JP6790833B2 - 蓄電池制御システム、蓄電池制御方法、及び、記録媒体 - Google Patents

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Description

本発明は、蓄電池制御システム、蓄電池制御方法、及び、記録媒体に関する。
近年、電気自動車やハイブリッド自動車等の電源として、蓄電池を用いる技術開発が行われている。また、このような蓄電池を電力系統に組み込まれた太陽電池や風力発電等のように、電力調整用の分散電源として利用する技術開発も行われている。
電力調整用電源に対しては、１０年以上の耐久性が要求されると共に、製造コストの抑制及びメンテナンスコストの削減が求められている。かかる要求に対応するためには、製品寿命を延ばすことが重要となる。
製品寿命を延ばす最良な方法は、蓄電池を構成する電池セルの材料や構造の最適化を図ることである。しかし、かかる技術開発には、多大な時間及び費用が必要になる。そこで、製品寿命を延ばす技術開発と並行して、又は、先だって蓄電池の寿命劣化を抑制する技術開発が重要となる。
なお、寿命劣化は、蓄電池が蓄電できる電力量又は蓄電した電力の供給能力の劣化に対応する。そこで、以下の説明では、製品寿命の劣化を容量劣化と適宜記載する。
蓄電池の容量劣化は、運用方法等に起因して大きく変わる。そこで、例えば、特許文献１や特許文献２においては、リチウムイオン二次電池に対する充放電方法を工夫することで容量劣化を抑制する技術が提案されている。
即ち、特許文献１では、正極活物質と負極活物質との間で移動するリチウムイオン量が、可逆的に移動可能なリチウムイオン量の９５％以下となるように、リチウムイオン二次電池の充放電を制御する。
また、特許文献２では、放電時の放電終止電圧が３．２〜３．１Ｖ、充電時のセル上限電圧が４．０〜４．５Ｖとなるように、リチウムイオン二次電池の充放電を制御する。
特開２０００−０３０７５１号公報 特開２００１−３０７７８１号公報
このように、蓄電池を電力調整用電源として普及させるには、蓄電池の容量劣化を抑制しながら、電力調整要求に応じられるようにすることが必要である。しかし、上述した各特許文献を含め、これまで提案されている種々の容量劣化抑制技術では、電力調整用電源に求められる１０年以上の製品寿命に関する要求を満たすことが困難であった。
そこで、本発明の主目的は、効率的に蓄電池の容量劣化を抑制できるようにした蓄電池制御システム、蓄電池制御方法、及び、記録媒体を提供することである。
上記課題を解決するため、電力系統からの電力調整要求に基づき配下の複数の蓄電池に対して充放電制御を行う蓄電池制御システムにかかる発明は、蓄電池の蓄電池情報に基づき該蓄電池の現在の蓄電容量を算出する蓄電容量算出手段と、蓄電池の運転を停止する際の目標蓄電容量を設定する目標蓄電容量設定手段と、予め設定された容量劣化速度相関情報に現在蓄電容量及び目標蓄電容量を適用して、各蓄電容量に対する現在容量劣化速度及び目標容量劣化速度を算出する容量劣化速度算出手段と、運転開始時からの経過時間をｔ、容量劣化速度が蓄電容量に応じて変動する場合の当該容量劣化速度の時間積分値を容量劣化量ＤＳＯＣ変動（ｔ）、容量劣化速度が蓄電容量にかかわらず一定とした場合の当該容量劣化速度の時間積分値を容量劣化量ＤＳＯＣ一定（ｔ）とした際に、容量劣化量ＤＳＯＣ変動（ｔ）≦容量劣化量ＤＳＯＣ一定（ｔ）の容量劣化量抑制条件を満たすように複数の蓄電池に電力を配分する手段手段と、を備える。
また、電力系統からの電力調整要求に基づき配下の複数の蓄電池に対して充放電制御を行う蓄電池制御方法にかかる発明は、蓄電池の蓄電池情報に基づき該蓄電池の現在の蓄電容量を算出し、蓄電池の運転を停止する際の目標蓄電容量を設定し、予め設定された容量劣化速度相関情報に現在蓄電容量及び目標蓄電容量を適用して、各蓄電容量に対する現在容量劣化速度及び目標容量劣化速度を算出し、運転開始時からの経過時間をｔ、容量劣化速度が蓄電容量に応じて変動する場合の当該容量劣化速度の時間積分値を容量劣化量ＤＳＯＣ変動（ｔ）、容量劣化速度が蓄電容量にかかわらず一定とした場合の当該容量劣化速度の時間積分値を容量劣化量ＤＳＯＣ一定（ｔ）とした際に、容量劣化量ＤＳＯＣ変動（ｔ）≦容量劣化量ＤＳＯＣ一定（ｔ）の容量劣化量抑制条件を満たすように複数の蓄電池に電力を配分する。
さらに、電力系統からの電力調整要求に基づき配下の複数の蓄電池に対する充放電制御をコンピュータに実行させる蓄電池制御プログラムが格納された記録媒体にかかる発明は、蓄電池制御プログラムが、蓄電池の蓄電池情報に基づき該蓄電池の現在の蓄電容量を算出するステップと、蓄電池の運転を停止する際の目標蓄電容量を設定するステップと、予め設定された容量劣化速度相関情報に現在蓄電容量及び目標蓄電容量を適用して、各蓄電容量に対する現在容量劣化速度及び目標容量劣化速度を算出するステップと、運転開始時からの経過時間をｔ、容量劣化速度が蓄電容量に応じて変動する場合の当該容量劣化速度の時間積分値を容量劣化量ＤＳＯＣ変動（ｔ）、容量劣化速度が蓄電容量にかかわらず一定とした場合の当該容量劣化速度の時間積分値を容量劣化量ＤＳＯＣ一定（ｔ）とした際に、容量劣化量ＤＳＯＣ変動（ｔ）≦容量劣化量ＤＳＯＣ一定（ｔ）の容量劣化量抑制条件を満たすように複数の蓄電池に電力を配分するステップと、を含む。
本発明によれば、蓄電池の容量劣化を抑制しつつ電力調整要求に応じた運転が可能になる。
発明の原理の説明に適用される容量劣化速度相関情報を例示した図である。 第２実施形態の説明に適用される蓄電池制御システムのブロック図である。 蓄電池システムの充放電動作を示すシーケンスである。 電力配分量の決定手順を示すフローチャートである。 現在蓄電容量から所定の電力を放電した場合の容量劣化速度を例示した図である。 第３実施形態の説明に適用される電力配分量の決定手順を示すフローチャートである。 現在蓄電容量が異なる２つの蓄電ユニットの容量劣化速度相関情報を示した劣化速度差分が小さい場合の図である。 現在蓄電容量が異なる２つの蓄電ユニットの容量劣化速度相関情報を示した劣化速度差分が大きい場合の図である。 第４実施形態の説明に適用される電力配分量の決定手順を示すフローチャートである。 決定した目標蓄電容量を例示した蓄電容量が少なくなるに従い容量劣化速度が小さくなる場合の図である。 決定した目標蓄電容量を例示した蓄電容量が少なくなるに従い容量劣化速度が大きくなる場合を示した図である。
