(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の制御装置であって、
電力の放出／吸収の要求及び放出／吸収電力の要求値を取得する要求取得部と、
前記二次電池の放電／充電電力を演算する放電／充電電力演算部と、
前記放電／充電電力演算部により演算された放電／充電電力の演算値を放電／充電電力の指令値として出力する指令値出力部と、
放電／充電電力が前記指令値出力部により出力された指令値となるように前記二次電池の放電／充電を制御する双方向変換器と、
電力を消費し前記二次電池を加熱するヒータと、
前記ヒータへの電力の供給の制限の内容を決定する制限内容決定部と、
前記制限内容決定部による決定にしたがって前記ヒータへの電力の供給を制御する供給制御部と、
前記二次電池の温度を計測する温度センサと、
を備え、
前記制限内容決定部は、
前記温度センサにより計測された温度の計測値が第１の下限値を下回る場合は前記要求取得部により取得された要求にかかわらず前記ヒータへの電力の供給を許可し、
前記温度センサにより計測された温度の計測値が第１の下限値を上回り第２の下限値を下回る場合は、前記要求取得部により電力の放出の要求が取得されると前記ヒータへの電力の供給を禁止し、前記要求取得部により電力の吸収の要求が取得されると前記ヒータへの電力の供給を許可する、
二次電池の制御装置。
【請求項２】
請求項１の二次電池の制御装置において、
前記放電／充電電力演算部は、
前記要求取得部により取得された放出電力の要求値へ前記ヒータへの供給電力を加算して放電電力を演算し、前記要求取得部により取得された吸収電力の要求値から前記ヒータへの供給電力を減算して充電電力を演算する、
二次電池の制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２の二次電池の制御装置において、
前記供給制御部は、
前記制限内容決定部により前記ヒータへの電力の供給が許可された場合は、前記温度センサにより計測される温度の計測値が設定値となるように前記ヒータへの電力の供給を制御する、
二次電池の制御装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれかの二次電池の制御装置において、
複数の前記温度センサ及び前記ヒータが設けられ、
前記二次電池の制御装置は、
複数の前記ヒータの各々への電力の供給の優先度を決定する優先度決定部、
をさらに備え、
前記優先度決定部は、
前記温度センサにより計測された温度の計測値が低くなるほどヒータへの電力の供給の優先度を上げ、
前記制限内容決定部は、
複数の前記ヒータの各々へ供給される電力を合計した全供給電力が前記要求取得部により取得された吸収電力の要求値以下となるように、前記優先度決定部により決定された電力の供給の優先度が高い前記ヒータから低い前記ヒータへ順に電力の供給を許可する、
二次電池の制御装置。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれかの二次電池の制御装置において、
前記制限内容決定部は、
前記ヒータへの電力の供給の制限の内容を時間をおいて繰り返し更新し、
前記温度センサにより計測された温度の計測値が上昇するときに適用される第１の下限値及び第２の下限値が下降するときに適用される第１の下限値及び第２の下限値より高い方にずらされる、
二次電池の制御装置。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれかの二次電池の制御装置において、
前記制限内容決定部は、
前記温度センサにより計測された温度の計測値が上限値を上回る場合は、前記要求取得部により取得された要求にかかわらず前記ヒータへの電力の供給を禁止する、
二次電池の制御装置。
【請求項７】
二次電池の制御装置であって、
電力の放出／吸収の要求及び放出／吸収電力の要求値を取得する要求取得部と、
前記二次電池の放電／充電電力を演算する放電／充電電力演算部と、
前記放電／充電電力演算部により演算された放電／充電電力の演算値を放電／充電電力の指令値として出力する指令値出力部と、
放電／充電電力が前記指令値出力部により出力された指令値となるように前記二次電池の放電／充電を制御する双方向変換器と、
電力を消費し前記二次電池を加熱するヒータと、
前記ヒータへの電力の供給の制限の内容を決定する制限内容決定部と、
前記制限内容決定部による決定にしたがって前記ヒータへの電力の供給を制御する供給制御部と、
前記二次電池の温度を計測する温度センサと、
前記温度センサにより計測された温度の計測値の履歴及び前記ヒータへの供給電力の履歴から前記二次電池の温度の予測値を算出する予測値算出部と、
を備え、
前記制限内容決定部は、
前記予測値算出部により算出された温度の予測値が下限値を下回る場合は、前記要求取得部により電力の放出の要求が取得されると前記ヒータへの電力の供給を禁止し、前記要求取得部により電力の吸収の要求が取得されると前記ヒータへの電力の供給を許可する、
二次電池の制御装置。
【請求項８】
請求項７の二次電池の制御装置において、
前記放電／充電電力演算部は、
前記要求取得部により取得された放出電力の要求値へ前記ヒータへの供給電力を加算して放電電力を演算し、前記要求取得部により取得された吸収電力の要求値から前記ヒータへの供給電力を減算して充電電力を演算する、
二次電池の制御装置。
【請求項９】
請求項７又は８の二次電池の制御装置において、
前記供給制御部は、
