KR20150058172A - 축전지 운전 제어 장치, 축전지 운전 제어 방법 및 프로그램 - Google Patents

축전지 운전 제어 장치, 축전지 운전 제어 방법 및 프로그램 Download PDF

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유이찌 나까모리
히로시 한따니
모또하루 아따까
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세키스이가가쿠 고교가부시키가이샤
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Abstract

이 축전지 운전 제어 장치는, 축전지에 있어서의 소정의 복수의 구성물마다의 열화 지표를 측정하는 구성물 열화 지표 측정부와, 구성물 열화 지표 측정부에 의해 측정된 복수의 구성물마다의 열화 지표에 기초하여 복수의 구성물의 열화 상태를 판정하는 열화 상태 판정부와, 열화 상태 판정부에 의해 판정된 열화 상태에 기초하여, 축전지의 수명을 가장 길게 하는 복수의 구성물마다의 열화의 진행 상태가 되도록 축전지의 운전 조건을 결정하는 운전 조건 결정부와, 운전 조건 결정부에 의해 결정된 운전 조건에 따라 상기 축전지를 운전하는 운전 제어부를 구비하여 구성된다.

Description

축전지 운전 제어 장치, 축전지 운전 제어 방법 및 프로그램{ACCUMULATOR OPERATION CONTROL DEVICE, ACCUMULATOR OPERATION CONTROL METHOD, AND PROGRAM}
본 발명은, 축전지 운전 제어 장치, 축전지 운전 제어 방법 및 프로그램에 관한 것이다.
본원은, 2012년 9월 20일에 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2012-206504호 에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
예를 들어 리튬 이온 전지 등으로 대표되는 축전지(이차 전지)는, 사용 경과에 따라 충방전 사이클이 반복되고, 또한, 보존 시간이 증가해 가는 것 등에 의해 열화되어 간다. 이 때문에, 축전지를 사용함에 있어서, 그 열화 상태를 파악해 두는 것은 중요하다.
따라서, 예를 들어 특허문헌 1과 같이 축전지의 내부 임피던스를 측정하는 방법이 알려져 있다. 일반적으로 알려져 있는 바와 같이, 축전지의 내부 임피던스를 측정함으로써 축전지의 열화 상태를 판정할 수 있다.
또한, 특허문헌 2와 같이, 전지부의 내부 임피던스의 변화에 기초하여 판정한 전지부의 열화 정도를 표시에 의해 통지하는 전자 기기가 알려져 있다. 이에 의해, 전지 교환 등의 관리를 유효하게 행할 수 있게 된다.
일본 특허 제4360621호 공보 일본 특허 공개 제2005-108491호 공보
예를 들어, 축전지의 열화 상태를 파악함으로써, 축전지를 가능한 한 장수명화시키도록 운전할 수 있도록 하면, 운용 비용의 삭감이나 환경 부하의 경감이 도모되게 되어 바람직하다.
그러나, 현 상황에 있어서는, 예를 들어 특허문헌 2 등과 같이 축전지의 열화 상태에 관한 판정 결과의 용도는, 예를 들어 축전지의 교환 시기의 판단 등과 같이 축전지의 관리에 그치고 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 축전지의 열화 상태의 판정 결과를 이용하여 축전지를 장수명화하는 운전 제어를 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명의 제1 실시 형태는, 축전지에 있어서의 소정의 복수의 구성물마다의 열화 지표를 측정하는 구성물 열화 지표 측정부와, 상기 구성물 열화 지표 측정부에 의해 측정된 상기 복수의 구성물마다의 열화 지표에 기초하여 상기 복수의 구성물의 열화 상태를 판정하는 열화 상태 판정부와, 상기 열화 상태 판정부에 의해 판정된 열화 상태에 기초하여, 축전지의 수명을 가장 길게 하는 상기 복수의 구성물마다의 열화의 진행 상태가 되도록 축전지의 운전 조건을 결정하는 운전 조건 결정부와, 상기 운전 조건 결정부에 의해 결정된 운전 조건에 따라 상기 축전지를 운전하는 운전 제어부를 구비하는 축전지 운전 제어 장치이다.
본 발명의 제2 실시 형태는, 상기한 제1 실시 형태에 있어서, 상기 복수의 구성물은 축전지에 있어서의 정극, 부극 및 전해질인 축전지 운전 제어 장치이다.
본 발명의 제3 실시 형태는, 상기한 제1 또는 제2 실시 형태에 있어서, 상기 구성물 열화 지표 측정부는, 상기 복수의 구성물마다에 대응하는 저항을 측정하고, 상기 열화 상태 판정부는, 상기 복수의 구성물의 열화 상태의 판정으로서, 상기 구성물 열화 지표 측정부가 측정한 상기 복수의 구성물마다의 저항에 기초하여, 열화 억제 대상의 구성물과 열화 억제 대상 외의 구성물을 선정하고, 상기 운전 조건 결정부는, 열화 억제 대상의 구성물과 열화 억제 대상 외의 구성물의 조합마다 운전 조건을 대응시킨 운전 조건 테이블로부터, 상기 열화 상태 판정부가 판정한 열화 억제 대상의 구성물과 열화 억제 대상 외의 구성물의 조합에 대응된 운전 조건을 특정하고, 특정한 운전 조건을 결정 결과로 하는 축전지 운전 제어 장치이다.
본 발명의 제4 실시 형태는, 상기한 제1 또는 제2 실시 형태에 있어서, 상기 구성물 열화 지표 측정부는, 축전지가 갖는 저항을 상기 복수의 구성물마다 대응하여 측정하고, 상기 열화 상태 판정부는, 상기 복수의 구성물의 열화 상태로서, 상기 구성물 열화 지표 측정부에 의해 측정된 복수의 구성물마다에 대응하는 저항에 대한, 복수의 구성물마다에 대응하는 저항의 초기값으로부터의 변화량을 판정하고, 상기 운전 조건 결정부는, 상기 열화 상태 판정부에 의해 판정된 복수의 구성물마다의 변화량에 대한 비율인 변화량률과, 축전지의 수명을 가장 길게 하는 운전 조건에 대응하는 복수의 구성물마다의 변화량률에 기초하여, 운전 조건과 당해 운전 조건에 따라 운전한 경우에 얻어지는 변화량률을 대응시킨 운전 조건 테이블로부터, 축전지의 수명을 길게 할 수 있는 복수의 구성물마다의 열화의 진행 상태로 하기 위한 변화량률의 후보를 선택하고, 선택한 변화량률의 후보에 대응되어 있는 운전 조건 중에서, 현재의 운전 조건에 가장 가까운 운전 조건을 결정 결과로 하는 축전지 운전 제어 장치이다.
본 발명의 제5 실시 형태는, 축전지에 있어서의 소정의 복수의 구성물마다의 열화 지표를 측정하는 구성물 열화 지표 측정 스텝과, 상기 구성물 열화 지표 측정 스텝에 의해 측정된 상기 복수의 구성물마다의 열화 지표에 기초하여 상기 복수의 구성물의 열화 상태를 판정하는 열화 상태 판정 스텝과, 상기 열화 상태 판정 스텝에 의해 판정된 열화 상태에 기초하여, 축전지의 수명을 가장 길게 하는 상기 복수의 구성물마다의 열화의 진행 상태가 되도록 축전지의 운전 조건을 결정하는 운전 조건 결정 스텝과, 상기 운전 조건 결정 스텝에 의해 결정된 운전 조건에 따라 상기 축전지를 운전하는 운전 제어 스텝을 구비하는 축전지 운전 제어 방법이다.
본 발명의 제6 실시 형태는, 컴퓨터에, 축전지에 있어서의 소정의 복수의 구성물마다의 열화 지표를 측정하는 구성물 열화 지표 측정 스텝과, 상기 구성물 열화 지표 측정 스텝에 의해 측정된 상기 복수의 구성물마다의 열화 지표에 기초하여 상기 복수의 구성물의 열화 상태를 판정하는 열화 상태 판정 스텝과, 상기 열화 상태 판정 스텝에 의해 판정된 열화 상태에 기초하여, 축전지의 수명을 가장 길게 하는 상기 복수의 구성물마다의 열화의 진행 상태가 되도록 축전지의 운전 조건을 결정하는 운전 조건 결정 스텝과, 상기 운전 조건 결정 스텝에 의해 결정된 운전 조건에 따라 상기 축전지를 운전하는 운전 제어 스텝을 실행시키기 위한 프로그램이다.
본 발명의 축전지 운전 제어 장치, 축전지 운전 제어 방법 및 프로그램은, 축전지의 열화 상태의 판정 결과를 이용하여 축전지를 장수명화하는 운전 제어가 가능해진다는 이점이 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 있어서의 전력 관리 시스템의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 2는 제1 실시 형태에 있어서의 축전지 운전 제어 장치의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 3은 충전시에 있어서의 축전지의 동작 원리를 도시하는 도면이다.
도 4는 방전시에 있어서의 축전지의 동작 원리를 도시하는 도면이다.
도 5는 제1 실시 형태의 구성물 열화 지표 측정부가 교류 임피던스법에 따라 정극, 부극, 전해질 각각의 저항을 측정할 때 사용하는 등가 회로이다.
도 6은 제1 실시 형태에 있어서의 운전 조건 테이블의 구조예를 도시하는 도면이다.
