JP6634881B2 - 蓄電池用途選択装置及びプログラム - Google Patents
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Description
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、蓄電池の再利用の用途の選択肢を広げることができる蓄電池用途選択装置及びプログラムを提供する。
以下、図面を参照して、本発明に係る蓄電池用途判定システム1の一実施形態について説明する。まず、図1を参照して、蓄電池用途判定システム1の判定対象である蓄電装置ESDについて説明する。
図1は、本実施形態の蓄電池用途判定システム1の判定対象である蓄電装置ESDの構成の一例を示す図である。蓄電装置ESDは、蓄電池BCを備えており、電力の供給対象の装置に電力を供給する。また、蓄電装置ESDは、外部から供給される電力によって蓄電(充電)される。
蓄電装置ESDは、外部から電力が供給される場合に充電され、外部から電力が供給されない場合に放電する。例えば、蓄電装置ESDは、停電などにより外部からの電力供給が停止された場合に、電力を放電することにより、電力の供給対象の装置を稼働させ続けることができる。つまり、蓄電装置ESDは、長期停電、短期停電、瞬時停電などに対する電力のバックアップを行うことができる。
また、蓄電装置ESDは、外部からの電力供給に余裕がある場合に充電され、外部からの電力供給に余裕が無い場合に放電する。例えば、蓄電装置ESDは、電力需要の少ない夜間に電力が充電され、電力需要の多い昼間に電力を放電することにより、電力の消費の平準化を行うことができる。つまり、蓄電装置ESDは、電力のいわゆるピークカットや、いわゆるピークシフトを行うことができる。
蓄電装置ESDは、備える蓄電池BCの数や充電方式などに応じて、様々な用途に適用できる。この一例では、蓄電装置ESDには、蓄電装置ESD1と、蓄電装置ESD2と、蓄電装置ESD3とがある。
蓄電装置ESD1は、互いに直列及び並列に接続された1000個から10000個程度の蓄電池BCを備える。図1(A)に示す一例では、蓄電装置ESD1は、蓄電池BC1−1から蓄電池BC1−10000までの10000個の蓄電池BCを備える。また、この一例では、蓄電装置ESD1は、発電所等に備えられ、長期停電対応用途に用いられる。ここで、長期停電とは、数時間(例えば、10時間)程度の停電をいう。
蓄電装置ESD2は、互いに直列及び並列に接続された10個から100個程度の蓄電池BCを備える。図1(B)に示す一例では、蓄電装置ESD2は、蓄電池BC2−1から蓄電池BC2−50までの50個の蓄電池BCを備える。この一例では、蓄電装置ESD2は、変電所等に備えられ、短期停電対応用途に用いられる。ここで、短期停電とは、数十分(例えば、60分)程度の停電をいう。
蓄電装置ESD3は、数個程度の蓄電池BCを備える。図1(C)に示す一例では、蓄電装置ESD3は、蓄電池BC3−1の1個の蓄電池BCを備える。この一例では、蓄電装置ESD3は、オフィスビルの机上などに備えられ、パーソナルコンピュータをバックアップする瞬時停電対応用途に用いられる。ここで、短時間停電とは、1〜10分程度の停電をいう。また、瞬時停電とは数ミリ秒から数秒程度の停電をいう。
なお、蓄電装置ESDは、ピークカット(又はピークシフト)用途に利用することもできる。
図5は、本実施形態の蓄電装置ESDによるピークカット動作波形の一例を示す図である。蓄電装置ESDは、消費電力P4−1がしきい値ThP1を下回っている場合、外部から供給される電力によって充電される。図5に示す一例では、蓄電装置ESDは、充電電力P4−2及び充電電力P4−3によって充電される。この充電により、蓄電装置ESDの充電率は、上昇する。また、蓄電装置ESDは、消費電力P4−1がしきい値ThP2を上回っている場合、消費電力P4−1を賄うために放電する。この一例では、蓄電装置ESDは、放電電力P4−4及び放電電力P4−5を放電する。この放電により、蓄電装置ESDの充電率は、低下する。
蓄電装置ESDが備える蓄電池BCの充電可能な電力容量、すなわち充電可能容量は、蓄電池BCの運転状況に応じて変動する。この蓄電池BCの充電可能容量の変動の幅は、様々な要因によって変化する。ここで、充電可能容量の変化には、充電可能容量が増加する場合と、充電可能容量が減少する場合、すなわち劣化する場合とがある。
また、蓄電池BCは、当該蓄電池BCが運転されている環境の温度の差によって、充電可能容量の変化幅が相違することがある。例えば、高温環境において運転されている蓄電池BCは、低温環境において運転されている蓄電池BCよりも劣化の度合いが大きい。
また、蓄電池BCは、当該蓄電池BCの充放電サイクル数の差によって、充電可能容量の変化幅が相違することがある。例えば、充放電サイクル数が多い蓄電池BCは、充放電サイクル数が少ない蓄電池BCよりも劣化の度合いが大きい。
