JP6348217B2 - 高温作動型の二次電池において採用できる充放電条件を演算する装置 - Google Patents
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Description
図1のブロック図は、電力貯蔵設備及び系統を示す。
電力貯蔵装置1010は、系統1060に電力を送電し、系統1060から電力を受電する。ナトリウム−硫黄電池1020は、電力線1023を介して系統1060に電気的に接続される。双方向変換器1021及び変圧器1022は、電力線1023に挿入される。変圧器1022は、双方向変換器1021と系統1060との間に挿入される。ナトリウム−硫黄電池1020がナトリウム−硫黄電池以外の高温作動型の二次電池に置き換えられてもよい。電力貯蔵装置1010の構成が変更されてもよい。例えば、双方向変換器1021及び変圧器1022以外の電力機器が電力線1023に挿入されてもよい。
制御装置1011は、入力されたナトリウム−硫黄電池1020の1次的な状態の指標からナトリウム−硫黄電池1020の2次的な状態の指標を繰り返し演算し、演算した状態の指標を演算機構1041に繰り返し入力する。演算機構1041に入力される状態の指標は、温度値及び充電状態値(SOC値)の組であり、ナトリウム−硫黄電池1020において採用できる充放電条件を演算するために利用される。演算機構1041に入力される状態の指標に含まれる温度値は、制御装置1011に入力される状態の指標に含まれる温度値に一致する。演算機構1041に入力される状態の指標に含まれる温度値が、制御装置1011に入力される状態の指標に含まれる温度値に対して補正等の処理を行ったものであってもよい。演算機構1041に入力される状態の指標に含まれるSOC値は、制御装置1011に入力される状態の指標に含まれる電圧値及び電流値の履歴から演算される。
データーロガー1012は、演算機構1041に入力される状態の指標を記録する装置である。
監視装置1013は、入力された電力優先の出力マトリックス及び時間優先の出力マトリックスをディスプレイに表示する。操作者は、監視装置1013が表示した電力優先の出力マトリックス及び時間優先の出力マトリックスの両方又は片方を参照し、ナトリウム−硫黄電池1020の充放電条件を設定する。入力された電力優先の出力マトリックス及び時間優先の出力マトリックスがディスプレイへの表示以外により操作者に提供されてもよい。例えば、入力された電力優先の出力マトリックス及び時間優先の出力マトリックスがプリントアウトされてもよい。
6.1 基本構造
図2の模式図は、電力優先のリソースマトリックスを示す。
p×q個の状態の指標1100の各々は、温度値及びSOC値の1個の組である。p×q個の状態の指標1100は、離散的である。p×q個の状態の指標1100は、列方向に配列される。
p×q個の充放電条件1101の各々は、充放電電力値及び充放電時間値のr個の組である。p×q個の充放電条件1101は、離散的である。
充放電識別子は、充放電識別子に対応する充放電条件が放電条件及び充電条件のいずれであるのかを示す。「D」という充放電識別子は、「D」という充放電識別子に対応する充放電条件が放電条件であることを示す。「C」という充放電識別子は、「C」という充放電識別子に対応する充放電条件が充電条件であることを示す。
p×q個の充放電後の状態の指標1102の各々は、充放電後の温度値及び充放電後のSOC値のr個の組である。
図3の模式図は、時間優先のリソースマトリックスを示す。以下では、電力優先のリソースマトリックス1050との相違点を中心として時間優先のリソースマトリックスについて説明する。
8.1 処理の流れ
図4のフローチャートは、演算機構が行う処理の流れを示す。図5から図8までの模式図の各々は、処理の途上で生成される一時的なマトリックスを示す。図9の模式図は、電力優先の出力マトリックスを示す。図10の模式図は、時間優先の出力マトリックスを示す。
