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WO2019215817A1 - 蓄電池システム - Google Patents

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WO2019215817A1
WO2019215817A1 PCT/JP2018/017786 JP2018017786W WO2019215817A1 WO 2019215817 A1 WO2019215817 A1 WO 2019215817A1 JP 2018017786 W JP2018017786 W JP 2018017786W WO 2019215817 A1 WO2019215817 A1 WO 2019215817A1
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WO
WIPO (PCT)
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storage battery
ipu
battery system
deterioration
capacitor
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/017786
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
マシュー ギャヴィン ウェイト
Original Assignee
本田技研工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 本田技研工業株式会社 filed Critical 本田技研工業株式会社
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Priority to JP2020517659A priority patent/JP7063984B2/ja
Priority to GB2016665.8A priority patent/GB2587270B/en
Priority to US17/051,173 priority patent/US11349332B2/en
Priority to DE112018007581.8T priority patent/DE112018007581T5/de
Priority to CN201880093102.9A priority patent/CN112088477B/zh
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    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a storage battery system that is connected to an electric power system and adjusts the supply and demand state of the electric power system by charging and discharging a plurality of capacitors and batteries.
  • Patent Documents 1 to 3 disclose such techniques.
  • Patent Document 1 relates to a power supply system that supplies power to a power system from a plurality of in-vehicle storage batteries.
  • Patent Document 2 relates to a multiple battery pack power supply device configured by connecting a plurality of battery packs in series and parallel.
  • Patent Document 3 relates to a control device that controls a plurality of storage batteries, and describes that charging / discharging is controlled based on information on the type and deterioration degree of the storage battery.
  • An object of the present invention is to provide a storage battery system that can secure a battery or a battery group with a low degree of deterioration while providing an ancillary service.
  • the present invention is connected to an electric power system (for example, an electric power system 2 described later), and a storage battery system (for example, an electric power supply system (for example, an IPU 50 described later)) adjusts the supply and demand state of the electric power system by charging and discharging.
  • an electric power system for example, an electric power system 2 described later
  • a storage battery system for example, an electric power supply system (for example, an IPU 50 described later)
  • a storage battery system 1) to be described later, and a charge / discharge control device (for example, a PLC 20 to be described later) capable of controlling charge / discharge for each of the plurality of capacitors or capacitor groups according to the supply and demand state of the power system;
  • a charge / discharge control device capable of controlling charge / discharge for each battery or battery group according to the supply and demand state of the power system;
  • the present invention relates to a storage battery system including a management device (for example, a system control device 30 to be described later) that distinguishes and manages power storage groups.
  • the management device sets a higher grade for each battery as the degree of progress of deterioration is lower, and is required for charge / discharge control of the battery or the battery group.
  • the charge / discharge level is low, the low-grade battery is preferentially used, and when the charge / discharge level required by the charge / discharge control of the battery or the battery group is high, the grade is high together with the low-grade battery. It is preferable to use the capacitor.
  • At least a part of the plurality of capacitors is not produced for in-vehicle use of an electric vehicle (for example, an electric vehicle 100 described later). It is preferably incorporated in the state of use.
  • the storage device mounted and used in an electric vehicle can be newly incorporated as a control target of the charge / discharge control device.
  • a plurality of AC / DC converters for example, arranged for each of the plurality of capacitors or capacitor groups and connected to each of the capacitors or capacitor groups (for example, It is preferable to further include a distributed AC / DC converter 201 which will be described later and a single step-up / down transformer (for example, a step-up / down transformer 205 which will be described later) to which the plurality of AC / DC converters are connected.
  • the AC / DC converter installed for each capacitor or capacitor group suppresses the loss of the entire system compared to the case where the AC / DC converter is arranged alone, and boosts the voltage with a step-up / down transformer.
  • the AC / DC converter can be efficiently operated. Even in the state of providing an ancillary service with a low load during normal times, the operation of the storage battery system can be made more efficient while balancing costs.
  • a plurality of AC / DC converters for example, arranged for each of the plurality of capacitors or capacitor groups and connected to each of the capacitors or capacitor groups (for example, , A distributed AC / DC converter 201 to be described later, and a plurality of step-up / step-down transformers (for example, a distributed step-up / down transformer to be described later) arranged for each of the plurality of AC / DC converters and connected to each of the AC / DC converters.
  • a plurality of AC / DC converters for example, arranged for each of the plurality of capacitors or capacitor groups and connected to each of the capacitors or capacitor groups (for example, , A distributed AC / DC converter 201 to be described later, and a plurality of step-up / step-down transformers (for example, a distributed step-up / down transformer to be described later) arranged for each of the plurality of AC / DC converters and connected to each of the AC / DC converters.
  • the AC / DC converter installed for each condenser or condenser group suppresses the loss of the entire system as compared with the case where the AC / DC converter is arranged alone, and is arranged for each AC / DC converter.
  • Each AC / DC converter can be operated with high efficiency by boosting with a step-up / down transformer.
  • the storage battery system can be operated with high efficiency even in the state of providing an ancillary service with a low load during normal times.
  • the degree of deterioration according to the designation information is selected from a plurality of the capacitors. It is preferable to further include a sales support device that selects the battery and separates it from the control target of the charge / discharge control device and sets it as a sales target.
  • the sales support device sets a relatively high price when the storage device having a low degree of deterioration is specified by the specification information, and the specification information It is preferable to set a relatively low price when the battery in a state where deterioration is relatively advanced is designated.
  • the selling price is automatically set according to the degree of deterioration, so that the battery can be sold smoothly.
  • the power storage device is a dedicated product for a predetermined electric vehicle, and the management device receives the power storage end information after receiving the production end information of the electric vehicle. Set for sale.
  • the storage battery system can be secured after the sale of the electric vehicle is completed, and the management cost and CO 2 can be reduced. Therefore, the battery can be supplied at an appropriate cost according to the user's request.
  • the storage battery system of the present invention it is possible to secure a battery or a battery group having a low degree of deterioration while providing an ancillary service.
  • FIG. 1 It is a figure which shows the structure of the storage battery system which concerns on one Embodiment of this invention. It is a figure explaining the method of ensuring IPU after the end of production of an electric vehicle. It is a figure explaining sales management of IPU by the storage battery system of this embodiment. It is a block diagram which shows typically a mode that the storage battery system of this embodiment is connected with an electric power provider and a market (customer) by communication. It is a graph which shows the utilization ratio of IPU with respect to charge and discharge which are requested
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a storage battery system according to an embodiment of the present invention.
  • the storage battery system (BESS) 1 shown in FIG. 1 provides an ancillary service (Energy service) for stably operating the power system 2 to an energy provider 3.
  • ancillary service Energy service
  • the frequency adjustment power Frequency Regulation
  • Spinning Reserve instantaneous reserve power
  • the electric power system 2 is supplied with electric power from thermal power plants, hydroelectric power plants, nuclear power plants, as well as power generation facilities using natural energy such as solar power generation and wind power generation.
  • the storage battery system 1 is connected to an electric power system 2 that provides an ancillary service, and performs output adjustment of electric power in response to a request from the electric power company 3 to adjust the frequency.
  • the storage battery system 1 of this embodiment includes a plurality of IPU (intelligent power unit) 50, a power conversion system 10 to which the IPU 50 is connected, a temperature management device (Thermal Management Device) 11, a PLC 20, And a system control device (System Control Unit) 30. Further, on the storage battery system 1 side of the electric power system 2, a measuring device (Metering) 4, a breaker 5, a step-up / down transformer (Transformer) 6, a breaker 7 and the like for measuring electric power are arranged.
  • the IPU 50 used in the storage battery system 1 is produced by assembling a battery.