도 7은 제1 실시 형태의 축전지 운전 제어 장치의 운전 제어에 의한 구성물의 열화의 진행 상황예를 도시하는 도면이다.
도 8은 제1 실시 형태의 축전지 운전 제어 장치가 실행하는 처리 순서예를 나타내는 흐름도이다.
도 9는 제2 실시 형태에 있어서의 축전지 운전 제어 장치의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 10은 제2 실시 형태의 구성물 열화 지표 측정부가 교류 임피던스법에 따라 정극, 부극, 전해질 각각의 저항을 측정할 때 사용하는 등가 회로이다.
도 11은 제2 실시 형태에 있어서 운전 조건 테이블의 작성을 위해 행하는 운전 시험에 있어서의 운전 조건과, 운전 조건에 대응하는 시험 결과의 내용예를 도시하는 도면이다.
도 12는 도 11에 도시하는 시험 결과의 내용예를 보다 상세하게 도시하는 도면이다.
도 13은 어느 1개의 사이클 운전에 관한 운전 조건에 따른 시험을 행하여 측정된 용량 유지율과, 전해액, 부극, 정극마다의 저항 변화량의 측정 결과를 도시하는 도면이다.
도 14는 제2 실시 형태에 있어서의 운전 조건 테이블의 구조예를 도시하는 도면이다.
도 15는 제2 실시 형태의 축전지 운전 제어 장치가 실행하는 처리 순서예를 도시하는 흐름도이다.
<제1 실시 형태>
[전력 관리 시스템의 구성예]
도 1은, 제1 실시 형태에 있어서의 전력 관리 시스템의 구성예를 도시하고 있다.
이 도면에 도시하는 전력 관리 시스템은, 예를 들어 1개의 시설(100)에 있어서 이용되는 전력을 관리하는 것이며, HEMS(Home Energy Management System)라 불리는 것에 대응한다.
또한, 시설(100)은, 예를 들어 주택, 상업 시설, 산업 시설, 공공 시설 등 중 어느 하나이다.
도 1에 도시하는 시설(100)에 있어서는, 태양 전지(101), 파워 컨디셔너(PCS: Power Conditioning System)(102), 축전지(103), 인버터(104), 전력 경로 전환부(105), 부하(106) 및 전력 관리 장치(107)를 구비한다.
태양 전지(101)는, 광기전력 효과에 의해 광에너지를 전력으로 변환하는 전력 발생 장치(태양광 발전 장치)이다. 태양 전지(101)는, 예를 들어 시설(100)의 지붕 등과 같이 태양광을 효율적으로 받을 수 있는 장소에 설치됨으로써, 태양광을 전력으로 변환한다.
파워 컨디셔너(102)는, 태양 전지(101)로부터 출력되는 직류의 전력을 교류로 변환한다.
축전지(103)는, 충전을 위하여 입력되는 전력을 축적하고, 또한, 축적한 전력을 방전하여 출력한다. 이 축전지(103)에는, 예를 들어 리튬 이온 전지 등을 채용할 수 있다.
인버터(104)는, 복수의 축전지(103)마다에 대응하여 구비되는 것이며, 축전지(103)에 충전하기 위한 전력의 교류 직류 변환 또는 축전지(103)로부터 방전에 의해 출력되는 전력의 직류 교류 변환을 행한다. 즉, 축전지(103)가 입출력하는 전력의 쌍방향 변환을 행한다.
구체적으로, 축전지(103)에 대한 충전시에는, 상용 전원 AC 또는 파워 컨디셔너(102)로부터 전력 경로 전환부(105)를 개재하여 충전을 위한 교류 전력이 인버터(104)에 공급된다. 인버터(104)는, 이와 같이 공급되는 교류의 전력을 직류로 변환하여, 축전지(103)에 공급한다.
또한, 축전지(103)의 방전시에는, 축전지(103)로부터 직류의 전력이 출력된다. 인버터(104)는, 이와 같이 축전지(103)으로부터 출력되는 직류의 전력을 교류로 변환하여 전력 경로 전환부(105)에 공급한다.
전력 경로 전환부(105)는, 전력 관리 장치(107)의 제어에 따라 전력 경로의 전환을 행한다. 상기한 제어에 따라, 전력 경로 전환부(105)는 시설(100)에 있어서, 상용 전원 AC를 부하(106)에 공급하도록 전력 경로를 형성할 수 있다.
또한, 전력 경로 전환부(105)는, 시설(100)에 있어서, 태양 전지(101)에 의해 발생된 전력을 파워 컨디셔너(102)로부터 부하(106)에 공급하도록 전력 경로를 형성할 수 있다.
또한, 전력 경로 전환부(105)는, 시설(100)에 있어서, 상용 전원 AC와 태양 전지(101)중 한쪽 또는 양쪽으로부터 공급되는 전력을 인버터(104) 경유로 축전지(103)에 충전하도록 전력 경로를 형성할 수 있다.
또한, 전력 경로 전환부(105)는, 시설(100)에 있어서, 축전지(103)로부터 방전에 의해 출력시킨 전력을, 인버터(104) 경유로 부하(106)에 공급하도록 전력 경로를 형성할 수 있다.
부하(106)는, 시설(100)에 있어서 자기가 동작하기 위해 전력을 소비하는 기기나 설비 등을 일괄하여 나타낸 것이다.
전력 관리 장치(107)는, 시설(100)에 있어서의 전력을 관리한다. 이 때문에, 전력 관리 장치(107)는, 시설(100)에 있어서의 전기 설비(태양 전지(101), 파워 컨디셔너(102), 축전지(103), 인버터(104), 전력 경로 전환부(105), 부하(106)의 모두 또는 일부)를 제어한다. 또한, 이 전력 관리 장치(107)는, 축전지(103)의 운전을 제어하는 축전지 운전 제어 장치(107A)로서의 기능을 갖는다.
[축전지 운전 제어 장치의 구성예]
도 2는, 제1 실시 형태에 있어서의 축전지 운전 제어 장치(107A)의 구성예를 도시하고 있다.
이 도면에 도시하는 축전지 운전 제어 장치(107A)는, 구성물 열화 지표 측정부(111), 열화 상태 판정부(112), 운전 조건 결정부(113), 운전 조건 테이블 기억부(114), 운전 제어부(115)를 구비한다.
구성물 열화 지표 측정부(111)는, 축전지(103)에 있어서의 소정의 복수의 구성물마다의 열화 지표를 측정한다.
본 실시 형태에 있어서, 구성물 열화 지표 측정부(111)가 측정 대상으로 하는 복수의 구성물은, 예를 들어 축전지(103)의 정극과 부극과 전해질이다. 열화 지표란, 열화 판정에 이용하는 지표이다. 본 실시 형태에 있어서의 구성물 열화 지표 측정부(111)는, 열화 지표로서 축전지가 갖는 저항에 있어서의 정극과 부극과 전해질마다에 대응하는 저항을 측정한다.
열화 상태 판정부(112)는, 구성물 열화 지표 측정부(111)에 의해 측정된 복수의 구성물마다의 열화 지표에 기초하여, 이들 복수의 구성물의 열화 상태를 판정한다.
운전 조건 결정부(113)는, 열화 상태 판정부(112)에 의해 판정된 열화 상태 에 기초하여, 축전지의 수명을 가장 길게 하는 복수의 구성물마다의 열화의 진행 상태가 되도록 축전지(103)의 운전 조건을 결정한다.
운전 조건을 결정할 때, 운전 조건 결정부(113)는 운전 조건 테이블 기억부(114)를 참조한다.
운전 조건 테이블 기억부(114)는, 운전 조건 테이블을 기억한다. 운전 조건 테이블은, 복수의 구성물의 열화 상태의 조합에 따른 운전 조건을 저장한다. 여기에서의 운전 조건은, 축전지(103)를 운전할 때에 요구되는 소정의 조건을 나타낸다.
예를 들어, 어떤 운전 조건은, 일정 이하의 온도 환경하에서 단위 시간당의 충방전 사이클을 일정 횟수 이하로 억제하도록 축전지(103)를 운전해야 할 조건을 나타낸다. 또한, 다른 어떤 운전 조건은, 일정 이상의 온도 환경하에서 단위 시간당의 보존 시간(충전이 완료되고 나서 다음 방전이 개시될 때까지의 시간)이 일정 이하가 되도록 축전지(103)를 운전해야 한다는 조건을 나타낸다.
운전 조건 결정부(113)는, 운전 조건 테이블에 저장되는 운전 조건 중, 열화 상태 판정부(112)에 의해 판정된 구성물마다의 열화 상태의 조합에 대응하여 저장되어 있는 운전 조건을 특정한다. 운전 조건 결정부(113)는, 특정한 운전 조건을 결정 결과로서 출력한다.
운전 제어부(115)는, 운전 조건 결정부(113)에 의해 결정된 운전 조건에 따라 축전지(103)를 운전한다.
[축전지의 동작 원리]
도 3 및 도 4는, 축전지(103)의 동작 원리를 모식적으로 도시하고 있다. 도 3은, 충전시의 동작 원리를 도시하고, 도 4는 방전시의 동작 원리를 도시한다. 또한, 도 3 및 도 4의 각 도면에서는 축전지(103)가 리튬 이온 전지인 경우의 예를 도시하고 있다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이 축전지(103)는, 정극(131), 부극(132) 및 전해질(133)의 구성물을 갖고 있다. 현 상황에 있어서, 정극(131), 부극(132) 및 전해질(133)의 재료는 다양하지만, 가장 일반적인 예로서, 정극(131)에는 코발트산리튬, 부극(132)에는 그래파이트, 전해질에는 유기 용매에 과염소산리튬 등의 지지 전해질을 혼합한 것 등이 사용된다.