したがって、初期充電可能容量が互いに同一の蓄電池BCであっても、それぞれの運転状況が互いに異なれば、蓄電池BCの運転後において、蓄電池BCの充電可能容量が相違する場合がある。
ここで、初期充電可能容量が互いに同一の蓄電池BCが、同一の運転状況によって運転された場合には、これら蓄電池BCの充電可能容量は、互いに同じように変動するといえる。蓄電装置ESDは、上述したように複数の蓄電池BCを備えている。1つの蓄電装置ESDに備えられている複数の蓄電池BCは、同一の運転状況において運転される。つまり、これら複数の蓄電池BCの充電可能容量は、互いに同じように変動する。
したがって、蓄電池BCの再利用にあたって、蓄電装置ESDの残性能を把握する場合に、蓄電装置ESDの残性能を把握すれば、この蓄電装置ESDが備える多数の蓄電池BCの残性能を同時に把握することができる。また、蓄電装置ESDの残性能を把握できた場合に、この蓄電装置ESDが備える蓄電池BCを、小分けにして再利用することにより、残性能の揃った蓄電池BCを再利用することができる。
図6は、本実施形態の蓄電池用途判定システム1の構成の一例を示す図である。蓄電池用途判定システム1は、蓄電池用途選択装置10と、蓄電池情報取得装置20と、蓄電池運転履歴記憶部30と、蓄電池用途記憶部40と、表示装置50とを備える。
なお、蓄電池情報取得装置20は、バーコードリーダーに代えて又は加えて、キーボードなどの入力デバイスを備えていてもよい。この場合には、蓄電池情報取得装置20は、キーボードに入力された蓄電池IDを取得してもよい。
図7は、本実施形態の蓄電池運転履歴記憶部30に記憶されている蓄電池運転履歴情報OHの一例を示す図である。蓄電池運転履歴記憶部30には、蓄電池IDと、蓄電池BCの現用途と、現用途での蓄電池BCの運転時間と、蓄電池BCの総運転時間と、蓄電池BCの運転環境温度と、蓄電池BCの充放電サイクル数と、蓄電池BCの出力電圧変化量とが互いに関連付けられて、蓄電池運転履歴情報OHとして記憶されている。
蓄電池運転履歴取得部101は、蓄電池情報取得装置20が取得した蓄電池IDに基づいて、蓄電池運転履歴記憶部30を検索する。この一例では、蓄電池情報取得装置20は、蓄電池ID「B001」を取得する。この場合、蓄電池運転履歴取得部101は、蓄電池ID「B001」を検索キーとして、蓄電池運転履歴情報OHを検索し、蓄電池ID「B001」に関連づけられている蓄電池運転履歴情報OHの各情報を取得する。
また、用途選択部104は、推定した充電可能容量が、許容容量を下回る場合には、用途の変更が必要であると判定する。ここで、用途選択部104は、推定した充電可能容量が、例えば、初期出荷状態の充電可能容量の75%である場合を一例にして説明する。この場合、用途選択部104は、蓄電池用途情報UAにおいて許容容量が75%以下である用途を検索する。この場合、図8に示す一例では、用途選択部104は、用途「ピークカット」、用途「短期停電バックアップ」、用途「瞬時停電補償」を検索結果として取得する。用途選択部104は、検索結果として取得された用途を新用途として選択する。ここでは、用途選択部104は、検索の結果得られた用途のうち、許容容量が高い用途を新用途として選択する。具体的には、用途選択部104は、用途「短期停電バックアップ」を新用途として選択する。
次に、図9を参照して蓄電池用途選択装置10の動作の一例について説明する。
図9は、本実施形態の蓄電池用途選択装置10の動作の一例を示す図である。
(ステップS20)蓄電池運転履歴取得部101は、ステップS10において取得した蓄電池IDに基づいて、蓄電池運転履歴記憶部30を検索し、蓄電池運転履歴情報OHを取得する。
(ステップS30)現用途抽出部102は、ステップS20において取得された蓄電池運転履歴情報OHから、蓄電池BCの現用途を示す情報を取得する(現用途取得ステップ)。
(ステップS40)運転状況抽出部103は、ステップS20において取得された蓄電池運転履歴情報OHから、蓄電池BCの運転状況を示す情報を取得する。ここで、蓄電池BCの運転状況を示す情報は、用途選択部104において、新用途の判定条件として用いられる。つまり、運転状況抽出部103は、蓄電池BCの運転状況を示す情報を判定条件として取得する(判定条件取得ステップ)。
(ステップS60)用途情報出力部105は、ステップS50において選択された蓄電池BCの新用途を示す情報を、表示装置50及び蓄電池運転履歴記憶部30に出力する。
次に図10を参照して用途選択部104による蓄電池BCの用途選択の詳細について説明する。
図10は、本実施形態の用途選択部104による用途選択の例を示す図である。同図に蓄電池BCの充電可能容量と運転時間との関係を示す充電可能容量波形W4を示す。蓄電池BCの充電可能容量は、時刻t0の初期出荷状態から運転時間の経過に従って増加する場合がある。蓄電池BCの充電可能容量は、時刻t1において初期出荷状態の80%まで低下する。図8を参照して説明したように、「長期停電バックアップ」の許容容量は、80%である。つまり、図10に示す時刻t0から時刻t1の間は、蓄電池BCを「長期停電バックアップ」に利用することができる。