＜第１実施形態＞
第１実施形態を説明する。この実施形態にかかる蓄電池制御システムは、電力系統からの電力調整要求に基づき配下の複数の蓄電池に対して充放電制御を行う。このとき蓄電池制御システムは、蓄電容量算出器、目標蓄電容量設定器、容量劣化速度算出器、電力配分器を備える。蓄電容量算出器は、蓄電池の蓄電池情報に基づき該蓄電池の現在の蓄電容量を算出する。目標蓄電容量設定器は、蓄電池の運転を停止する際の目標蓄電容量を設定する予め設定された容量劣化速度相関情報に現在蓄電容量及び目標蓄電容量を適用する。そして、各蓄電容量に対する現在容量劣化速度及び目標容量劣化速度を算出する。電力配分器は、容量劣化量ＤＳＯＣ変動（ｔ）≦容量劣化量ＤＳＯＣ一定（ｔ）の容量劣化量抑制条件を満たすように複数の蓄電池に電力を配分する。ここで、ｔは、運転開始時からの経過時間である。容量劣化量ＤＳＯＣ変動（ｔ）は、容量劣化速度が蓄電容量に応じて変動する場合の当該容量劣化速度の時間積分値である。容量劣化量ＤＳＯＣ一定（ｔ）は、容量劣化速度が蓄電容量にかかわらず一定とした場合の当該容量劣化速度の時間積分値である。
これにより、蓄電池の容量劣化を抑制しつつ電力調整要求に応じた運転が可能になる。
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態の説明に先立ち、発明の原理を概説する。本願発明者は、蓄電容量の容量劣化量は、容量劣化速度相関情報に現在の蓄電容量を当てはめることで推定できることを見出した。
なお、容量劣化速度相関情報とは、蓄電容量と容量劣化速度との相関関係をテーブル化等した情報である。図１は、容量劣化速度相関情報の一例を示した図である。なお、以下の各実施形態で参照する図の中の矢印の向きは一例を示すものであって、ブロック間の信号の向きを限定するものではない。容量劣化速度は、蓄電容量が与えられれば、一義的に決まる。これに対して、容量劣化速度を与えても、蓄電容量は一義的に決まらない。
容量劣化速度関数ｖは、電池容量をＳＯＣと任意の時間をｔとして
Figure 0006790833
で定義される。但し、関数ｆは、電池容量ＳＯＣと時間ｔとをベキ変数とする関数で、その係数は事前に実験して得られる容量劣化速度が再現できるように決定することができる。但し、本実施形態においては、関数ｆの具体的な形を要求しない。
この容量劣化速度関数ｖを用いると、任意の時刻ｔにおける蓄電池の容量劣化量Ｄ（ｔ）は、
Figure 0006790833
で与えられる。ここで、ｔ０は運転開始時（蓄電池が充放電を開始した時）の時刻である。
運転は、蓄電池の蓄電容量が目標蓄電容量に達したときに停止するとする。このとき運転開始時の蓄電容量における容量劣化速度と目標蓄電容量に達したときの容量劣化速度との間に、
Figure 0006790833
の条件が成り立つようにする。ここで、ｔは運転開始からの時間、ＳＯＣｔ０は運転開始時の蓄電容量，ＳＯＣｔは時刻ｔでの蓄電容量である。また、ｆ０は電池容量ＳＯＣと時間ｔ0とをベキ変数とする関数ｆである。式３が成り立つ運転は、目標蓄電容量に達したときの容量劣化速度が、運転開始時の容量劣化速度より小さいことを意味している。複数の蓄電池がある場合は、式３を満足する蓄電池だけを利用する。即ち、本実施形態では、式３を満たす蓄電池を選択して、電力調整用に用いる。以下、式３を制御対象選択条件と記載する。
次に、容量劣化速度が蓄電容量に応じて変動する場合の当該容量劣化速度の時間積分値を容量劣化量ＤＳＯＣ変動（ｔ）、容量劣化速度が蓄電容量にかかわらず一定とした場合の当該容量劣化速度の時間積分値を容量劣化量ＤＳＯＣ一定（ｔ）とする。
このとき、
Figure 0006790833
に従い、容量劣化量ＤＳＯＣ変動（ｔ）が、容量劣化量ＤＳＯＣ一定（ｔ）よりも小さくなるように各蓄電池に対して電力の割り当て（配分）を行うならば、容量劣化量を最小限にすることが可能になる。以下、式４を容量劣化量抑制条件と記載する。
なお、後述するように、目標蓄電容量は、要求される電力調整に対して複数設定することが可能である。
具体的に各蓄電池に対して電力配分を行う際には、
Figure 0006790833
で定義される重み係数ａｋを用いて、この重み係数ａｋが、
Figure 0006790833

Figure 0006790833
を満たすように決定する。なお、式６は、各重み係数ａｋを全体のａｋの和で規格化している。そして式７は、式６の拘束条件である。ここで、ｋは運転の制御対象となる蓄電池に付与される番号であり、ｇは重み関数である。本実施形態では、劣化抑制条件を満たす蓄電池を制御対象とする。重み関数は、蓄電容量とそのときの容量劣化速度を変数とする関数で、例えば容量劣化速度に反比例し、蓄電容量に比例する関数等が例示できる。
なお、本実施形態は、容量劣化速度相関情報を知ることができる蓄電池であれば、蓄電池の内部構造にかかわらず適用できるが、特に容量劣化速度が現在蓄電容量に大きく依存するリチウムイオン電池の制御に適している。
次に、以上説明した発明の原理に基づく蓄電池制御システム２を説明する。図２は、蓄電池制御システム２のブロック図である。この蓄電池制御システム２は、エネルギー管理部（ＥＭＵ：Ｅｎｅｒｇｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ）１０、管理ユニット２０、複数の蓄電ユニット３０（３０ａ〜３０ｎ：ｎは２以上の整数）を主要構成とする。
なお、図２において、電力系統４も図示しているが、これらは本実施形態の必須構成要素ではない。電力系統４は、電力を需要家側へ供給するためのシステムであり、例えば、火力発電所等の発電所、再生可能電源、変圧器および送電線８を含む。この場合、電力系統４は、発電所や再生可能電源からの発電電力を、変圧器、送電線８を介して供給する。
蓄電ユニット３０は、通信部３１、蓄電池３２、インバータ３３、ＢＭＵ（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ：電池管理部）３４、状態検出部３５を含む。そして、電力系統４において電力調整バランスが崩れた場合に、蓄電ユニット３０は、当該電力系統４に対して電力調整を行う。
なお、蓄電ユニット３０の管理は、需要家側又は電力供給側の一方が行えばよい。また、複数の蓄電ユニット３０は、管理ユニット２０の制御下であれば集中配置又は分散配置の何れの形態でもよい。