  • the IPU 50 produced as an on-vehicle large-capacity capacitor is integrated into the storage battery system 1 and used.
  • a predetermined proportion of the plurality of IPUs 50 are incorporated into the storage battery system 1 in an unused state from factory shipment.
  • the power conversion system 10 is an AC-DC / DC-AC inverter.
  • the IPU 50 is charged and discharged via the power conversion system 10.
  • a temperature management device (Thermal Management Device) 11 performs temperature management of the IPU 50 and the power conversion system 10.
  • the PLC 20 controls the plurality of IPUs 50, the power conversion system 10, and the temperature management device 11.
  • the PLC 20 performs control of the power amount of the power conversion system 10, control of the temperature, current, and voltage of the IPU 50, control of the flow rate of the cooling medium of the temperature management device 11, and the like.
  • the system control device 30 controls the PLC 20 in response to a request from the electric power company 3. In addition, the system control device 30 manages the frequency of use of the IPU 50 and manages the IPU 50 to be managed for sale to the market.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a method of securing the IPU 50 after the production of the electric vehicle 100 is finished.
  • the IPU 50 mounted on the electric vehicle 100 needs to be replaced depending on use or deterioration over time.
  • the IPU 50 may be designed as a dedicated product depending on the model and model year of the electric vehicle 100. Therefore, even if the production of the electric vehicle 100 ends, in order for the user to continue to ride the electric vehicle 100, it is necessary to secure the IPU 50 for the electric vehicle 100 for which production has ended.
  • a method that can be considered to secure the IPU 50 as a dedicated product for an electric vehicle 100 after production of the electric vehicle 100 is completed will be described.
  • the IPU 50 that has been mass-produced and reduced in cost during the production of the electric vehicle 100 is produced in a small amount, which causes a significant increase in cost.
  • Scenario B in FIG. 2 is a method in which the production of the IPU 50 ends together with the electric vehicle 100, but the IPU 50 mass-produced during the production of the electric vehicle 100 is stored, and the IPU 50 is provided according to the user's offer for sales. is there.
  • this method in order to avoid the deterioration of the IPU 50 over time, it is necessary to store a large amount of the IPU 50 in a warehouse in a state of cold temperature control, which is expensive. Moreover, it cannot be said that it is advantageous from the viewpoint of CO 2 reduction.
  • Scenario C in FIG. 2 is a method for securing the IPU 50 that solves the problems of cost and CO 2 reduction, and is a management method for the IPU 50 using the storage battery system 1 of the present embodiment.
  • scenario C in FIG. 2 a part of the produced IPU 50 is incorporated into the storage battery system 1 and used while controlling the progress of deterioration.
  • the IPU 50 is disconnected from the storage battery system 1 and provided to the user.
  • FIG. 3 is a figure explaining sales management of IPU50 by storage battery system 1 of this embodiment.
  • part of the IPU 50 assembled at the factory is mounted on the electric vehicle 100, and the remaining part is used in the storage battery system 1 without being mounted on the electric vehicle 100.
  • the IPU 50 supplied to the storage battery system 1 is palletized for pallet transport in an unused state, then containerized for container transport, and transported to the location of the storage battery system 1.
  • the plurality of IPUs 50 (IPU group 40) conveyed to the storage battery system 1 are incorporated in the storage battery system 1 and used in ancillary services such as charging and discharging performed for frequency adjustment of the power system 2.
  • the storage battery system 1 of the present embodiment controls the deterioration of the IPU 50 while providing an ancillary service, and provides the IPU 50 sales service. As shown in the center of FIG. 3, when a user or a dealer requests the storage battery system 1 to sell the IPU 50, the storage battery system 1 performs a process of separating the IPU 50 that can be used for the electric vehicle 100 from the IPU group 40.
  • the used IPU 50 separated from the storage battery system 1 is mounted on the electric vehicle 100 via a dealer or the like.
  • the IPU 50 mounted on the electric vehicle 100 before the replacement is incorporated into the storage battery system 1 and reused as long as the deterioration is usable in the storage battery system 1. In this case, when viewed from the storage battery system 1 side, the IPU 50 is exchanged with the electric vehicle 100.
  • FIG. 3 shows a state in which the electric vehicle 100 in which the IPU 50 is replaced in the storage battery system 1 is further recycled for 10 years after production after 5 years. Even in this case, the IPU 50 is incorporated into the storage battery system 1 again as long as it can be used in the storage battery system 1.
  • the storage battery system 1 disconnects the IPU 50 from the IPU group 40.
  • the IPU 50 that has deteriorated is subjected to a recycling process for recovering a recyclable material such as Cu, Ni, or Co metal.
  • FIG. 4 is a block diagram schematically showing a state in which the storage battery system 1 of the present embodiment is connected to the electric power company 3 and the market (customer) 101 by communication.
  • the storage battery system 1 is connected to an external electric power company or the market 101 via a dedicated network or a communication network such as the Internet, or operates autonomously based on agreed standards.
  • the market 101 schematically shows a system connected to a computer used by a customer or a dealer who provides the IPU 50 to the customer or a computer used by the customer or the dealer.
  • the power company 3 transmits a response command to the storage battery system 1 based on the supply and demand balance of the power system 2. For example, a command for requesting frequency adjustment is transmitted to the storage battery system 1 so as to fall within the allowable frequency range set in the power system 2. For example, the frequency adjustment can be automated by the storage battery system 1 in order to respond at high speed.
  • the system control device 30 of the storage battery system 1 receives a command indicating a request for frequency adjustment from the electric power company 3, the system control device 30 transmits a command for causing the PLC 20 to control charging / discharging of the IPU 50 based on the command.
  • the PLC 20 exchanges various information with the IPU 50 by communication using the CAN protocol.
  • the PLC 20 requests an ID for identifying the IPU 50 from the IPU 50, and the IPU 50 transmits various information such as a charging state (SOC), a deterioration state (SOH), a temperature, and a voltage to the PLC 20 together with the ID information.
  • SOC charging state
  • SOH deterioration state
  • temperature a temperature
  • a voltage a voltage to the PLC 20 together with the ID information.
  • CAN control can be omitted.
  • the PLC 20 stores a battery power model 21, a battery deterioration state model 22, a battery temperature model 23, a strategy model 24 for performing optimization processing, and the like.
  • the PLC 20 performs, in real time, various processes acquired from the IPU 50 and processes for performing charge / discharge using these models and optimization processes for managing the deterioration state.
  • the power conversion system 10 controls charging / discharging of the IPU 50 based on processing optimized in real time by the PLC 20, and transmits measurement information of electricity flowing through the power system 2 to the PLC 20.
  • the system control device 30 of this embodiment manages the deterioration state of the IPU 50 while performing charge / discharge control for providing an ancillary service.
  • the system control device 30 includes a grade setting unit 31 that can set a grade for each IPU 50 based on the degree of deterioration, a difference in selling price, and the like, and a usage frequency adjusting unit 32 that adjusts the usage frequency of each IPU 50 based on the grade, And a separated IPU determining unit 33 that determines a specific IPU 50 to be separated from the IPU group 40 of the storage battery system 1.
  • FIG. 5 is a graph showing the utilization ratio of the IPU 50 for charging and discharging required for the storage battery system 1 of the present embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram schematically illustrating how the usage frequency of the IPU 50 is adjusted based on the grade by the storage battery system 1 of the present embodiment.
  • FIG. 7 is a graph showing a difference in the deterioration state of the IPU 50 managed based on the grade by the storage battery system 1 of the present embodiment. 6 and 7, each IPU 50 is set with a grade by the grade setting unit 31.
  • Reference numeral 50a indicates the IPU 50 to which the highest grade is set.
