KR20160101036A - 축전지 시스템 및 전지 모듈의 배치 방법 - Google Patents

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Abstract

시스템의 성능을 회복할 수 있고, 장기적으로 시스템의 성능 유지가 가능한 축전지 시스템 및 전지 모듈의 배치 방법을 제공한다. 축전지 시스템(10)에서는, 교환 단위로 되는 전지 모듈(1)을 복수 개 접속해서 이루어지는 전지반(2)이 복수 개 설치되어 전지반 그룹을 이루고, 당해 전지반 그룹이 충방전 제어를 행하는 PCS(3)와 접속되고, PCS(3)는 전지 컨트롤러(7)와 접속되어 있다. 전지 컨트롤러(7)는, 각 전지 모듈의 특성을 파악함에 의해서 열화(劣化) 상태를 진단하는 열화 진단부와, 당해 열화 진단부에 의해 파악한 상기 특성에 의거해서 열화도가 작은 쪽에서 큰 쪽에 걸쳐서 순서대로 각 전지 모듈에 넘버링하는 번호 부여부와, 당해 번호 부여부에 의해서 넘버링된 번호가 동일 전지반 내에서 연번으로 되도록 상기 각 전지 모듈의 재배치 위치를 결정하는 재배치 결정부를 갖는다.

Description

축전지 시스템 및 전지 모듈의 배치 방법{STORAGE CELL SYSTEM AND METHOD FOR ARRANGING CELL MODULE}
본 발명의 실시형태는, 시스템의 성능을 회복할 수 있고, 장기적으로 시스템의 성능 유지가 가능한 축전지 시스템 및 전지 모듈의 배치 방법에 관한 것이다.
태양광, 풍력 등의 자연 에너지를 이용한 발전의 변동 억제, 전력 수요의 변동 억제나 피크 시프트 등의 용도에, 이차전지에 의한 대규모의 축전지 시스템의 이용이 기대되고 있다. 특히, 최근에는 성능 향상이 현저한 리튬이온 전지를 이용한 대규모 축전지 시스템이 출현하고 있다. 이러한 대규모 축전지 시스템은 15년, 20년이라는 장기에 걸친 운용이 기대되고 있다.
상기 대규모 축전지 시스템에서는, 축전지의 최소 단위인 셀을 1개 또는 복수 개 병렬 접속한 것을 직렬 접속하고, 이것을 더 병렬 접속하는 등, 직렬 구성과 병렬 구성을 계층적으로 반복해서 시스템 구축하는 것이 일반적이다. 고장이나 열화(劣化) 시의 교환 단위로서는, 단(單)셀마다 교환 가능하게 하는 것은 리튬이온 전지를 채용한 대규모 축전지 시스템에서는 일반적이지는 않고, 모듈이나 유닛 등으로 칭해지는 수개 내지 수십개의 셀로 구성되는 한 묶음을 단위로 하는 경우가 많다. 본 명세서에서는 이러한 교환에 있어서의 최소 단위를 전지 모듈이라 부르는 것으로 한다.
일본 특개2008-118790호 공보 일본 특개2011-177025호 공보 일본 특개2012-210039호 공보
축전지의 최소 단위인 셀이나 그것을 몇 개 모아서 직병렬로 접속해서 구성하는 전지 모듈은, 경시적으로 그 성능이 열화해 간다. 또한, 그 개개의 셀이나 전지 모듈의 열화 속도는 사용 조건이 다르면 다른데다, 만일 동일한 사용 조건을 의도하고 있었다고 해도, 원래의 개체차에 더해서 설치 위치(예를 들면, 공간적 배치나 회로 상에서의 배치)에 의해서 개개의 엄밀한 사용 조건에는 불균일이 생겨, 결과로서 열화 속도에도 불균일이 생긴다.