通信部３１は、管理ユニット２０と相互通信する。
蓄電池３２は、少なくとも１以上の蓄電池３２を備えている。この蓄電池３２として、例えば定置用蓄電池や電気自動車搭載の二次電池が例示できる。また、リチウムイオン二次電池も利用可能である。
インバータ３３は、蓄電池３２を充電する際には送電線８からの交流電圧を直流電圧に変換し、蓄電池３２を放電する際には蓄電池３２からの直流電圧を交流電圧に変換する。
ＢＭＵ３４は、管理ユニット２０からの動作指令に従ってインバータ３３を制御することにより、蓄電池３２を充電又は放電させる（運転させる）。
状態検出部３５は、蓄電池３２の電池特性（蓄電池３２の温度や端子電圧）を蓄電池情報として検出する。蓄電池情報は、ＢＭＵ３４、通信部３１を介して管理ユニット２０に送信される。
なお、蓄電池情報として蓄電池３２の温度や端子電圧に限定するものではなく、蓄電池３２の環境温度等の他の特性を含んでもよい。また、蓄電池情報は、定期的に検出したり、あるいは管理ユニット２０から要求を受けたときにのみ検出したりしても良い。
エネルギー管理部１０は、電力系統４及び通信部２１と通信する。そして、電力系統４から電力調整要求を受け取ると、必要な調整電力量Ｐｔを算出して通信部２１に出力する。
エネルギー管理部１０は、電力需要を予想した予想総需要曲線を予め算出して保持し、又は、外部機関から提供された予想総需要曲線を保持している。そこで、エネルギー管理部１０は、予想総需要曲線で所定の基準値（予め設定されている）を超える領域（以下「ピークカット対象領域」と称する）が存在すると、そのピークカット対象領域に対応する電力を調整電力量Ｐｔとして算出する。
即ち、予想総需要曲線は、需要家側が要求する電力量を予想した曲線である。また、基準値は、電力系統４の電力供給能力を示す電力量を示す値である。そこで、エネルギー管理部１０は、基準値を上回る電力（ピークカット対象領域に対応した電力）に対しては、電力供給能力を超えた電力が要求されている（電力不足）であると認定して、不足電力を蓄電池３２から補充することを求める。逆に、基準値を下回る電力に対しては、電力供給に余裕があると認定して、この余剰電力を蓄電池３２の充電に当てることを求める。この電力不足量又は余剰電力量が調整電力量Ｐｔとして算出され、電力不足量であるか余剰電力量かは、調整電力量Ｐｔの符号（正負）により示される。
以下の説明では、電力系統４が電力不足状態のときは調整電力量Ｐｔは正値、電力系統４が余剰電力状態のときは調整電力量Ｐｔは負値であるとする。即ち、調整電力量Ｐｔが正値（Ｐｔ＞０）の場合には蓄電池３２の放電が行われ、調整電力量Ｐｔが負値（Ｐｔ＜０）の場合には蓄電池３２の充電が行われる。
このような調整電力量Ｐｔの算出処理は、所定時間Δｔごとに行われ、調整電力情報として管理ユニット２０に送信される。
管理ユニット２０は、通信部２１、記憶部２２、決定部２３、制御部２４を含み、エネルギー管理部１０からの調整電力情報に基づき蓄電ユニット３０を制御する。
記憶部２２は、蓄電池３２の蓄電容量と容量劣化速度との相関関係を表す容量劣化速度相関情報、充放電を停止する際の蓄電容量である目標蓄電容量、調整電力量Ｐｔに対して各蓄電ユニット３０に割り当てられた電力（電力配分量）を記憶する。なお、容量劣化速度相関情報は、実測に基づく容量劣化速度相関情報、計算により導出された容量劣化速度相関情報、その他の方法で決定された容量劣化速度相関情報のいずれであってもよい。
決定部２３は、ＥＭＵ１０からの調整電力情報を受信すると、各蓄電ユニット３０に現在の状態を通知する旨の要求（状態通知要求）を、通信部２１を介して送信する。この状態通知要求に呼応して、各蓄電ユニット３０は、蓄電池情報を検出して（既に検出されている場合を含む）、決定部２３に送信する。
そこで、決定部２３は、蓄電池情報と調整電力情報とに基づき電力配分量を決定し、これを電力配分量情報として制御部２４に出力する。この決定部２３は、蓄電容量算出器２３ａ、容量劣化速度算出器２３ｂ、目標蓄電容量設定器２３ｃ、電力分配器２３ｄにより構成されている。
蓄電容量算出器２３ａは、蓄電池情報に基づき蓄電池３２の現在の蓄電容量を算出する。容量劣化速度算出器２３ｂは、蓄電容量を容量劣化速度相関情報に適用して、容量劣化速度を算出する。
目標蓄電容量設定器２３ｃは、蓄電池３２の充放電を停止する際の目標蓄電容量を設定する。電力分配器２３ｄは、複数の蓄電池３２に対して電力調整用の電源として制御対象とする否かの選択、制御対象に選択された蓄電池に対する運転順位を示す優先順位の設定、各蓄電池３２が担う電力量の配分を行う。
制御部２４は、電力配分量情報に基づき各蓄電ユニット３０に対して指令（動作指令）を作成して通信部２１を介して出力する。
なお、管理ユニット２０は、コンピュータにより構成してよい。この場合、コンピュータは、読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）のような記録媒体に記録されたプログラムを読込み実行することができる。
次に、蓄電池制御システム２の動作を説明する。図３は、蓄電池制御システム２のシーケンスを示す図である。
エネルギー管理部１０は電力調整要求に基づき調整電力量Ｐｔを算出すると、これを調整電力情報として管理ユニット２０の決定部２３に送信する。
決定部２３は、調整電力情報を受信すると、各蓄電ユニット３０に状態通知要求を、通信部２１を介して送信する。
各蓄電ユニット３０のＢＭＵ３４は、状態通知要求を受信すると、状態検出部３５から蓄電池情報を取得して決定部２３に出力する。
決定部２３は、蓄電池情報を受信すると、各蓄電ユニット３０に対する電力配分量Ｐｋを決定し、制御部２４に電力配分量情報として出力する。
制御部２４は、電力配分量情報から動作指令を作成して、各蓄電ユニット３０のＢＭＵ３４に出力する。ＢＭＵ３４は、受信した動作指令に基づきインバータ３３を制御することにより蓄電池３２の充放電を行う。このとき、動作指令に含まれる電力配分量Ｐｋが正値（Ｐｋ＞０）の場合には蓄電池３２の放電が行われ、負値（Ｐｋ＜０）の場合には蓄電池３２に充電が行われる。
次に、決定部２３における蓄電ユニット３０に対する電力配分量の決定手順を説明する。図４は、この電力配分量の決定手順を示すフローチャートである。