  • the grades become lower in the order of 50b, 50c, and 50d, and the lowest grade is set for 50e.
  • the horizontal axis indicates the usage rate of the IPU 50 used according to the charge or discharge rate required according to the capacity of the storage battery system 1.
  • the upper part of FIG. 6 schematically shows when the capacity of the IPU group 40 (IPUs 50a to 50e) is 100% used, and the middle part shows the IPU group 40 (IPUs 50a to 50e).
  • the lower part is schematically illustrated.
  • each of the IPUs 50a to 50e has been operated with a capacity of 40%, but in the present embodiment, a process of selecting the IPU 50 to be used according to the grade is performed.
  • the usage frequency adjustment unit 32 of the storage battery system 1 selects the IPU 50 to be used from the IPU group 40.
  • the IPU group 40 In an example in which 40% of the capacity of the IPU group 40 is used, only the IPU 50d and IPU 50e having low grades are selected as the IPUs 50 to be used without using the IPU 50a, IPU 50b and IPU 50c having high grades.
  • 20% of the capacity of the IPU group 40 is used, only the IPU 50e having the lowest grade is selected as the IPU 50 to be used.
  • the high-grade IPU 50a decreases in use frequency and progresses in deterioration, while the low-grade IPU 50e increases in use frequency and progresses in deterioration. Get faster.
  • the IPU 50 having a higher grade is not progressing in deterioration, and the IPU 50 having a lower grade is progressing in deterioration.
  • the sales application information is transmitted from the market 101 to the storage battery system 1.
  • the sales application information can be transmitted through a dedicated market network, or by a method in which a dealer or a customer directly communicates with the system control device 30.
  • the sales application information shall include the above-mentioned grades or specified information such as price, vehicle type, and model year for determining the grades.
  • a method of automatically inquiring about designation information for determining a grade or a grade may be performed to acquire information for determining a grade or a grade.
  • the system control device 30 selects the IPU 50 to be separated by the separation IPU determination unit 33 based on the designation information of the sales application information, and sets the sales price. For example, when a customer requests a high-grade IPU 50, a high-grade IPU 50a that has not deteriorated is selected from the IPU group 40, and a selling price is set according to the grade or model. Since the IPU 50a has a high grade, a high selling price is set. Conversely, a low selling price is set for the low grade IPU 50b.
  • the separation command for the IPU 50 is transmitted to the PLC 20 and is transmitted to the related department to perform the process of separating the IPU 50a from the IPU group 40.
  • the IPU 50a separated from the IPU group 40 is transferred to the final customer through a dealer or the like.
  • the proposal information for proposing the IPUs 50b to 50d may be transmitted, and the separated IPU determination unit 33 may perform a process of determining the grade based on the user's response.
  • the IPU 50 sales system using the storage battery system 1 is configured to accept a sales offer process after the production of the electric vehicle 100 on which the IPU 50 is mounted. That is, before the end of production, the IPU 50 is produced by mass production to deal with parts replacement. After the production is finished, the IPU 50 mass produced before and after the production of the electric vehicle 100 is assembled into the storage battery system 1 and the production of the electric vehicle 100 is finished. It becomes possible to provide the IPU 50 for a long period of time at a low cost.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example in which a distributed AC / DC converter 201 is applied to the storage battery system 1 of the present embodiment.
  • a plurality of distributed AC / DC converters 201 are arranged corresponding to the number of IPUs 50, and each IPU 50 is connected to an independent dedicated distributed AC / DC converter 201.
  • the plurality of distributed AC / DC converters 201 are connected to a common step-up / down transformer 205. According to this configuration, even if the normal operation rate is 20% to 40%, it can be operated at an operation rate of about 90% by boosting the step-up / down transformer 205, and a highly efficient storage battery system 1 is realized. it can.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which the distributed buck-boost transformer 206 and the distributed AC / DC converter 202 are applied to the storage battery system 1 of the present embodiment.
  • the step-up / down transformer 6 is also arranged for each IPU 50 in addition to the configuration of FIG. 8. According to this configuration, although the device configuration increases, it is possible to realize an even more efficient operating state.
  • the storage battery system 1 of the present embodiment includes a PLC (charge / discharge control device) 20 that can control charging / discharging for each of a plurality of IPUs (capacitors) 50 according to the supply and demand state of the power system 2, and charging / charging for each IPU 50.
  • a system control device (management device) 30 that adjusts the progress of deterioration for each IPU 50 by varying the discharge amount, and distinguishes and manages the IPU 50 having a low degree of progress and the IPU 50 having a high degree of progress of deterioration. Prepare.
  • it is possible to manage the IPU 50 having a different degree of progress by controlling the deterioration state of the IPU 50 while providing ancillary services such as frequency adjustment power to the power system 2.
  • the system control apparatus 30 sets a high grade for every IPU50, and the charge / discharge level requested
  • low-grade IPUs 50d and 50e are preferentially used, and when the charge / discharge level required for the charge / discharge control of the IPU 50 is high, high-grade IPUs 50a to 50c are used together with the low-grade IPUs 50d and 50e. Thereby, the degree of progress of the deterioration of the IPU 50 can be managed while corresponding to the supply and demand state of the power system 2.
  • At least a part of the plurality of IPUs 50 that are produced for use in the electric vehicle 100 is incorporated in an unused state.
  • the IPU 50 mounted and used in the electric vehicle 100 can be newly incorporated as a control target of the PLC 20. Thereby, the eco-cycle which reuses IPU50 is realizable.
  • a plurality of distributed AC / DC converters 201 arranged for each IPU 50 and connected to each IPU 50 are connected to a plurality of distributed AC / DC converters 201.
  • a single step-up / step-down transformer 205 may be further provided.
  • the distributed AC / DC converter 201 installed for each IPU 50 suppresses the loss in the entire system as compared with the case where the AC / DC converter is arranged alone, and boosts the voltage with a step-up / down transformer.
  • the distributed AC / DC converter 201 can be efficiently operated. Even in a state where an ancillary service with a low load during normal times is provided, the operation of the storage battery system 1 can be made more efficient while balancing costs.
  • a plurality of distributed AC / DC converters 201 arranged for each IPU 50 and connected to each IPU 50 and a plurality of distributed AC / DC converters 201 are arranged.
  • the distributed AC / DC converter 201 installed for each IPU 50 suppresses the loss in the entire system as compared with the case where the AC / DC converter is arranged alone, and for each distributed AC / DC converter 201.
  • Each AC / DC converter can be operated with high efficiency by boosting the voltage by the distributed buck-boost transformer 206 arranged.
  • the storage battery system can be operated with high efficiency even in the state of providing an ancillary service with a low load during normal times.
  • the system control device 30 of the present embodiment receives the designation information for determining the degree of degradation from the external market 101, the system control device 30 selects the IPU 50 having the degree of degradation corresponding to the designation information from the plurality of IPUs 50. It also serves as a sales support device that is set as a sales target separately from the control target of the PLC 20. As a result, the IPU 50 that matches the request from the customer or the like can be selected from the plurality of IPUs 50 in which the degree of deterioration has been managed, and can be distributed to the market as second-hand goods.
  • the system control device 30 sets a relatively high price when the IPU 50 having a low degree of deterioration is designated by the designation information, and the degradation is relatively caused by the designation information.
  • a relatively low price is set. Thereby, since the sales price is automatically set according to the degree of deterioration, the IPU 50 can be sold smoothly.
  • the IPU 50 is a dedicated product for the predetermined electric vehicle 100, and the system control device 30 sets the IPU 50 as a sales target after receiving the production end information of the electric vehicle 100.