도 3에 도시한 바와 같이, 축전지(103)의 충전시에 있어서는, 정극(131)의 리튬 화합물이 분리되어 리튬 이온으로 변화된다. 그리고, 리튬 이온이 전해질(133)을 개재하여 부극(132)으로 이동한다. 그리고, 부극(132)에 도달한 리튬 이온은 전자가 부여되어 리튬 원자로 되어 부극(132)측에 저장된다.
또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 축전지(103)의 방전시에 있어서는, 리튬 원자가 부극(132)에 전자를 부여함으로써 리튬 이온으로 변화되고, 리튬 이온이 전해질(133)을 개재하여 정극(131)으로 이동한다. 그리고, 정극(131)에 도달한 리튬 이온은 전자가 부여되어 리튬 화합물로 변화되어 정극(131)측에 저장된다.
이와 같이, 리튬 이온 전지로서의 축전지(103)는, 정극(131)과 부극(132) 사이에서 전해질(133)을 개재하여 리튬 이온이 이동하고, 또한, 정극(131)과 부극(132) 각각에 있어서, 리튬 원자와 리튬 이온 사이에서의 변화가 발생함으로써, 충전과 방전이 행해진다.
이 정극(131)과 부극(132)과 전해질(133)은 각각 충방전 사이클이 행해지고, 또한, 보존 시간이 축적되어 감에 따라 열화되어 간다. 예를 들어, 특허문헌 1에서는, 이들 정극(131)과 부극(132)과 전해질(133)의 열화를 포괄한 열화 상태를 내부 저항의 측정 결과로부터 판정하고 있다고 할 수 있다.
그러나, 정극(131)과 부극(132)과 전해질(133)의 각각에 착안한 경우, 어떤 운용 조건하에서의 이들 구성물의 열화의 진행 정도는 반드시 동일하지는 않다. 이것은, 열화를 진행시키는 운전 조건이 정극(131)과 부극(132)과 전해질(133)에서 상이하기 때문이다.
예를 들어, 정극(131)과 부극(132)과 전해질(133) 중, 어떤 1개의 구성물의 열화가 현저하게 진행되어 그 구성물이 수명이 되어버린 경우, 가령 다른 구성물의 열화가 그다지 진행되어 있지 않아도, 축전지(103) 자체도 수명이 되어 버린다. 이것은 반대로 생각하면, 예를 들어 정극(131)과 부극(132)과 전해질(133) 중의 특정한 1개의 구성물의 열화만이 빠르게 진행되어 버리지 않는 운전을 행하면, 결과적으로 축전지(103)의 수명을 길게 할 수 있다는 것이다.
따라서, 본 실시 형태에 있어서는, 정극(131)과 부극(132)과 전해질(133)에서 각각에 열화 상태를 측정한 결과에 기초하여, 축전지(103)의 수명을 가장 길게 할 수 있는 전해질(133), 부극(132), 정극(131)의 열화 진행 상태에 가깝게 할 수 있도록 운전 제어를 행한다. 이에 따라, 축전지(103)의 장수명화가 도모된다. 이하, 이를 위한 본 실시 형태의 구성에 대하여 설명해간다.
[열화 지표 측정예]
본 실시 형태에 있어서, 구성물 열화 지표 측정부(111)는 정극(131), 부극(132), 전해질(133)마다의 열화 지표로서, 저항을 측정한다. 따라서, 구성물 열화 지표 측정부(111)는, 정극(131), 부극(132), 전해질(133) 각각의 저항을 측정한다. 이를 위해, 구성물 열화 지표 측정부(111)는 일례로서, 교류 임피던스법에 따라 정극(131), 부극(132), 전해질(133) 각각의 저항(임피던스)을 측정한다.
도 5는, 구성물 열화 지표 측정부(111)가 교류 임피던스법에 따라 정극(131), 부극(132), 전해질(133) 각각의 저항을 측정할 때 사용하는 등가 회로를 도시하고 있다.
동도에 도시하는 등가 회로는, 입력 단자로부터 출력 단자에 걸쳐서 인덕턴스 L1, 저항 RS, 일정 위상 소자(Constant Phase Element) CPE1, CPE2, CPE3을 직렬로 접속하고 있다. 또한, 일정 위상 소자 CPE1에 대하여 저항 R1을 병렬로 접속하고, 일정 위상 소자 CPE3에 대하여 저항 R3을 병렬로 접속하여 형성된다.
동도에 도시하는 등가 회로에 있어서, 저항 Rs가 전해질(133)에 대응하고, 저항 R1이 부극(132)에 대응하고, 저항 R3이 정극(131)에 대응한다.
교류 임피던스법에서는, 동도의 등가 회로에 대하여 주파수를 변화시키면서 교류를 인가함으로써, 저항 Rs, 저항 R1, 저항 R3의 각각을 측정할 수 있다.
즉, 구성물 열화 지표 측정부(111)는 교류 임피던스법에 따라, 예를 들어 축전지(103)에 대하여 교류를 인가하고, 인가한 교류의 주파수를 변화시켜 간다. 이에 의해, 동도의 등가 회로의 저항 Rs, 저항 R1, 저항 R3으로서 도시되는, 전해질(133), 부극(132), 정극(131)에 대응하는 각 저항이 측정된다.
또한, 상기한 교류 임피던스법에 의한 측정으로서는, FRA(Frequency Response Analyzer: 주파수 응답 애널라이저법)를 사용하여 주파수를 변화시키는 방법을 예로 들고 있다. 그러나, 구성물 열화 지표 측정부(111)는, 교류 임피던스법 등에 의해, 예를 들어 고속 푸리에 변환을 이용한 임피던스 측정 방법에 의해 구성물마다의 저항을 측정해도 좋다. 또한, 구성물 열화 지표 측정부(111)가 측정하는 구성물마다의 열화 지표로서는, 상기와 같은 교류 임피던스법 등에 의한 저항 이외여도 좋다.
[열화 상태 판정예]
이어서, 열화 상태 판정부(112)에 의한 열화 상태 판정 처리의 일례에 대하여 설명한다.
상기한 바와 같이 구성물 열화 지표 측정부(111)에 의해서는, 정극(131), 부극(132), 전해질(133) 각각의 저항이 열화 지표로서 측정된다.
열화 상태 판정부(112)는, 열화 지표로서 측정된 정극(131), 부극(132), 전해질(133)마다의 저항에 기초하여, 정극(131), 부극(132), 전해질(133) 중으로부터 열화 억제 대상의 구성물과 열화 억제 대상 외의 구성물을 선정한다. 즉, 열화 상태 판정부(112)는, 열화 상태에 관한 판정 결과로서, 열화 억제 대상의 구성물과 열화 억제 대상 외의 구성물을 선정한다.
열화 억제 대상의 구성물이란, 그 열화의 진행을 억제해야 하는 구성물이며, 예를 들어 정극(131), 부극(132), 전해질(133) 중에서 가장 열화가 진행되고 있는 구성물을 말한다.
또한, 열화 억제 대상 외의 구성물이란, 그 열화의 진행을 억제할 필요가 없는 구성물이며, 예를 들어 정극(131), 부극(132), 전해질(133) 중에서 가장 열화가 진행되고 있지 않은 구성물을 말한다.
우선, 열화 억제 대상의 구성물을 선정하기 위한 구체적 방법의 일례로서, 열화 상태 판정부(112)는 정극(131), 부극(132), 전해질(133) 중에서 측정된 저항이 가장 높은 것을, 열화 억제 대상의 구성물로서 선정할 수 있다.
단, 구성물 자체로서의 수명에 상당하는 저항의 값은, 정극(131)과 부극(132)과 전해질(133)에서 반드시 동일하지 않고, 각각 상이한 경우가 있다. 따라서, 이하와 같이 열화 억제 대상의 구성물을 선정해도 좋다. 즉, 열화 상태 판정부(112)에 대하여, 예를 들어 정극(131), 부극(132), 전해질(133)의 각각의 수명에 상당하는 저항(상한 저항)의 값을 미리 설정해 둔다. 또한, 정극(131), 부극(132), 전해질(133)마다의 상한 저항은, 예를 들어 축전지(103)에 대한 사전의 시험이나 사양 등에 기초하여 기지되어 있다.
또한, 열화 상태 판정부(112)는, 정극(131), 부극(132), 전해질(133)의 각 상한 저항과, 측정된 정극(131), 부극(132), 전해질(133)의 각 저항의 비율(측정된 저항/상한 저항)을 구한다. 이와 같이 구해진 비율은, 열화 진행도를 나타내고 있다. 즉, 열화 상태 판정부(112)는, 정극(131), 부극(132), 전해질(133)마다의 열화 진행도를 구한다.
그리고, 열화 상태 판정부(112)는, 정극(131), 부극(132), 전해질(133) 중에서 상기와 같이 구한 열화 진행도가 가장 높은 것을 열화 억제 대상의 구성물로서 선정한다.
또한, 열화 억제 대상 외의 구성물을 선정하는 방법의 일례로서, 열화 상태 판정부(112)는, 정극(131), 부극(132), 전해질(133) 중에서 측정된 저항이 가장 낮은 것을 열화 억제 대상 외의 구성물로서 선정할 수 있다.