ステップＳＡ１： 決定部２３の蓄電容量算出器２３ａは、状態検出部３５で検出された蓄電池情報から現在の蓄電容量（以下、現在蓄電容量と記載する）を算出する。この現在蓄電容量は、全ての蓄電池３２に対して算出される。
なお、蓄電池３２に蓄電されている蓄電容量は、端子電圧から算出される。しかし、端子電圧から算出された蓄電容量は、当該蓄電池３２の温度の影響を受けているため、正確な値からずれることがある。そこで、蓄電容量算出器２３ａは、蓄電池情報に含まれる蓄電池３２の温度を用いて端子電圧を補正する。そして、補正された端子電圧を用いて現在蓄電容量を算出する。従って、正確な現在蓄電容量が算出できる。
目標蓄電容量設定器２３ｃは、各蓄電池３２に対して設定されている目標蓄電容量を記憶部２２から読み出す。
容量劣化速度算出器２３ｂは、現在蓄電容量及び目標蓄電容量に対する容量劣化速度を、記憶部２２に記憶されている容量劣化速度相関情報に基づき算出する。そして、現在蓄電容量における容量劣化速度を現在容量劣化速度、目標蓄電容量における容量劣化速度を目標容量劣化速度とする。
ステップＳＡ２〜ＳＡ４： 蓄電池３２を運転すると、現在蓄電容量に応じて容量劣化速度が大きくなる場合と小さくなる場合がある。図５は、現在蓄電容量から所定の電力を放電した場合の容量劣化速度を例示した図である。
現在蓄電容量が、ＳＯＣ０＿Ａ，ＳＯＣ０＿Ｂである２つの蓄電池Ａ、Ｂを想定する。このとき、蓄電池Ａは、現在蓄電容量ＳＯＣ０＿Ａから目標蓄電容量ＳＯＣ１＿Ａに変わる。この場合の容量劣化速度の変化は、式３の制御対象選択条件及び式４の容量劣化量抑制条件を満たす。
一方、蓄電池Ｂは、現在蓄電容量ＳＯＣ０＿Ｂから目標蓄電容量ＳＯＣ１＿Ｂに変わる。この場合は、容量劣化速度は大きくなる方向である。従って、この場合の蓄電容量の変化は、式３の制御対象選択条件を満たさないので、式４の容量劣化量抑制条件も満たさない。

そこで、電力分配器２３ｄは、各蓄電池３２に対して、現在容量劣化速度ｖ（ＳＯＣ０）と目標容量劣化速度ｖ（ＳＯＣ１）との比較を行う。このとき、現在容量劣化速度ｖ（ＳＯＣ０）より目標容量劣化速度ｖ（ＳＯＣ１）が小さい［ｖ（ＳＯＣ０）≧ｖ（ＳＯＣ１）］場合は、この蓄電ユニット３０を制御対象に選択する。換言すれば、現在容量劣化速度ｖ（ＳＯＣ０）より目標容量劣化速度ｖ（ＳＯＣ１）が大きい［ｖ（ＳＯＣ０）＜ｖ（ＳＯＣ１）］場合は、この蓄電ユニット３０は制御対象から除外される。各蓄電ユニット３０に対しては、制御対象として選択されたか否かの通知がなされる。
なお、制御対象とした蓄電ユニット３０だけでは要求された調整電力量Ｐｔを満たすことができない場合もあり得る。このような場合には、制御対象から除外した蓄電ユニット３０の中から容量劣化速度の小さい蓄電ユニットを制御対象に復活させてもよい。
ステップＳＡ５： このようにして制御対象が選択されると、電力分配器２３ｄは、制御対象に選択された蓄電ユニット３０に対して制御の優先順位付けを行う。
優先順位は、容量劣化量が最小化するように式４の容量劣化量抑制条件を満足し、かつ、目標容量劣化速度の小さい順に高い優先度にする。
また、優先順位の他の決定方法として、電力調整のインセンティブが最小化するように配分してもよい。電力系統４運用者の立場であれば、インセンティブの支払い額の低い蓄電池制御システム２から優先順位をつけることで運用費を最小化することができる。さらに、原理的に容量劣化による蓄電池３２の価値損失とインセンティブとの差額を予測できるので、制御対象が不足する場合はインセンティブを上げて蓄電池制御システム２の保有者に電力調整への参加を促すことができる。
ステップＳＡ６〜ＳＡ７： 電力分配器２３ｄは、必要な電力量（調整電力量Ｐｔ）になるように蓄電ユニット３０に対する電力配分量を設定する。設定が行われた場合には、次の蓄電ユニット３０に対する電力配分量を設定すべくステップＳＡ６に戻る。なお、決定した電力配分量は電力配分量情報として制御部２４に出力される。
ステップＳＡ８： 制御部２４は、電力配分量情報を動作指令として各蓄電ユニット３０に出力する。従って、各蓄電ユニット３０は、動作指令に従い動作するようになる。
以上説明したように、電力調整要求に応じながら蓄電池３２の容量劣化を抑制できるようになる。従って、蓄電池３２を製品寿命に関する要求を満足させて、電力調整用の分散電源として利用できるようになる。
また、上述した蓄電池制御方法は、電力系統からの要求に対して、充放電の単一動作毎に適用できるので、例えば電力系統での電圧変動抑制や無効電力制御時に大きな効果が得られる。
＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態を説明する。なお、第２実施形態と同一構成に関しては、同一符号を用い説明を適宜省略する。本実施形態においては、電力調整を比較的短い一定周期（充放電周期）で行う場合の蓄電池制御方法に関する。図６は、電力配分量の決定手順を示すフローチャートである。
ステップＳＢ１： 先ず、決定部２３の蓄電容量算出器２３ａは、配下の蓄電ユニット３０に対して蓄電池情報を要求し、この蓄電池情報に基づき現在蓄電容量を算出する。
そして、容量劣化速度算出器２３ｂは、算出された現在蓄電容量を容量劣化速度相関情報に適用して、現在蓄電容量に対する現在容量劣化速度を求める。
ステップＳＢ２〜ＳＢ４： 次に、目標蓄電容量設定器２３ｃは、要求された周期（充放電周期）で運転した場合の上限蓄電容量と下限蓄電容量とを上限目標蓄電容量、下限目標蓄電容量に設定する。蓄電池３２を一定の電力幅で周期運転する場合は、蓄電容量は一定の幅で変化する。このとき充電完了時の蓄電容量が上限目標蓄電容量であり、放電完了時の蓄電容量が下限目標蓄電容量である。
そして、容量劣化速度算出器２３ｂは、上限目標蓄電容量に対応する上限容量劣化速度と下限目標蓄電容量に対応する下限容量劣化速度を算出、平均値（平均容量劣化速度）の算出を経て劣化速度差分の算出を行う。
上限及び下限容量劣化速度は、容量劣化速度相関情報に上限及び下限目標蓄電容量を適用して算出される。
平均容量劣化速度ｖaverageは、上限容量劣化速度と下限容量劣化速度との中心値（中間値）をｘ1、蓄電容量の変動幅をΔｘとすると、
Figure 0006790833
により定義される。
劣化速度差分は、現在蓄電容量での容量劣化速度と平均容量劣化速度との差分である。この劣化速度差分は、
Figure 0006790833
で定義される。
このとき、導関数は
