JP7251126B2 - 電力マネジメントシステム - Google Patents
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Description
車両(10)に搭載されたレドックスフロー電池(11)の電解液交換に使用される電解液ステーション(100,100A)と、上記電解液ステーションを管理する管理装置(200)と、を備え、
上記電解液ステーションは、
上記レドックスフロー電池の電解液タンク(12)に繋がる接続口(13)に接続可能なコネクタ(111)を有するスタンド(110)と、
使用済電解液(La,Lb)を回収する回収タンク(120,120A,120B)と、
充電済電解液(Ma,Mb)を貯留する充填タンク(130,130A,130B)と、
上記スタンドの上記コネクタと上記回収タンクとを接続する回収ライン(112,113)と、
上記スタンドの上記コネクタと上記充填タンクとを接続する充填ライン(114,115)と、
を備え、
上記スタンドの上記コネクタが上記接続口に接続されることにより、上記電解液タンクから抜き出された上記使用済電解液が上記回収ラインを通じて上記回収タンクに回収可能となり、上記充填タンクに貯留されている上記充電済電解液が上記充填ラインを通じて上記電解液タンクに充填可能となるように構成されており、
上記回収タンクに回収された上記使用済電解液の充電処理が可能な充電処理装置(140)を備え、上記充電処理装置で充電処理された電解液が上記充電済電解液として上記充填タンクに貯留されるように構成されており、
上記充電処理装置は、
上記回収タンクと上記充填タンクのそれぞれに対して移送ポンプ(142a,143a,144a,145a)及び開閉弁(142b,143b,144b,145b)が設けられた接続管(142,143,144,145)を介して接続された充電タンク(141,141A,141B)と、
循環ポンプ(146a,147a)が設けられた循環経路(146,147)を通じて上記充電タンクとの間で電解液を循環可能なセルスタック(150)と、
外部接続対象(152,154)と上記セルスタックとの間の通電経路(150a)に介装された充放電器(151,153)と、
上記レドックスフロー電池から上記使用済電解液を回収し且つ上記レドックスフロー電池に上記充電済電解液を充填するために設定された電解液交換条件に基づいて、上記移送ポンプ、上記循環ポンプ及び上記開閉弁を制御する制御部(160)と、
を有し、
上記管理装置は、
上記外部接続対象から上記充放電器に入力される入力電力量(Pa)と、上記充放電器から上記外部接続対象に出力される出力電力量(Pb)のそれぞれを予測する電力量予測部(210)と、
上記充填タンクから上記レドックスフロー電池の上記電解液タンクに充填される上記充電済電解液の充填量(Pc)を予測する充填量予測部(220)と、
上記回収タンクに貯留されている上記使用済電解液の液量(Qa)及びエネルギー量(Ea)と、上記充填タンクに貯留されている上記充電済電解液の液量(Qb)及びエネルギー量(Eb)を計測する計測部(230)と、
上記電力量予測部及び上記充填量予測部のそれぞれによる予測結果と上記計測部による計測結果との双方に基づいて上記電解液交換条件を設定する条件設定部(240)と、
を有する、電力マネジメントシステム(1)、
にある。
図1に示されるように、実施形態1にかかる電力マネジメントシステム1は、その構成要素として、電解液ステーション100と、電解液ステーション100とは別に設けられた管理装置200及び端末装置300と、を含む。
図4に示されるように、充電処理の第1段階では、接続管142を使用して回収タンク120Aから充電タンク141Aへ使用済電解液Laを移送し、接続管144を使用して回収タンク120Bから充電タンク141Bへ使用済電解液Lbを移送する。このとき、移送ポンプ142a,144aが運転され且つ開閉弁142b,144bが開状態に制御される。また、移送ポンプ143a,145a及び循環ポンプ146a,147aは停止され、開閉弁143b,145bが閉状態に制御される。これにより、充電タンク141A,141Bで使用済電解液La,Lbを充電する準備が整う。
図8に示されるように、電解液ステーション100において管理者は、スタンド110のコネクタ111が車両10の接続口13に接続された接続状態を確立する。
図10に示されるように、実施形態2の電解液ステーション100Aは、セルスタック150に接続される充放電構造について、実施形態1の電解液ステーション100と相違している。この電解液ステーション100Aは、電解液ステーション100の機能に加えて、接続車両154に搭載された二次電池の充電のための機能を兼ね備えた、充電併用ステーションとして構成されている。
電解液ステーション100Aが管理装置200から第1のDR指令を受信したとき、図12に示されるように、開閉弁142b及び開閉弁144bを開放することによって、回収タンク120Aと充電タンク141Aとを連通させ、且つ回収タンク120Bと充電タンク141Bとを連通させる。即ち、この第1使用モードでは、充電タンク141A,141Bを、電荷レベルが相対的に低い低濃度側タンクである回収タンク120A,120Bに接続する。また、循環ポンプ146a,147aによって充電タンク141A,141Bとセルスタック150との間で電解液を循環させる。
電解液ステーション100Aが管理装置200から第2のDR指令を受信したとき、図13に示されるように、開閉弁143b及び開閉弁145bを開放することによって、充填タンク130Aと充電タンク141Aとを連通させ、且つ充填タンク130Bと充電タンク141Bとを連通させる。即ち、この第2使用モードでは、充電タンク141A,141Bを、電荷レベルが相対的に高い高濃度側タンクである充填タンク130A,130Bに接続する。また、循環ポンプ146a,147aによって充電タンク141A,141Bとセルスタック150との間で電解液を循環させる。