한편, 직렬로 접속한 셀 그룹이나 전지 모듈 그룹의 성능은, 그 직렬 구성 요소 중의 가장 낮은 특성인 것이 전체 성능을 좌우한다. 이 때문에, 직렬 접속된 셀이나 전지 모듈 간의 특성 불균일이 열화 진행에 따라서 확대되면, 축전지 시스템 전체의 성능 저하가 진행해 버린다는 문제가 있었다.
본 발명의 실시형태는, 시스템의 성능을 회복할 수 있으며, 장기적으로 시스템의 성능 유지가 가능한 축전지 시스템 및 전지 모듈의 배치 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시형태에 따른 축전지 시스템은, 교환 단위로 되는 전지 모듈을 복수 개 접속해서 이루어지는 전지반(電池盤)이 복수 개 설치되어 전지반 그룹을 이루고, 당해 전지반 그룹이 충방전 제어를 행하는 PCS와 접속되고, 당해 PCS는 전지 컨트롤러와 접속된 축전지 시스템에 있어서, 상기 전지 컨트롤러는, 각 전지 모듈의 특성을 파악함에 의해서 열화 상태를 진단하는 열화 진단부와, 당해 열화 진단부에 의해 파악한 상기 특성에 의거해서 열화도가 작은 쪽에서 큰 쪽에 걸쳐서 순서대로 각 전지 모듈에 넘버링하는 번호 부여부와, 당해 번호 부여부에 의해서 넘버링된 번호가 동일 전지반 내에서 연번(連番)으로 되도록 상기 각 전지 모듈의 재배치 위치를 결정하는 재배치 결정부를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 실시형태에서 실행되는 전지 모듈의 배치 방법도 본 발명의 실시형태의 하나이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 축전지 시스템의 전체 구성을 나타내는 개략도.
도 2는 전지반 내의 물리적인 전지 모듈 배치예를 나타내는 사시도.
도 3은 전지 컨트롤러의 구성을 나타내는 블록도.
도 4는 전지 모듈 간에서 특성 불균일이 없는 기준 상태에서의 전지반 및 전지 모듈과 성능 지표와의 관계를 나타내는 3차원 봉그래프.
도 5는 전지 모듈 간에서 특성 불균일이 있는 상태에서 재배치 전의 전지반 및 전지 모듈과 성능 지표와의 관계를 나타내는 3차원 봉그래프.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전지 모듈의 배치 방법을 나타내는 플로차트.
도 7은 전지 모듈 간에서 특성 불균일이 있는 상태에서 재배치 후의 전지반 및 전지 모듈과 성능 지표와의 관계를 나타내는 3차원 봉그래프.
이하, 본 발명의 실시형태에 대하여, 도면을 참조해서 구체적으로 설명한다.
본 실시형태에서는, 축전지 시스템으로서, 전지 모듈을 복수 개 직렬 접속한 것을 복수 개 병렬 접속한 구성을 예로서 설명한다. 본 실시형태에서는, 운용 중의 축전지 시스템에 대해서 임의의 시점에서 각 전지 모듈의 열화 상태의 진단을 행하고, 그 결과에 의거해서 각 전지 모듈의 재배치를 행한다. 구체적으로는, 축전지 시스템 내의 모든 전지 모듈을 열화 정도에 따라서 순위 매기고, 동일 직렬 구성 그룹에는 연번의 전지 모듈을 재배치함으로써, 직렬 구성 내의 열화 불균일을 저감함에 의해서 시스템 전체의 성능의 회복을 실현하는 것을 특징으로 한다. 이하, 본 실시형태에 따른 축전지 시스템의 구성에 대하여 설명한다.
(축전지 시스템의 전체 구성)
도 1에, 본 발명의 일 실시형태에 따른 축전지 시스템의 전체 구성을 나타낸다.