前記制限内容決定部により前記ヒータへの電力の供給が許可された場合は、前記温度センサにより計測される温度の計測値が設定値となるように前記ヒータへの電力の供給を制御する、
二次電池の制御装置。
【請求項１０】
請求項７から９までのいずれかの二次電池の制御装置において、
複数の前記温度センサ及び前記ヒータが設けられ、
前記二次電池の制御装置は、
複数の前記ヒータの各々への電力の供給の優先度を決定する優先度決定部、
をさらに備え、
前記優先度決定部は、
前記温度センサにより計測される温度の計測値が低くなるほどヒータへの電力の供給の優先度を上げ、
前記制限内容決定部は、
複数の前記ヒータの各々へ供給される電力を合計した全供給電力が前記要求取得部により取得された吸収電力の要求値以下となるように、前記優先度決定部により決定された電力の供給の優先度が高い前記ヒータから低い前記ヒータへ順に電力の供給を許可する、
二次電池の制御装置。
【請求項１１】
請求項７から１０までのいずれかの二次電池の制御装置において、
前記制限内容決定部は、
前記ヒータへの電力の供給の制限の内容を時間をおいて繰り返し更新し、
前記予測値算出部により算出された温度の予測値が上昇するときに適用される下限値が下降するときに適用される下限値より高い方にずらされる、
二次電池の制御装置。
【請求項１２】
請求項７から１１までのいずれかの二次電池の制御装置において、
前記制限内容決定部は、
前記予測値算出部により算出された温度の予測値が上限値を上回る場合は、前記要求取得部により取得された要求にかかわらず前記ヒータへの電力の供給を禁止する、
二次電池の制御装置。
【請求項１３】
二次電池の制御方法であって、
(a) 電力の放出／吸収の要求及び放出／吸収電力の要求値を取得する工程と、
(b) 前記二次電池の放電／充電電力を演算する工程と、
(c) 前記工程(b)において演算された放電／充電電力の演算値を放電／充電電力の指令値として出力する工程と、
(d) 前記工程(c)において出力された指令値となるように前記二次電池の放電／充電を制御する工程と、
(e) 前記二次電池を加熱するヒータへの電力の供給の制限の内容を決定する工程と、
(f) 前記工程(e)における決定にしたがって前記ヒータへの電力の供給を制御する工程と、
(g) 前記二次電池の温度を計測する工程と、
を備え、
前記工程(e)は、
前記工程(g)において計測された温度の計測値が第１の下限値を下回る場合は前記工程(a)において取得された要求にかかわらず前記ヒータへの電力の供給を許可し、
前記工程(g)において計測された温度の計測値が第１の下限値を上回り第２の下限値を下回る場合は、前記工程(a)において電力の放出の要求が取得されると前記ヒータへの電力の供給を禁止し、前記工程(a)において電力の吸収の要求が取得されると前記ヒータへの電力の供給を許可する、
二次電池の制御方法。
【請求項１４】
二次電池の制御方法であって、
(a) 電力の放出／吸収の要求及び放出／吸収電力の要求値を取得する工程と、
(b) 前記二次電池の放電／充電電力を演算する工程と、
(c) 前記工程(b)において演算された放電／充電電力の演算値を放電／充電電力の指令値として出力する工程と、
(d) 前記工程(c)において出力された指令値となるように前記二次電池の放電／充電を制御する工程と、
(e) 前記二次電池を加熱するヒータへの電力の供給の制限の内容を決定する工程と、
(f) 前記工程(e)における決定にしたがって前記ヒータへの電力の供給を制御する工程と、
(g) 前記二次電池の温度を計測する工程と、
(h) 前記工程(g)において計測された温度の計測値の履歴及び前記ヒータへの供給電力の履歴から前記二次電池の温度の予測値を算出する工程と、
を備え、
前記工程(e)は、
前記工程(h)において算出された温度の予測値が下限値を下回る場合は、前記工程(a)において電力の放出の要求が取得されると前記ヒータへの電力の供給を禁止し、前記工程(a)において電力の吸収の要求が取得されると前記ヒータへの電力の供給を許可する、
二次電池の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の制御装置及び二次電池の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナトリウム−硫黄電池（以下では「ＮａＳ電池」という。）は、高温で動作する電池である。このため、ＮａＳ電池は、当該ＮａＳ電池を加熱するヒータとともに用いられ、高温に維持された状態で動作させられる。【０００３】
特許文献１は、ＮａＳ電池を加熱するヒータの制御に関する。特許文献１は、ヒータへの電力の供給のために放出電力が減少してしまうという従来の技術の問題に言及する（段落０００７）。また、特許文献１は、この従来の技術の問題を解決するため、充電が終了してから放電を開始するまでの間にヒータの設定温度を低下させる等の解決手段に言及する（段落００１５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１１１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１の技術は、充電と放電との切り替えの周期が比較的長い場合を想定しており、充電と放電との切り替えの周期が比較的短い場合には有効ではない。このため、ＮａＳ電池を備える電力貯蔵装置に特許文献１の技術を適用しても、電力の放出／吸収の要求を無視してヒータへの電力の供給が制御され、所望の放出電力及び吸収電力を実現しにくい場合がある。例えば、ＮａＳ電池の最大放電電力に一致する電力の放出の要求があるときにヒータに電力が供給され、放出電力がＮａＳ電池の最大放電電力を下回る場合がある。また、吸収電力の上限値を、ＮａＳ電池の最大充電電力とヒータの定格消費電力の和ではなく、ＮａＳ電池の最大充電電力とせざるをえない。【０００６】