Figure 0006790833
の正負に等しくなる。
即ち、（ｘ１−Δｘ，０）、（ｘ１−Δｘ，ｖ（ｘ１−Δｘ））、（ｘ１＋Δｘ，０）、（ｘ１＋Δｘ，ｖ（ｘ１＋Δｘ））の４点からなる台形の面積と、ｘ軸、ｘ＝ｘ１−Δｘ、ｘ＝ｘ１＋Δｘと、ｖ（ｘ）とで囲まれる部分の面積を比較すれば良い。具体的には、以下の３つのパターンに分類できる。
（１）容量劣化の蓄電容量依存性が、充放電周期運転の中心値に対して対称な場合
この場合は、平均容量劣化速度ｖaverageの導関数は０となり、一定値Ｖ（ｘ１）をとる。
（２）容量劣化の蓄電容量依存性が下に凸な場合
この場合は、平均容量劣化速度ｖaverageの導関数は正になる。従って、平均容量劣化速度ｖaverageは単調増加し、蓄電容量変動幅が大きい程、容量劣化量は増加する。
（３）容量劣化の蓄電容量依存性が上に凸な場合
この場合は、平均容量劣化速度ｖaverageの導関数は負になる。従って、平均容量劣化速度ｖaverageは単調減少し、蓄電容量変動幅が大きい程、容量劣化量は少なくなる。
図７A,7Bは、現在蓄電容量が異なる２つの蓄電ユニット３０の容量劣化速度相関情報を示した図で、図７Aは劣化速度差分が小さい場合、図７Bは劣化速度差分が大きい場合の図である。図７Bに示す蓄電ユニット３０の劣化速度差分が大きいので、この蓄電ユニット３０から優先的に電力配分することになる。結果として均一に配分するよりも、運用時の容量劣化量を少なくすることが可能となる。
ステップＳＢ５〜ＳＢ７： そして、電力分配器２３ｄは、劣化速度差分が最も大きい蓄電池から高い優先順位を設定して、ステップＳＢ６にて電力配分量を設定する。このとき各蓄電池に対しての設定値が未定なので、ステップＳＢ７において、各目標蓄電容量の総和が調整電力量Ｐｔに一致するように電力配分量を試算する。試算が行われると、ステップＳＢ６に戻り蓄電池を選択して電力配分量を設定する。
ステップＳＢ８，ＳＢ９： 決定した電力配分量は各蓄電ユニット３０に動作指令として出力され、所定時間経過するとステップＳＢ１に戻る。
以上説明したように、電力調整に応じながら蓄電池の容量劣化を抑制できるようになる。従って、蓄電池３２を製品寿命に関する要求を満足させて、電力調整用の分散電源として利用できるようになる。
また、上述した蓄電池制御方法は、充放電周期が数秒から数十分程度毎に設定する場合に適しており、例えば電力系統側で規定値より周波数がずれたために周波数調整する際に大きな効果が得られる。
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態を説明する。なお、第２実施形態と同一構成に関しては、同一符号を用い説明を適宜省略する。上述した各実施形態においては、目標蓄電容量は１つの値であった。これに対して、本実施形態では、複数の目標蓄電容量を設定して蓄電池制御を行う。図８は、各蓄電ユニット３０に対して第１目標蓄電容量と第２目標蓄電容量との２つを設定して制御する際のフローチャートである。
ステップＳＣ１，ＳＣ２： 決定部２３の蓄電容量算出器２３ａは、蓄電池情報に基づき現在蓄電容量ＳＯＣ０を算出する。
そして、目標蓄電容量設定器２３ｃは、容量劣化速度相関情報に基づいて、容量劣化速度が抑制されるような蓄電容量を第１目標蓄電容量ＳＯＣ１とする。さらに、この第１目標蓄電容量ＳＯＣ１に到達後の目標蓄電容量を第２目標蓄電容量ＳＯＣ２として求める。
第１目標蓄電容量ＳＯＣ１は、後述する式１１の関係に基づき設定される。即ち、式１１は式４と同様に容量劣化量抑制条件である。
また、第２目標蓄電容量ＳＯＣ２は、蓄電池を初期状態（運転開始時の状態）に戻すことを目的として設定される目標蓄電容量であり、初期状態に近づく方向に設定する。
蓄電ユニット３０ｋにおける蓄電池３２の初期の蓄電容量ＳＯＣ０、第１目標蓄電容量ＳＯＣｋ１、第２目標蓄電容量ＳＯＣ２を、それぞれＳＯＣｋ０、ＳＯＣｋ１、ＳＯＣｋ２とする。このとき、第２目標蓄電容量ＳＯＣｋ２は、
Figure 0006790833
を満たすように設定される。
第１目標蓄電容量ＳＯＣ１としては、例えば、初期の蓄電容量ＳＯＣ０に最も近い極小値を設定できる。広義には、初期の蓄電容量ＳＯＣ０から第１目標蓄電容量ＳＯＣ１までの範囲において、容量劣化速度における一次微分の符号が変化しない範囲において、この一次微分の絶対値が最小となる点を第１目標蓄電容量ＳＯＣ１に設定する。このことは、図７Aの蓄電ユニット３０又は図７Bの蓄電ユニット３０の何れでも利用できることを意味する。
このとき、かならずしも極小値のような特定の蓄電容量を目標蓄電容量として定める必要はなく、初期の蓄電容量ＳＯＣ０に応じて異なる第１目標蓄電容量ＳＯＣ１を設定するようにしてもよい。例えば、初期の蓄電容量ＳＯＣ０から所定の蓄電容量変動幅Δだけずれた蓄電容量を目標蓄電量としてもよい。
第２目標蓄電容量ＳＯＣ２は、例えば初期の蓄電容量ＳＯＣ０とすることができる。なお、第２目標蓄電容量ＳＯＣ２は容量劣化抑制の観点から初期の蓄電容量ＳＯＣ０以下であることが望ましいが、必ずしもそれに限定されるものではない。ここでは説明を単純化するため、第２目標蓄電容量ＳＯＣ２≦初期の蓄電容量ＳＯＣ０であるとした。
このような目標蓄電容量に基づく充放電を行う過程において、蓄電池３２の容量劣化速度には、
Figure 0006790833
の関係が常に成り立つ。従って、その時間積分値である容量劣化量Ｄｋは、初期の蓄電容量ＳＯＣ０で保持した場合、
Figure 0006790833
のように容量劣化量Ｄｋ０（ｔ）以下になる。
図９A,9Bは、決定した目標蓄電容量を例示した図で、図９Aは蓄電容量が少なくなるに従い容量劣化速度が小さくなる場合、図９Bは蓄電容量が少なくなるに従い容量劣化速度が大きくなる場合を示した図である。
ステップＳＣ３〜ＳＣ６： 目標蓄電容量設定器２３ｃは、決定した目標蓄電容量（第１目標蓄電容量、第２目標蓄電容量）を設定するか否かの判断、及び、更新するか否かの判断を行い、設定する場合にはステップＳＣ４において設定され、更新する場合にはステップＳＣ６において更新される。
ステップＳＣ７〜ＳＣ９： 続いて、電力分配器２３ｄは、各蓄電ユニット３０への充放電電力の配分を式５〜７が成立するように決定する。例えば、容量劣化速度の大きい状態にある蓄電池３２を素早く容量劣化速度の小さい状態に移行し、容量劣化速度の小さい状態に長くとどまるように電力配分制御することが考えられる。