축전지 시스템(10)은, 전지 모듈(1)이 복수 개 직렬로 접속되어 전지반(2)을 구성하고, 복수의 전지반(2)이 배선(직류)(4)에 의해서 양극끼리, 음극끼리 각각 병렬로 접속되고, PCS(Power Conditioning System : 전력 변환기)(3)의 직류 단자에 접속되어 있다. 또한, PCS(3)의 교류 단자로부터는 배선(교류)(6)을 통해서 도시하지 않는 전력 계통에 연계 접속되어 있다. 또한, PCS(3)는 전지 컨트롤러(7)와 신호선으로 접속되어, 병렬 접속된 전지반(2) 그룹에의 충방전 제어를 행하도록 되어 있다. 전지 컨트롤러(7)와 각 전지반(2)의 사이도 상태 감시를 위한 신호선으로 접속되어 있다.
상기 전지 모듈(1)은, 복수 개의 셀을 직렬 혹은 병렬, 또는 직렬 및 병렬로 조합한 것이고, 교환의 최소 단위로 된다. 또한, 도 1에서는, 배선(직류)(4)의 배선 저항분을 명시적으로 나타내기 위해서, 배선 저항(5)을 전지반(2) 간의 이음 배선, 및 PCS(3)와 전지반(2) 사이에 배치하고 있다.
도 2에, 전지반(2) 내의 물리적인 전지 모듈 배치예를 나타낸다. 이 예에서는, 금속제의 케이싱 내에 복수의 전지 모듈(1)이 연직 방향으로 적층 배치되어 전지반(2)을 형성하고 있다. 여기에서, 전지반(2)에서는 팬 등에 의한 강제 공냉은 행해지지 않고, 대류에 의한 자연 공냉 구조로 되어 있다.
(전지 컨트롤러(7)의 구성)
도 3에, 전지 컨트롤러(7)의 상세한 구성을 나타낸다.
전지 컨트롤러(7)는, 모든 전지 모듈(1)에 대해서 열화 진단을 행하는 열화 진단부(11)와, 열화 진단의 결과에 따라서 시스템 내의 전지 모듈(1)에 대해서 넘버링을 행하는 번호 부여부(12)와, 상기 넘버링에 따라서 재배치 위치를 결정하는 재배치 결정부(13)를 구비하고 있다.
(리튬이온 전지의 열화 현상)
다음으로, 리튬이온 전지를 이용한 경우의 열화 현상에 대하여 설명한다. 열화에 의해서 변화하는 대표적인 파라미터는, 용량과 내부 저항이다. 용량은 경시적으로 감소하고, 내부 저항은 경시적으로 증가한다. 용량의 감소 요인의 하나로 내부 저항 증가를 들 수 있지만, 내부 저항에 기인하지 않는 순수한 용량 열화도 존재한다고 생각할 수 있다. 또한, 열화 속도는 일반적으로 전지 온도가 높을수록 커진다.
이하, 구체적으로, 도 1에 나타낸 축전지 시스템(10)에 있어서의 열화 진행(특성 변화)에 대하여 설명한다. 우선 단일의 전지반(2) 내에 대해서 보면, 도면에서부터 명확하듯이, 직렬 접속된 복수의 전지 모듈(1)에는 동일한 전류가 흐른다. 전지 모듈(1)에 전류가 흐르면(즉, 충방전 동작을 하면), 전지 모듈(1)에는 내부 저항이 존재하기 때문에 줄 열이 발생해서 전지 모듈(1)의 온도가 상승한다. 이 결과, 전지반(2) 내의 분위기 온도도 상승한다. 그러면, 도 2에 나타낸 반 내 배치의 경우, 데워진 전지반(2) 내에서 온도가 상승하여, 전지반(2) 내에는 연직 방향의 온도 분포가 생긴다.
즉, 연직 방향의 높은 위치에 있는 전지 모듈(1)의 주위 온도는, 낮은 위치에 있는 전지 모듈(1)의 주위 온도보다도 높아진다. 이 때문에, 높은 위치에 있는 전지 모듈(1)의 열화 진행(내부 저항 증가)이 낮은 위치에 있는 전지 모듈(1)의 열화 진행보다 빨리 진행된다. 그 결과, 높은 위치에 있는 전지 모듈(1)이 충방전 시에 발생하는 줄 열의 발생은 낮은 위치에 있는 전지 모듈(1)보다도 커진다. 따라서, 높은 위치에 있는 전지 모듈(1)과 낮은 위치에 있는 전지 모듈(1)의 온도차는 경시적으로 확대되어 간다고 생각할 수 있다.