本発明は、この問題を解決するためになされたもので、所望の放出電力及び吸収電力を実現しやくする二次電池の制御装置及び二次電池の制御方法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】
【０００７】
上記課題を解決するための手段を以下に示す。【０００８】
本発明の第１の局面によれば、二次電池の制御装置は、電力の放出／吸収の要求及び放出／吸収電力の要求値を取得する要求取得部と、前記二次電池の放電／充電電力を演算する放電／充電電力演算部と、前記放電／充電電力演算部により演算された放電／充電電力の演算値を放電／充電電力の指令値として出力する指令値出力部と、放電／充電電力が前記指令値出力部により出力された指令値となるように前記二次電池の放電／充電を制御する双方向変換器と、電力を消費し前記二次電池を加熱するヒータと、前記ヒータへの電力の供給の制限の内容を決定する制限内容決定部と、前記制限内容決定部による決定にしたがって前記ヒータへの電力の供給を制御する供給制御部と、を備え、前記制限内容決定部は、前記温度センサにより計測された温度の計測値が第１の下限値を下回る場合は前記要求取得部により取得された要求にかかわらず前記ヒータへの電力の供給を許可し、前記温度センサにより計測された温度の計測値が第１の下限値を上回り第２の下限値を下回る場合は、前記要求取得部により電力の放出の要求が取得されると前記ヒータへの電力の供給を禁止し、前記要求取得部により電力の吸収の要求が取得されると前記ヒータへの電力の供給を許可する。
【０００９】
本発明の第２の局面によれば、第１の局面の二次電池の制御装置において、前記放電／充電電力演算部は、前記要求取得部により取得された放出電力の要求値へ前記ヒータへの供給電力を加算して放電電力を演算し、前記要求取得部により取得された吸収電力の要求値から前記ヒータへの供給電力を減算して充電電力を演算する。
【００１１】
本発明の第３の局面によれば、第１又は第２の局面の二次電池の制御装置において、前記供給制御部は、前記制限内容決定部により前記ヒータへの電力の供給が許可された場合は、前記温度センサにより計測される温度の計測値が設定値となるように前記ヒータへの電力の供給を制御する。
【００１２】
本発明の第４の局面によれば、第１から第３までのいずれかの局面の二次電池の制御装置において、複数の前記温度センサ及び前記ヒータが設けられ、前記二次電池の制御装置は、複数の前記ヒータの各々への電力の供給の優先度を決定する優先度決定部、をさらに備え、前記優先度決定部は、前記温度センサにより計測された温度の計測値が低くなるほどヒータへの電力の供給の優先度を上げ、前記制限内容決定部は、複数の前記ヒータの各々へ供給される電力を合計した全供給電力が前記要求取得部により取得された吸収電力の要求値以下となるように、前記優先度決定部により決定された電力の供給の優先度が高い前記ヒータから低い前記ヒータへ順に電力の供給を許可する。
【００１３】
本発明の第５の局面によれば、第１から第４までのいずれかの局面の二次電池の制御装置において、前記制限内容決定部は、前記ヒータへの電力の供給の制限の内容を時間をおいて繰り返し更新し、前記温度センサにより計測された温度の計測値が上昇するときに適用される第１の下限値及び第２の下限値が下降するときに適用される第１の下限値及び第２の下限値より高い方にずらされる。
【００１４】
本発明の第６の局面によれば、第１から第５までのいずれかの局面の二次電池の制御装置において、前記制限内容決定部は、前記温度センサにより計測された温度の計測値が上限値を上回る場合は、前記要求取得部により取得された要求にかかわらず前記ヒータへの電力の供給を禁止する。
【００１５】
本発明の第７の局面によれば、二次電池の制御装置は、電力の放出／吸収の要求及び放出／吸収電力の要求値を取得する要求取得部と、前記二次電池の放電／充電電力を演算する放電／充電電力演算部と、前記放電／充電電力演算部により演算された放電／充電電力の演算値を放電／充電電力の指令値として出力する指令値出力部と、放電／充電電力が前記指令値出力部により出力された指令値となるように前記二次電池の放電／充電を制御する双方向変換器と、電力を消費し前記二次電池を加熱するヒータと、前記ヒータへの電力の供給の制限の内容を決定する制限内容決定部と、前記制限内容決定部による決定にしたがって前記ヒータへの電力の供給を制御する供給制御部と、前記二次電池の温度を計測する温度センサと、前記温度センサにより計測された温度の計測値の履歴及び前記ヒータへの供給電力の履歴から前記二次電池の温度の予測値を算出する予測値算出部と、を備え、前記制限内容決定部は、前記予測値算出部により算出された温度の予測値が下限値を下回る場合は、前記要求取得部により電力の放出の要求が取得されると前記ヒータへの電力の供給を禁止し、前記要求取得部により電力の吸収の要求が取得されると前記ヒータへの電力の供給を許可する。
本発明の第８の局面によれば、第７の局面の二次電池の制御装置において、前記放電／充電電力演算部は、前記要求取得部により取得された放出電力の要求値へ前記ヒータへの供給電力を加算して放電電力を演算し、前記要求取得部により取得された吸収電力の要求値から前記ヒータへの供給電力を減算して充電電力を演算する。
【００１６】