혹은, 열화 상태 판정부(112)는, 정극(131), 부극(132), 전해질(133)의 각 상한 저항과, 측정된 정극(131), 부극(132), 전해질(133)의 각 저항의 비율에 의한 열화 진행도를 구한다. 또한, 열화 상태 판정부(112)는, 열화 진행도가 가장 낮은 것을 열화 억제 대상 외의 구성물로서 선정해도 좋다.
[운전 조건 결정예]
이어서, 운전 조건 결정부(113)에 의한 운전 조건 결정 처리의 일례에 대하여 설명한다.
상술한 바와 같이, 본 실시 형태의 운전 조건 결정부(113)는, 운전 조건을 결정할 때, 운전 조건 테이블 기억부(114)가 기억하는 운전 조건 테이블을 참조한다.
도 6은, 운전 조건 테이블의 구조예를 도시하고 있다.
동도에 도시하는 운전 조건 테이블은, 열화 억제 대상으로서의 전해질(133), 부극(132), 정극(131)과, 열화 억제 대상 외로서의 전해질(133), 부극(132), 정극(131)의 조합마다에 따라 운전 조건을 저장한 구조이다.
예를 들어, 열화 상태 판정부(112)에 의해 전해질(133)이 열화 억제 대상으로서 선정되고, 부극(132)이 열화 억제 대상 외로서 선정된 경우, 운전 조건 결정부(113)는 이하와 같이 운전 조건을 결정한다. 즉, 운전 조건 결정부(113)는, 운전 조건 테이블을 참조함으로써, 열화 억제 대상이 전해질(133), 열화 억제 대상 외가 부극(132)의 조합에 대응하여 저장되어 있는 운전 조건이 운전 조건 A인 것을 특정한다. 운전 조건 결정부(113)는, 이와 같이 특정한 운전 조건 A를 결정 결과로 한다.
[운전 제어예]
운전 조건 테이블에 저장되는 운전 조건은, 각각 대응의 열화 억제 대상의 구성물의 열화의 진행 억제를 최우선으로 한 후, 대응의 열화 억제 대상 외의 구성물에 대해서는 열화 진행의 억제를 고려하지 않거나, 혹은 극단적인 열화는 하지 않도록 고려한 운전 내용을 나타내고 있다.
전해질(133)은, 예를 들어 단위 기간에 있어서의 충방전 사이클의 빈도를 높게 하고, 동일한 단위 기간에 있어서의 보존 시간을 짧게 함으로써 열화의 진행이 유효하게 억제된다는 성질을 갖고 있는 것으로 한다. 또한, 예를 들어 부극(132)는, 반대로 단위 기간에 있어서의 충방전 사이클의 빈도를 낮게 하고, 동일한 단위 기간에 있어서의 보존 시간을 길게 함으로써 열화의 진행이 유효하게 억제된다는 성질을 갖고 있는 것으로 한다.
이러한 지견에 따라, 운전 조건 A는, 예를 들어 소정의 단위 시간에 있어서의 충방전 사이클의 빈도를 일정 이상으로 유지하고, 또한, 이 단위 시간에 있어서의 보존 시간을 일정 이하로 하는 운전 내용을 나타낸다.
운전 제어부(115)는, 운전 조건 결정부(113)에 의해 운전 조건 A가 결정되는 것에 따라, 운전 조건 A가 나타내는 운전 내용이 되도록 축전지(103)의 운전을 행한다. 예를 들어, 운전 제어부(115)는, 축전지(103)에 축적된 전력을 부하(106)에 공급하기 위한 조건이나, 태양 전지(101)에 의한 발전 전력의 잉여 전력이나 상용 전원 AC의 잉여 전력을 축전지(103)에 충전하기 위한 조건을 완만하게 설정한다. 이에 따라, 축전지(103)의 충방전 사이클의 빈도는 높아지고, 보존 시간을 짧게 할 수 있다.
상기와 같이 제어가 행해짐으로써, 축전지(103)에 있어서는, 지금까지 가장 열화의 진행 정도가 높았던 전해질(133)의 열화의 진행이 억제된다. 한편, 지금까지 가장 열화의 진행의 정도가 적었던 부극(132)은, 예를 들어 특히 유효하게 열화가 억제되지 않고 진행되어 간다.
이 결과, 예를 들어 어느 시간을 경과했을 때에는, 전해질(133)의 열화의 진행 정도를 부극(132)의 열화의 진행 정도와 마찬가지로 완만한 것으로 할 수 있다. 그리고, 이러한 운전 제어를 예를 들어 일정 시간마다 등의 소정 타이밍에서 반복하여 행해가는 결과, 정극(131), 부극(132), 전해질(133)의 열화의 진행은, 축전지의 수명을 가장 길게 할 수 있는 상태에 가까워지게 된다.
도 7은, 예를 들어 본 실시 형태의 축전지 운전 제어 장치의 운전 제어에 의한 구성물(정극(131), 부극(132), 전해질(133))의 열화의 진행 상황예를 도시하는 도면이다.
도 7(a)는, 전해질(133)의 열화 진행 상태를 도시하고, 도 7(b)는, 부극(132)의 열화 진행 상태를 도시하고, 도 7(c)는, 정극(131)의 열화의 진행 상태를 도시한다. 또한, 도 7(a), (b), (c)의 각 도면에 있어서, 횡축은 축전지(103)의 운용 시간이며, 종축은 저항을 나타낸다.
또한, 도 7(a)의 종축에 도시되는 RS_ini, RS_war, RS_end는, 각각 전해질(133)의 저항에 관한 초기값, 경고값, 말기값이다.
도 7(b)의 종축에 도시하는 R1_ini, R1_war, R1_end는, 각각 부극(132)의 저항에 관한 초기값, 경고값, 말기값이다.
도 7(c)의 종축에 도시하는 R3_ini, R3_war, R3_end는, 각각 정극(131)의 저항에 관한 초기값, 경고값, 말기값이다.
초기값 RS_ini, R1_ini, R3_ini는, 각각 축전지(103)가 미사용인 상태일 때의 전해질(133), 부극(132), 정극(131)의 저항의 값이다.
경고값 RS_war, R1_war, R3_war은, 각각 전해질(133), 부극(132), 정극(131)의 수명에 잠시 후에 도달한다고 되어 있는 열화 상태에 따른 전해질(133), 부극(132), 정극(131)의 저항의 값이다. 예를 들어, 경고값 RS_war, R1_war, R3_war은, 각각 말기값 RS_end, R1_end, R3_end에 대한 일정 비율의 값을 설정하면 된다. 예를 들어 전해질(133), 부극(132), 정극(131)의 저항 중 어느 하나가 경고값을 초과하면, 축전지(103)를 교환해야 할 시기가 된 것으로 하여 운용된다.
말기값 RS_end, R1_end, R3_end는, 각각 전해질(133), 부극(132), 정극(131)이 수명이 되었을 때의 열화 상태에 따른 전해질(133), 부극(132), 정극(131)의 저항의 값이다.
도 7(a), (b), (c)를 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 우선, 시간 t1 이전에는 전해질(133), 정극(131), 부극(132)의 순서로 저항의 상승 정도가 높다.
즉, 시간 t1 이전에 있어서의 열화의 진행 정도는, 전해질(133), 정극(131), 부극(132)의 순서로 되어 있다.
이 상태하에서, 예를 들어 시간 t1에 있어서 축전지 운전 제어 장치(107A)가 운전 제어를 행한 경우, 열화 상태 판정부(112)는 전해질(133)을 열화 억제 대상으로서 선정하고, 부극(132)을 열화 억제 대상 외로서 선정한다. 이에 따라, 운전 제어부(115)는, 시간 t1 이후에 있어서 전해질(133)의 열화의 억제를 최우선시키고, 부극(132)에 대해서는 특별히 열화를 고려하지 않는 운전으로 전환한다.
이에 따라, 시간 t1 이후에 있어서는, 도 7(a)에 도시한 바와 같이 전해질(133)의 열화가 억제된다. 한편, 부극(132)에 대해서는, 도 7(b)에 도시한 바와 같이 시간 t1 이후에 있어서 열화의 진행 정도가 커지도록 변화된다. 그리고, 시간 t2에 이르렀을 때에는, 열화의 진행 정도는 부극(132), 전해질(133), 정극(131)의 순서로 되어 있다. 특히, 부극(132)에 대해서는, 저항이 경고값 R1_war에 도달할 정도까지 열화되어 있다.
축전지 운전 제어 장치(107A)는, 예를 들어 시간 t1로부터 일정 시간을 경과한 시간 t2에 있어서 운전 제어를 행한다. 시간 t2의 시점에, 열화 상태 판정부(112)는 부극(132)을 열화 억제 대상으로서 선정하고, 정극(131)을 열화 억제 대상 외로서 선정한다. 이에 따라, 운전 제어부(115)는, 시간 t2 이후에 있어서 부극(132)의 열화 억제를 최우선시키고, 정극(131)에 대해서는 특별히 열화를 고려하지 않는 운전으로 전환한다.
이 결과, 시간 t2 이후에 있어서는, 도 7(c)에 도시한 바와 같이 정극(131)의 열화의 진행 정도가 커지고, 부극(132)의 열화의 진행 정도가 작아진다. 그리고, 예를 들어 시간 t2로부터 어느 시간을 경과한 시간 t3에 있어서, 전해질(133), 부극(132), 정극(131) 각각의 저항은 거의 말기값 RS_end, R1_end, R3_end가 되어 있다.
