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公開番号2025096794
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-30
出願番号2023212710
出願日2023-12-18
発明の名称電池システム運用装置、電池システム運用方法およびプログラム
出願人株式会社日立製作所
代理人弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類H01M 10/48 20060101AFI20250623BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】二次電池システムについて適切なシステム拡張時期を提案できる電池システム運用装置を提供する。
【解決手段】第1の電池群の将来の劣化度の推移予測である第1の推移予測と、第1の電池群とは異なる劣化度を有する第2の電池群の将来の劣化度の推移予測である第2の推移予測と、を算出する電池劣化計算部102と、第1および第2の推移予測に基づいて、第1および第2の電池群が所定の均等条件を充足する時期である均等条件充足時期を算出する電池劣化度比較部103と、均等条件充足時期に基づいて、電池システムに二次電池を増設する時期であるシステム拡張時期を決定または提案するシステム拡張時期計算部105と、を電池システム運用装置100に設けた。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
電池システムに含まれ、一または複数の二次電池を備える第１の電池群の将来の劣化度の推移予測である第１の推移予測と、前記電池システムに含まれ、前記第１の電池群とは異なる劣化度を有する第２の電池群の将来の劣化度の推移予測である第２の推移予測と、を算出する電池劣化計算部と、
前記第１および第２の推移予測に基づいて、前記第１および第２の電池群が所定の均等条件を充足する時期である均等条件充足時期を算出する電池劣化度比較部と、
前記均等条件充足時期に基づいて、前記電池システムに二次電池を増設する時期であるシステム拡張時期を決定または提案するシステム拡張時期計算部と、を備える
ことを特徴とする電池システム運用装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記電池劣化計算部は、前記第１および第２の電池群に対する負荷分配の複数の候補である負荷分配候補の各々に対して、前記第１および第２の推移予測を算出するものであり、
前記電池劣化度比較部は、前記負荷分配候補の各々に対して、前記均等条件充足時期を算出するものであり、
前記システム拡張時期計算部は、
各々の前記負荷分配候補に応じたライフサイクルコストを算出する機能と、
前記ライフサイクルコストに基づいて、何れかの前記負荷分配候補を選択する機能と、をさらに備え、
選択した前記負荷分配候補に対応する前記均等条件充足時期に基づいて、前記システム拡張時期を決定または提案する
ことを特徴とする請求項１に記載の電池システム運用装置。
【請求項３】
前記電池システムの保守作業が可能な期間である保守可能期間を入力する機能を有する電池システム情報入力部をさらに備え、
前記システム拡張時期計算部は、対応する前記均等条件充足時期が前記保守可能期間に含まれる前記負荷分配候補の中から、前記ライフサイクルコストが最小である前記負荷分配候補を選択して、前記システム拡張時期を決定または提案する
ことを特徴とする請求項２に記載の電池システム運用装置。
【請求項４】
前記電池劣化計算部は、前記第１および第２の電池群の過去の劣化度の履歴と、過去の運用履歴と、を用いて、前記第１および第２の推移予測を算出する
ことを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載の電池システム運用装置。
【請求項５】
前記システム拡張時期計算部は、前記均等条件充足時期における前記第１および第２の電池群の劣化度が共に所定条件を満たすことを条件として、前記均等条件充足時期に基づいて、前記システム拡張時期を決定または提案する
ことを特徴とする請求項４に記載の電池システム運用装置。
【請求項６】
前記システム拡張時期計算部は、前記第１および第２の推移予測と、前記システム拡張時期と、を表示装置の画面に表示する機能をさらに備える
ことを特徴とする請求項５に記載の電池システム運用装置。
【請求項７】
電池システムに含まれ、一または複数の二次電池を備える第１の電池群の将来の劣化度の推移予測である第１の推移予測と、前記電池システムに含まれ、前記第１の電池群とは異なる劣化度を有する第２の電池群の将来の劣化度の推移予測である第２の推移予測と、を算出する電池劣化計算過程と、
前記第１および第２の推移予測に基づいて、前記第１および第２の電池群が所定の均等条件を充足する時期である均等条件充足時期を算出する電池劣化度比較過程と、
前記均等条件充足時期に基づいて、前記電池システムに二次電池を増設する時期であるシステム拡張時期を決定または提案するシステム拡張時期計算過程と、をコンピュータに実行させる
ことを特徴とする電池システム運用方法。
【請求項８】
コンピュータを、
電池システムに含まれ、一または複数の二次電池を備える第１の電池群の将来の劣化度の推移予測である第１の推移予測と、前記電池システムに含まれ、前記第１の電池群とは異なる劣化度を有する第２の電池群の将来の劣化度の推移予測である第２の推移予測と、を算出する電池劣化計算手段、
前記第１および第２の推移予測に基づいて、前記第１および第２の電池群が所定の均等条件を充足する時期である均等条件充足時期を算出する電池劣化度比較手段、
前記均等条件充足時期に基づいて、前記電池システムに二次電池を増設する時期であるシステム拡張時期を決定または提案するシステム拡張時期計算手段、
として機能させるためのプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池システム運用装置、電池システム運用方法およびプログラムに関する。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