電解液ステーション100Aにおいて、接続車両154への急速充電、或いは系統電力152への放電抑制が必要であるときに第3使用モードが実行される。図16に示されるように、この第3使用モードでは、第2使用モードの場合と同様に、開閉弁143b及び開閉弁145bを開放する。これにより、充電タンク141A,141Bを、電荷レベルが相対的に高い高濃度側タンクである充填タンク130A,130Bに接続する。また、循環ポンプ146a,147aによって充電タンク141A,141Bとセルスタック150との間で電解液を循環させる。
10 車両
11 レドックスフロー電池
12 電解液タンク
13 接続口
100,100A 電解液ステーション
111 コネクタ
112,113 回収ライン
114,115 充填ライン
120,120A,120B 回収タンク
130,130A,130B 充填タンク
140 充電処理装置
141,141A,141B 充電タンク
142,143,144,145 接続管
142a,143a,144a,145a 移送ポンプ
142b,143b,144b,145b 開閉弁
146,147 循環経路
146a,147a 循環ポンプ
150 セルスタック
150a 通電経路
151 充放電器(系統電力用充放電器)
152 系統電力(外部接続対象)
153 充放電器(車両用充放電器)
154 接続車両(外部接続対象)
160 制御部
200 管理装置
210 電力量予測部
220 充填量予測部
230 計測部
240 条件設定部
La,Lb 使用済電解液
Ma,Mb 充電済電解液
Pa 入力電力量
Pb 出力電力量
Pc 充填量
Qa,Qb 液量
Ea,Eb エネルギー量
Claims (4)
- 車両(10)に搭載されたレドックスフロー電池(11)の電解液交換に使用される電解液ステーション(100,100A)と、上記電解液ステーションを管理する管理装置(200)と、を備え、
上記電解液ステーションは、
上記レドックスフロー電池の電解液タンク(12)に繋がる接続口(13)に接続可能なコネクタ(111)を有するスタンド(110)と、
使用済電解液(La,Lb)を回収する回収タンク(120,120A,120B)と、
充電済電解液(Ma,Mb)を貯留する充填タンク(130,130A,130B)と、
上記スタンドの上記コネクタと上記回収タンクとを接続する回収ライン(112,113)と、
上記スタンドの上記コネクタと上記充填タンクとを接続する充填ライン(114,115)と、
を備え、
上記スタンドの上記コネクタが上記接続口に接続されることにより、上記電解液タンクから抜き出された上記使用済電解液が上記回収ラインを通じて上記回収タンクに回収可能となり、上記充填タンクに貯留されている上記充電済電解液が上記充填ラインを通じて上記電解液タンクに充填可能となるように構成されており、
上記回収タンクに回収された上記使用済電解液の充電処理が可能な充電処理装置(140)を備え、上記充電処理装置で充電処理された電解液が上記充電済電解液として上記充填タンクに貯留されるように構成されており、
上記充電処理装置は、
上記回収タンクと上記充填タンクのそれぞれに対して移送ポンプ(142a,143a,144a,145a)及び開閉弁(142b,143b,144b,145b)が設けられた接続管(142,143,144,145)を介して接続された充電タンク(141,141A,141B)と、
循環ポンプ(146a,147a)が設けられた循環経路(146,147)を通じて上記充電タンクとの間で電解液を循環可能なセルスタック(150)と、
外部接続対象(152,154)と上記セルスタックとの間の通電経路(150a)に介装された充放電器(151,153)と、
上記レドックスフロー電池から上記使用済電解液を回収し且つ上記レドックスフロー電池に上記充電済電解液を充填するために設定された電解液交換条件に基づいて、上記移送ポンプ、上記循環ポンプ及び上記開閉弁を制御する制御部(160)と、
を有し、
上記管理装置は、
上記外部接続対象から上記充放電器に入力される入力電力量(Pa)と、上記充放電器から上記外部接続対象に出力される出力電力量(Pb)のそれぞれを予測する電力量予測部(210)と、
上記充填タンクから上記レドックスフロー電池の上記電解液タンクに充填される上記充電済電解液の充填量(Pc)を予測する充填量予測部(220)と、
上記回収タンクに貯留されている上記使用済電解液の液量(Qa)及びエネルギー量(Ea)と、上記充填タンクに貯留されている上記充電済電解液の液量(Qb)及びエネルギー量(Eb)を計測する計測部(230)と、
上記電力量予測部及び上記充填量予測部のそれぞれによる予測結果と上記計測部による計測結果との双方に基づいて上記電解液交換条件を設定する条件設定部(240)と、
を有する、電力マネジメントシステム(1)。 - 上記充電タンクの容量は、上記レドックスフロー電池の上記電解液タンクの容量の倍数或いは約数として表される値に設定されている、請求項1に記載の電力マネジメントシステム。
- 上記充電タンクの容量は、上記回収タンク及び上記充填タンクのいずれの容量も下回る値に設定されている、請求項2に記載の電力マネジメントシステム。
- 上記外部接続対象には、系統電力(152)と接続車両(154)とが含まれ、上記充放電器には、上記系統電力との間の充放電のための系統電力用充放電器(151)と、上記接続車両との間の充放電のための車両用充放電器(153)と、が含まれており、上記系統電力用充放電器及び上記車両用充放電器が上記セルスタックに並列接続されている、請求項1~3のいずれか一項に記載の電力マネジメントシステム。
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