本発明の第９の局面によれば、第７又は第８の局面の二次電池の制御装置において、前記供給制御部は、前記制限内容決定部により前記ヒータへの電力の供給が許可された場合は、前記温度センサにより計測される温度の計測値が設定値となるように前記ヒータへの電力の供給を制御する。
【００１７】
本発明の第１０の局面によれば、第７から第９までのいずれかの局面の二次電池の制御装置において、複数の前記温度センサ及び前記ヒータが設けられ、前記二次電池の制御装置は、複数の前記ヒータの各々への電力の供給の優先度を決定する優先度決定部、をさらに備え、前記優先度決定部は、前記温度センサにより計測される温度の計測値が低くなるほどヒータへの電力の供給の優先度を上げ、前記制限内容決定部は、複数の前記ヒータの各々へ供給される電力を合計した全供給電力が前記要求取得部により取得された吸収電力の要求値以下となるように、前記優先度決定部により決定された電力の供給の優先度が高い前記ヒータから低い前記ヒータへ順に電力の供給を許可する。
【００１８】
本発明の第１１の局面によれば、第７から第１０までのいずれかの局面の二次電池の制御装置において、前記制限内容決定部は、前記ヒータへの電力の供給の制限の内容を時間をおいて繰り返し更新し、前記予測値算出部により算出された温度の予測値が上昇するときに適用される下限値が下降するときに適用される下限値より高い方にずらされる。
【００１９】
本発明の第１２の局面によれば、第７から第１１までのいずれかの局面の二次電池の制御装置において、前記制限内容決定部は、前記予測値算出部により算出された温度の予測値が上限値を上回る場合は、前記要求取得部により取得された要求にかかわらず前記ヒータへの電力の供給を禁止する。
【００２０】
本発明の第１３の局面によれば、二次電池の制御方法は、(a) 電力の放出／吸収の要求及び放出／吸収電力の要求値を取得する工程と、(b) 前記二次電池の放電／充電電力を演算する工程と、(c) 前記工程(b)において演算された放電／充電電力の演算値を放電／充電電力の指令値として出力する工程と、(d) 前記工程(c)において出力された指令値となるように前記二次電池の放電／充電を制御する工程と、(e) 前記二次電池を加熱するヒータへの電力の供給の制限の内容を決定する工程と、(f) 前記工程(e)における決定にしたがって前記ヒータへの電力の供給を制御する工程と、(g) 前記二次電池の温度を計測する工程と、を備え、前記工程(e)は、前記工程(g)において計測された温度の計測値が第１の下限値を下回る場合は前記工程(a)において取得された要求にかかわらず前記ヒータへの電力の供給を許可し、前記工程(g)において計測された温度の計測値が第１の下限値を上回り第２の下限値を下回る場合は、前記工程(a)において電力の放出の要求が取得されると前記ヒータへの電力の供給を禁止し、前記工程(a)において電力の吸収の要求が取得されると前記ヒータへの電力の供給を許可する。
【００２１】
本発明の第１４の局面によれば、二次電池の制御方法は、(a) 電力の放出／吸収の要求及び放出／吸収電力の要求値を取得する工程と、(b) 前記二次電池の放電／充電電力を演算する工程と、(c) 前記工程(b)において演算された放電／充電電力の演算値を放電／充電電力の指令値として出力する工程と、(d) 前記工程(c)において出力された指令値となるように前記二次電池の放電／充電を制御する工程と、(e) 前記二次電池を加熱するヒータへの電力の供給の制限の内容を決定する工程と、(f) 前記工程(e)における決定にしたがって前記ヒータへの電力の供給を制御する工程と、(g) 前記二次電池の温度を計測する工程と、(h) 前記工程(g)において計測された温度の計測値の履歴及び前記ヒータへの供給電力の履歴から前記二次電池の温度の予測値を算出する工程と、を備え、前記工程(e)は、前記工程(h)において算出された温度の予測値が下限値を下回る場合は、前記工程(a)において電力の放出の要求が取得されると前記ヒータへの電力の供給を禁止し、前記工程(a)において電力の吸収の要求が取得されると前記ヒータへの電力の供給を許可する。
【発明の効果】
【００２３】
第１、第２、第７、第８、第１３及び第１４の局面の発明によれば、二次電池を加熱する必要性が増すと、電力の放出及び電力の吸収のいずれが要求されている場合であっても、ヒータによる二次電池の加熱が許可される。二次電池の加熱の必要性が少し減ると、電力の放出を要求された場合よりも電力の吸収を要求された場合の方が二次電池の加熱の制限が緩和される。これにより、ヒータへ電力を供給することによる放出電力の減少が抑制され、ヒータへ電力を供給しないことによる吸収電力の減少が抑制されるのに加えて、二次電池の温度が適切に維持される。
【００２４】
第３及び第９の局面の発明によれば、二次電池の温度が設定値に近づく。
【００２５】
第４及び第１０の局面の発明によれば、温度が低い二次電池が優先的に加熱されるので、二次電池の温度が適切に維持される。
【００２６】
第５及び第１１の局面の発明によれば、ヒータへの電力の供給の制限の内容の頻繁な変更が抑制されるので、ヒータへの電力の供給の制限の内容の頻繁な変更に起因する不具合が抑制される。
【００２７】
第６及び第１２の局面の発明によれば、二次電池の温度が上限値を大きく上回ることが抑制される。
【００２９】
これらの及びこれら以外の本発明の目的、特徴、局面及び利点は、添付図面とともに考慮されたときに下記の本発明の詳細な説明によってより明白となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】電力の放出を要求された場合における電力消費体への電力の供給を説明する図である。
