から放電できない事態、および、第１ＳＯＣが少なくて第１蓄電装置１１に充電できない事態を回避することができる。

　さらに、給電要求があるときに、第１ＳＯＣが所定範囲内でなければ、第１蓄電装置１１の放電電力または充電電力と第２蓄電装置１２の放電電力または充電電力との合計電力が給電要求の電力になるように、第１蓄電装置１１を放電または充電させると共に、第２蓄電装置１２を放電または充電させる。これにより、給電要求の電力を第１蓄電装置１１または第２蓄電装置１２により賄うと共に、第１ＳＯＣが所定範囲から離れることを抑制することができる。

　また、蓄電要求があるときに、第１ＳＯＣが所定範囲内でなければ、第１蓄電装置１１の放電電力または充電電力と第２蓄電装置１２の放電電力または充電電力との合計電力が蓄電要求の電力になるように、第１蓄電装置１１を放電または充電させると共に、第２蓄電装置１２を放電または充電させる。これにより、蓄電要求の電力を第１蓄電装置１１または第２蓄電装置１２により賄うと共に、第１ＳＯＣが所定範囲から離れることを抑制することができる。

　（実施の形態２）
　実施形態２に係る電力貯蔵システム１０の構成について、図７を参照しながら説明する。電力貯蔵システム１０は、第１蓄電装置１１と第２蓄電装置１２とを充放電制御回路を介さずに接続および遮断できる電路１７をさらに備えている。

　具体的には、第１蓄電装置１１に第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１８が直列に接続され、第２蓄電装置１２に第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１９が直列に接続されている。第１蓄電装置１１および第２蓄電装置１２は第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１８および第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１９を介して並列に接続されている。第１蓄電装置１１と第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１８との間の第１ＤＣリンク２０と、第２蓄電装置１２と第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１９との間の第２ＤＣリンク２１との間が電路１７により接続され、この電路１７にスイッチ２２が設けられている。

　制御装置１３は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１８により第１蓄電装置１１を制御し、第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１９により第２蓄電装置１２を制御する。また、制御装置１３はスイッチ２２を制御し、第１蓄電装置１１と第２蓄電装置１２との間の電路１７を接続または遮断する。このように、電路１７を接続すると、第１蓄電装置１１と第２蓄電装置１２とが第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１８および第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１９などの充放電回路を介さずに直接に接続される。

　たとえば、第１蓄電装置１１の放電電力を第２蓄電装置１２に充電する場合、または、第２蓄電装置１２の放電電力を第１蓄電装置１１に充電する場合、制御装置１３はスイッチ２２を制御し、電路１７を接続する。これにより、第１蓄電装置１１および第２蓄電装置１２の一方装置から出力された電力は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１８および第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１９を介さずに他方装置に入力される。よって、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１８および第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１９における電力ロスを低減することができる。

　また、たとえば、第２蓄電装置１２からの放電電力を、第１蓄電装置１１に充電せずに外部機器（図示せず）に給電する場合には、制御装置１３はスイッチ２２を制御し、電路１７を遮断する。これにより、第２蓄電装置１２から出力された電力は第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１９を介して外部機器に供給される。よって、給電要求に応じた電力を電力貯蔵システム１０から外部機器に給電することができる。

　なお、図７の電力貯蔵システム１０は、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１８および第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１９を備えていた。これに対し、第１蓄電装置１１および第２蓄電装置１２の充放電を制御することができれば、第１ＤＣ／ＤＣコンバータ１８および第２ＤＣ／ＤＣコンバータ１９のいずれか一方が電力貯蔵システム１０に備えられていればよい。

　なお、上記説明から、当業者にとっては、本発明の多くの改良や他の実施形態が明らかである。従って、上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明を実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなく、その構造および／または機能の詳細を実質的に変更できる。

　本発明の電力貯蔵システムおよびその制御方法は、高エネルギ密度および高出力密度をより確実に両立することが可能な電力貯蔵システムおよびその制御方法等として有用である。

１０　　：電力貯蔵システム
１１　　：第１蓄電装置
１２　　：第２蓄電装置
１３　　：制御装置
１７　　：電路

Claims (10)