演算機構1041は、図4のステップ1122において、電力優先のリソースマトリックス1050を参照する。
以下では、電力優先の出力マトリックス1190の演算との相違点を中心に時間優先の出力マトリックスの演算について説明する。
等価サイクル数を反映した電力優先の出力マトリックスを演算機構が演算する実施の形態を以下で説明する。
ナトリウム−硫黄電池の温度が最高許容温度まで上昇することを許容する場合の電力優先の出力マトリックス(以下では「最高許容動作のための電力優先の出力マトリックス」という。)及びナトリウム−硫黄電池の温度が推奨動作温度まで上昇することを許容する場合の電力優先の出力マトリックス(以下では「推奨動作のための電力優先の出力マトリックス」という。)を演算機構が演算する実施の形態を以下で説明する。
ナトリウム−硫黄電池からの放熱量が可変である場合にナトリウム−硫黄電池からの放熱量が最大の放熱量であるときの電力優先の出力マトリックス及びナトリウム−硫黄電池からの放熱量が最小の放熱量であるときの電力優先の出力マトリックスを演算機構が演算する実施の形態を以下で説明する。
演算機構1041が複数の充放電期間の各々について電力優先の出力マトリックスを演算する実施の形態を以下で説明する。
1020 ナトリウム−硫黄電池
1040 記憶機構
1041 演算機構
1050 電力優先のリソースマトリックス
1051 時間優先のリソースマトリックス
Claims (12)
- 参照されるルックアップテーブルを記憶し、前記参照されるルックアップテーブルが複数の状態の指標を含み前記複数の状態の指標の各々に対応する充放電条件を含むことにより複数の充放電条件を含み、二次電池の状態が前記複数の状態の指標の各々で示される場合に二次電池において前記複数の状態の指標の各々に対応する充放電条件を採用できるように前記複数の充放電条件が決定されており、前記複数の状態の指標の各々が値又は値の組であり、前記複数の充放電条件の各々が値又は値の組である記憶機構と、
二次電池の状態を示す状態の指標が入力され、入力された状態の指標が値又は値の組であり、前記参照されるルックアップテーブルを参照し、入力された状態の指標との関係が条件を満たす2個以上の状態の指標を前複数の状態の指標から選択し、選択した2個以上の状態の指標の各々に対応する充放電条件を前記複数の充放電条件から抽出することにより2個以上の充放電条件を抽出し、選択した2個以上の状態の指標及び抽出した2個以上の充放電条件において補間を行い二次電池の状態が入力された状態の指標で示される場合に二次電池において採用できる充放電条件を演算し、演算される充放電条件が充放電電力値及び充放電時間値の複数の組であるように構成される演算機構と、
を備える高温作動型の二次電池において採用できる充放電条件を演算する装置。 - 参照されるルックアップテーブルを記憶し、前記参照されるルックアップテーブルが複数の状態の指標を含み前記複数の状態の指標の各々に対応する充放電条件を含むことにより複数の充放電条件を含み、二次電池の状態が前記複数の状態の指標の各々で示される場合に二次電池において前記複数の状態の指標の各々に対応する充放電条件を採用できるように前記複数の充放電条件が決定されており、前記複数の状態の指標の各々が値又は値の組であり、前記複数の充放電条件の各々が値又は値の組である記憶機構と、
二次電池の状態を示す状態の指標が入力され、入力された状態の指標が値又は値の組であり、前記参照されるルックアップテーブルを参照し、入力された状態の指標との関係が条件を満たす2個以上の状態の指標を前複数の状態の指標から選択し、選択した2個以上の状態の各々に対応する充放電条件を前記複数の充放電条件から抽出することにより2個以上の充放電条件を抽出し、選択した2個以上の状態の指標及び抽出した2個以上の充放電条件において補間を行い二次電池の状態が入力された状態の指標で示される場合に二次電池において採用できる充放電条件を演算するように構成される演算機構と、
を備え、
前記記憶機構が電力優先のルックアップテーブル及び時間優先のルックアップテーブルを記憶し、
