JP-2026076719-A - 定置蓄電システム

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Abstract

【課題】機器寿命に応じて、定置蓄電システムにおける複数の蓄電装置の使用負荷を制御することで、システムのメンテナンス頻度を抑制することできる定置蓄電システムを提供する。【解決手段】定置蓄電システム１００は、電力系統ＰＧに電気的に接続された、第１蓄電装置１１０および第２蓄電装置１２０と、複数の蓄電装置１０４を制御するシステム制御部２０とを備える。第１蓄電装置１１０は第１バッテリ１１３を有し、第２蓄電装置１２０は第２バッテリ１２３を有す。システム制御部２０は、第１バッテリ１１３の第１ＳＯＨと第２バッテリ１２３の第２ＳＯＨとを取得し、第２ＳＯＨに比して第１ＳＯＨの方が高い場合に、第１バッテリ１１３に第２バッテリ１２３よりも高い充放電電流を分配する。【選択図】図１

Inventors

浅野有康

Assignees

トヨタ自動車株式会社

Dates

Publication Date: 20260512
Application Date: 20241024

Claims (5)

電力系統に電気的に接続された、第１蓄電装置および第２蓄電装置と、前記第１蓄電装置および前記第２蓄電装置を制御するシステム制御部とを備え、前記第１蓄電装置は第１バッテリを有し、前記第２蓄電装置は第２バッテリを有し、前記システム制御部は、前記第１バッテリの第１ＳＯＨと前記第２バッテリの第２ＳＯＨとを取得し、第２ＳＯＨに比して第１ＳＯＨの方が高い場合に、前記第１バッテリに前記第２バッテリよりも高い充放電電流を分配する、定置蓄電システム。
電力系統に電気的に接続された、第１蓄電装置および第２蓄電装置と、前記第１蓄電装置および前記第２蓄電装置を制御するシステム制御部とを備え、前記第１蓄電装置は第１バッテリを有し、前記第２蓄電装置は第２バッテリを有し、前記システム制御部は、前記第１バッテリの第１ＳＯＨと前記第２バッテリの第２ＳＯＨとを取得し、第２ＳＯＨに比して第１ＳＯＨの方が低い場合に、前記第１バッテリに前記第２バッテリよりも大きい充放電電流を分配する、定置蓄電システム。
電力系統に電気的に接続された、第１蓄電装置および第２蓄電装置と、前記第１蓄電装置および前記第２蓄電装置を制御するシステム制御部とを備え、前記第１蓄電装置は第１バッテリと前記第１バッテリに電気的に接続された第１ヒューズとを有し、前記第２蓄電装置は第２バッテリと前記第２バッテリに電気的に接続された第２ヒューズとを有し、前記システム制御部は、前記第１バッテリに係る第１充放電電流積算値と、前記第２バッテリに係る第２充放電電流積算値を取得し、前記第２充放電電流積算値に比して前記第１充放電電流積算値の方が多い場合に、前記第１バッテリに前記第２バッテリよりも大きい充放電電流を分配する、定置蓄電システム。
電力系統に電気的に接続された、第１蓄電装置および第２蓄電装置と、前記第１蓄電装置および前記第２蓄電装置を制御するシステム制御部とを備え、前記第１蓄電装置は第１バッテリと前記第１バッテリに電気的に接続された第１ヒューズとを有し、前記第２蓄電装置は第２バッテリと前記第２バッテリに電気的に接続された第２ヒューズとを有し、前記システム制御部は、前記第１バッテリに係る第１充放電電流積算値と、前記第２バッテリに係る第２充放電電流積算値を取得し、前記第２充放電電流積算値に比して前記第１充放電電流積算値の方が少ない場合に、前記第１バッテリに前記第２バッテリよりも大きい充放電電流を分配する、定置蓄電システム。
電力系統に電気的に接続された蓄電装置と、前記蓄電装置を制御するシステム制御部とを備え、前記蓄電装置は、バッテリと、前記バッテリに電気的に接続されたヒューズとを有し、前記システム制御部は、前記バッテリの充放電電流積算値を取得し、前記充放電電流積算値が前記ヒューズの交換閾値を超過している場合に、前記ヒューズの耐用年数に影響の無い電流以下の充放電電流を前記バッテリに分配する、定置蓄電システム。