この場合には、重み付け量は、例えば現在蓄電容量における容量劣化速度が大きい程電力配分量が大きく、容量劣化速度が小さい程電力配分量が小さくすれば良く、現在蓄電容量の容量劣化速度の大きさで比例配分することが一例として考えられる。
また、例えば調整電力量に応じた充放電による蓄電容量変化の方向が目標蓄電容量へ向かう方向と逆方向の場合には電力を配分しないことができる。
より具体的には、蓄電ユニット３０ｋへの配分の重み係数ａｋは、

Figure 0006790833
と表すことができる。ここで、蓄電容量ＳＯＣｋは現在の蓄電容量、蓄電容量ＳＯＣ１は目標蓄電容量を表す。
このような重み付けを行うことで、容量劣化速度の大きい状態にあるものの配分電力が多くなり、素早く容量劣化速度の少ない状態に移行する。また、容量劣化速度が少ない状態にある蓄電池３２への配分電力が相対的に小さくなり、その状態に長くとどまることができる。
なお、上記の例では、説明を簡単にするために重み係数ａｋは容量劣化速度の大きさに比例するとした。しかし、実際は容量劣化速度の速さの一次関数に限らず、容量劣化速度Ｖｋと現在の蓄電容量ＳＯＣｋ、目標蓄電容量ＳＯＣｉと目標蓄電容量の状態ｉを変数としたｂベキ関数や指数関数等の数学的な関数であってもよい。また、数学的関数に限らず、入力変数に対して重み付けが決まる関数的な対応関係であればよい。
入力変数に対して重み付けが決まる対応関係は、容量劣化速度をもとに予め決定された現在の蓄電容量と目標蓄電容量と電力配分量の重み付け量の対応関係を示す表のようなものでもよい。
上述したいずれの蓄電容量においても同様に配分を行うことになるが、特定の蓄電容量条件においては充放電を配分しないこともできる。例えば、初期の蓄電容量と目標蓄電容量との差が設定された閾値よりも小さい場合は充放電を配分しないこともできる。これは、例えば、初期の蓄電容量が極小値近傍に存在する場合の充放電による蓄電容量変化により容量劣化が加速される可能性を排除する効果が期待できる。なお、この閾値は固定値に限るものではなく、蓄電容量、充放電履歴、容量劣化の進行状況に応じて可変であってもよい。
以上説明したように、電力調整に応じながら蓄電池３２の容量劣化を抑制できるようになる。従って、蓄電池３２を製品寿命に関する要求を満足させて、電力調整用の分散電源として利用できるようになる。
＜実施例１＞
次に、正極にマンガンスピネル、負極に炭素材料を用いたリチウムイオン電池セルからなる蓄電池３２に対して、上述した制御方法を適用した場合の実施例を説明する。
この実施例では、３３Ａｈの単セルからなる蓄電池３２、ＢＭＵ、他の構成要素をパーソナルコンピュータで構成した。また、蓄電池３２の電力調整前の初期の蓄電容量が２０％、５０％、７０％の蓄電ユニットＡ〜蓄電ユニットＣであり、電力系統４からの電力調整要求が６０Ｗの電力消費削減（電力系統４の負荷を削減する意味であり、このことは蓄電池３２の放電を意味する）を２０分間動作させるとした。
このような条件で、各蓄電ユニット３０における蓄電池３２の現在の蓄電容量を算出した。次に、容量劣化速度相関関係を用いて、現在の蓄電容量と電力消費を削減（蓄電池３２を放電）する方向の蓄電容量との劣化速度差分を算出した。下記の表１は、この結果を示している。
（表１）

Figure 0006790833
表１から容量劣化速度が現在値よりも低減（変化量がマイナス符号）するのは、蓄電ユニットＡの蓄電容量２０％の場合と蓄電ユニットＢの蓄電容量５０％の場合であることがわかる。そこで、蓄電ユニットＣは制御対象から除外し、蓄電ユニットＡ，Ｂを制御の対象とした。
そして、蓄電ユニット３０Ａより容量劣化速度の絶対値が大きい蓄電ユニット３０Ｂを高い優先度に設定した。このとき、蓄電ユニット３０Ｂに対して電力５０Ｗで２０分間放電するように目標蓄電容量を設定した。さらに残りの必要な電力量である１０Ｗを蓄電ユニット３０Ａに配分した。
比較例として、全ての蓄電ユニット３０を均等に４０Ｗで２０分間放電するように目標蓄電容量を設定して動作を行った。
実施例１と比較例とで同じ動作を１週間繰り返した後の（１カ月の運用を想定）、３つのセルの容量劣化量を比較したところ、実施例１の方が初期の蓄電容量に対して０．６％の改善が認められた。さらに、長期運用時の容量劣化量を単純な積み上げ式の計算から推定すると、年間で６％、５年間で３０％の容量劣化抑制効果が得られることがわかった。
これにより、本実施形態にかかる蓄電池制御システム２では、寿命容量劣化を抑制しながら電力調整が実現できることが示された。
＜実施例２＞
次に、実施例１で用いたのと同じ仕様の蓄電池制御システム２の構成において、一定の周期で電力量を調整する場合の効果を検証した。このとき、電力系統４からの電力調整要求が９０Ｗを２０分間周期的に充放電させる内容であるとした。
このような条件で、各蓄電ユニットにおける蓄電池３２の現在の蓄電容量を算出した。次に、パーソナルコンピュータに予め記憶している容量劣化速度の相関関係を用いて、現在の蓄電容量での容量劣化速度と上下１０％の蓄電容量の容量劣化速度の平均値の劣化速度差分を比較した。下記の表２は、この比較結果を示している。
（表２）

Figure 0006790833
表２に示すように、劣化速度差分は、蓄電ユニット３０Ａ＜蓄電ユニット３０Ｃ＜蓄電ユニット３０Ｂの順番となった。これから蓄電ユニット３０Ａと蓄電ユニット３０Ｃで電力配分することとした。ここでは制御しやすいように各セルへの電力割り当ては均等にして、目標蓄電容量を設定した。
また、比較例として、全ての蓄電ユニット３０を均等に３０Ｗで２０分間周期的に充放電を行うように目標蓄電容量を設定した場合も調べた。
実施例２と比較例とで同じ動作を１週間繰り返した後の、３つの蓄電ユニット３０における蓄電池３２の容量劣化量を比較したところ、実施例２の方が初期の蓄電容量に対して０．２％の改善が認められた。
なお、平均値の劣化速度差分が最も大きかった蓄電ユニット３０Ｂと蓄電ユニット３０Ａ，蓄電ユニット３０Ｂと蓄電ユニット３０Ｃとを組み合わせた場合には、比較例よりも容量劣化が高い結果となった。
これにより、本実施形態にかかる蓄電池制御システムでは、単純な積み上げ式の計算によると、年間での容量劣化は２．４％、５年間の運用で１２％の寿命容量劣化に対する抑制効果が得られることがわかった。
これにより、本実施形態にかかる蓄電池制御システムでは、寿命容量劣化を抑制しながら電力調整が実現できることが示された。