【図２】電力の吸収を要求された場合における電力消費体への電力の供給を説明する図である。
【図３】電力消費体への電力の供給の制限の効用を説明する図である。
【図４】第１実施形態の電力貯蔵装置のブロック図である。
【図５】電池モジュールの断面図である。
【図６】セル集合体の回路図である。
【図７】第１実施形態の電力貯蔵装置の制御系のブロック図である。
【図８】第２実施形態のヒータへの電力の供給の優先度の決定を説明するブロック図である。
【図９】第３実施形態の制御電力伝送路の系統への接続を説明するブロック図である。
【図１０】第４実施形態のマイクログリッドのブロック図である。
【図１１】第５実施形態のヒータへの電力の供給の制限の内容の決定を説明するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
＜電力消費体１０５への電力の供給の概略＞
図１及び図２は、二次電池１０２と電力消費体１０５とを備える電力貯蔵装置における電力消費体１０５への電力の供給を説明する図である。図１は、電力貯蔵装置が電力の放出を要求された場合における、電力貯蔵装置の放出電力の要求値ＰＥと、電力消費体１０５への供給電力ＰＳと、二次電池１０２の放電電力の指令値ＰＤと、の関係を示す。図２は、電力貯蔵装置が電力の吸収を要求された場合における、電力貯蔵装置の吸収電力の要求値ＰＡと、電力消費体１０５への供給電力ＰＳと、二次電池１０２の充電電力の指令値ＰＣと、の関係を示す。
【００３２】
電力貯蔵装置が電力の放出を要求された場合は、図１に示すように、放電電力の指令値ＰＤは、式（１）にしたがって、放出電力の要求値ＰＥへ供給電力ＰＳを加算することにより演算される。
【００３３】
ＰＤ＝ＰＥ＋ＰＳ・・・（１）
【００３４】
電力貯蔵装置が電力の吸収を要求された場合は、図２に示すように、充電電力の指令値ＰＣは、式（２）にしたがって、吸収電力の要求値ＰＡから供給電力ＰＳを減算することにより演算される。
【００３５】
ＰＣ＝ＰＡ−ＰＳ・・・（２）
【００３６】
放出電力を正の値、吸収電力を負の値で表すという規約にしたがって表された電力貯蔵装置の放出／吸収電力の要求値Ｐ１（Ｐ１＝ＰＥ＝−ＰＡ）と、放電電力を正の値、充電電力を負の値で表すという規約にしたがって表された放電／充電電力の指令値Ｐ２（Ｐ２＝ＰＤ＝−ＰＣ）と、を用いることにより、式（１）及び式（２）は、式（３）に集約される。これらの規約は、以下の説明においても使用される。
【００３７】
Ｐ２＝Ｐ１＋ＰＳ・・・（３）
【００３８】
電力貯蔵装置が電力の放出を要求された場合は、図１に示すように、電力消費体１０５への電力の供給の制限が相対的に強くされ、電力貯蔵装置が電力の吸収を要求された場合は、図２に示すように、電力消費体１０５への電力の供給の制限が相対的に弱くされる。これにより、電力の吸収が要求された場合に電力の放出が要求された場合よりも電力消費体１０５への電力の供給の制限が緩和されるので、電力消費体１０５へ電力を供給することによる放出電力ＰＥの減少が抑制され、電力消費体１０５へ電力を供給しないことによる吸収電力ＰＡの減少が抑制され、所望の放出電力ＰＥ及び吸収電力ＰＡが実現しやすくなる。
【００３９】
電力の放出の要求及び電力の吸収の要求以外の因子を電力消費体１０５への電力の供給の制限に反映してもよい。
【００４０】
電力消費体１０５は、電力を消費して動作する。電力の供給の制限の対象となる電力消費体１０５は、電力の供給が一時的に制限されても電力貯蔵装置の機能を喪失させない。したがって、電力の供給の制限の対象となる電力消費体１０５は、断続的に動作させることが許容される。
【００４１】
電力消費体１０５としては、二次電池１０２の温度を調整する温度調整機構、二次電池１０２以外の構成物の温度を調整する温度調整機構、レドックスフロー電池の電解液を循環させる電解液循環機構等が例示される。温度調整機構は、対象物を加熱する加熱装置である場合もあるし、対象物を冷却する冷却装置である場合もある。温度調整機構としては、空調設備、冷却ファン、冷却機構等が例示される。電解液循環機構としては、ポンプ等が例示される。
【００４２】
電力の供給の制限の強化としては、電力の供給の禁止、供給電力の上限の低下等が例示され、電力の供給の制限の弱化としては、電力の供給の許可、供給電力の上限の上昇等が例示される。
【００４３】
二次電池１０２の数及び電力消費体１０５の数は、１個に限られず、２個以上であってもよい。
【００４４】
二次電池１０２の数が２個以上である場合は、二次電池１０２の各々への放電／充電電力の配分は、どのように行われてもよいが、二次電池１０２の状態を示す因子を含む指標にしたがって行われることが望ましい。これにより、二次電池１０２の状態が適切に維持される。因子としては、ＳＯＣ（充電状態）、ＤＯＤ（放電深度）、温度、放電／充電回数等が例示される。
【００４５】
電力消費体１０５の数が２個以上である場合は、電力消費体１０５の各々への供給電力の配分は、どのように行われてもよいが、電力消費体１０５が作用する対象物の状態を示す因子を含む指標にしたがって行われることが望ましい。電力消費体１０５が温度調整機構である場合は、指標としては、対象物の温度が例示される。電力消費体１０５がレドックスフロー電池の電解液を循環させる電解液循環機構である場合は、指標としては、酸化還元反応が行われるセルの中の電解液に含まれる酸化体又は還元体の濃度が例示される。
【００４６】