前記電力優先のルックアップテーブル及び前記時間優先のルックアップテーブルの各々が前記参照されるルックアップテーブルの候補であり、
前記電力優先のルックアップテーブルが前記参照されるルックアップテーブルである場合は、前記複数の充放電条件の各々が第1の複数の充放電電力値を含み前記第1の複数の充放電電力値の各々に対応する第1の充放電時間値を含むことにより第1の複数の充放電時間値を含み、二次電池の充放電電力が前記第1の複数の充放電電力値の各々で示される場合に二次電池が充放電を継続できる最長の時間が前記第1の複数の充放電電力値の各々に対応する第1の充放電時間値で示されるように前記第1の複数の充放電時間値が決定されており、前記第1の複数の充放電電力値が索引であり、
前記時間優先のルックアップテーブルが前記参照されるルックアップテーブルである場合は、前記複数の充放電条件の各々が第2の複数の充放電時間値を含み前記第2の複数の充放電時間値の各々に対応する第2の充放電電力値を含むことにより第2の複数の充放電電力値を含み、二次電池の充放電時間が前記第2の複数の充放電時間値の各々で示される場合に二次電池が充放電できる最大の電力が前記第2の複数の充放電時間値の各々に対応する第2の充放電電力値で示されるように前記第2の複数の充放電電力値が決定されており、前記第2の複数の充放電時間値が索引であり、
前記演算機構は、前記電力優先のルックアップテーブルを前記参照されるルックアップテーブルにして充放電条件を演算することにより二次電池において採用できる電力優先の充放電条件を演算し、前記時間優先のルックアップテーブルを前記参照されるルックアップテーブルにして充放電条件を演算することにより二次電池において採用できる時間優先の充放電条件を演算するように構成される
高温作動型の二次電池において採用できる充放電条件を演算する装置。 - 前記記憶機構が、複数の劣化状態値を記憶し、前記複数の劣化状態値の各々に対応するルックアップテーブルを記憶することにより複数のルックアップテーブルを記憶し、
前記二次電池の劣化状態が前記複数の劣化状態値の各々で示される場合に前記複数の劣化状態値の各々に対応するルックアップテーブルを前記参照されるルックアップテーブルにして充放電条件を演算できるように前記複数のルックアップテーブルが決定されており、
前記複数のルックアップテーブルの各々が前記参照されるルックアップテーブルの候補であり、
前記演算機構が、二次電池の劣化状態を示す劣化状態値が入力され、入力された劣化状態値との関係が条件を満たす劣化状態値を前記複数の劣化状態値から選択し、選択した劣化状態値に対応するルックアップテーブルを前記複数のルックアップテーブルから抽出し、抽出したルックアップテーブルを前記参照されるルックアップテーブルにして充放電条件を演算することにより二次電池の劣化状態が入力された劣化状態値で示される場合に二次電池において採用できる充放電条件を演算するように構成される
請求項1又は2の高温作動型の二次電池において採用できる充放電条件を演算する装置。 - 前記記憶機構が、複数の劣化状態値を記憶し、前記複数の劣化状態値の各々に対応するルックアップテーブルを記憶することにより複数のルックアップテーブルを記憶し、
二次電池の劣化状態が前記複数の劣化状態値の各々で示される場合に前記複数の劣化状態値の各々に対応するルックアップテーブルを前記参照されるルックアップテーブルにして充放電条件を演算できるように前記複数のルックアップテーブルが決定されており、
前記複数のルックアップテーブルの各々が前記参照されるルックアップテーブルの候補であり、
前記演算機構が、二次電池の劣化状態を示す劣化状態値が入力され、入力された劣化状態値との関係が条件を満たす2個の劣化状態値を前記複数の劣化状態値から選択し、選択した2個の劣化状態値の各々に対応するルックアップテーブルを前記複数のルックアップテーブルから抽出することにより2個のルックアップテーブルを抽出し、抽出した2個のルックアップテーブルの各々を前記参照されるルックアップテーブルにして充放電条件を演算することにより2個の充放電条件を演算し、選択した2個の劣化状態値及び演算した2個の充放電条件において補間を行うことにより二次電池の劣化状態が入力された劣化状態値で示される場合に二次電池において採用できる充放電条件を演算するように構成される