Description

本開示は、定置蓄電システムに関する。特開２０２０－１７０３６４号公報（特許文献１）は、過去の電力需要、過去の電力実績、直前の需要、および、天気などをもとに、電力システム全体の電力需要を予測し、必要な電力需給調整力を複数ある蓄電池に担わせる定置蓄電システムを開示している。特開２０２０－１７０３６４号公報本開示の実施形態に係るエネルギーマネジメントシステムの概略構成図である。本開示の実施形態に係るエネルギーマネジメントシステムの制御フロー図である。本開示の実施形態に係るエネルギーマネジメントシステムの充電電流の分配例を示す図である。本開示の実施形態の変形例１に係るエネルギーマネジメントシステムの制御フロー図である。以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図中、同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。＜エネルギーマネジメントシステムの全体構成＞図１は、本開示の実施形態に係るエネルギーマネジメントシステムの概略構成を示す図である。エネルギーマネジメントシステム１は、電力系統ＰＧと、ＴＳＯ（Transmission System Operator）サーバ１０と、ＥＭ（Energy Management）サーバ２０と、定置蓄電システム１００とを備える。電力系統ＰＧは、発電所および送配電設備によって構築される電力網である。ＴＳＯサーバ１０は、電力系統ＰＧの管理者が管理するサーバである。ＴＳＯサーバ１０は、図示しないプロセッサおよび記憶装置を有し、電力系統ＰＧの状態（たとえば、需給バランスおよび周波数）を監視し、ＥＭサーバ２０にエネルギーマネジメントを要求する。これにより、電力系統ＰＧは、安定定期に質の高い電力を供給できる状態に視維持される。電力系統ＰＧは、たとえば、電力会社が提供する交流グリッドである。ＥＭサーバ２０は、たとえば、アグリゲータが管理するサーバである。アグリゲータとは、地域や所定の施設などの複数の電力調整リソースを束ねてエネルギーマネージメントサービスを提供する電気事業者である。ＥＭサーバ２０はプロセッサ２１および記憶装置２２を備える。プロセッサ２１の例としてはＣＰＵ（Central Processing Unit）が挙げられる。記憶装置２２は、格納された情報を保存可能に構成される。記憶装置２２は、複数の蓄電装置１０４のそれぞれの情報（例えば、仕様、制御情報、およびセンサ情報）を、蓄電装置１０４の識別情報（電池ＩＤ）で区別して記憶している。制御情報は、ＥＭサーバ２０が複数の蓄電装置１０４のそれぞれが有するＤＣ／ＤＣ変換回路を個別に制御するための情報を含む。定置蓄電システム１００は、たとえば、ＥＭサーバ２０を管理するアグリゲータが管轄する蓄電池リソースを統括するシステムである。定置蓄電システム１００は、ＰＣＵ１０１と、遮断機１０２と、遮断機１０３と、複数の蓄電装置１０４とを有する。ＰＣＵ１０１は、ＥＭサーバ２０と通信可能に形成されるとともに、図示しないＤＣ／ＡＣ変換回路を有する。ＤＣ／ＡＣ変換回路は、ＥＭサーバ２０からの指令に従って、複数の蓄電装置１０４から供給される直流電力を交流電力へ変換し電力系統ＰＧへ出力するように構成される。または、ＤＣ／ＡＣ変換回路は、電力系統ＰＧから入力される交流電力を直流電力に変換し複数の蓄電装置１０４の各々へ出力するように構成される。複数の蓄電装置１０４は、第１蓄電装置１１０と、第２蓄電装置１２０と、第３蓄電装置１３０と、第４蓄電装置１４０と、を有する。第１蓄電装置１１０と、第２蓄電装置１２０と、第３蓄電装置１３０と、第４蓄電装置１４０とは実質的に同一の構成であるために、主に、第１蓄電装置１１０の説明を以下にする。第１蓄電装置は、たとえば、電動車両に搭載されていた蓄電装置が再利用されたものである。