図３は、上述した電力消費体１０５への電力の供給の制限の効用を説明する図である。図３は、電力の放出を要求された場合は電力消費体１０５への電力の供給を禁止し電力の吸収を要求された場合は電力消費体１０５への電力の供給を許可する電力貯蔵装置における、放出／吸収電力の要求値Ｐ１と、電力消費体１０５への供給電力ＰＳと、放電／充電電力の指令値Ｐ２と、の関係を示す。図３は、時間を横軸、電力を縦軸にとって、放出／吸収電力の要求値Ｐ１、電力消費体１０５への供給電力ＰＳ及び放電／充電電力の指令値Ｐ２の時間変化を示す。
【００４７】
図３に示すように、電力の放出が要求されている間は、電力消費体１０５への供給電力ＰＳが０となり、放電／充電電力の指令値（放電電力の指令値）Ｐ２は、放出／吸収電力の要求値（放出電力の要求値）Ｐ１と一致させられる。一方、電力の吸収が要求されている間は、電力消費体１０５への供給電力ＰＳが０とならず、放電／充電電力の指令値Ｐ２の絶対値（充電電力の指令値）｜Ｐ２｜は、放出／吸収電力の要求値の絶対値（吸収電力の要求値）｜Ｐ１｜よりも、電力消費体１０５への供給電力ＰＳの分だけ減らされる。
【００４８】
＜１  第１実施形態＞
第１実施形態は、電力貯蔵装置１００２に関する。
【００４９】
（電力貯蔵装置１００２の概略）
図４は、第１実施形態の電力貯蔵装置１００２のブロック図である。
【００５０】
図４に示すように、電力貯蔵装置１００２は、電力を貯蔵する電池ユニット１００５と、電池ユニット１００５の各々から放電される電力を直流から交流へ変換し電池ユニット１００５の各々へ充電される電力を交流から直流へ変換する双方向変換器１００８と、電力貯蔵装置１００２から放出される電力を昇圧し電力貯蔵装置１００２へ吸収される電力を降圧する変圧器１０１１と、ヒータ１０６２へ供給される電力を降圧する変圧器１０１４と、全体制御部１０２３及び電池ユニット制御部１０５６へ供給される電力を降圧する変圧器１０１７と、電力を伝送する電力伝送路１０２０と、電力貯蔵装置１００２を制御する全体制御部１０２３と、操作を受け付ける操作部１０２６と、情報を表示する表示部１０２９と、を備える。
【００５１】
また、電力貯蔵装置１００２は、電力貯蔵装置１００２の放出／吸収電力を計測する電力計１０３２と、電池ユニット１００５の各々の放電／充電電力を計測する電力計１０３５と、ヒータ１０６２の各々への供給電力を合計した全供給電力（以下では「全ヒータ電力」という）を計測する電力計１０３８と、全体制御部１０２３及び電池ユニット制御部１０５６への供給電力を合計した全供給電力（以下では「全制御電力」という。）を計測する電力計１０４１と、を備える。
【００５２】
電力伝送路１０２０は、電池ユニット１００５へ充電される電力及び電池ユニット１００５から放電される電力を伝送する放電／充電電力伝送路１０４４と、ヒータ１０６２へ供給される電力を伝送するヒータ電力伝送路１０４７と、全体制御部１０２３及び電池ユニット制御部１０５６へ供給される電力を伝送する制御電力伝送路１０５０と、を含む。放電／充電電力伝送路１０４４、ヒータ電力伝送路１０４７及び制御電力伝送路１０５０は、分離され、それぞれ独立して電力を伝送する。
【００５３】
（電池ユニット１００５）
電池ユニット１００５の各々は、独立して放電／充電される。図４には、４個の電池ユニット１００５が示されているが、電池ユニット１００５の数は電力貯蔵装置１００２の仕様に応じて増減される。
【００５４】
図４に示すように、電池ユニット１００５の各々は、電力を貯蔵する電池モジュール１０５３と、電池ユニット１００５を制御する電池ユニット制御部１０５６と、を備える。電池モジュール１０５３の各々には、セル集合体１０５９と、セル集合体１０５９を加熱するヒータ１０６２と、セル集合体１０５９の温度を計測する温度センサ１０６５と、が内蔵される。
【００５５】
電池ユニット１００５は、１個以上の電池モジュール１０５３を備える。電池モジュール１０５３の数は、電池ユニット１００５の仕様に応じて増減される。
【００５６】
（電池モジュール１０５３）
図５は、電池モジュール１０５３の模式図である。図５は、電池モジュール１０５３の断面を示す。
【００５７】
図５に示すように、電池モジュール１０５３は、収容物の温度を維持する有蓋断熱容器１０６８と、電力を貯蔵するセル集合体１０５９と、空気を遮断する砂１０７１と、セル集合体１０５９を加熱するヒータ１０６２と、セル集合体１０５９の温度を計測する温度センサ１０６５と、を備える。セル集合体１０５９は、有蓋断熱容器１０６８に収容される。砂１０７１は、有蓋断熱容器１０６８に収容され、セル１０７４の間隙に充填される。ヒータ１０６２は、パネル形状を有し、有蓋断熱容器１０６８の内面に取り付けられる。温度センサ１０６５は、砂１０７１に埋設される。セル１０７４は、典型的には、ＮａＳ電池のセル（単電池）であるが、他の種類の二次電池のセルであってもよい。
【００５８】
（セル集合体１０５９）
図６は、セル集合体１０５９の回路図である。
【００５９】
図６に示すように、セル集合体１０５９は、ブロック１０７７を直列接続した直列接続体であり、ブロック１０７７は、ストリング１０８０を並列接続した並列接続体であり、ストリング１０８０は、セル１０７４を直列接続した直列接続体である。ブロック１０７７の直列接続数、ストリング１０８０の並列接続数及びセル１０７４の直列接続数は、電池モジュール１０５３の仕様に応じて増減される。セル集合体１０５９におけるセル１０７４の接続の形態も、電池モジュール１０５３の仕様に応じて変更される。
【００６０】
（双方向変換器１００８）
双方向変換器１００８は、放電／充電電力が下述する指令値出力部１１０７により出力された指令値となるように複数の電池ユニット１００５の各々の放電／充電を制御する。