なお、上述した蓄電池制御方法をプログラム化してコンピュータに読み取り可能に情報記録媒体に記録することが可能である。
以上、実施形態（及び実施例）を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態（及び実施例）に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
この出願は、２０１５年１月１５日に出願された日本出願特願２０１５−００５７４１を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
２ 蓄電池制御システム
４ 電力系統
８ 送電線
１０ エネルギー管理部（EMU)
２０ 管理ユニット
２０ 蓄電容量
２１ 通信部
２２ 記憶部
２３ 決定部
２３ａ 蓄電容量算出器
２３ｂ 容量劣化速度算出器
２３ｃ 目標蓄電容量設定器
２３ｄ 電力分配器
２４ 制御部
３０（３０ａ〜３０ｎ） 蓄電ユニット
３１ 通信部
３２ 蓄電池
３３ インバータ
３４ 電池管理部（ＢＭＵ）
３５ 状態検出部

Claims (10)

  1. 電力系統からの電力調整要求に基づき配下の複数の蓄電池に対して充放電制御を行う蓄電池制御システムであって、
    前記蓄電池の蓄電池情報に基づき該蓄電池の現在蓄電容量を算出する蓄電容量算出手段と、
    前記蓄電池の運転を停止する際の目標蓄電容量を設定する目標蓄電容量設定手段と、
    予め設定された容量劣化速度相関情報に前記現在蓄電容量及び前記目標蓄電容量を適用して、各蓄電容量に対する現在容量劣化速度及び目標容量劣化速度を算出する容量劣化速度算出手段と、
    運転開始時からの経過時間をｔ、容量劣化速度が蓄電容量に応じて変動する場合の当該容量劣化速度の時間積分値を容量劣化量ＤＳＯＣ変動（ｔ）、容量劣化速度が蓄電容量にかかわらず、前記現在蓄電容量での容量劣化速度のまま一定とした場合の当該容量劣化速度の時間積分値を容量劣化量ＤＳＯＣ一定（ｔ）とした際に、容量劣化量ＤＳＯＣ変動（ｔ）≦容量劣化量ＤＳＯＣ一定（ｔ）の容量劣化量抑制条件を満たすように複数の前記蓄電池に電力を配分する電力配分手段と、
    を備えることを特徴とする蓄電池制御システム。
  2. 請求項１に記載の蓄電池制御システムにおいて、
    前記電力配分手段は、前記目標容量劣化速度が小さい順から電力の配分を行うことを特徴とする蓄電池制御システム。
  3. 請求項１に記載の蓄電池制御システムにおいて、
    前記電力配分手段は、前記蓄電池の充電と放電とを繰り返して上限蓄電容量と下限蓄電容量との間で周期運転が行われる際に、前記上限蓄電容量と前記下限蓄電容量とに対応した上限容量劣化速度と下限容量劣化速度との平均値である平均容量劣化速度よりも小さい容量劣化速度の蓄電池から電力配分することを特徴とする蓄電池制御システム。
  4. 請求項１に記載の蓄電池制御システムにおいて、
    前記電力配分手段は、前記蓄電池の現在の前記蓄電容量と、該蓄電容量における前記容量劣化速度とを変数とする重み関数により与えられる重み係数を、前記電力系統から要求された電力調整量に規格化して重み付けすることにより電力配分することを特徴とする蓄電池制御システム。
  5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の蓄電池制御システムにおいて、
    前記目標蓄電容量設定手段は、前記目標蓄電容量が、前記容量劣化量抑制条件を満たす第１目標蓄電容量と、該第１目標蓄電容量に到達後の目標蓄電容量である第２目標蓄電容量とを設定し、かつ、前記第２目標蓄電容量は運転開始時の前記容量劣化速度より小さいと共に、前記第１目標蓄電容量の前記容量劣化速度より大きいことを特徴とする蓄電池制御システム。
  6. 電力系統からの電力調整要求に基づき配下の複数の蓄電池に対して充放電制御を行う蓄電池制御方法であって、
    前記蓄電池の蓄電池情報に基づき該蓄電池の現在蓄電容量を算出し、
    前記蓄電池の運転を停止する際の目標蓄電容量を設定し、
    予め設定された容量劣化速度相関情報に前記現在蓄電容量及び前記目標蓄電容量を適用して、各蓄電容量に対する現在容量劣化速度及び目標容量劣化速度を算出し、
    運転開始時からの経過時間をｔ、容量劣化速度が蓄電容量に応じて変動する場合の当該容量劣化速度の時間積分値を容量劣化量ＤＳＯＣ変動（ｔ）、容量劣化速度が蓄電容量にかかわらず、前記現在蓄電容量での容量劣化速度のまま一定とした場合の当該容量劣化速度の時間積分値を容量劣化量ＤＳＯＣ一定（ｔ）とした際に、容量劣化量ＤＳＯＣ変動（ｔ）≦容量劣化量ＤＳＯＣ一定（ｔ）の容量劣化量抑制条件を満たすように複数の前記蓄電池に電力を配分する、
    ことを特徴とする蓄電池制御方法。
  7. 請求項６に記載の蓄電池制御方法において、
    前記目標容量劣化速度が小さい順から電力の配分を行うことを特徴とする蓄電池制御方法。
  8. 請求項６に記載の蓄電池制御方法において、
    前記蓄電池の充電と放電とを繰り返して上限蓄電容量と下限蓄電容量との間で周期運転が行われる際に、前記上限蓄電容量と前記下限蓄電容量とに対応した上限容量劣化速度と下限容量劣化速度との平均値である平均容量劣化速度よりも小さい容量劣化速度の蓄電池から電力配分することを特徴とする蓄電池制御方法。
  9. 電力系統からの電力調整要求に基づき配下の複数の蓄電池に対する充放電制御をコンピュータに実行させる蓄電池制御プログラムであって、
    前記蓄電池の蓄電池情報に基づき該蓄電池の現在蓄電容量を算出するステップと、
    前記蓄電池の運転を停止する際の目標蓄電容量を設定するステップと、
    予め設定された容量劣化速度相関情報に前記現在蓄電容量及び前記目標蓄電容量を適用して、各蓄電容量に対する現在容量劣化速度及び目標容量劣化速度を算出するステップと、
    運転開始時からの経過時間をｔ、容量劣化速度が蓄電容量に応じて変動する場合の当該容量劣化速度の時間積分値を容量劣化量ＤＳＯＣ変動（ｔ）、容量劣化速度が蓄電容量にかかわらず、前記現在蓄電容量での容量劣化速度のまま一定とした場合の当該容量劣化速度の時間積分値を容量劣化量ＤＳＯＣ一定（ｔ）とした際に、容量劣化量ＤＳＯＣ変動（ｔ）≦容量劣化量ＤＳＯＣ一定（ｔ）の容量劣化量抑制条件を満たすように複数の前記蓄電池に電力を配分するステップと、