1. 　第１蓄電装置と第２蓄電装置とが互いに並列に接続され、前記第１蓄電装置の出力密度が前記第２蓄電装置の出力密度よりも高く、かつ、前記第２蓄電装置のエネルギ密度が前記第１蓄電装置のエネルギ密度よりも高い、電力貯蔵システムにおいて、
   　給電要求および蓄電要求に応じて前記第１蓄電装置を放電または充電させ、
   　前記第１蓄電装置の残存容量に応じて前記第２蓄電装置を放電または充電させる、電力貯蔵システムの制御方法。
2. 　前記給電要求および前記蓄電要求がないときに、前記第１蓄電装置の残存容量が所定範囲内でない場合、前記第１蓄電装置の残存容量が前記所定範囲またはそれに近づくように前記第２蓄電装置を放電または充電させる、請求項１に記載の電力貯蔵システムの制御方法。
3. 　前記給電要求があるときに、前記第１蓄電装置の残存容量が所定範囲内でない場合、前記第１蓄電装置の放電電力または充電電力と前記第２蓄電装置の放電電力または充電電力との合計電力が前記給電要求の電力になるように、前記第１蓄電装置を放電または充電させると共に、前記第２蓄電装置を放電または充電させる、請求項１または２に記載の電力貯蔵システムの制御方法。
4. 　前記給電要求があるときに、前記第１蓄電装置の残存容量が前記所定範囲内より多い場合、前記第１蓄電装置の残存容量が前記所定範囲またはそれに近づくように、前記第１蓄電装置を放電させると共に、前記第２蓄電装置を充電させる、請求項３に記載の電力貯蔵システムの制御方法。
5. 　前記給電要求があるときに、前記第１蓄電装置の残存容量が前記所定範囲内より少ない場合、前記第１蓄電装置の残存容量が前記所定範囲またはそれに近づくように、または、前記第１蓄電装置の残存容量が前記所定範囲よりさらに少なくなるのを抑制するように、前記第１蓄電装置を放電または充電させると共に、前記第２蓄電装置を放電させる、請求項３に記載の電力貯蔵システムの制御方法。
6. 　前記蓄電要求があるときに、前記第１蓄電装置の残存容量が所定範囲内でない場合、前記第１蓄電装置の放電電力または充電電力と前記第２蓄電装置の放電電力または充電電力との合計電力が前記蓄電要求の電力になるように、前記第１蓄電装置を放電または充電させると共に、前記第２蓄電装置を放電または充電させる、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電力貯蔵システムの制御方法。
7. 　前記蓄電要求があるときに、前記第１蓄電装置の残存容量が前記所定範囲内より少ない場合、前記第１蓄電装置の残存容量が前記所定範囲またはそれに近づくように、前記第１蓄電装置を充電させると共に、前記第２蓄電装置を放電させる、請求項６に記載の電力貯蔵システムの制御方法。
8. 　前記蓄電要求があるときに、前記第１蓄電装置の残存容量が前記所定範囲内より多い場合、前記第１蓄電装置の残存容量が前記所定範囲またはそれに近づくように、または、前記第１蓄電装置の残存容量が前記所定範囲よりさらに多くなるのを抑制するように、前記第１蓄電装置を放電または充電させると共に、前記第２蓄電装置を充電させる、請求項６に記載の電力貯蔵システムの制御方法。
9. 　前記電力貯蔵システムは、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置とを充放電制御回路を介さずに接続および遮断できる電路を備え、
   　前記第１蓄電装置の放電電力を前記第２蓄電装置に充電する場合、または、前記第２蓄電装置の放電電力を前記第１蓄電装置に充電する場合、前記第１蓄電装置と前記第２蓄電装置とを接続する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の電力貯蔵システムの制御方法。
10. 　第１蓄電装置と、
    　前記第１蓄電装置に並列に接続される第２蓄電装置と、
    　前記第１蓄電装置および前記第２蓄電装置を制御する制御装置と、を備え、
    　前記第１蓄電装置の出力密度が前記第２蓄電装置の出力密度よりも高く、かつ、前記第２蓄電装置のエネルギ密度が前記第１蓄電装置のエネルギ密度よりも高く、
    　前記制御装置は、
    　給電要求および蓄電要求に応じて前記第１蓄電装置を放電または充電させ、
    　前記第１蓄電装置の残存容量に応じて前記第２蓄電装置を放電または充電させるように構成されている、電力貯蔵システム。

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