第１蓄電装置１１０は、たとえば、電池パック１１１と、ＳＭＲ（System Main Relay）１１６と、ＤＣ／ＤＣ変換回路１１７と、ＪＢ（Junction Box）１１８とを有する。電池パック１１１は、蓄電スタック１１２と監視部１１４と電池ＥＣＵ１１５とを有する。蓄電スタック１１２は、複数の蓄電セル１１３を有する。複数の蓄電セル１１３は、電気的に直列に接続されている。蓄電セル１１３は、ニッケル水素電池あるいはリチウムイオン電池等の二次電池である。監視部１１４は、複数の蓄電セル１１３のそれぞれの電気特性情報を検出する検出センサを有する。電気特性情報とは、たとえば、複数の蓄電セル１１３のそれぞれの温度Ｔｂ、電流Ｉｂ、及び電圧Ｖｂの情報である。監視部１１４は、取得した電気特性情報をＥＣＵ３０へ出力する。監視部１１４は、取得した複数の蓄電セル１１３のそれぞれの電気特性情報に基づき、ＳＯＣ（State Of Charge）を推定するＳＯＣ機能、複数の蓄電セル１１３のそれぞれのＳＯＨ（State of Health）を推定するＳＯＨ推定機能、および、通信機能を有するＢＭＳ（Battery Management System）としても機能する。電気特性情報は、監視部１１４が推定した複数の蓄電セル１１３のそれぞれのＳＯＣやＳＯＨも含む。なお、ＳＯＨとは、電池の劣化度を示す指標であって、初期の電池満充電容量と現実の満充電容量との比率によって表される。ＳＯＨが０％に近いほど、電池の劣化が進んでいることを意味する。電池ＥＣＵ１１５は、ＥＭサーバ２０と通信可能に形成されている。電池ＥＣＵ１１５は、ＥＭサーバ２０の指示に基づき、ＳＭＲ１１６と、ＤＣ／ＤＣ変換回路１１７とを制御可能に形成されている。電池ＥＣＵ１１５は、監視部１１４から電気特性情報を取得する。取得した電気特性情報は、電池ＥＣＵ１１５が有する図示しない記憶部に格納される。ＳＭＲ１１６は、電気的に接続された電池パック１１１とＰＣＵ１０１との間に配置されている。ＳＭＲ１１６が電池ＥＣＵ１１５からの制御信号に応じて閉成（ＯＮ）されている（すなわち、導通状態である）場合、電池パック１１１とＰＣＵ１０１との間で電力の授受が行なわれ得る。一方、ＳＭＲ１１６がＥＣＵ３０からの制御信号に応じて開放（ＯＦＦ）されている（すなわち、遮断状態である）場合、電池パック１１１とＰＣＵ１０１との間の電気的な接続が遮断される。ＤＣ／ＤＣ変換回路１１７は、たとえば、電動車両に搭載されていた蓄電装置が再利用されたものである。ＤＣ／ＤＣ変換回路１１７は、電気的に接続されたＳＭＲ１１６とＰＣＵ１０１との間に配置されている。ＤＣ／ＤＣ変換回路１１７は、ＥＭサーバ２０からの指令に従って、蓄電スタック１１２の出力電圧を変圧してＰＣＵ１０１へ出力するように構成される。また、ＤＣ／ＤＣ変換回路１１７は、ＥＭサーバ２０からの指令に従い、ＰＣＵ１０１から入力される直流電力を変圧して、蓄電スタック１１２へ出力するように構成される。ＪＢ１１８は、電気的に接続されたＤＣ／ＤＣ変換回路１１７とＰＣＵ１０１との間に配置されている。ＪＢ１１８は、図示しないリレーやヒューズなどの各種部品を内蔵し、これら部品間を電気的に接続するように構成される。第２蓄電装置１２０は、第１蓄電装置１１０と同様に、電池パック１２１と、ＳＭＲ１２６と、ＤＣ／ＤＣ変換回路１２７と、ＪＢ１２８とを有する。電池パック１２１は、蓄電スタック１２２と監視部１２４と電池ＥＣＵ１２５とを有する。蓄電スタック１２２は、複数の蓄電セル１２３を有する。上記実施形態において、ＥＭサーバ２０は、本開示の「システム制御部」の一例である。蓄電セル１１３は、本開示の「第１バッテリ」の一例である。蓄電セル１２３は、本開示の「第２バッテリ」の一例である。ＪＢ１１８に内蔵されるヒューズは、本開示の「第１ヒューズ」の一例である。