JP7494773B2 - 電池管理システムおよび電池管理方法 - Google Patents
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Description
<電池物流モデル>
図1は、本実施の形態における組電池の物流の一態様を示す図である。以下では、図1に示される物流の態様を「電池物流モデル」と称する。電池物流モデル100は、回収業者1と、電池セラー2と、販売先3と、リサイクル工場4と、電力系統5と、分散型エネルギーリソース(DER:Distributed Energy Resource)6とを含む。
図3は、中古電池9を再利用するための作業工程の概要を示すフローチャートである。まず、回収業者1により回収された中古電池9が電池セラー2に引き渡される(S1)。
図4は、電池セラー2の電気的な構成を示すシステム構成図である。電池セラー2は、たとえば、保管ユニット21と、AC/DCコンバータ22と、DC/DCコンバータ23と、サーバ20とを備える。なお、図4では紙面の都合上、保管ユニット21が1つだけ図示されているが、図2に示したように、典型的な電池セラー2は複数の保管ユニット21を備える。
再利用の用途などによって、要求されるランクも異なる。そのため、相対的に需要が高いランクが存在する一方で、相対的に需要が低いランクが存在する可能性がある。電池セラー2には、ランク毎に、再利用の需要に応じた数量の中古電池9を在庫として確保しておくことが望ましい。一方で、どのようなランクの中古電池9が市場から回収されるかを電池セラー2側で調整することはできない。また、電池セラー2における保管期間中にも中古電池9の劣化が進み、それによりランクが低下する可能性がある。特に、電池セラー2においては、電力系統5との間の電力調整のために各中古電池9が繰り返し充放電されるため、中古電池9の劣化が進みやすい。
図9は、本実施の形態における充放電抑制に関する処理手順の第1の例を示すフローチャートである。このフローチャート(および後述する他のフローチャート)は、所定条件の成立時にメインルーチン(図示せず)から呼び出されて実行される。各ステップは、サーバ20によるソフトウェア処理により実現されるが、サーバ20内に配置されたハードウェア(電気回路)により実現されてもよい。以下、ステップをSと略す。
図12は、中古電池9の劣化評価に関するサーバ20(劣化評価部202)の機能ブロック図である。以下では、説明の簡略化のため、1つの中古電池9に着目して説明する。しかし、実際には、劣化評価が未実施の中古電池9が複数存在する場合には、それらの中古電池9に対して同様の処理が同時に実行され得る。劣化評価部202は、電流積算部71と、OCV(Open Circuit Voltage)算出部72と、SOC変化量算出部73と、満充電容量算出部74と、ランク付け部75とを含む。
式(1)では、中古電池9の内部抵抗をRと記載し、分極電圧をVpと記載している。電流積算開始時(充放電の開始直前)には電流IB=0である。また、電流積算開始前に中古電池9が充放電されずに放置されていた場合には分極電圧Vp≒0と近似できる。したがって、電流積算開始時におけるOCVは、電圧センサ211により検出される電圧VBに基づいて算出できる。一方、内部抵抗Rについては電圧VBと電流IBとの間の関係(オームの法則)から特定できる。また、中古電池9の充放電時が一定電流で行われる場合には、電流と分極電圧Vpとの間の関係を事前に測定しておくことで、電流センサ212により検出される電流IBから分極電圧Vpも特定できる。したがって、電流積算終了時における中古電池9のOCVも電圧VBおよび電流IBに基づいて算出できる。OCV算出部72は、算出された2通りのOCVをSOC変化量算出部73に出力する。
ランク付け部75は、満充電容量Cに応じて中古電池9をランク付けする。ランク付け部75は、ランク付けの日時を劣化評価日時として電池データ(図5参照)に記録できる。
図13は、電池セラー2と電力系統5との間の電力調整に関するサーバ20(電力調整部203)の機能ブロック図である。この例では、理解を容易にするため、DER6が発電型DER(特に、太陽光発電設備などの自然変動電源)である状況を想定して説明する。電力調整部203は、全体調整量算出部81と、DER調整量算出部82と、電池セラー調整量算出部83と、中古電池選択部84と、変換演算部85と、指令生成部86とを含む。
Claims (6)
- 複数の電池を保管する保管庫と、
前記保管庫に保管された前記複数の電池と電力系統との間に電気的に接続され、双方向の電力変換動作が可能な電力変換装置と、
前記電力系統からのデマンドレスポンス要求に応じて前記電力変換装置の動作を制御することで、前記複数の電池を充放電させる制御装置とを備え、
前記制御装置は、電池の劣化度合いに関するランクのうち、前記劣化度合いの小さいランクの電池の充放電を、前記劣化度合いの大きいランクの電池の充放電と比べて抑制する、電池管理システム。 - 前記制御装置は、前記デマンドレスポンス要求に応じた充放電電力量に対して、劣化度合いのより大きいランクの前記複数の電池の充放電電力量が少ない場合に、劣化度合いのより小さいランクの電池も合わせて充放電させる、請求項1に記載の電池管理システム。
- 前記複数の電池と前記電力系統との間の電気的な接続と遮断とを切り替え可能に構成された切替装置をさらに備え、
前記制御装置は、充放電を抑制するランクの電池が前記電力系統から電気的に遮断されるように前記切替装置を制御する、請求項1に記載の電池管理システム。 - 前記制御装置は、充放電を抑制するランクの電池の所定期間内における充放電電力量を、充放電を抑制するランクと異なるランクの電池の前記所定期間内における充放電電力量よりも小さくする、請求項1に記載の電池管理システム。
- 前記制御装置は、充放電を抑制するランクの電池の充放電頻度を、充放電を抑制するランクと異なるランクの電池の充放電頻度よりも少なくする、請求項1に記載の電池管理システム。
- サーバを用いた電池管理方法であって、
前記サーバが、保管庫に保管された複数の電池を電力系統からのデマンドレスポンス要求に応じて充放電させるステップを含み、
前記充放電させるステップは、電池の劣化度合いに関するランクのうち、前記劣化度合いの小さいランクの電池の充放電を、劣化度合いの大きいランクの電池の充放電と比べて抑制するステップを含む、電池管理方法。
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