上述したように、蓄電池BCが「ピークカット」に利用される場合、この蓄電池BCに対してはサイクル充電方式によって充電される。また、蓄電池BCが「短期停電バックアップ」に利用される場合、この蓄電池BCに対してはフロート充電方式によって充電される。ここで、サイクル充電方式によって充電される蓄電池BCは、充電可能容量が、運転時間、環境温度に加え、充放電サイクル数や、充放電深度によって変化する。つまり、サイクル充電方式によって充電される蓄電池BCは、フロート充電方式によって充電される蓄電池BCに比べ、充電可能容量の推定が難しい。充電可能容量の推定が難しい場合、充電可能容量について十分な余裕度を見込むことが求められる場合がある。この場合には、本来再利用可能な蓄電池BCであっても、充電可能容量の余裕度がなく再利用できないと判定される頻度が上昇してしまう。
換言すれば、用途選択部104は、蓄電池BCの新用途に複数の選択肢がある場合には、充電可能容量の推定が容易な用途を、新用途として選択する。具体的には、用途選択部104は、「ピークカット」又は「短期停電バックアップ」のいずれかを選択可能である場合には、充電可能容量の推定パラメータがより少ない「短期停電バックアップ」を、新用途として選択する。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
Claims (8)
- 蓄電池の利用状況に応じた複数種類の用途のうちの判定対象の蓄電池の現用途と、前記現用途において前記判定対象の蓄電池が運転された状況が示す判定条件とに基づいて、前記複数種類の用途のうちの前記現用途以外の用途を、当該判定対象の蓄電池の新用途として選択する用途選択部を備え、
前記複数種類の用途には、蓄電池の充放電深度が比較的小さい第5用途と、前記充放電深度が比較的大きい第6用途とが含まれ、
前記用途選択部は、
前記現用途が前記第5用途である場合に、前記第6用途を前記新用途として選択する
蓄電池用途選択装置。 - 前記判定条件には、前記現用途において前記判定対象の蓄電池が運転された運転時間が含まれる
請求項1に記載の蓄電池用途選択装置。 - 前記判定条件には、前記現用途において前記判定対象の蓄電池が運転された環境温度が含まれる
請求項1又は請求項2に記載の蓄電池用途選択装置。 - 前記判定条件には、前記現用途において前記判定対象の蓄電池が運転された充放電サイクル数が含まれる
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の蓄電池用途選択装置。 - 前記判定条件には、前記現用途において前記判定対象の蓄電池の運転経過における出力電圧変化が含まれる
請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の蓄電池用途選択装置。 - 前記複数種類の用途には、要求される蓄電池の出力継続時間が比較的長い第1用途と、前記出力継続時間が比較的短い第2用途とが含まれ、
前記用途選択部は、
前記現用途が前記第1用途である場合に、前記第2用途を前記新用途として選択する
請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の蓄電池用途選択装置。 - 前記複数種類の用途には、蓄電池の直列接続数が比較的多い第3用途と、前記直列接続数が比較的少ない第4用途とが含まれ、
前記用途選択部は、
前記現用途が前記第3用途である場合に、前記第4用途を前記新用途として選択する
請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の蓄電池用途選択装置。 - コンピュータに、
蓄電池の利用状況に応じた複数種類の用途のうちの判定対象の蓄電池の現用途を取得する現用途取得ステップと、
前記現用途取得ステップにおいて取得された前記現用途において前記判定対象の蓄電池が運転された状況が示す判定条件を取得する判定条件取得ステップと、
前記現用途取得ステップにおいて取得された前記現用途と、前記判定条件取得ステップにおいて取得された前記判定条件とに基づいて、前記複数種類の用途のうち前記現用途以外の用途を、当該判定対象の蓄電池の新用途として選択する用途選択ステップと
を実行させるためのプログラムであって、
前記複数種類の用途には、蓄電池の充放電深度が比較的小さい第5用途と、前記充放電深度が比較的大きい第6用途とが含まれ、
前記用途選択ステップにおいて、
前記現用途が前記第5用途である場合に、前記第6用途を前記新用途として選択する
プログラム。
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