  • the IPU 50 after the sales of the electric vehicle 100 can be secured by using the storage battery system 1, and the management cost and CO 2 can be reduced. Therefore, the IPU 50 can be supplied at an appropriate cost according to the user's request.
  • the storage battery system 1 that controls the degree of progress of deterioration using the IPU 50 as one unit has been described, but the number of IPUs 50 to be managed is not limited.
  • the same control is performed when a plurality of IPU groups (capacitor groups) 40 are connected to the storage battery system 1 and the degree of deterioration is controlled for each IPU group 40.
  • the IPU 50 of the above embodiment may be a group of a plurality of IPUs 50
  • the IPU group 40 may be a set of a group of a plurality of IPUs 50.
  • the storage battery system 1 has been described in which the system control device 30 also serves as a sales support device.
  • the sales support apparatus may be configured to be physically outside the storage battery system via a communication network such as the Internet.
  • the market 101 in FIG. 4 can be used as a sales support device.
  • the market 101 is a server connected to a network.
  • sales application information is received from a customer or dealer computer
  • the market 101 communicates with the system control device 30 to meet customer needs based on the specified information.
  • the IPU 50 having a degree of deterioration is selected and information to be proposed to the customer is transmitted.
  • the customer examines whether or not the purchase is possible based on the information proposed by the market 101.
  • the storage battery system 1 controls the degree of progress of the deterioration of the IPU 50 while providing an ancillary service.
  • a configuration may be adopted in which one of the IPUs 50 to be separated from the storage battery system 1 is selected by a person.
  • the in-vehicle IPU 50 used in the electric vehicle 100 has been described as an example, but the present invention is not limited to this configuration.
  • the present invention can also be applied to a capacitor disposed in a building or a portable capacitor.

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Abstract

本発明の目的は、アンシラリーサービスを提供しつつ、劣化の進行の度合いが低い蓄電器又は蓄電器群を確保できる蓄電池システムを提供する。　蓄電池システム１は、電力系統２の需給状態に応じて複数のＩＰＵ（蓄電器）５０ごとに充放電を制御可能なＰＬＣ（充放電制御装置）２０と、ＩＰＵ５０ごとの充放電量を異ならせることによってＩＰＵ５０ごとに劣化の進行を調整し、劣化の進行の度合いが低いＩＰＵ５０と劣化の進行の度合いが高いＩＰＵ５０を区別して管理するシステム制御装置（管理装置）３０と、を備える。

Description

蓄電池システム
　本発明は、電力系統に接続され、複数の蓄電器、バッテリーの充放電によって前記電力系統の需給状態を調整する蓄電池システムに関する。
　従来、電動車両等にも使用される蓄電器が複数接続される蓄電池システムにおいて、複数の蓄電池のそれぞれの特性を利用しつつ充放電の制御を行う技術が知られている。この種の技術を開示するものとして、例えば特許文献１～３がある。
　特許文献１は、複数の車載蓄電池から電力系統に電力供給を行う電力供給システムに関するものである。特許文献２は、複数の電池パックを直並列接続して構成される複数電池パック電源装置に関するものである。特許文献３は、複数の蓄電池を制御する制御装置に関するものであり、蓄電池の種別や劣化度の情報に基づいて充放電を制御することが記載されている。
特開２００９－１８３０８６号公報 特開２０００－２９４２９８号公報 国際公開第ＷＯ２００５／００１４０１号公報
　ところで、蓄電器は、使用に応じて劣化が進行するため、当該蓄電器が搭載される対象物(例えば、電動車両)の耐用年数が経過する前に交換が必要な場合がある。しかしながら、蓄電器がアッセンブリ等によって対象物の専用品となっている場合、対象物の生産終了とともに交換用の蓄電器の確保が困難になってしまう。蓄電器は生産や保管にも高いコストが掛かるため、交換用の蓄電器の生産継続も難しい。
　本発明は、アンシラリーサービスを提供しつつ、劣化の進行の度合いが低い蓄電器又は蓄電器群を確保できる蓄電池システムを提供することを目的とする。
　（１）　本発明は、電力系統（例えば、後述する電力系統２）に接続され、複数の蓄電器（例えば、後述するＩＰＵ５０）の充放電によって前記電力系統の需給状態を調整する蓄電池システム（例えば、後述する蓄電池システム１）であって、前記電力系統の需給状態に応じて複数の前記蓄電器又は蓄電器群ごとに充放電を制御可能な充放電制御装置（例えば、後述するＰＬＣ２０）と、複数の前記蓄電器又は蓄電器群ごとの充放電量を異ならせることによって前記蓄電器又は蓄電器群ごとに劣化の進行を調整し、劣化の進行の度合いが低い前記蓄電器又は蓄電器群と劣化の進行の度合いが高い前記蓄電器又は蓄電器群を区別して管理する管理装置（例えば、後述するシステム制御装置３０）と、を備える蓄電池システムに関する。
　これにより、電力系統に周波数調整力等のアンシラリーサービスを提供しつつ蓄電器の劣化状態を制御して劣化の進行の度合いが異なる蓄電器又は蓄電器群を管理することができる。