請求項1又は2の高温作動型の二次電池において採用できる充放電条件を演算する装置。 - 前記複数の劣化状態値の各々が等価サイクル数又は内部抵抗の指標値であり、
入力される劣化状態値が等価サイクル数又は内部抵抗の指標値である
請求項3又は4の高温作動型の二次電池において採用できる充放電条件を演算する装置。 - 前記記憶機構が、二次電池の温度が相対的に高い上限温度まで上昇することを許容する場合のルックアップテーブル及び二次電池の温度が相対的に低い上限温度まで上昇することを許容する場合のルックアップテーブルを記憶し、
前記二次電池の温度が相対的に高い上限温度まで上昇することを許容する場合のルックアップテーブル及び前記二次電池の温度が相対的に低い上限温度まで上昇することを許容する場合のルックアップテーブルの各々が前記参照されるルックアップテーブルの候補であり、
前記演算機構が、前記二次電池の温度が相対的に高い上限温度まで上昇することを許容する場合のルックアップテーブルを前記参照されるルックアップテーブルにして充放電条件を演算することにより二次電池の温度が相対的に高い上限温度まで上昇することを許容する場合の充放電条件を演算し、前記二次電池の温度が相対的に低い上限温度まで上昇することを許容する場合のルックアップテーブルを前記参照されるルックアップテーブルにして充放電条件を演算することにより二次電池の温度が相対的に低い上限温度まで上昇することを許容する場合の充放電条件を演算するように構成される
請求項1から5までのいずれかの高温作動型の二次電池において採用できる充放電条件を演算する装置。 - 前記演算機構が、二次電池の温度が前記相対的に高い上限温度及び前記相対的に低い上限温度の中間の温度まで上昇することを許容する場合の充放電条件を演算するように構成される
請求項6の高温作動型の二次電池において採用できる充放電条件を演算する装置。 - 参照されるルックアップテーブルを記憶し、前記参照されるルックアップテーブルが複数の状態の指標を含み前記複数の状態の指標の各々に対応する充放電条件を含むことにより複数の充放電条件を含み、二次電池の状態が前記複数の状態の指標の各々で示される場合に二次電池において前記複数の状態の指標の各々に対応する充放電条件を採用できるように前記複数の充放電条件が決定されており、前記複数の状態の指標の各々が値又は値の組であり、前記複数の充放電条件の各々が値又は値の組である記憶機構と、
二次電池の状態を示す状態の指標が入力され、入力された状態の指標が値又は値の組であり、前記参照されるルックアップテーブルを参照し、入力された状態の指標との関係が条件を満たす2個以上の状態の指標を前複数の状態の指標から選択し、選択した2個以上の状態の各々に対応する充放電条件を前記複数の充放電条件から抽出することにより2個以上の充放電条件を抽出し、選択した2個以上の状態の指標及び抽出した2個以上の充放電条件において補間を行い二次電池の状態が入力された状態の指標で示される場合に二次電池において採用できる充放電条件を演算するように構成される演算機構と、
を備え、
二次電池からの放熱量が可変であり、
前記記憶機構が、二次電池からの放熱量が相対的に大きい放熱量である場合のルックアップテーブル及び二次電池からの放熱量が相対的に小さい放熱量である場合のルックアップテーブルを記憶し、
前記二次電池からの放熱量が相対的に大きい放熱量である場合のルックアップテーブル及び前記二次電池からの放熱量が相対的に小さい放熱量である場合のルックアップテーブルの各々が前記参照されるルックアップテーブルの候補であり、