【００６１】
双方向変換器１００８は、「ＰＣＳ（Power Conversion System）」「交直変換器」等とも呼ばれる。双方向変換器１００８における直流と交流との相互変換は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）インバータ等により行われる。
【００６２】
（電力貯蔵装置１００２の制御系）
図７は、第１実施形態の電力貯蔵装置１００２の制御系のブロック図である。図７に示す全体制御部１０２３及び電池ユニット制御部１０５６の機能は、ＣＰＵ及びメモリを備える組み込みコンピュータに制御プログラムを実行させることにより実現されてもよいし、ハードウエアにより実現されてもよい。全体制御部１０２３の機能の一部又は全部を電池ユニット制御部１０５６に移転してもよいし、電池ユニット制御部１０５６の機能の全部又は一部を全体制御部１０２３に移転してもよい。全体制御部１０２３及び電池ユニット制御部１０５６の機能の全部又は一部が電力貯蔵装置１００２の操作者によって実行されてもよい。下述する「演算」には、演算式による演算だけでなく、数値テーブルによる変換、アナログ演算回路による演算等の規則にしたがって情報を導出する処理が含まれる。
【００６３】
図７に示すように、全体制御部１０２３は、電力の放出／吸収の要求及び放出／吸収電力の要求値Ｐ１を取得する要求取得部１１０１と、電池ユニット１００５の各々の放電／充電電力を演算する放電／充電電力演算部１１０４と、電池ユニット１００５の各々の放電／充電電力の指令値Ｐ２（ｉ）を出力する指令値出力部１１０７と、電池ユニット１００５の各々に放電／充電の優先順位（以下では「放電／充電優先順位」という。）を付与する放電／充電優先順位付与部１１１０と、ヒータ１０６２への電力の供給の制限の内容を決定する制限内容決定部１１１３と、ヒータ１０６２の各々に電力の供給の優先順位（以下では「供給優先順位」という）を付与する供給優先順位付与部１１１６と、を備える。指令値（演算値）Ｐ２（ｉ）に含まれる番号ｉは、電池ユニット１００５を特定する。
【００６４】
電池ユニット制御部１０５６は、セル集合体１０５９の温度（電池モジュール１０５３の内部の温度）を制御する温度制御部１１１９を備える。
【００６５】
（電力消費体）
ヒータ１０６２は、電力の供給を一時的に制限することが許容される電力消費体１０５であり、電力の供給の制限の対象となる。全体制御部１０２３及び電池ユニット制御部１０５６は、電力の供給を一時的に制限することが許容されない電力消費体１０５であり、電力の供給の制限の対象とならない。ヒータ１０６２以外の電力の供給の制限の対象となる電力消費体１０５がヒータ電力伝送路１０４７を経由して電力の供給を受けてもよい。全体制御部１０２３及び電池ユニット制御部１０５６以外の電力の供給の制限の対象とならない電力消費体が制御電力伝送路１０５０を経由して電力の供給を受けてもよい。したがって、ヒータ電力伝送路１０４７は、より一般的には、電力の供給の制限の対象となる電力消費体１０５への電力の供給の経路となる。制御電力伝送路１０５０は、より一般的には、電力の供給の制限の対象とならない電力消費体への電力の供給の経路となる。電力の供給を一時的に制限することが許容される電力消費体の一部を電力の供給の制限の対象としないことは許容されるが、電力の供給を一時的に制限することが許容されない電力消費体の一部を電力の供給の制限の対象とすることは許容されない。
【００６６】
（電力の放出／吸収の要求及び放出／吸収電力の要求値の入力経路）
電力の放出／吸収の要求及び放出／吸収電力の要求値Ｐ１は、操作部１０２６から入力される場合もあるし、外部から通信回線を経由して入力される場合もある。
【００６７】
（放電／充電電力演算部１１０４）
放電／充電電力演算部１１０４は、式（４）にしたがって、放出／充電電力の要求値Ｐ１へ、全ヒータ電力ＴＰＳ１を加算し、さらに、全制御電力ＴＰＳ２を加算し、放電／充電電力を全部の電池ユニット１００５について合計した全放電／充電電力ＴＰ２とする。
【００６８】
ＴＰ２＝Ｐ１＋ＴＰＳ１＋ＴＰＳ２・・・（４）
【００６９】
式（４）においては全ヒータ電力ＴＰＳ１が全放電／充電電力ＴＰ２に反映されるが、電力貯蔵装置１００２の用途によっては全ヒータ電力ＴＰＳ１が全放電／充電電力ＴＰ２に反映されなくてもよい。例えば、マイクログリッドの電力需給調整に電力貯蔵装置１００２が使用される場合において、需要過多で電力貯蔵装置１００２が電力の放出を要求されるときにヒータ１０６２への電力の供給が抑制され、供給過多で電力貯蔵装置１００２が電力の吸収を要求されるときにヒータ１０６２への電力の供給が促進されれば、全ヒータ電力ＴＰＳ１が全放電／充電電力ＴＰ２に反映されなくても全ヒータ電力ＴＰＳ１が電力需給調整に貢献する。
【００７０】
また、放電／充電電力演算部１１０４は、放電／充電優先順位付与部１１１０により付与された放電／充電優先順位が高い電池ユニット１００５から低い電池ユニット１００５へ順に放電／充電電力を配分する。
【００７１】
（指令値出力部１１０７）
指令値出力部１１０７は、放電／充電電力演算部１１０４により演算された電池ユニット１００５の各々の放電／充電電力の演算値Ｐ２（ｉ）を指令値として出力する。
【００７２】
（放電／充電優先順位付与部１１１０）
放電／充電優先順位付与部１１１０によって付与される放電／充電優先順位は、固定されていてもよいが、規則的に入れ替えられてもよいし、ランダムに入れ替えられてもよい。
【００７３】