　（２）　（１）に記載の蓄電池システムにおいて、前記管理装置は、劣化の進行の度合いが低い程、高いグレードを前記蓄電器ごとに設定し、前記蓄電器又は蓄電器群の充放電制御で要求される充放電レベルが低い場合は、グレードの低い前記蓄電器を優先的に使用し、前記蓄電器又は蓄電器群の充放電制御で要求される充放電レベルが高い場合は、グレードの低い前記蓄電器とともにグレードの高い前記蓄電器を使用することが好ましい。
　これにより、電力系統の需給状態に対応しながら、蓄電器の劣化の進行の度合いを管理することができる。
　（３）　（１）又は（２）に記載の蓄電池システムにおいて、複数の前記蓄電器のうち、少なくとも一部は、電動車両（例えば、後述する電動車両１００）の車載用として生産されたものが未使用状態で組み込まれることが好ましい。
　これにより、新品状態の蓄電器の利用率を下げて充放電制御を行うことで、当該電動車両の蓄電器を別途倉庫で保管等することなく、長期間、劣化が少ない状態の蓄電器を確保できる。
　（４）　（１）から（３）の何れかに記載の蓄電池システムにおいて、電動車両に搭載され、使用された状態の前記蓄電器を前記充放電制御装置の制御対象として新たに組み込み可能である。
　これにより、蓄電器の再活用を行うエコサイクルを実現できる。
　（５）　（１）から（４）の何れかに記載の蓄電池システムにおいて、複数の前記蓄電器又は蓄電器群ごとに配置され、前記蓄電器又は蓄電器群ごとに接続される複数のＡＣ／ＤＣコンバータ（例えば、後述する分散型ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１）と、複数の前記ＡＣ／ＤＣコンバータが接続される単独の昇降圧トランス（例えば、後述する昇降圧トランス２０５）と、を更に備えることが好ましい。
　これにより、蓄電器又は蓄電器群ごとに設置されるＡＣ／ＤＣコンバータにより、ＡＣ／ＤＣコンバータを単独で配置する場合に比べてシステム全体での損失を抑制するとともに、昇降圧トランスで昇圧を行って各ＡＣ／ＤＣコンバータが効率的に稼動する状態にできる。通常時の負荷が少ないアンシラリーサービスを提供している状態においても、コストのバランスをとりつつ蓄電池システムの運用を効率化できる。
　（６）　（１）から（４）の何れかに記載の蓄電池システムにおいて、複数の前記蓄電器又は蓄電器群ごとに配置され、前記蓄電器又は蓄電器群ごとに接続される複数のＡＣ／ＤＣコンバータ（例えば、後述する分散型ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１）と、複数の前記ＡＣ／ＤＣコンバータごとに配置され、前記ＡＣ／ＤＣコンバータごとに接続される複数の昇降圧トランス（例えば、後述する分散型昇降圧トランス２０６）と、を更に備えることが好ましい。
　これにより、蓄電器又は蓄電器群ごとに設置されるＡＣ／ＤＣコンバータにより、ＡＣ／ＤＣコンバータを単独で配置する場合に比べてシステム全体での損失を抑制するとともに、ＡＣ／ＤＣコンバータごとに配置される昇降圧トランスで昇圧を行って各ＡＣ／ＤＣコンバータを高効率に稼動させることができる。通常時の負荷が少ないアンシラリーサービスを提供している状態においても、蓄電池システムを高効率に運用できる。
　（７）　（１）から（６）の何れかに記載の蓄電池システムにおいて、外部から劣化の程度を決定する指定情報を受信すると、複数の前記蓄電器の中から前記指定情報に応じた劣化程度の前記蓄電器を選択し、前記充放電制御装置の制御対象から切り離して販売対象に設定する販売支援装置を更に備えることが好ましい。
　これにより、顧客等からの要求に合致する蓄電器を劣化の進行の度合いが管理された蓄電器又は蓄電器群の中から選び、中古品として市場に流通させることができる。
　（８）　（７）に記載の蓄電池システムにおいて、前記販売支援装置は、前記指定情報で劣化の程度が低い状態の前記蓄電器が指定された場合は相対的に高い価格を設定し、前記指定情報で相対的に劣化が進行している状態の前記蓄電器が指定された場合は相対的に低い価格を設定することが好ましい。
　これにより、劣化の程度に応じて販売価格が自動的に設定されるので、蓄電器の販売を円滑に行うことができる。
　（９）　（７）又は（８）に記載の蓄電池システムにおいて、前記蓄電器は、所定の電動車両の専用品であり、前記管理装置は、前記電動車両の生産終了情報を受信した後に前記蓄電器を販売対象に設定する。
　これにより、蓄電池システムを利用して電動車両の販売終了後の蓄電器の確保を行うことができ、管理コスト及びＣＯ２を削減できる。そのため、ユーザの要求に応じて適正なコストで蓄電器を供給できる。
　本発明の蓄電池システムによれば、アンシラリーサービスを提供しつつ、劣化の進行の度合いが低い蓄電器又は蓄電器群を確保できる。
本発明の一実施形態に係る蓄電池システムの構成を示す図である。 電動車両の生産終了後にＩＰＵを確保する方法を説明する図である。 本実施形態の蓄電池システムによるＩＰＵの販売管理を説明する図である。 本実施形態の蓄電池システムが電力事業者やマーケット（顧客）と通信によって接続されている様子を模式的に示すブロック図である。 本実施形態の蓄電池システムに要求される充電及び放電に対するＩＰＵの利用割合を示すグラフである。 本実施形態の蓄電池システムによってグレードに基づいてＩＰＵの使用頻度が調整された様子を模式的に説明する図である。 本実施形態の蓄電池システムによってグレードに基づいて管理されたＩＰＵの劣化状態の違いを示すグラフである。 本実施形態の蓄電池システムに分散型ＡＣ／ＤＣコンバータを適用した例を説明する図である。 本実施形態の蓄電池システムに分散型昇降圧トランス及び分散型ＡＣ／ＤＣコンバータを適用した例を説明する図である。
　以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。
　図１は、本発明の一実施形態に係る蓄電池システムの構成を示す図である。図１に示す蓄電池システム（ＢＥＳＳ）１は、電力系統２を安定に運用するためのアンシラリーサービス（Ancillary services）を電力事業者（Energy Provider）３に提供する。例えば、電力系統２の系統周波数を許容範囲に収めるための周波数調整力（Frequency Regulation）や電力系統２内で緊急に対応が必要なときに電力を一定時間供給する瞬動予備力（Spinning Reserve）等の電力事業者３への提供がアンシラリーサービスとして提供される。
　電力系統２には、火力発電所、水力発電所、原子力発電所の他、太陽光発電や風力発電等の自然エネルギーを利用した発電設備からも電力が供給されている。蓄電池システム１は、アンシラリーサービスを提供する電力系統２に接続されており、電力事業者３からの周波数を調整する要求に応じて電力の出力調整を行う。
　まず、本実施形態の蓄電池システム１の全体的な構成について説明する。本実施形態の蓄電池システム１は、複数のＩＰＵ（intelligent power unit）５０と、ＩＰＵ５０が接続される電力変換システム（Power Conversion System）１０と、温度管理装置（Thermal Management Device）１１と、ＰＬＣ２０と、システム制御装置（System Control Unit）３０と、を含んで構成される。また、電力系統２の蓄電池システム１側には、電力を計測する計測装置（Metering）４、ブレーカー５、昇降圧トランス（Transformer）６、ブレーカー７等が配置される。
　蓄電池システム１で用いられるＩＰＵ５０は、バッテリーをアッセンブリして生産される。本実施形態では、車載用の大容量蓄電器として生産されたＩＰＵ５０が蓄電池システム１に統合されて使用される。複数のＩＰＵ５０のうち、所定の割合のＩＰＵ５０が、工場出荷から未使用の状態で蓄電池システム１に組み込まれている。