다음으로, 전지반(2) 간의 열화 진행에 대하여 비교를 행한다. 도 1의 구성에서는 복수의 전지반(2)이 병렬 접속되어 있기 때문에, PCS(3)로부터 공급되는 합계 전류값에 대해서 각 전지반(2)에 흐르는 전류값은 균등하다고는 할 수 없다. 특히, 도 1에 나타나는 배선 방식, 즉 PCS(3)로부터 이음 배선으로 되어 있는 경우, PCS(3)로부터 본 각 전지반(2)까지의 저항값이 각각 다르기 때문에, 전류 제로의 평형 상태에서 충방전을 개시한 순간에는 PCS(3)에(배선적으로) 가까운 측의 전지반(2)에 의해 큰 전류가 흐른다. 단, 그 후에 충전 또는 방전의 동일 방향으로 연속해서 전류를 계속 흘린 경우의 전류 배분 거동은, SOC(State of Charge : 잔량)의 변화와 그것에 수반하는 특성 변화가 관계하기 때문에 복잡하여, 일괄적으로는 표현할 수 없다.
따라서, 비교적 짧은 주기로 충방전이 교체되는 것과 같은 애플리케이션에 있어서는, PCS(3)에 배선적으로 가까운 측의 전지반(2)의 평균 전류가 커져, 그 결과 발열, 온도 상승 모두 커져서 열화 진행이 빨라진다고 생각할 수 있다.
이상의 열화 진행 현상을 정리하면, 다음의 2개로 된다.
(A) 동일 전지반(2) 내에서는, 연직 방향의 높은 위치에 있는 전지 모듈(1)의 열화가 빠르다.
(B) 전지반(2) 사이에서는, PCS(3)로부터의 배선 거리가 짧은 전지반(2) 내의 전지 모듈(1)의 열화가 빠르다.
단, 실제로는 이러한 2개의 현상만이 아니라, 전지 자체의 제조 불균일에 기인한 개체 불균일로서의 초기 특성 불균일이나, 열화 속도 불균일도 존재하기 때문에, 열화 진행 현상은 보다 복잡해진다. 어느 쪽이든 경시적으로 열화에 의한 특성 불균일은 확대되어 가는 방향인 것은 대부분의 케이스에 들어맞는다고 생각할 수 있다.
(축전지 시스템(10) 전체의 성능)
다음으로, 특성이 불균일한 전지 모듈(1)을 조합해서 구성되는 축전지 시스템(10) 전체의 성능에 대하여 설명한다. 전지반(2)의 한 면 중의 직렬 접속된 전지 모듈 그룹에 대해서 보면, 전지반(2)의 한 면의 용량(Ah)은 최소 용량의 전지 모듈(1)의 용량을 초과할 수는 없다(예를 들면, 최대 용량의 전지 모듈(1)에 맞춰서 완방전에서 만충전까지 행하면, 다른 전지 모듈(1)은 과방전 또는 과충전으로 되어 버림). 즉, 용량에 대해서는 직렬 구성 내에서 가장 성능이 낮은 모듈 성능이 직렬 구성 전체의 성능을 규정한다. 이것에 대해서, 병렬 구성인 전지반(2) 그룹에 대하여 생각하면, 시스템 전체의 용량은, 적어도 정적으로는 각 전지반(2)의 용량의 합계가 된다.