ＪＢ１２８に内蔵されるヒューズは、本開示の「第２ヒューズ」の一例である。上記実施形態におけるエネルギーマネジメントシステム１における定置蓄電システム１００は、ＰＣＳ１０１と複数の蓄電装置１０４を有する。ＰＣＳ１０１は、図示しないＤＣ／ＡＣ変換回路を有する。ＤＣ／ＡＣ変換回路は、ＥＭサーバ２０からの指令に応じて、複数の蓄電装置１０４から供給される直流電力を交流電流に変換し、電力系統ＰＧへ出力する（逆潮流）。他方、ＤＣ／ＡＣ変換回路は、ＥＭサーバ２０からの指令に応じて、電力系統ＰＧから供給される交流電力を直流電流に変換し、複数の蓄電装置１０４へ出力する（順潮流）。定置蓄電システム１００は、電力系統ＰＧに対して電力需給の調整力を供出する。＜エネルギーマネジメントシステムの制御フロー＞次に、図２を参照して、エネルギーマネジメントシステム１の制御フローについて説明する。なお、図２に示す制御フローは、定置蓄電システム１００における第１蓄電装置１１０と第２蓄電装置１２０とが、エネルギーマネジメントシステム１において電力需給の調整機能を果たす例を示す。図２に示すステップＳ１０において、ＴＳＯサーバ１０は、電力系統ＰＧの状態を検出する。電力系統ＰＧの状態とは、電力需給の実情や、発電供給量の推移などである。電力系統ＰＧの状態に応じて、ＴＳＯサーバ１０は、エネルギーマネジメントが必要と判断する。その後、ＴＳＯサーバ１０の処理はステップＳ１５に進む。ステップＳ１５において、ＴＳＯサーバ１０は、エネルギーマネジメントをＥＭサーバ２０に要求する。その後、ＴＳＯサーバ１０はエネルギーマネジメントシステムの処理を終了する。ステップＳ２０において、ＥＭサーバ２０は、ＴＳＯサーバ１０からエネルギーマネジメントの要求信号を受信したか確認する。エネルギーマネジメントの要求信号を受信した場合（ステップＳ２０においてＹｅｓ）、ＥＭサーバ２０の処理はステップＳ２５に進む。エネルギーマネジメントの要求信号を受信していない場合（ステップＳ２０においてＮｏ）、ＥＭサーバ２０は再度ステップＳ２０を処理する。ステップＳ２５において、ＥＭサーバ２０は、電池ＥＣＵ１１５と電池ＥＣＵ１２５とに、電気特性情報を送信するよう要求する。その後、ＥＭサーバ２０の処理はステップＳ４０に進む。ステップＳ３０において、電池ＥＣＵ１１５は、電気特性情報の送信要求を受信したか確認する。電気特性情報の送信要求を受信している場合（ステップＳ３０においてＹｅｓ）、電池ＥＣＵ１１５の処理はステップＳ３１に進む。電気特性情報の送信要求を受信していない場合（ステップＳ３０においてＮｏ）、電池ＥＣＵ１１５は再度ステップＳ３０を処理する。ステップＳ３１において、電池ＥＣＵ１１５は、ＥＭサーバ２０に複数の蓄電セル１１３のそれぞれのＳＯＨやＳＯＣといった電気特性情報を送信する。その後、電池ＥＣＵ１１５の処理は、ステップＳ６０に進む。ステップＳ３５において、電池ＥＣＵ１２５は、電気特性情報の送信要求を受信したか確認する。電気特性情報の送信要求を受信している場合（ステップＳ３５においてＹｅｓ）、電池ＥＣＵ１２５の処理はステップＳ３６に進む。電気特性情報の送信要求を受信していない場合（ステップＳ３５においてＮｏ）、電池ＥＣＵ１２５は再度ステップＳ３５を処理する。ステップＳ３６において、電池ＥＣＵ１２５は、ＥＭサーバ２０に複数の蓄電セル１２３のそれぞれのＳＯＨやＳＯＣといった電気特性情報を送信する。その後、電池ＥＣＵ１２５の処理は、ステップＳ６５に進む。ステップＳ４０において、ＥＭサーバ２０は、電池ＥＣＵ１１５と電池ＥＣＵ１２５とのそれぞれから電気特性情報を受信したか確認する。電気特性情報を受信している場合（ステップＳ４０においてＹｅｓ）、ＥＭサーバ２０の処理はステップＳ４５に進む。電気特性情報を受信していない場合（ステップＳ４０においてＮｏ）、ＥＭサーバ２０は再度ステップＳ４０を処理する。ステップＳ４５において、ＥＭサー