또한, 동도에서는 설명을 이해하기 쉽게 하는 편의상, 축전지(103)의 운용을 개시하여 수명이 될 때까지의 기간에 있어서의 운전 제어가 시간 t1과 시간 t2의 2회만 행해지는 예를 나타내고 있다. 그러나, 축전지(103)의 운용을 개시하여 수명이 될 때까지의 기간에 있어서, 더욱 높은 빈도로 짧은 시간 간격에 의해 운전 제어를 행하도록 하면, 운용 기간 중에 있어서 축전지의 수명을 가장 길게 할 수 있는 전해질(133), 부극(132), 정극(131)의 열화의 진행 상태에 가까워지도록, 축전지(103)를 운용할 수 있다.
축전지(103)는, 예를 들어 전해질(133), 부극(132), 정극(131) 중 적어도 어느 하나의 저항이 말기값이 됨으로써 수명이 된다. 따라서, 전해질(133), 부극(132), 정극(131) 중 어느 하나가 극단적으로 열화가 진행되는 운전을 계속한 경우에는, 그만큼 축전지(103)의 수명은 짧아져 버린다.
이에 비해, 본 실시 형태에 있어서는, 상기한 바와 같이 축전지의 수명을 가장 길게 할 수 있는 전해질(133), 부극(132), 정극(131)의 열화의 진행 상태에 가까워지도록 축전지(103)를 운전한다. 이에 따라, 축전지(103)에 있어서의 전해질(133), 부극(132), 정극(131) 중 일부만의 열화의 진행이 빨라지는 경우가 없어져, 축전지(103)의 장수명화를 도모할 수 있다.
[처리 순서예]
도 8의 흐름도는, 축전지 운전 제어 장치(107A)가 실행하는 처리 순서예를 도시하고 있다. 또한, 동도에 도시하는 처리는, 예를 들어 미리 정한 일정 시간마다 행하도록 해도 좋고, 관리자로서의 유저 등이 행한 운전 조건 전환 지시를 위한 조작 등에 따라 행하도록 해도 좋다.
우선, 구성물 열화 지표 측정부(111)는, 예를 들어 교류 임피던스법에 따라, 축전지(103)가 갖는 저항(임피던스)으로서 정극(131), 부극(132), 전해질(133)마다에 대응하는 저항을 측정한다(스텝 S101).
이어서, 열화 상태 판정부(112)는, 정극(131), 부극(132), 전해질(133)에 관한 열화 상태를 판정한다. 즉, 열화 상태 판정부(112)는, 스텝 S101에 의해 측정된 정극(131), 부극(132), 전해질(133)마다의 저항에 기초하여, 정극(131), 부극(132), 전해질(133) 중으로부터 열화 억제 대상의 구성물과 열화 억제 대상 외의 구성물을 선정한다(스텝 S102).
이어서, 운전 조건 결정부(113)는 운전 조건을 결정한다(스텝 S103). 즉, 운전 조건 결정부(113)는, 스텝 S102에 의해 선정된 열화 억제 대상의 구성물과 열화 억제 대상 외의 구성물의 조합에 대응되어 저장되어 있는 제어 패턴을 제어 테이블로부터 특정하고, 특정한 제어 패턴을 결정 결과로 한다.
그리고, 운전 제어부(115)는, 스텝 S103에 의해 결정된 운전 조건에 따라 상기 축전지를 운전한다(스텝 S104).
또한, 상기한 제1 실시 형태에 있어서 설명한 운전 제어를 위한 처리는 어디까지나 일례이다. 예를 들어, 도 6에 도시한 제어 테이블에서는, 가장 열화의 진행 정도가 큰 구성물과 가장 열화가 작은 구성물의 조합에 따라, 운전 조건을 설정하고 있다.
그러나, 예를 들어 보다 단순하게, 가장 열화의 진행 정도가 큰 구성물의 열화의 진행을 가장 유효하게 억제할 수 있는 운전 조건을 설정해도 좋다. 이 경우, 제어 테이블은, 예를 들어 정극(131), 부극(132), 전해질(133)의 구성물마다 1개의 운전 조건을 대응시킨 구조여도 좋다.
또한, 정극(131), 부극(132), 전해질(133) 중, 가장 열화의 진행 정도가 큰 구성물에 대해서는 열화의 진행 억제를 최우선시킨 후, 이어서 열화의 진행 정도가 큰 구성물에 대해서도 어느 정도의 열화의 진행이 억제되도록 한 운전 조건을 설정해도 좋다.
<제2 실시 형태>
[축전지 운전 제어 장치의 구성예]
계속해서, 제2 실시 형태에 대하여 설명한다. 제2 실시 형태에 있어서의 전력 관리 시스템의 구성은, 예를 들어 도 1과 동일해도 좋다.
도 9는, 제2 실시 형태에 있어서의 축전지 운전 제어 장치(107B)의 구성예를 도시하고 있다. 동도에 있어서, 도 2와 동일 부분에 대해서는 동일 부호를 붙이고 있다.
동도에 도시한 바와 같이, 축전지 운전 제어 장치(107B)에 있어서는, 도 2의 축전지 운전 제어 장치(107A)의 구성에 대하여 목표 변화량률 테이블 기억부(116)를 더 구비한다.
목표 변화량률 테이블 기억부(116)는, 목표 변화량률 테이블을 기억한다. 목표 변화량률 테이블에 대해서는 후술한다.
또한, 제2 실시 형태에 있어서의 축전지 운전 제어 장치(107B)에 있어서는, 구성물 열화 지표 측정부(111)에 의한 열화 지표의 측정 처리와, 열화 상태 판정부(112)에 의한 열화 상태의 판정 처리와, 운전 조건 결정부(113)에 의한 운전 조건의 결정을 위한 처리가 이하의 설명과 같이 제1 실시 형태와 상이하다.
또한, 제2 실시 형태에 있어서는, 운전 조건 테이블 기억부(114)가 기억하는 운전 조건 테이블의 내용이 이하의 설명과 같이 제1 실시 형태와 상이하다.
[열화 지표 측정예]
제2 실시 형태에 있어서의 구성물 열화 지표 측정부(111)가 열화 지표로서 측정하는 대상은, 정극(131), 부극(132), 전해질(133)마다의 저항이다. 또한, 구성물 열화 지표 측정부(111)는, 정극(131), 부극(132), 전해질(133)마다의 저항을 측정할 때, 교류 임피던스법을 사용한다. 이들의 점에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
단, 제2 실시 형태에 있어서의 구성물 열화 지표 측정부(111)는, 정극(131), 부극(132), 전해질(133)마다의 저항을 교류 임피던스법에 의해 측정할 때, 도 5에 도시하는 등가 회로 대신에 도 10에 도시하는 등가 회로를 사용한다.
도 10에 도시하는 등가 회로는, 입력 단자로부터 출력 단자에 걸쳐서 인덕턴스 L1, 저항 RS, 일정 위상 소자(Constant Phase Element) CPE1, CPE2, 확산 저항 Wo1을 직렬로 접속하고 있다. 또한, 일정 위상 소자 CPE1에 대하여 저항 R1을 병렬로 접속하고, 일정 위상 소자 CPE2에 대하여 저항 R2를 병렬로 접속하여 형성된다. 또한, 확산 저항 Wo1은, 리튬 이온의 전해액 중에서의 확산에 대응한 저항이다.
상기한 구성에 의한 등가 회로에 있어서, 저항 Rs가 전해질(133)에 대응하고, 저항 R1이 부극(132)에 대응하고, 저항 R2가 정극(131)에 대응한다.
제2 실시 형태에 있어서, 구성물 열화 지표 측정부(111)는 교류 임피던스법에 따라 축전지(103)에 대하여 교류를 인가하고, 인가한 교류의 주파수를 변화시켜 감으로써, 도 10의 등가 회로의 저항 Rs, 저항 R1, 저항 R2의 각 저항을 측정한다. 도 10의 등가 회로의 저항 Rs, 저항 R1, 저항 R2로서 도시되는, 전해질(133), 부극(132), 정극(131)에 대응하는 각 저항이 측정된다.
[열화 상태 판정예]
계속해서, 제2 실시 형태에 있어서의 열화 상태 판정부(112)가 실행하는 열화 상태 판정 예에 대하여 설명한다.
제2 실시 형태에 있어서의 열화 상태 판정부(112)는, 축전지(103)이 미사용(신품)일 때의 전해질(133), 부극(132), 정극(131)의 저항 Rs, 저항 R1, 저항 R2의 값의 각각을 저항 초기값 Rs_i, R1_i, R2_i로서 기억한다.
또한, 축전지(103)가 미사용일 때의 저항 초기값 Rs_i, R1_i, R2_i는, 축전지(103)를 대상으로 하여 구성물 열화 지표 측정부(111)가 실측해도 좋고, 축전지(103)에 대하여 사양으로서 정해져 있는, 미사용시의 저항 Rs, 저항 R1, 저항 R2를 그대로 이용해도 좋다.
또한, 열화 상태 판정부(112)는, 구성물 열화 지표 측정부(111)가 측정한 현재의 저항 Rs, 저항 R1, 저항 R2 각각에 관한 저항 초기값 Rs_i, R1_i, R2_i에 대한 저항 변화량 ΔRs, ΔR1, ΔR2를 각각 구한다.