　電力変換システム１０は、AC-DC/DC-ACインバータである。電力変換システム１０を介してＩＰＵ５０の充電及び放電が行われる。温度管理装置（Thermal Management Device）１１は、ＩＰＵ５０及び電力変換システム１０の温度管理を行う。ＰＬＣ２０は、複数のＩＰＵ５０、電力変換システム１０及び温度管理装置１１をコントロールする。電力変換システム１０の電力量のコントロール、ＩＰＵ５０の温度、電流、電圧のコントロール、温度管理装置１１の冷却媒体の流量コントロール等がＰＬＣ２０によって行われる。
　システム制御装置３０は、電力事業者３からの要求に応じてＰＬＣ２０をコントロールする。また、システム制御装置３０は、ＩＰＵ５０の使用頻度の管理を行うとともに、管理対象のＩＰＵ５０をマーケットに販売するための管理を行う。
　次に、本実施形態の蓄電池システム１を利用してＩＰＵ５０を販売する背景について説明する。図２は、電動車両１００の生産終了後にＩＰＵ５０を確保する方法を説明する図である。
　電動車両１００に搭載されたＩＰＵ５０は、使用又は経年劣化によって交換が必要になる。しかし、ＩＰＵ５０は、電動車両１００のモデルや年式によって専用品として設計されている場合がある。従って、電動車両１００の生産が終了しても、ユーザが電動車両１００に乗り続けるために、生産終了した電動車両１００用のＩＰＵ５０を確保する必要がある。次に、ある電動車両１００の生産が終了後に、当該電動車両１００の専用品のＩＰＵ５０を確保するために考えられる方法について説明する。
　図２中のシナリオＡは、電動車両１００の生産終了後も、規模を縮小してＩＰＵ５０の生産を継続することで、交換用のＩＰＵ５０を確保する方法である。しかし、この方法では、電動車両１００の生産中は大量生産でコストを削減していたＩＰＵ５０が少量生産となるため、コストの大幅な上昇を招くことになる。
　図２中のシナリオＢは、ＩＰＵ５０の生産については電動車両１００とともに終了するものの、電動車両１００の生産中に大量生産したＩＰＵ５０を保存し、ユーザの販売の申出に応じてＩＰＵ５０を提供する方法である。しかし、この方法では、ＩＰＵ５０の経年劣化を回避するために、冷温管理した状態で大量のＩＰＵ５０を倉庫に保存する必要があり、高いコストが掛かる。また、ＣＯ２の削減の観点からも有利とはいえない。
　図２中のシナリオＣが、コスト及びＣＯ２削減の課題を解決するＩＰＵ５０の確保方法であり、本実地形態の蓄電池システム１を用いたＩＰＵ５０の管理方法である。図２中のシナリオＣでは、生産したＩＰＵ５０の一部を蓄電池システム１に組み込み、劣化の進行をコントロールしつつ使用する。そして、ユーザがＩＰＵ５０を要求した場合は、ＩＰＵ５０が蓄電池システム１から切り離され、ユーザに提供される。
　次に、図３を参照してシナリオＣで説明したＩＰＵ５０の販売サイクルについて説明する。本実施形態の蓄電池システム１によるＩＰＵ５０の販売管理を説明する図である。図３の左側に示すように、工場でアッセンブリされたＩＰＵ５０は、その一部が電動車両１００に搭載され、残りの一部は電動車両１００に搭載されることなく蓄電池システム１に使用される。
　蓄電池システム１に供給されるＩＰＵ５０は、未使用の状態でパレット搬送のためパレット化された後、コンテナ搬送のためコンテナ化され、蓄電池システム１の所在地に搬送される。蓄電池システム１に搬送された複数のＩＰＵ５０（ＩＰＵ群４０）は、蓄電池システム１に組み込まれ、電力系統２の周波数調整のために行われる充放電等のアンシラリーサービスで使用される。
　本実施形態の蓄電池システム１は、アンシラリーサービスを行いながらＩＰＵ５０の劣化をコントロールし、ＩＰＵ５０の販売サービスを行う。図３の中央に示すように、ユーザやディーラーがＩＰＵ５０の販売を蓄電池システム１に要求すると、蓄電池システム１は、電動車両１００に使用可能なＩＰＵ５０をＩＰＵ群４０から切り離す処理を行う。
　蓄電池システム１から切り離された中古ＩＰＵ５０は、ディーラー等を介して電動車両１００に搭載される。交換前に電動車両１００に搭載されていたＩＰＵ５０は、蓄電池システム１で使用可能な劣化の程度であれば蓄電池システム１に組み込まれ、再活用される。この場合、蓄電池システム１側から見れば、ＩＰＵ５０の交換を電動車両１００と行ったことになる。
　図３では、蓄電池システム１でＩＰＵ５０の交換を行った電動車両１００が更に５年経過して、生産から１０年後にリサイクル処理された様子が示されている。この場合においても、蓄電池システム１で使用が可能な劣化の程度であれば当該ＩＰＵ５０は再び蓄電池システム１に組み込まれる。
　図３の右側に示すように、ＩＰＵ５０の劣化が、蓄電池システム１でも使用できないレベルに達したところで、蓄電池システム１は、ＩＰＵ群４０から当該ＩＰＵ５０を切り離す。劣化が進行したＩＰＵ５０には、Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｏの金属等、再生可能な材料を回収するリサイクル処理が行われる。
　次に、蓄電池システム１によるＩＰＵ５０の劣化管理及び販売を行う処理について説明する。図４は、本実施形態の蓄電池システム１が電力事業者３やマーケット（顧客）１０１と通信によって接続されている様子を模式的に示すブロック図である。図４に示すように、蓄電池システム１は、専用線やインターネット等の通信ネットワークを介して外部の電力事業者やマーケット１０１に接続されたり、合意された基準に自律的に動作したりする。マーケット１０１は、顧客や顧客にＩＰＵ５０を提供するディーラー等が用いるコンピュータが接続されるシステム又は顧客やディーラーが用いるコンピュータを模式的に示すものである。
　まず、蓄電池システム１によるアンシラリーサービス提供中の処理について説明する。電力事業者３は、電力系統２の需給バランスに基づいて応答指令を蓄電池システム１に送信する。例えば、電力系統２に設定された周波数の許容範囲に収めるために、蓄電池システム１に周波数調整を要請する指令を送信する。例えば、周波数調整は、高速で応答するために蓄電池システム１で自動化することもできる。
　蓄電池システム１のシステム制御装置３０は、電力事業者３から周波数調整の要求を示す指令を受信すると、当該指令に基づいてＰＬＣ２０にＩＰＵ５０の充放電を制御させる指令を送信する。
　ＰＬＣ２０は、ＣＡＮプロトコルを用いた通信により、ＩＰＵ５０と各種の情報をやり取りする。例えば、ＰＬＣ２０は、ＩＰＵ５０を識別するＩＤをＩＰＵ５０に要求し、ＩＰＵ５０はＩＤ情報とともに、充電状態（ＳＯＣ）、劣化状態（ＳＯＨ）、温度、電圧等の各種情報をＰＬＣ２０に送信する。一部のＩＰＵ５０のタイプで、ＣＡＮ制御を省略することもできる。
　ＰＬＣ２０には、バッテリー電力モデル２１、バッテリー劣化状態モデル２２、バッテリー温度モデル２３、最適化処理を行う戦略モデル２４等が記憶されている。ＰＬＣ２０は、ＩＰＵ５０から取得する各種の情報とこれらのモデルを用いて充放電を行うための処理及び劣化状態を管理するための最適化処理をリアルタイムに行う。電力変換システム１０は、ＰＬＣ２０によってリアルタイムで最適化された処理に基づいてＩＰＵ５０の充放電を制御するとともに、電力系統２を流れる電気の測定情報をＰＬＣ２０に送信する。
　本実施形態のシステム制御装置３０は、アンシラリーサービスを提供するための充放電制御を行いながらＩＰＵ５０の劣化状態の管理を行う。システム制御装置３０は、劣化の程度や販売価格の違い等に基づいて各ＩＰＵ５０にグレードを設定可能なグレード設定部３１と、グレードに基づいて各ＩＰＵ５０の使用頻度を調整する使用頻度調整部３２と、蓄電池システム１のＩＰＵ群４０から切り離す特定のＩＰＵ５０を決定する分離ＩＰＵ決定部３３と、を含んで構成される。
　次に、図５～図７を参照しながらグレードの設定及び使用頻度の調整を行う処理について説明する。図５は、本実施形態の蓄電池システム１に要求される充電及び放電に対するＩＰＵ５０の利用割合を示すグラフである。図６は、本実施形態の蓄電池システム１によってグレードに基づいてＩＰＵ５０の使用頻度が調整された様子を模式的に説明する図である。図７は、本実施形態の蓄電池システム１によってグレードに基づいて管理されたＩＰＵ５０の劣化状態の違いを示すグラフである。図６及び図７において、各ＩＰＵ５０にはグレード設定部３１によってグレードが設定されている。符号５０ａは最も高いグレードが設定されるＩＰＵ５０を示す。以下、５０ｂ、５０ｃ、５０ｄの順にグレードが低くなり、５０ｅが最も低いグレードが設定されている。