前記演算機構が、前記二次電池からの放熱量が相対的に大きい放熱量である場合のルックアップテーブルを前記参照されるルックアップテーブルにして充放電条件を演算することにより二次電池からの放熱量が相対的に大きい放熱量である場合の充放電条件を演算し、前記二次電池からの放熱量が相対的に小さい場合のルックアップテーブルを前記参照されるルックアップテーブルにして充放電条件を演算することにより二次電池からの放熱量が相対的に小さい場合の充放電条件を演算するように構成される
高温作動型の二次電池において採用できる充放電条件を演算する装置。 - 前記演算機構が、二次電池からの放熱量が前記相対的に大きい放熱量及び前記相対的に小さい放熱量の中間の放熱量である場合の充放電条件を演算するように構成される
請求項8の高温作動型の二次電池において採用できる充放電条件を演算する装置。 - 前記演算機構が、二次電池からの放熱量が前記相対的に大きい放熱量及び前記相対的に小さい放熱量の中間の放熱量である場合の二次電池からの放熱量を演算するように構成される
請求項9の高温作動型の二次電池において採用できる充放電条件を演算する装置。 - 参照されるルックアップテーブルを記憶し、前記参照されるルックアップテーブルが複数の状態の指標を含み前記複数の状態の指標の各々に対応する充放電条件を含むことにより複数の充放電条件を含み、二次電池の状態が前記複数の状態の指標の各々で示される場合に二次電池において前記複数の状態の指標の各々に対応する充放電条件を採用できるように前記複数の充放電条件が決定されており、前記複数の状態の指標の各々が値又は値の組であり、前記複数の充放電条件の各々が値又は値の組である記憶機構と、
二次電池の状態を示す状態の指標が入力され、入力された状態の指標が値又は値の組であり、前記参照されるルックアップテーブルを参照し、入力された状態の指標との関係が条件を満たす2個以上の状態の指標を前複数の状態の指標から選択し、選択した2個以上の状態の各々に対応する充放電条件を前記複数の充放電条件から抽出することにより2個以上の充放電条件を抽出し、選択した2個以上の状態の指標及び抽出した2個以上の充放電条件において補間を行い二次電池の状態が入力された状態の指標で示される場合に二次電池において採用できる充放電条件を演算するように構成される演算機構と、
を備え、
前記参照されるルックアップテーブルが、前記複数の状態の指標の各々に対応する充放電後の状態の指標を含むことにより複数の充放電後の状態の指標を含み、
二次電池の状態が前記複数の状態の指標の各々で示され二次電池が前記複数の状態の指標の各々に対応する充放電条件で放電し又は充電された場合に二次電池の充放電後の状態が前記複数の状態の指標の各々に対応する充放電後の状態の指標で示されるように前記複数の充放電後の状態の指標が決定されており、
前記複数の充放電後の状態の指標の各々が値又は値の組であり、
前記演算機構は、
選択した2個以上の状態の指標の各々に対応する充放電後の状態の指標を前記複数の充放電後の状態の指標から抽出することにより2個以上の充放電後の状態の指標を抽出し、選択した2個以上の状態の指標及び抽出した2個以上の充放電後の状態の指標において補間を行い二次電池の状態が入力された状態の指標で示され二次電池が演算された充放電条件で放電し又は充電される場合の二次電池の充放電後の状態を示す充放電後の状態の指標を演算し、
第1番目の充放電期間について、高温作動型の二次電池において採用できる充放電条件を演算する装置の外部から状態の指標が入力され、充放電条件及び充放電後の状態の指標を演算し、
iが自然数である場合に、第i番目の充放電期間に続く第i+1番目の充放電期間について、第i番目の充放電期間について演算した充放電後の状態の指標が入力され、充放電条件及び充放電後の状態の指標を演算するように構成される
高温作動型の二次電池において採用できる充放電条件を演算する装置。 - 前記複数の状態の指標の各々が、温度値及び充電状態値の組であり、
入力された状態の指標が温度値及び充電状態値の組である
請求項1から11までのいずれかの高温作動型の二次電池において採用できる充放電条件を演算する装置。
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