カーボンニュートラル社会の実現に向けて風力や太陽光などの再生エネルギーの主電源化が進展する中、系統の不安定化を解消する調整力を担う電池システムとして、定置用の蓄電池電力貯蔵システム（ＢＥＳＳ:Battery Energy Storage System）の導入が進んでいる。
電力貯蔵システムは、その運用過程における二次電池の劣化により、利用可能な電池容量が低下する。そこで、電力貯蔵システムがカバーすべき電池容量に対して、二次電池の劣化を見越してシステムの初期容量を設計する必要がある。しかし、安定稼働を目的に過剰に電池を搭載したシステムを設計すると、電力貯蔵システムの導入コストが高くなる。そこで、電力貯蔵システムの導入コストを低減する方法として、システムがカバーすべき電池容量に対する初期容量の裕度を小さく設計しつつ、二次電池の劣化に応じて適宜電池を追加することで電力貯蔵システム全体の容量を担保する、システム拡張（Augmentation）が用いられている。
その一例として、非特許文献１には、システム拡張を含む電池システムの運用方法において、拡張時期の決定方法が記載されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
Hunyong Shin，他１名、Optimal Energy Storage Sizing With Battery Augmentation for Renewable-Plus-Storage Power Plants、IEEE Access 8 (2020): 187730-187743、［online］、［令和５年１１月１５日検索］、インターネット〈 URL：https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=9223659 〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述した技術において、二次電池システムについて一層適切なシステム拡張時期を提案できるようにしたいという要望がある。
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、二次電池システムについて適切なシステム拡張時期を提案できる電池システム運用装置、電池システム運用方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため本発明の電池システム運用装置は、電池システムに含まれ、一または複数の二次電池を備える第１の電池群の将来の劣化度の推移予測である第１の推移予測と、前記電池システムに含まれ、前記第１の電池群とは異なる劣化度を有する第２の電池群の将来の劣化度の推移予測である第２の推移予測と、を算出する電池劣化計算部と、前記第１および第２の推移予測に基づいて、前記第１および第２の電池群が所定の均等条件を充足する時期である均等条件充足時期を算出する電池劣化度比較部と、前記均等条件充足時期に基づいて、前記電池システムに二次電池を増設する時期であるシステム拡張時期を決定または提案するシステム拡張時期計算部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、二次電池システムについて適切なシステム拡張時期を提案できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
比較例におけるシステム容量の推移例を示す図である。
第１実施形態に適用される電池システムの構成例を示す図である。
第１実施形態による電池システム運用装置のブロック図である。
電池システム運用装置のハードウエア構成図である。
システム拡張後の電池システムの構成例を示す図である。
第１実施形態におけるＳＯＨＱ推移曲線の例を示す図である。
第１実施形態におけるシステム容量の変化例を示す図である。
電池システム内における電池ラックの最小ＳＯＨＱの推移を計算した例である。
電池システム全体のシステム容量の変化例である。
第１実施形態および比較例におけるライフサイクルコストの推移を計算した例である。
第２実施形態におけるＳＯＨＱ推移曲線の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［実施形態の概要］
二次電池システムは、一般的に複数の二次電池を備えている。これら二次電池の電池容量の総和をシステム容量Ｑs（図１参照）と呼ぶ。また、システム容量Ｑsに許容される最低値を要求値Ｑsminと呼ぶ。上述した非特許文献１の内容を応用すると、二次電池の劣化予測を行い、予測したシステム容量Ｑsが、要求値Ｑsminに達するタイミングを予測できると考えられる。そして、そのタイミングに二次電池を追加して、システム容量Ｑsを増加するような運用方法が可能であると考えられる。
【０００９】
図１は、比較例におけるシステム容量Ｑsの推移例を示す図である。なお、この比較例は、上述の非特許文献１の内容を応用したものである。
図１において、システム容量Ｑsは、容量特性Ｑs1に従って、時刻ｔの経過とともに減少する。そして、時刻ｔ1において、システム容量Ｑsは要求値Ｑsminに達するため、時刻ｔ1またはその前に、二次電池システムに新しい二次電池を追加する、システム拡張を行う。これにより、その後のシステム容量Ｑsは、容量特性Ｑs2に示す通りとなり、システム容量Ｑsを継続的に要求値Ｑsmin以上に維持することができる。
【００１０】
しかし、運用履歴の異なる電池同士を接続するようにシステム拡張を行うと、電池システムのライフサイクルコストが増加等の問題が生じる場合がある。
後述する実施形態は、かかる点に鑑み、電池システムのライフサイクルコストを抑制できるように、電池を増設するシステム拡張時期を提案するものである。
（【００１１】以降は省略されています）

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