구체적으로, 열화 상태 판정부(112)는, 저항 변화량 ΔRs에 대해서는 ΔRs=Rs-Rs_i의 연산에 의해 구하고, 저항 변화량 ΔR1에 대해서는 ΔR1=R1-R1_i의 연산에 의해 구하고, 저항 변화량 ΔR2에 대해서는 ΔR2=R2-R2_i의 연산에 의해 구할 수 있다.
전해질(133), 부극(132), 정극(131) 각각에 대응하는 저항 Rs, 저항 R1, 저항 R2는, 전해질(133), 부극(132), 정극(131) 각각에 있어서의 열화의 진행에 따라 저항 초기값 Rs_i, R1_i, R2_i보다도 증가해간다.
따라서, 저항 변화량 ΔRs, ΔR1, ΔR2는, 각각 전해질(133), 부극(132), 정극(131)의 열화의 진행 정도를 나타내고 있다. 즉, 저항 변화량 ΔRs, ΔR1, ΔR2는, 각각 축전지(103)의 구성물인 전해질(133), 부극(132), 정극(131)의 열화 상태에 관한 판정 결과를 나타내고 있다.
[운전 조건 테이블]
계속해서, 제2 실시 형태에 있어서의 운전 조건 테이블 기억부(114)가 기억하는 운전 조건 테이블에 대하여 설명한다.
운전 조건 테이블 기억부(114)에 기억되는 운전 조건 테이블은, 사전의 운전 시험에 의해 얻어진 시험 결과에 기초하여 작성된다.
운전 조건 테이블의 작성을 위한 운전 시험으로서는, 예를 들어 도 11에 도시한 바와 같이, 미리 정한 복수의 운전 조건에 따라 축전지(103)와 동일한 사양의 축전지를 운전하는 것이다. 동도에 있어서는, 일례로서, 18개의 운전 조건이 정해진 예를 도시하고 있다.
동도에 도시하는 운전 조건에 있어서는, 운전 조건 식별자, 운전 조건 명칭, SOC(State Of Charge)값, 온도가 나타난다.
운전 조건 식별자는, 대응의 운전 조건을 일의적으로 특정하는 식별자이다.
운전 조건 명칭은, 대응의 운전 조건에 부여된 명칭이다.
SOC값은, 대응의 운전 조건에 있어서 적용되는 SOC를 나타낸다. SOC는, 축전지에 축적되어 있는 전력에 따른 축전량이다.
온도는, 축전지의 온도를 나타낸다. 축전지의 온도는, 주위 온도나 수방전 전류량 등에 따라 결정된다.
예를 들어, 동도에 있어서, 운전 조건 식별자가 「Cycle-HT-1」인 「고온 사이클 운전 1」은, 넓은 범위의 SOC(10％ 내지 90％)에 의한 사이클 운전(충방전)을, 고온(45℃)의 온도 환경에서 행한다는 운전 조건이다.
운전 조건 식별자가 「Cycle-HT-2」인 「고온 사이클 운전 2」는, 중정도의 넓이의 범위의 SOC(20％ 내지 80％)에 의한 사이클 운전을 고온(45℃)의 온도 환경에서 행한다는 운전 조건이다.
운전 조건 식별자가 「Cycle-HT-3」인 「고온 사이클 운전 3」은, 좁은 범위의 SOC(30％ 내지 70％)에 의한 사이클 운전을 고온(45℃)의 온도 환경에서 행한다는 운전 조건이다.
또한, 운전 조건 식별자가 「Cycle-MT-1」인 「중온 사이클 운전 1」은, 넓은 범위의 SOC(10％ 내지 90％)에 의한 사이클 운전을 중온(25℃)의 온도 환경에서 행한다는 운전 조건이다.
또한, 운전 조건 식별자가 「Cycle-LT-1」인 「저온 사이클 운전 1」은, 넓은 범위의 SOC(10％ 내지 90％)에 의한 사이클 운전을 저온(5℃)의 온도 환경에서 행한다는 운전 조건이다.
또한, 운전 조건 식별자가 「Calendar-HT-1」인 「고온 보존 운전 1」은, SOC가 높은 상태(80％)에 의한 보존 운전을 고온(45℃)의 온도 환경에서 행한다는 운전 조건이다.
운전 조건 식별자가 「Calendar-HT-2」인 「고온 보존 운전 2」는, 중정도(50％)의 높이의 SOC에 의한 보존 운전을 고온(45℃)의 온도 환경에서 행한다는 운전 조건이다.
운전 조건 식별자가 「Calendar-HT-3」인 「고온 보존 운전 3」은, 낮은 SOC(20％)에 의한 보존 운전을 고온(45℃)의 온도 환경에서 행한다는 운전 조건이다.
또한, 운전 조건 식별자가 「Calendar-MT-1」인 「중온 보존 운전 1」은, SOC가 높은 상태(80％)에 의한 보존 운전을 중온(25℃)의 온도 환경에서 행한다는 운전 조건이다.
또한, 운전 조건 식별자가 「Calendar-LT-1」인 「저온 보존 운전 1」은, SOC가 높은 상태(80％)에 의한 보존 운전을 저온(5℃)의 온도 환경에서 행한다는 운전 조건이다.
예를 들어, 시험 장치(도시하지 않음)는, 도 11에 도시하는 18개의 운전 조건 중 9개의 사이클 운전의 운전 조건마다에 따른 사이클 시험을 소정 사이클에 걸쳐서 실행한다. 시험 장치는, 사이클 시험을 행하면서, 예를 들어 충방전 사이클마다에 전해질(133), 부극(132), 정극(131)마다의 저항 Rs, R1, R1을 측정하고, 저항 변화량 ΔRs, ΔR1, ΔR2를 구한다. 또한, 시험 장치는, 사이클 시험을 행하면서, 충방전 사이클마다에 용량 유지율 Z를 구한다.
용량 유지율이란, 초기에 있어서 축전지가 전력을 축적 가능한 최대 용량에 대한, 이후의 측정에 있어서 얻어지는 최대 용량의 비이다. 축전지가 전력을 축적 가능한 최대 용량은, 축전지의 사용 경과에 따라 열화가 진행됨에 따라서 저하되어 간다. 따라서, 용량 유지율 Z도 축전지의 열화의 진행에 따라 저하된다.
마찬가지로, 시험 장치는, 도 11에 도시하는 9개의 보존 운전의 운전 조건마다에 따른 보존 시험을 소정 시간에 걸쳐서 실행한다. 시험 장치는 보존 시험을 행하면서, 예를 들어 일정 시간마다 전해질(133), 부극(132), 정극(131)마다의 저항 Rs, R1, R1을 측정하고, 저항 변화량 ΔRs, ΔR1, ΔR2를 구한다. 또한, 시험 장치는, 보존 시험을 행하면서 일정 시간마다 용량 유지율 Z를 구한다.
그리고, 시험 장치는, 상기와 같이 실행한 18개의 운전 조건마다의 시험에 의해 얻어진 시험 결과로서, 도 11에 도시한 바와 같이 용량 유지율 Z, 저항 변화량 ΔRs, ΔR1, ΔR2를 18개의 운전 조건마다에 대응시켜 기억한다.
여기서, 도 11에 있어서 도시하는 1개의 운전 조건에 대응하는 시험 결과는, 도 12에 도시한 바와 같이, 초기값으로부터 하한값까지에 있어서 소정값마다로 구분한 용량 유지율 Z에 대하여 저항 변화량 ΔRs, ΔR1, ΔR2를 대응시킨 구조이다.
동도에 있어서는, 초기값으로부터 하한값까지의 사이에 있어서 1％마다로 용량 유지율 Z가 구분된 예를 나타내고 있다. 용량 유지율 Z의 하한값은, 축전지가 수명에 이른 상태일 때에 측정되는 용량 유지율 Z의 값이다.
도 13은, 어떤 1개의 사이클 운전에 관한 운전 조건에 따른 시험을 행하여 측정된 용량 유지율 Z와, 저항 변화량 ΔRs, ΔR1, ΔR2의 측정 결과를 도시하고 있다.
동도에 도시한 바와 같이, 사이클수의 증가에 따라 전해질(133), 부극(132), 정극(131)의 각 저항 변화량 ΔRs, ΔR1, ΔR2는, 각각이 상이한 증가 경향에 의해 증가한다. 또한, 이들 구조물의 열화에 따라 용량 유지율 Z는 저하된다.
또한, 용량 유지율 Z가 측정되기 보다 전의 단계에서 사이클 시험, 보존 시험을 종료한 경우, 시험 장치는, 예를 들어 시험에 의해 실측된 용량 유지율 Z와 저항 변화량 ΔRs, ΔR1, ΔR2에 대해서는, 실측값을 그대로 시험 결과로서 기억한다. 또한, 시험 장치는, 실측되지 않은 하한값까지의 용량 유지율 Z와, 용량 유지율 Z마다에 대응하는 저항 변화량 ΔRs, ΔR1, ΔR2에 대해서는, 시뮬레이션에 의해 용량 유지율 Z마다에 구한 값을 시험 결과로서 기억하면 좋다.
제2 실시 형태에 있어서의 운전 조건 테이블은, 도 11에 도시한 바와 같이 운전 조건마다에 대응하여 얻어진 시험 결과에 기초하여, 이하와 같이 작성된다.