(시스템 성능 저하의 시산(試算)예)
이하의 표 1∼표 3에, 시스템 성능 저하의 시산예를 나타낸다. 이들 표에서는, 전지반(2)을 가로 방향(합계 10면), 전지반(2) 내의 전지 모듈(1)을 세로 방향(합계 10개)의 총계 100개의 전지 모듈(1)을 10×10의 매트릭스의 각 매스로 나타내고 있다. 매스 중의 수치는 각 전지 모듈(1)의 성능(예를 들면, 용량)을 나타내는 무차원의 상대 지표이다. 각 전지반(2)의 용량은 대응한 세로 방향의 10개의 전지 모듈(1)분의 지표 중의 최소값과 같으며, 매트릭스 아래의 란 밖에 나타내고 있다. 시스템 전체 성능은 전지반(2) 지표의 합계값이며, 매트릭스 오른쪽 하단의 란 밖에 나타내고 있다.
표 1은, 전지 모듈(1) 그룹에 성능 지표의 불균일이 전혀 없는(모두 0.5) 경우이고, 시스템 성능은 5.000로 된다(도 4를 아울러서 참조).
[표 1]
Figure pct00001
이것에 대해서, 표 2는, 전지 모듈(1) 그룹에 성능 지표로서 평균 0.5, 표준 편차 0.1의 난수로서 자동 생성시킨 경우이고, 시스템 성능은 3.605로 된다(도 5를 아울러서 참조).
[표 2]
Figure pct00002
즉, 표 2의 결과로부터, 특성 불균일이 존재함에 의해서 시스템 성능이 5.000에서 3.605로 저하하는 것을 확인할 수 있다.
(본 실시형태에 따른 전지 모듈의 배치 방법)
도 6에, 본 실시형태에 따른 전지 모듈(1)의 배치 방법의 플로차트를 나타낸다. 여기에서, 시스템 규모의 표현을 보다 범용화하여, 전지반 면수를 Np_max, 전지반 한 면 중의 모듈수를 Nm_max라 한다.
우선, 전지 컨트롤러(7)의 열화 진단부(11)는, 각 전지 모듈(1)의 용량 추정을 행하는 것 등에 의해, 모든 전지 모듈(1)에 대해서 열화 진단을 행한다(스텝 S1). 여기에서, 실제로는 각 전지 모듈(1)도 복수 개의 셀로 구성되어 있기 때문에, 용량 추정은 각 셀에 대해서 우선 실시하고, 대상 전지 모듈(1) 내의 최소의 셀 용량으로 당해 전지 모듈(1)의 용량으로 한다.
다음으로, 번호 부여부(12)는, 축전지 시스템(10) 내의 모든 전지 모듈(1)에 대해서 스텝 S1에서 추정한 용량의 값의 큰 순서대로 오름차순으로 넘버링을 행한다. 즉, 1에서 Np_max×Nm_max까지의 번호를 이 순서대로 부여한다(스텝 S2).
또한, 번호 부여부(12)는, 시스템 내의 모든 전지반(2)에 대해서 PCS(3)로부터의 배선 거리가 짧은 순서대로 오름차순으로 1에서 Np_max까지의 번호를 부여한다(스텝 S3).
다음으로, 재배치 결정부(13)는, 재배치 대상의 전지반 번호 Np, 당해 전지반 내의 재배치 대상의 전지 모듈 번호 Nm의 초기화를 행한다(스텝 S4, 스텝 S5).
다음으로, 재배치 결정부(13)는, 미배치의 전지 모듈 그룹 중에서 가장 작은 번호의 전지 모듈(1)을, 번호 Np의 전지반(2)의 위로부터 Nm번째의 단에 배치하도록 결정한다(스텝 S6). 즉, 첫 회이면, 가장 PCS(3)에 가까운 전지반(2)의 최상단에 번호 1의 전지 모듈(1)을 배치하도록 결정한다.
또한, 재배치 결정부(13)는, 스텝 S6의 처리를 동일 전지반(2)에 대해서 반복함으로써 당해 전지반(2) 내의 전지 모듈(1)의 재배치 위치의 결정을 완료한다(스텝 S7, 스텝 S8).