　図５のグラフは、横軸が蓄電池システム１の能力に応じて要求される充電又は放電の割合に応じて使用されるＩＰＵ５０の使用割合を示している。そして、図５のグラフに対応して図６の上段にはＩＰＵ群４０（ＩＰＵ５０ａ～５０ｅ）の能力を１００％使用するときが模式的に示され、中段にはＩＰＵ群４０（ＩＰＵ５０ａ～５０ｅ）の能力を４０％使用するときが模式的に示され、下段にはＩＰＵ群４０（ＩＰＵ５０ａ～５０ｅ）の能力を２０％使用するときが模式的に示されている。
　ＩＰＵ群４０の能力を１００％使用するときは、設定されるグレードに関わらず、ＩＰＵ５０ａ～５０ｅの全てが放電に使用される。一方、ＩＰＵ群４０の能力を４０％使用するときは、全てのＩＰＵ５０ａ～５０ｅを合わせた能力の４０％が要求される場合である。従来は、ＩＰＵ５０ａ～５０ｅのそれぞれを４０％の能力で運用していたが、本実施形態ではグレードに応じて使用されるＩＰＵ５０を選択する処理が行われる。
　本実施形態では、蓄電池システム１の使用頻度調整部３２がＩＰＵ群４０の中から使用するＩＰＵ５０を選択する。ＩＰＵ群４０の能力を４０％使用する例では、グレードの高いＩＰＵ５０ａ、ＩＰＵ５０ｂ、ＩＰＵ５０ｃが使用されずにグレードの低いＩＰＵ５０ｄ、ＩＰＵ５０ｅのみが使用対象のＩＰＵ５０として選択される。同様に、ＩＰＵ群４０の能力を２０％使用するときは、最もグレードの低いＩＰＵ５０ｅのみが使用対象のＩＰＵ５０として選択される。
　図７のグラフが示すように、使用頻度の調整が行われることにより、グレードの高いＩＰＵ５０ａは使用頻度が下がって劣化の進行が遅くなり、グレードの低いＩＰＵ５０ｅは使用頻度が上がって劣化の進行が速くなる。言い換えれば、同一のモデルにおいて、グレードが高いＩＰＵ５０は劣化の進行が進んでおらず、グレードが低いＩＰＵ５０は劣化の進行が進んでいることになる。
　次に、図３に戻ってマーケット１０１からの要求に応じて販売されるＩＰＵ５０が蓄電池システム１によって選択される処理について説明する。顧客又はディーラーが蓄電池システム１にＩＰＵ５０の販売申込を行いたい場合は、マーケット１０１から販売申込情報を蓄電池システム１に送信する。なお、販売申込情報の送信は、専用のマーケットネットワークを通じて行うこともできるし、ディーラーや顧客がシステム制御装置３０と直接通信する方式で行ってもよい。
　販売申込情報には、上述のグレード又はグレードを決定するための価格や車種や年式等の指定情報が含まれるものとする。なお、ユーザやディーラーからの販売申込情報を受信した後、グレード又はグレードを決定する指定情報を自動的に問い合わせる処理を行ってグレード又はグレードを決定する情報を取得する方式としてもよい。
　システム制御装置３０が販売申込情報の指定情報に基づいて分離ＩＰＵ決定部３３が分離するＩＰＵ５０を選択するとともに、販売価格を設定する。例えば、顧客がグレードの高いＩＰＵ５０を要求していた場合は、ＩＰＵ群４０から劣化が進行していない高いグレードのＩＰＵ５０ａが選択され、当該グレードやモデルによって販売価格が設定される。ＩＰＵ５０ａは高いグレードのため、高い販売価格が設定される。逆に低いグレードのＩＰＵ５０ｂでは低い販売価格が設定されることになる。
　設定された販売価格を了承する情報を受信すると、ＩＰＵ５０の分離指令がＰＬＣ２０に送信されるとともに、関係部門に送信されて当該ＩＰＵ５０ａをＩＰＵ群４０から切り離す処理が行われる。上述のように、ＩＰＵ群４０から切り離されたＩＰＵ５０ａはディーラー等を通じて最終顧客に譲渡される。また、ユーザが中程度のグレードを求めている場合は、ＩＰＵ５０ｂ～５０ｄを提案する提案情報を送信し、ユーザの応答に基づいて分離ＩＰＵ決定部３３がグレードを決定する処理を行ってもよい。
　なお、蓄電池システム１によるＩＰＵ５０の販売システムは、当該ＩＰＵ５０の搭載対象となっている電動車両１００の生産終了後に販売申出の処理を受け付ける構成となっている。即ち、生産終了前は大量生産によってＩＰＵ５０を生産して部品交換に対応し、生産終了後は電動車両１００の生産終了前後に大量生産されたＩＰＵ５０を蓄電池システム１に組み込んで電動車両１００の生産終了後も低コストで長い期間ＩＰＵ５０の提供が可能となる。
　次に、上記実施形態で説明した蓄電池システム１を高効率に運用する方法について説明する。図８は、本実施形態の蓄電池システム１に分散型ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１を適用した例を説明する図である。図８に示すように、分散型ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１は、ＩＰＵ５０の数に対応して複数配置されており、各ＩＰＵ５０が独立した専用の分散型ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１に接続される構成となっている。複数の分散型ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１は、共通の昇降圧トランス２０５に接続されている。本構成によれば、通常の稼動率が２０％～４０％であったとしても、昇降圧トランス２０５の昇圧により９０％程度の稼動率で運用することができ、高効率な蓄電池システム１が実現できる。
　図９は、本実施形態の蓄電池システム１に分散型昇降圧トランス２０６及び分散型ＡＣ／ＤＣコンバータ２０２を適用した例を説明する図である。図９では、図８の構成に加えて昇降圧トランス６についても、ＩＰＵ５０ごとに配置される。本構成によれば、装置構成が増えるものの、より一層高効率な稼動状況を実現できる。
　上記実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
　（１）本実施形態の蓄電池システム１は、電力系統２の需給状態に応じて複数のＩＰＵ（蓄電器）５０ごとに充放電を制御可能なＰＬＣ（充放電制御装置）２０と、ＩＰＵ５０ごとの充放電量を異ならせることによってＩＰＵ５０ごとに劣化の進行を調整し、劣化の進行の度合いが低いＩＰＵ５０と劣化の進行の度合いが高いＩＰＵ５０を区別して管理するシステム制御装置（管理装置）３０と、を備える。これにより、電力系統２に周波数調整力等のアンシラリーサービスを提供しつつＩＰＵ５０の劣化状態を制御して劣化の進行の度合いが異なるＩＰＵ５０を管理することができる。
　（２）また、本実施形態では、システム制御装置３０は、劣化の進行の度合いが低ければ低い程、高いグレードをＩＰＵ５０ごとに設定し、ＩＰＵ５０の充放電制御で要求される充放電レベルが低い場合は、グレードの低いＩＰＵ５０ｄ，５０ｅを優先的に使用し、ＩＰＵ５０の充放電制御で要求される充放電レベルが高い場合に、グレードの低いＩＰＵ５０ｄ，５０ｅとともにグレードの高いＩＰＵ５０ａ～５０ｃを使用する。これにより、電力系統２の需給状態に対応しながら、ＩＰＵ５０の劣化の進行の度合いを管理することができる。
　（３）また、本実施形態では、複数のＩＰＵ５０のうち、少なくとも一部は、電動車両１００の車載用として生産されたものが未使用状態で組み込まれる。これにより、新品状態のＩＰＵ５０の利用率を下げて充放電制御を行うことで、電動車両１００のＩＰＵ５０を別途倉庫で保管等することなく、長期間、劣化が少ない状態のＩＰＵ５０を確保できる。
　（４）また、本実施形態では、電動車両１００に搭載され、使用された状態のＩＰＵ５０をＰＬＣ２０の制御対象として新たに組み込み可能である。これにより、ＩＰＵ５０の再活用を行うエコサイクルを実現できる。
　（５）また、本実施形態の蓄電池システム１では、ＩＰＵ５０ごとに配置され、ＩＰＵ５０ごとに接続される複数の分散型ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１と、複数の分散型ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１が接続される単独の昇降圧トランス２０５と、を更に備える構成としてもよい。これにより、ＩＰＵ５０ごとに設置される分散型ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１により、ＡＣ／ＤＣコンバータを単独で配置する場合に比べてシステム全体での損失を抑制するとともに、昇降圧トランスで昇圧を行って各分散型ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１が効率的に稼動する状態にできる。通常時の負荷が少ないアンシラリーサービスを提供している状態においても、コストのバランスをとりつつ蓄電池システム１の運用を効率化できる。