    を含むことを特徴とする蓄電池制御プログラム。
  10. さらに、
    前記目標容量劣化速度が小さい順から電力の配分を行うステップを含むことを特徴とする請求項９に記載の蓄電池制御プログラム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7255086B2 (ja) * 2017-04-28 2023-04-11 富士電機株式会社 充放電配分制御装置、充放電配分制御システム、および充放電配分制御方法
JP6997555B2 (ja) * 2017-08-04 2022-01-17 株式会社東芝 情報処理装置、通信システム、情報処理方法、およびプログラム
DE102018203528A1 (de) * 2018-03-08 2019-09-12 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines Energiesystems und Energiesystem
WO2019188816A1 (ja) * 2018-03-26 2019-10-03 京セラ株式会社 制御装置、情報処理装置及び蓄電池検索システム
JP7048740B2 (ja) 2018-06-28 2022-04-05 京セラ株式会社 管理サーバ、管理システム、及び管理方法
JP7059394B2 (ja) * 2018-10-15 2022-04-25 京セラ株式会社 電力管理装置、電力管理システム及び電力管理方法
WO2021181453A1 (ja) 2020-03-09 2021-09-16 ＩｎｓｕＲＴＡＰ株式会社 処理装置、処理方法及びプログラム
JP2021191095A (ja) * 2020-05-29 2021-12-13 株式会社日立製作所 蓄電システム制御装置、蓄電システムおよびプログラム
US20220043414A1 (en) * 2020-08-05 2022-02-10 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Apparatus and method for operating energy storage system
CN115441018A (zh) 2021-06-02 2022-12-06 卡明斯公司 用于管理和实现健康状态以控制燃料电池的寿命的方法和系统
JP2024113242A (ja) * 2023-02-09 2024-08-22 株式会社豊田中央研究所 情報処理システム、情報処理方法および情報処理プログラム

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000030751A (ja) 1998-07-10 2000-01-28 Toyota Central Res & Dev Lab Inc リチウム二次電池の充放電方法
JP2001307781A (ja) 2000-04-24 2001-11-02 Hitachi Ltd リチウム二次電池及びその充放電方法
US7227335B2 (en) * 2003-07-22 2007-06-05 Makita Corporation Method and apparatus for diagnosing the condition of a rechargeable battery
JP5044511B2 (ja) * 2008-09-03 2012-10-10 トヨタ自動車株式会社 リチウムイオン電池の劣化判定方法、リチウムイオン電池の制御方法、リチウムイオン電池の劣化判定装置、リチウムイオン電池の制御装置及び車両
JP5789736B2 (ja) * 2009-10-23 2015-10-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電力供給装置
JP5466564B2 (ja) * 2010-04-12 2014-04-09 本田技研工業株式会社 電池劣化推定方法、電池容量推定方法、電池容量均等化方法、および電池劣化推定装置
US9077184B2 (en) 2011-01-18 2015-07-07 Nissan Motor Co., Ltd. Control device to control deterioration of batteries in a battery stack
WO2012111234A1 (ja) 2011-02-18 2012-08-23 三洋電機株式会社 電力供給システム
JP2013247726A (ja) 2012-05-24 2013-12-09 Toshiba Corp 蓄電池劣化制御装置
TWI473323B (zh) * 2012-12-13 2015-02-11 Ind Tech Res Inst 充電電池的充電方法及其相關的充電架構
JP6157880B2 (ja) * 2013-03-04 2017-07-05 株式会社東芝 複数電池を有する二次電池システム及び充放電電力等の配分方法
CN104037462B (zh) * 2013-03-08 2016-04-27 华硕电脑股份有限公司 电池模块及过充电保护方法
JP6208213B2 (ja) * 2013-03-19 2017-10-04 三洋電機株式会社 二次電池の充電システム及び方法並びに電池パック
US20140320085A1 (en) * 2013-04-24 2014-10-30 Dynapack International Technology Corporation Charging device and control method thereof
KR20150126208A (ko) * 2014-05-02 2015-11-11 삼성에스디아이 주식회사 배터리 관리 장치
US20160105044A1 (en) * 2014-10-08 2016-04-14 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Power-storage-system control method and power-storage-system control apparatus

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