다음으로, 재배치 결정부(13)는, 스텝 S6∼S8의 처리를 반복함으로써 시스템 내의 모든 전지반(2)에 대하여 전지 모듈(1)의 재배치 위치의 결정을 완료한다(스텝 S9, 스텝 S10).
마지막으로, 도 6에 나타내는 처리에 의해서 결정한 전지 모듈(1)의 재배치 위치에 의거하여, 실제로 전지 모듈(1)의 재배치를 행한다. 재배치는, 도시하지 않는 재배치 수단에 의해서 행할 수 있다.
(본 실시형태의 효과)
도 6의 처리에 의해서 전지 모듈(1)의 재배치 위치의 결정을 행한 효과에 대하여 표 3 및 도 7을 이용해서 설명한다.
표 3은, 표 2에 나타낸 전지 모듈(1) 간에서 특성 불균일이 있는 상태에서, 도 6에서 나타낸 수순에 의해서 재배치 결정을 행한 경우의 전지반(2) 및 전지 모듈(1)과 성능 지표와의 관계를 나타내는 것이다.
[표 3]
Figure pct00003
표 3의 결과로부터, 전지반(2) 간에는 비교적 큰 성능 지표차가 존재하지만, 각 전지반(2) 내의 전지 모듈(1) 간의 성능 지표차는 작아져, 이 결과로서 시스템 성능이 4.824로 되어, 재배치 전인 표 2의 3.605에서 크게 개선되어 있는 것을 알 수 있었다(도 7을 아울러서 참조). 따라서, 본 실시형태에 따른 전지 모듈의 배치 방법을 적용함으로써, 특성 불균일에 의해서 저하한 시스템 성능을 회복하는 것을 증명할 수 있었다.
이 때문에, 본 실시형태에 따른 전지 모듈의 배치 방법은, 특히, 대규모 축전지 시스템을 장기간 운용하는 경우의 시스템 성능 유지에 바람직하게 이용할 수 있다. 또한, 당초부터 다양한 특성을 구비한 전지 모듈 그룹을 이용하는 축전지 시스템의 초기 배치에도 이용 가능하다.
(그 밖의 실시형태)
(1) 상기 실시형태에서는 특성값으로서 용량을 이용했지만, 내부 저항을 이용해도 된다. 축전지를 만충전에서 완방전까지 풀로 활용하는 것과 같은 애플리케이션에 있어서는 용량이 중요한 특성 파라미터이지만, 예를 들면, 태양광 발전이나 풍력 발전 등의 변동 억제 용도에서는, 용량보다도 임의 시점에서 대응 가능한 출력이 중요하고, 이러한 케이스에서는 용량이 아닌 내부 저항을 특성값으로서 이용하는 것이 효과적이다.
(2) 상기 실시형태에서는 전지반(2) 내의 전지 모듈(1)의 배치와, 전지반(2) 간의 배치의 양쪽을 맞춰서 실시했지만, 전지반(2) 내의 전지 모듈(1)의 배치만을 행할 수도 있다. 즉, 전지반(2) 내의 전지 모듈(1)의 특성값을 연번으로 해서 전지반(2) 내의 특성 불균일을 억제하는 것만을 행할 수도 있다.
단, 배치 후의 시스템 운용에 의한 특성 불균일 변화를 고려하면, 열화 진행 현상에 대하여 앞에서 지적한 (A), (B)의 2점을 고려해서 배치를 행하는 것이 특성 불균일 확대를 억제하는데 유효하다. 즉, 전지반(2) 내에서는 일반적으로 전지 모듈(1)의 설치 장소에 따른 온도 구배와 그 결과로서 열화 속도 구배가 존재하기 때문에, 열화 속도가 빠른 쪽에 열화 정도가 작은 전지 모듈(1)을 배치하는 것이 유효하다.