도 14는, 제2 실시 형태에 있어서의 운전 조건 테이블의 내용예를 도시하고 있다.
동도에 도시하는 운전 조건 테이블은, 100％부터 하한값의 범위에 있어서의 소정 범위의 용량 유지율 Z0 내지 Zi마다에 대응하는 용량 유지율별 테이블을 포함한다. 1개의 용량 유지율별 테이블은, 상이한 패턴의 저항 변화량률마다 운전 조건을 대응시킨 구조이다.
1개의 용량 유지율별 테이블의 작성시에는, 우선, 복수의 상이한 저항 변화량 패턴이 정해지고, 정해진 저항 변화량 패턴이 저장된다.
예를 들어, 동도의 운전 조건 테이블의 1행째에 있어서의 저항 변화량률은, 저항 변화량 ΔRs, ΔR1, ΔR2 사이의 비율(比率)이
ΔRs:ΔR1:ΔR2=100％:0％:0％
이고, 2행째에 있어서의 저항 변화량률은,
ΔRs:ΔR1:ΔR2=90％:10％:0％
인 것을 나타내고 있다.
또한, 저항 변화량 패턴에 대해서는, 용량 유지율별 테이블마다에 동일한 내용이 저장되면 된다.
또한, 1개의 용량 유지율별 테이블에 있어서의 저항 변화량 패턴에는, 각각 1개의 운전 조건이 이하와 같이 대응된다.
예를 들어 컴퓨터 등으로서의 운전 조건 테이블 작성 장치(도시하지 않음)는, 도 11, 도 12에 도시한 시험 결과로부터, 18개의 운전 조건마다에 대응하는 시험 결과 중으로부터 작성 대상의 용량 유지율별 테이블이 대응하는 용량 유지율 Z에 대응된 저항 변화량 ΔRs, ΔR1, ΔR2를 취득한다.
운전 조건 테이블 작성 장치는, 18개의 운전 조건마다에 대응하여 취득한 저항 변화량 ΔRs, ΔR1, ΔR2의 각각의 값의 조합을 비율(저항 변화량률)로 변환한다. 운전 조건 테이블 작성 장치는, 변환에 의해 얻어진 18개의 운전 조건마다의 저항 변화량 ΔRs, R1, R2의 저항 변화량률에 기초하여, 대응의 용량 유지율별 테이블에 있어서의 저항 변화량률마다에 18개의 운전 조건 중 어느 1개를 대응시킨다.
상기한 대응을 행할 때, 운전 조건 테이블 작성 장치는, 예를 들어 용량 유지율별 테이블에 있어서의 저항 변화량률마다에 18개의 운전 조건마다의 저항 변화량률 중으로부터 가장 가까운 것을 특정한다. 특정된 저항 변화량률에 대응하는 운전 조건이 각 저항 변화량률에 대응된다.
대응의 결과로서, 용량 유지율별 테이블에 있어서는, 저항 변화량률마다에 대응된 운전 조건의 운전 조건 식별자, 운전 조건 명칭, SOC값, 온도(도 11 참조)가 저장된다.
상기와 같이 하여, 1개의 용량 유지율별 테이블이 작성된다. 운전 조건 테이블 작성 장치는, 작성한 용량 유지율 Z0 내지 Zi마다의 용량 유지율별 테이블을 통합하여 운전 조건 테이블을 작성한다.
이와 같이 작성된 운전 조건 테이블은, 어떤 운전 조건에 의해 운전한 경우에 어떤 저항 변화량률이 얻어지는 것인지를, 용량 유지율 Z0 내지 Zi마다에 나타내고 있다.
그리고, 작성된 운전 조건 테이블은, 도 9에 도시하는 축전지 운전 제어 장치(107B)의 운전 조건 테이블 기억부(114)에 기억된다.
[목표 변화량률 테이블]
또한, 목표 변화량률 테이블 기억부(116)가 기억하는 목표 변화량률 테이블은, 도시는 생략하지만, 예를 들어 용량 유지율마다에 열화의 진행이 가장 늦은 사이클 운전과 보존 운전의 각 운전 조건에 대응하는, 저항 변화량 ΔRs, ΔR1, ΔR2 사이의 저항 변화량률을 대응시킨 구조이다.
이러한 목표 변화량률 테이블은, 도 11의 시험 결과를 얻기 위한 시험에 기초하여 이하와 같이 형성된다.
예를 들어, 도 11에 도시한 운전 조건의 각각에 의해 행한 경우에 있어서, 동일한 용량 유지율에서의 사이클수, 보존 시간은 운전 조건마다 상이하다. 따라서, 목표 변화량률 테이블은, 용량 유지율마다 가장 사이클수가 적은 사이클 운전의 운전 조건에 의한 시험에서 얻어진 저항 변화량률과, 가장 보존 시간이 짧은 보존 운전의 운전 조건에 의한 시험에서 얻어진 저항 변화량률을 저장한다.
[처리 순서예]
계속해서, 도 15의 흐름도를 참조하여, 제2 실시 형태에 있어서의 축전지 운전 제어 장치(107B)가 실행하는 운전 제어를 위한 처리 순서예에 대하여 설명한다. 또한, 동도에 도시하는 처리는, 미리 정한 일정 시간마다 행하도록 해도 좋고, 관리자로서의 유저 등이 행한 운전 조건 전환 지시를 위한 조작 등에 따라 행하도록 해도 좋다.
구성물 열화 지표 측정부(111)는, 예를 들어 도 10에 도시한 등가 회로를 이용한 교류 임피던스법에 따라, 축전지(103)가 갖는 저항으로서 정극(131), 부극(132), 전해질(133)마다에 대응하는 저항 Rs, R1, R2를 측정한다(스텝 S201).
이어서, 열화 상태 판정부(112)는, 정극(131), 부극(132), 전해질(133)에 관한 열화 상태를 판정한다. 즉, 열화 상태 판정부(112)는, 스텝 S201에 의해 측정된 정극(131), 부극(132), 전해질(133)마다의 저항 Rs, R1, R2에 대응하는 저항 변화량 ΔRs, ΔR1, ΔR2를 산출한다 (스텝 S202). 이와 같이 산출된 저항 변화량 ΔRs, ΔR1, ΔR2가 정극(131), 부극(132), 전해질(133)에 관한 열화 상태의 판정 결과이다.
이어서, 운전 조건 결정부(113)는 운전 조건의 결정시에, 현재의 용량 유지율 Z에 따른 목표 변화량률을, 목표 변화량률 테이블 기억부(116)가 기억하는 목표 변화량률 테이블로부터 취득한다(스텝 S203).
또한, 현재의 용량 유지율 Z에 대해서는, 예를 들어 운전시에 있어서 정기적으로 용량 유지율 Z의 측정이 실행되는 경우에는, 최신의 측정 결과를 이용하면 된다. 또한, 운전시에 있어서 용량 유지율 Z의 측정이 행해지지 않는 경우에는, 지금까지의 운전 이력에 기초한 시뮬레이션에 의해 추정한 용량 유지율 Z를 이용해도 좋다.
이어서, 운전 조건 결정부(113)는, 스텝 S202에 의해 측정된 저항 변화량 ΔRs, ΔR1, ΔR2에 의한 저항 변화량률과, 스텝 S203에 의해 취득한 목표 변화량률 에 기초하여, 운전 조건 테이블 기억부(114)가 기억하는 운전 조건 테이블로부터 저항 변화량률의 후보를 선택한다(스텝 S204).
일례로서, 측정된 저항 변화량률이 ΔRs:ΔR1:ΔR2=20％:40％:40％이며, 목표 변화량률이 60％:20％:20％인 경우, 운전 조건 결정부(113)는 이하와 같이 저항 변화량률 후보를 선택한다.
우선, 저항 변화량 ΔRs의 비율에 대해서는, 측정값이 20％인 것에 비해 목표값 쪽이 60％로 높다. 이 경우, 전해액에서의 열화가 필요 이상으로 억제되어 있는 상태이기 때문에, 저항 변화량 ΔRs의 비율에 대하여 20％로부터 60％로 올려야 한다. 이러한 경우에는, 저항 변화량 ΔRs의 비율이 60％보다 큰 운전 조건에 의해 축전지를 운전하는 것이 바람직하다.
또한, 저항 변화량 ΔR1의 비율에 대해서는, 측정값이 40퍼센트인 것에 비해 목표값이 20％이기 때문에, 측정값 쪽이 높다. 이 경우, 부극의 열화의 진행이 가장 억제되는 상태에 가까워지도록 하기 위해서는, 저항 변화량 ΔR1의 비율에 대하여 40％로부터 20％로 내려야 한다. 이러한 경우에는, 저항 변화량 ΔR1의 비율이 20％ 미만인 운전 조건에 의해 축전지를 운전하는 것이 바람직하다.
마찬가지로, 저항 변화량 ΔR2의 비율에 대해서도, 측정값이 40퍼센트인 것에 비해 목표값이 20％이기 때문에, 저항 변화량 ΔR2의 비율이 20％ 미만인 운전 조건에 의해 축전지를 운전하는 것이 바람직하다.