　（６）また、本実施形態の蓄電池システム１では、ＩＰＵ５０ごとに配置され、ＩＰＵ５０ごとに接続される複数の分散型ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１と、複数の分散型ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１ごとに配置され、複数の分散型ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１ごとに接続される複数の分散型昇降圧トランス２０６と、を更に備える。これにより、ＩＰＵ５０ごとに設置される分散型ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１により、ＡＣ／ＤＣコンバータを単独で配置する場合に比べてシステム全体での損失を抑制するとともに、分散型ＡＣ／ＤＣコンバータ２０１ごとに配置される分散型昇降圧トランス２０６で昇圧を行って各ＡＣ／ＤＣコンバータを高効率に稼動させることができる。通常時の負荷が少ないアンシラリーサービスを提供している状態においても、蓄電池システムを高効率に運用できる。
　（７）また、本実施形態のシステム制御装置３０は、外部のマーケット１０１から劣化の程度を決定する指定情報を受信すると、複数のＩＰＵ５０の中から指定情報に応じた劣化程度のＩＰＵ５０を選択し、ＰＬＣ２０の制御対象から切り離して販売対象に設定する販売支援装置を兼ねる。これにより、顧客等からの要求に合致するＩＰＵ５０を劣化の進行の度合いが管理された複数のＩＰＵ５０の中から選び、中古品として市場に流通させることができる。
　（８）また、本実施形態では、システム制御装置３０は、指定情報で劣化の程度が低い状態のＩＰＵ５０が指定された場合は相対的に高い価格を設定し、指定情報で相対的に劣化が進行している状態のＩＰＵ５０が指定された場合は相対的に低い価格を設定する。これにより、劣化の程度に応じて販売価格が自動的に設定されるので、ＩＰＵ５０の販売を円滑に行うことができる。
　（９）また、本実施形態では、ＩＰＵ５０は、所定の電動車両１００の専用品であり、システム制御装置３０は、電動車両１００の生産終了情報を受信した後にＩＰＵ５０を販売対象に設定する。これにより、蓄電池システム１を利用して電動車両１００の販売終了後のＩＰＵ５０の確保を行うことができ、管理コスト及びＣＯ２削減できる。そのため、ユーザの要求に応じて適正なコストでＩＰＵ５０を供給できる。
　以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。
　上記実施形態では、ＩＰＵ５０を１つの単位として劣化の進行の度合いをコントロールする蓄電池システム１を説明したが、管理対象のＩＰＵ５０の数を限定するわけではない。例えば、複数のＩＰＵ群（蓄電器群）４０が蓄電池システム１に接続され、劣化の進行の度合いをＩＰＵ群４０ごとにコントロールする場合も、同様の制御が行われる。即ち、上記実施形態のＩＰＵ５０を複数のＩＰＵ５０のグループとし、ＩＰＵ群４０を複数のＩＰＵ５０のグループの集合としてもよい。
　上記実施形態では、システム制御装置３０が販売支援装置を兼ねる構成の蓄電池システム１を説明したが、この構成に限定されない。販売支援装置は、インターネット等の通信ネットワークを介して物理的には蓄電池システムの外部にある構成としてもよい。例えば、図４におけるマーケット１０１を販売支援装置とすることもできる。この例では、マーケット１０１は、ネットワークに接続されるサーバであり、顧客やディーラーのコンピュータから販売申込情報を受け付けると、システム制御装置３０と通信を行って指定情報に基づいて顧客のニーズに合致する劣化の程度のＩＰＵ５０を選択し、顧客に提案する情報を送信する。顧客は、マーケット１０１から提案された情報に基づいて購入の可否を検討する。
　上記実施形態の蓄電池システム１から販売支援に関する構成を省略することも可能である。例えば、蓄電池システム１は、アンシラリーサービスを提供しつつ、ＩＰＵ５０の劣化の進行の度合いをコントロールするが、どのＩＰＵ５０を蓄電池システム１から切り離すかは、人が選択して行う構成としてもよい。
　上記実施形態では、電動車両１００に用いられる車載用のＩＰＵ５０を例として説明したが、この構成に限定されない。例えば、建築物に配置される蓄電器や可搬型の蓄電器にも本発明を適用できる。
　１　蓄電池システム
　２　電力系統
　２０　ＰＬＣ（充放電制御装置）
　３０　システム制御装置（管理装置）
　５０　ＩＰＵ（蓄電器）

Claims (9)

  1. 　電力系統に接続され、複数の蓄電器の充放電によって前記電力系統の需給状態を調整する蓄電池システムであって、
    　前記電力系統の需給状態に応じて複数の前記蓄電器又は蓄電器群ごとに充放電を制御可能な充放電制御装置と、
    　複数の前記蓄電器又は蓄電器群ごとの充放電量を異ならせることによって前記蓄電器又は蓄電器群ごとに劣化の進行を調整し、劣化の進行の度合いが低い前記蓄電器又は蓄電器群と劣化の進行の度合いが高い前記蓄電器又は蓄電器群を区別して管理する管理装置と、
    を備える蓄電池システム。
  2. 　前記管理装置は、劣化の進行の度合いが低い程、高いグレードを前記蓄電器ごとに設定し、
    　前記蓄電器又は蓄電器群の充放電制御で要求される充放電レベルが低い場合は、グレードの低い前記蓄電器を優先的に使用し、
    　前記蓄電器又は蓄電器群の充放電制御で要求される充放電レベルが高い場合は、グレードの低い前記蓄電器とともにグレードの高い前記蓄電器を使用する請求項１に記載の蓄電池システム。
  3. 　複数の前記蓄電器のうち、少なくとも一部は、電動車両の車載用として生産されたものが未使用状態で組み込まれる請求項１又は２に記載の蓄電池システム。
  4. 　電動車両に搭載され、使用された状態の前記蓄電器を前記充放電制御装置の制御対象として新たに組み込み可能な請求項１から３の何れかに記載の蓄電池システム。
  5. 　複数の前記蓄電器又は蓄電器群ごとに配置され、前記蓄電器又は蓄電器群ごとに接続される複数のＡＣ／ＤＣコンバータと、
    　複数の前記ＡＣ／ＤＣコンバータが接続される単独の昇降圧トランスと、
    を更に備える請求項１から４の何れかに記載の蓄電池システム。
  6. 　複数の前記蓄電器又は蓄電器群ごとに配置され、前記蓄電器又は蓄電器群ごとに接続される複数のＡＣ／ＤＣコンバータと、
    　複数の前記ＡＣ／ＤＣコンバータごとに配置され、前記ＡＣ／ＤＣコンバータごとに接続される複数の昇降圧トランスと、を更に備える請求項１から４の何れかに記載の蓄電池システム。
  7. 　外部から劣化の程度を決定する指定情報を受信すると、複数の前記蓄電器の中から前記指定情報に応じた劣化程度の前記蓄電器を選択し、前記充放電制御装置の制御対象から切り離して販売対象に設定する販売支援装置を更に備える請求項１から６の何れかに記載の蓄電池システム。
  8. 　前記販売支援装置は、
    　前記指定情報で劣化の程度が低い状態の前記蓄電器が指定された場合は相対的に高い価格を設定し、
    　前記指定情報で相対的に劣化が進行している状態の前記蓄電器が指定された場合は相対的に低い価格を設定する請求項７に記載の蓄電池システム。
  9. 　前記蓄電器は、所定の電動車両の専用品であり、
    　前記販売支援装置は、前記電動車両の生産終了情報を受信した後に前記蓄電器を販売対象に設定する請求項７又は８に記載の蓄電池システム。
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