마찬가지로, 전지반(2) 간에 대해서도 PCS(3)로부터의 배선 길이(배선 저항)에 차이가 있으면, 배선 저항이 작을수록 PCS(3)의 구동 전류 변화 시의 전류값이 커져 열화 속도가 빨라진다고 기대되기 때문에, 배선 저항이 작은 쪽에 열화 정도가 작은 전지 모듈(1)을 배치하는 것이 유효하다. 이 때문에, 배선 저항이 작은 쪽에 전지반(2)의 특성값(예를 들면, 내장하는 전지 모듈(1)의 특성값의 합계값, 또는 평균값 등)이 양호한 것을 배치하는 것이 유효하다.
(3) 전지반(2) 내의 배치순, 및 전지반(2) 간의 배치순에 대해서는, 특성 불균일 확대의 억제(즉, 균일화)를 굳이 의도하지 않도록 할 수도 있다. 예를 들면, 모든 전지 모듈(1)이 5년에 1번 교환 시기를 맞이한다고 하면, 전체 교환이기 때문에 그 해의 설비 예산이 그때에만 치솟아버린다. 오히려 특성 불균일을 확대시켜서, 매년, 열화가 특히 진행된 일부의 전지 모듈(1)의 교환을 계획적으로 진행해 간다는 방법도 생각할 수 있다. 이 경우에는, 열화 속도가 빠른 쪽에 열화 정도가 큰 전지 모듈(1)을 배치하는 편이 오히려 유효하다. 또, 이 경우에도 직렬 접속된 전지 모듈(1) 그룹의 특성의 균일성을 확보하는 것이 필요한 것에 변함은 없다.
(4) 상기 실시형태의 전지 모듈의 배치 방법은, 시스템 가동 개시에 있어서, 각 전지 모듈(1)의 초기의 제조 불균일에 대응해서 행하는 것을 우선 생각할 수 있지만, 운용의 결과로서 경시적으로 특성 불균일이 확대되는 것은 부정할 수 없다. 따라서, 수년마다 등 정기적으로 재배치를 행해서 시스템 성능을 회복하는 것도 효과적이다. 또한 경과 시간 기준이 아닌, 정기/부정기로 행하는 모든 전지 모듈(1)의 진단(이 진단도 가동하면서 온라인에서 행하는 것이 가능함)의 결과에 따라서, 시스템 성능 저하의 상황에 따라서 재배치를 행하는 운용 방법도 있다.
또한, 시스템의 일부 경신이나 증설 시에도, 전지 모듈(1)의 제조 시기 등이 혼재한 상태에 대해서 본 실시형태의 전지 모듈의 배치 방법을 행하는 것도 유효하다고 생각할 수 있다.
(5) 상기 실시형태에서는, 전지 컨트롤러(7) 내의 열화 진단부(11)에 의해서 전지 모듈(1)의 열화 진단을 행하고, 번호 부여부(12)에 의해서 전지 모듈(1)에 대해서 넘버링을 행하고, 재배치 결정부(13)에 의해서 재배치 위치를 결정했지만, 전지 컨트롤러(7)의 외부의 장치에 이들 기능을 지니게 할 수 있다.
(6) 상기 실시형태에서는, 번호 부여부(12)는 열화 진단부(11)에 의해 파악한 특성에 의거해서 열화도가 작은 쪽에서 큰 쪽에 걸쳐서 오름차순으로 각 전지 모듈에 넘버링했지만, 내림차순으로 넘버링할 수도 있다. 또한, 마찬가지로, 번호 부여부(12)는, PCS(3)와 각 전지반(2) 사이의 배선 저항값을 따라 저항값이 낮은 쪽에서 높은 쪽에 걸쳐서 오름차순으로 각 전지반(2)에 넘버링했지만, 내림차순으로 넘버링할 수도 있다.
(7) 이상, 본 발명의 몇 가지 실시형태를 설명했지만, 이들 실시형태는, 예로서 제시한 것이고, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 실시형태는, 그 밖의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 각종 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은, 발명의 범위나 요지에 포함되는 것과 마찬가지로, 청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함되는 것이다.