즉, 저항 변화량률로서는, 저항 변화량 ΔRs의 비율이 60％보다 크고, 또한, 저항 변화량 ΔR1의 비율이 20％ 미만이고, 또한, 저항 변화량 ΔR2의 비율이 20％ 미만이라는 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
따라서, 운전 조건 결정부(113)는, 상기한 조건을 만족하는 저항 변화량률을 도 14의 운전 조건 테이블로부터 선택한다. 구체적으로, 운전 조건 결정부(113)는, 이하의 4개의 저항 변화량률을 선택한다. 즉, 운전 조건 결정부(113)는, ΔRs:ΔR1:ΔR2=100％:0％:0％, ΔRs:ΔR1:ΔR2=90％:5％:5％, ΔRs:ΔR1:ΔR2=80％:10％:10％, ΔRs:ΔR1:ΔR2=70％:15％:15％의 각 저항 변화량률을 선택한다. 이와 같이 선택되는 저항 변화량률이 저항 변화량률의 후보이다.
또한, 도 14의 운전 조건 테이블과 같이, 운전 조건으로서 사이클 운전과 보존 운전이 정해져 있는 경우, 운전 조건 결정부(113)는, 스텝 S204에 있어서 사이클 운전과 보존 운전의 각각에 대응하여 저항 변화량률의 후보를 선택하면 된다.
이어서, 운전 조건 결정부(113)는, 운전 조건 테이블에 있어서, 스텝 S204에 의해 선택된 저항 변화량률의 후보에 대응되어 있는 운전 조건 중에서, 현재의 운전 조건에 가장 가까운 운전 조건을 결정 결과로 한다(스텝 S205).
이 경우에 있어서, 스텝 S204에 의해 사이클 운전과 보존 운전의 각각에 대응하는 저항 변화량률의 후보가 선택된 경우, 스텝 S205에 있어서는, 사이클 운전과 보존 운전의 각각에 대응하여 각 1개의 운전 조건을 결정 결과로 하면 된다.
그리고, 운전 제어부(115)는, 스텝 S205에 의해 결정된 운전 조건에 따라 상기 축전지를 운전한다(스텝 S206).
이때, 스텝 S205에 의해 사이클 운전과 보존 운전의 각각에 대응하는 각 1개의 운전 조건이 결정되어 있는 경우, 운전 제어부(115)는, 사이클 운전시에 있어서는 사이클 운전에 대응하는 운전 조건에 따라 운전 제어를 행하고, 보존 운전시에 있어서는 보존 운전에 대응하는 운전 조건에 따라 운전 제어를 행하면 된다.
또한, 지금까지의 설명에서는, 축전지(103)가 리튬 이온 전지인 예를 들었지만, 축전지(103)가 리튬 이온 전지 이외여도 좋다.
또한, 구성물로서는, 정극, 부극, 전해질 이외의 것이 포함되어도 좋다.
또한, 도 2에 있어서의 각 기능부의 기능을 실현하기 위한 프로그램을 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록하고, 이 기록 매체에 기록된 프로그램을 컴퓨터 시스템에 읽어들여, 실행함으로써 축전지의 운전 제어를 행해도 좋다. 또한, 여기에서 말하는 「컴퓨터 시스템」이란, OS나 주변기기 등의 하드웨어를 포함하는 것으로 한다.
또한, 「컴퓨터 시스템」은, 네트워크를 이용하고 있는 경우이면 홈페이지 제공 환경(혹은 표시 환경)도 포함하는 것으로 한다.
또한, 「컴퓨터 판독 가능한 기록 매체」란, 플렉시블 디스크, 광자기 디스크, ROM, CD-ROM 등의 가반형 매체, 컴퓨터 시스템에 내장되는 하드 디스크 등의 기억 장치를 말한다. 또한, 「컴퓨터 판독 가능한 기록 매체」란, 인터넷 등의 네트워크나 전화 회선 등의 통신 회선을 개재하여 프로그램이 송신된 경우의 서버나 클라이언트가 되는 컴퓨터 시스템 내부의 휘발성 메모리(RAM)와 같이, 일정 시간 프로그램을 유지하고 있는 것도 포함하는 것으로 한다. 또한, 상기 프로그램은, 상술한 기능의 일부를 실현하기 위한 것이어도 좋고, 또한 상술한 기능을 컴퓨터 시스템에 이미 기록되어 있는 프로그램과의 조합으로 실현할 수 있는 것이어도 좋다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명해 왔지만, 구체적인 구성은 이 실시 형태로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계 등도 포함된다.
100 시설
101 태양 전지
102 파워 컨디셔널
103 축전지
104 인버터
105 전력 경로 전환부
106 부하
107 전력 관리 장치
107A, 107B 축전지 운전 제어 장치
111 구성물 열화 지표 측정부
112 열화 상태 판정부
113 운전 조건 결정부
114 운전 조건 테이블 기억부
115 운전 제어부
131 정극
132 부극
133 전해질

Claims (6)

  1. 축전지에 있어서의 소정의 복수의 구성물마다의 열화 지표를 측정하는 구성물 열화 지표 측정부와,
    상기 구성물 열화 지표 측정부에 의해 측정된 상기 복수의 구성물마다의 열화 지표에 기초하여 상기 복수의 구성물의 열화 상태를 판정하는 열화 상태 판정부와,
    상기 열화 상태 판정부에 의해 판정된 열화 상태에 기초하여, 축전지의 수명을 가장 길게 하는 상기 복수의 구성물마다의 열화의 진행 상태가 되도록 축전지의 운전 조건을 결정하는 운전 조건 결정부와,
    상기 운전 조건 결정부에 의해 결정된 운전 조건에 따라 상기 축전지를 운전하는 운전 제어부
    를 구비하는 축전지 운전 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 구성물은 축전지에 있어서의 정극, 부극 및 전해질인,
    축전지 운전 제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구성물 열화 지표 측정부는,
    상기 복수의 구성물마다에 대응하는 저항을 측정하고,
    상기 열화 상태 판정부는,
    상기 복수의 구성물의 열화 상태의 판정으로서, 상기 구성물 열화 지표 측정부가 측정한 상기 복수의 구성물마다의 저항에 기초하여, 열화 억제 대상의 구성물과 열화 억제 대상 외의 구성물을 선정하고,
    상기 운전 조건 결정부는,
    열화 억제 대상의 구성물과 열화 억제 대상 외의 구성물의 조합마다 운전 조건을 대응시킨 운전 조건 테이블로부터, 상기 열화 상태 판정부가 판정한 열화 억제 대상의 구성물과 열화 억제 대상 외의 구성물의 조합에 대응된 운전 조건을 특정하고, 특정한 운전 조건을 결정 결과로 하는
    축전지 운전 제어 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구성물 열화 지표 측정부는,
    축전지가 갖는 저항을 상기 복수의 구성물마다 대응하여 측정하고,
    상기 열화 상태 판정부는,
    상기 복수의 구성물의 열화 상태로서, 상기 구성물 열화 지표 측정부에 의해 측정된 복수의 구성물마다에 대응하는 저항에 대한, 복수의 구성물마다에 대응하는 저항의 초기값으로부터의 변화량을 판정하고,
    상기 운전 조건 결정부는,
    상기 열화 상태 판정부에 의해 판정된 복수의 구성물마다의 변화량에 대한 비율인 변화량률과, 축전지의 수명을 가장 길게 하는 운전 조건에 대응하는 복수의 구성물마다의 변화량률에 기초하여, 운전 조건과 당해 운전 조건에 따라 운전한 경우에 얻어지는 변화량률을 대응시킨 운전 조건 테이블로부터, 축전지의 수명을 길게 할 수 있는 복수의 구성물마다의 열화의 진행 상태로 하기 위한 변화량률의 후보를 선택하고, 선택한 변화량률의 후보에 대응되어 있는 운전 조건 중에서, 현재의 운전 조건에 가장 가까운 운전 조건을 결정 결과로 하는
    축전지 운전 제어 장치.
  5. 축전지에 있어서의 소정의 복수의 구성물마다의 열화 지표를 측정하는 구성물 열화 지표 측정 스텝과,
    상기 구성물 열화 지표 측정 스텝에 의해 측정된 상기 복수의 구성물마다의 열화 지표에 기초하여 상기 복수의 구성물의 열화 상태를 판정하는 열화 상태 판정 스텝과,
    상기 열화 상태 판정 스텝에 의해 판정된 열화 상태에 기초하여, 축전지의 수명을 가장 길게 하는 상기 복수의 구성물마다의 열화의 진행 상태가 되도록 축전지의 운전 조건을 결정하는 운전 조건 결정 스텝과,
    상기 운전 조건 결정 스텝에 의해 결정된 운전 조건에 따라 상기 축전지를 운전하는 운전 제어 스텝
    을 구비하는 축전지 운전 제어 방법.
  6. 컴퓨터에,
    축전지에 있어서의 소정의 복수의 구성물마다의 열화 지표를 측정하는 구성물 열화 지표 측정 스텝과,
    상기 구성물 열화 지표 측정 스텝에 의해 측정된 상기 복수의 구성물마다의 열화 지표에 기초하여 상기 복수의 구성물의 열화 상태를 판정하는 열화 상태 판정 스텝과,
    상기 열화 상태 판정 스텝에 의해 판정된 열화 상태에 기초하여, 축전지의 수명을 가장 길게 하는 상기 복수의 구성물마다의 열화의 진행 상태가 되도록 축전지의 운전 조건을 결정하는 운전 조건 결정 스텝과,
    상기 운전 조건 결정 스텝에 의해 결정된 운전 조건에 따라 상기 축전지를 운전하는 운전 제어 스텝
    을 실행시키기 위한 프로그램.
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