JP7063984B2 - 蓄電池システム - Google Patents

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Description

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 (8)

  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、
    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と、
    を備え、
    前記複数の蓄電器は、電動車両の車載用として生産された蓄電器を含む、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. 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１から請求項６の何れかに記載の蓄電池システム。
  8. 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１から請求項７の何れかに記載の蓄電池システム。
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