1…전지 모듈
2…전지반
3…PCS
4…배선(직류)
5…배선 저항
6…배선(교류)
7…전지 컨트롤러
10…축전지 시스템
11…열화 진단부
12…번호 부여부
13…재배치 결정부

Claims (8)

  1. 교환 단위로 되는 전지 모듈을 복수 개 접속해서 이루어지는 전지반(電池盤)이 복수 개 설치되어 전지반 그룹을 이루고, 당해 전지반 그룹이 충방전 제어를 행하는 PCS(Power Conditioning System)와 접속되고, 당해 PCS는 전지 컨트롤러와 접속된 축전지 시스템에 있어서,
    상기 전지 컨트롤러는, 각 전지 모듈의 특성을 파악함에 의해서 열화(劣化) 상태를 진단하는 열화 진단부와, 당해 열화 진단부에 의해 파악한 상기 특성에 의거해서 열화도가 작은 쪽에서 큰 쪽에 걸쳐서 순서대로 각 전지 모듈에 넘버링하는 번호 부여부와, 당해 번호 부여부에 의해서 넘버링된 번호가 동일 전지반 내에서 연번(連番)으로 되도록 상기 각 전지 모듈의 재배치 위치를 결정하는 재배치 결정부를 갖는 것을 특징으로 하는 축전지 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전지반 그룹은, 축전지의 최소 단위인 셀을 1개 또는 복수 개 병렬 접속한 전지 모듈을 복수 개 직렬로 접속해서 전지반으로 하고, 이 전지반을 또한 복수 개 병렬로 접속한 것인 것을 특징으로 하는 축전지 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전지 모듈의 상기 특성으로서 용량을 이용한 것을 특징으로 하는 축전지 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전지 모듈의 상기 특성으로서 내부 저항을 이용한 것을 특징으로 하는 축전지 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 재배치 결정부는, 상기 전지반 내에서 분위기 온도의 구배 방향을 따라 온도가 높은 쪽에서 낮은 쪽에 걸쳐서 상기 넘버링된 전지 모듈의 번호가 열화도가 작은 순으로 되도록, 상기 전지 모듈의 재배치 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 축전지 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 번호 부여부는, 상기 PCS와 상기 각 전지반 사이의 배선 저항값을 따라 저항값이 낮은 쪽에서 높은 쪽에 걸쳐서 순서대로 각 전지반에 넘버링하고, 상기 재배치 결정부는, 상기 넘버링된 번호를 따라 상기 전지반의 열화도가 작은 쪽에서 큰 쪽의 순서대로 되도록, 상기 전지 모듈의 재배치 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 축전지 시스템.
  7. 교환 단위로 되는 전지 모듈을 복수 개 접속해서 이루어지는 전지반이 복수 개 설치되어 전지반 그룹을 이루고, 당해 전지반 그룹이 충방전 제어를 행하는 PCS와 접속되고, 당해 PCS는 전지 컨트롤러와 접속된 축전지 시스템에 있어서의 전지 모듈의 배치 방법으로서,
    각 전지 모듈의 특성을 파악함에 의해서 열화 상태를 진단하는 열화 진단 공정과, 당해 열화 진단 공정에 의해 파악한 상기 특성에 의거해서 열화도가 작은 쪽에서 큰 쪽에 걸쳐서 순서대로 각 전지 모듈에 넘버링하는 번호 부여 공정과, 당해 번호 부여 공정에 의해서 넘버링된 번호가 동일 전지반 내에서 연번으로 되도록 상기 각 전지 모듈의 재배치를 행하는 재배치 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 전지 모듈의 배치 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    정기적으로 모든 전지 모듈의 특성을 파악한 결과, 또는 임의의 시점에서 모든 전지 모듈의 특성을 파악한 결과에 의거해서, 상기 축전지 시스템의 성능의 저하가 소정의 값을 초과한 경우에, 상기 각 공정을 실시하는 것을 특징으로 하는 전지 모듈의 배치 방법.
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