又は、放電／充電優先順位は、電池ユニット１００５の状態を示す因子を含む指標にしたがって付与される。当該指標が複数の因子を含んでもよい。
【００７４】
例えば、因子としてＳＯＣが採用された場合は、ＳＯＣが大きくなるほど放電優先順位が上げられ充電優先順位が下げられる。これにより、ＳＯＣが大きい電池ユニット１００５が優先的に放電され、ＳＯＣが小さい電池ユニット１００５が優先的に充電され、電池ユニット１００５のＳＯＣが適切に維持される。
【００７５】
因子として温度が採用された場合は、温度が高くなるほど放電優先順位が下げられる。ＮａＳ電池が採用される場合は、放電されると発熱反応が発生し充電されると吸熱反応が発生するので、これにより、温度が低い電池ユニット１００５が優先的に放電され、電池ユニット１００５の温度が適切に維持される。
【００７６】
因子として放電／充電回数が採用された場合は、放電／充電回数が少ない電池ユニット１００５の放電優先順位及び充電優先順位が上げられる。これにより、放電／充電回数が少ない電池ユニット１００５が優先的に放電／充電され、電池ユニット１００５の放電／充電回数が均一化される。
【００７７】
（制限内容決定部１１１３）
制限内容決定部１１１３は、温度センサ１０６５により計測され温度制御部１１１９を経由して取得されたセル集合体１０５９の温度の計測値Ｔ（ｊ）が第１の下限値Ｌ１を下回る場合は、電力の放出及び吸収のいずれが要求されているときであっても、当該セル集合体１０５９を加熱するヒータ１０６２への電力の供給を許可する。電力の放出及び吸収のいずれも要求されていない場合、すなわち、停止を要求されている場合も同様である。これにより、セル集合体１０５９を加熱する必要性が増すと、ヒータ１０６２によるセル集合体１０５９の加熱が許可される。温度の計測値Ｔ（ｊ）に含まれる番号ｊは、電池モジュール１０５３を特定する。
【００７８】
また、制限内容決定部１１１３は、セル集合体１０５９の温度の計測値Ｔ（ｊ）が第１の下限値Ｌ１を上回り第２の下限値Ｌ２を下回る場合は、電力の吸収が要求されると、ヒータ１０６２への電力の供給を許可し、電力の放出が要求されると、ヒータ１０６２への電力の供給を禁止する。これにより、セル集合体１０５９の加熱の必要性が少し減ると、電力の放出を要求された場合よりも電力の吸収を要求され場合の方が、ヒータ１０６２による二次電池１０２の加熱の制限が緩和される。
【００７９】
これらのことは、ヒータ１０６２へ電力を供給することによる放出電力の減少及びヒータ１０６２へ電力を供給しないによる吸収電力の減少の抑制に寄与し、セル集合体１０５９の温度を適切に維持することに寄与する。
【００８０】
さらに、制限内容決定部１１１３は、セル集合体１０５９の温度の計測値Ｔ（ｊ）が上限値Ｕ１を上回る場合は、電力の放出及び吸収のいずれが要求されているときであっても、当該セル集合体１０５９を加熱するヒータ１０６２への電力の供給を禁止する。電力の放出及び吸収のいずれも要求されていない場合、すなわち、停止を要求されている場合も同様である。これにより、セル集合体１０５９の温度が上限値Ｕ１を大きく上回ることが抑制される。
【００８１】
加えて、制限内容決定部１１１３は、全ヒータ電力ＴＰＳ１が吸収電力の要求値｜Ｐ１｜以下となるように、供給優先順位付与部１１１６により決定された供給優先順位が高いヒータ１０６２から低いヒータ１０６２へ順に電力の供給を許可する。
【００８２】
電力の吸収が要求された場合においては（Ｐ１＜０）、式（５）に示すように全ヒータ電力ＴＰＳ１が吸収電力の要求値−Ｐ１から全制御電力ＴＰＳ２を減じた電力−Ｐ１−ＴＰＳ２以下となるようにヒータ１０６２への電力の供給を許可することがさらに望ましい。
【００８３】
ＴＰＳ１≦−Ｐ１−ＴＰＳ２・・・（５）
【００８４】
これにより、電力の吸収が要求された場合に、電池ユニット１００５の全放電／充電電力ＴＰ２が正にならず、電池ユニット１００５の放電電力がヒータ１０６２への供給電力として消費されることが抑制される。特に、吸収電力の要求値−Ｐ１が小さい場合に電池ユニット１００５の放電電力がヒータ１０６２への供給電力として消費されることが回避される。このことは、電池ユニット１００５を充電／放電する場合に電池ユニット１００５及び双方向変換器１００８において生じる電力損失を抑制しつつ、電力の吸収の要求を満たすことに寄与する。
【００８５】
このように全ヒータ電力ＴＰＳ１の上限値−Ｐ１−ＴＰＳ２を設定すると、温度の計測値Ｔ（ｊ）が第１の下限値Ｌ１を上回り第２の下限値Ｌ２を下回るセル集合体１０５９を加熱するヒータ１０６２であるにもかかわらず電力が供給されない場合がある。しかし、そのような場合であっても、セル集合体１０５９の温度の計測値Ｔ（ｊ）が第１の下限値Ｌ１を下回ったときに、又は、吸収電力の要求値−Ｐ１が大きくなったときに、当該ヒータ１０６２への電力の供給が行われるので、セル集合体１０５９の温度は適切な範囲内に維持される。
【００８６】
電力の供給の制限の内容、すなわち、電力の供給を許可するヒータ１０６２は、時間をおいて繰り返し更新される。
【００８７】
（下限値及び上限値）
第１の下限値Ｌ１及び上限値Ｕ１は、それぞれ、セル集合体１０５９の動作温度範囲の上限及び下限の付近の値に設定されることが望ましく、第２の下限値Ｌ２は、第１の下限値Ｌ１よりも５〜２０℃高い温度に設定されることが望ましい。ＮａＳ電池が採用される場合は、セル集合体１０５９の動作温度範囲は、概ね、３００〜３６０℃である。
【００８８】
第１の下限値Ｌ１、第２の下限値Ｌ２及び上限値Ｕ１は、常に一定であってもよいが、温度の計測値Ｔ（ｊ）が上昇するときに適用される第１の下限値Ｌ１、第２の下限値Ｌ２及び上限値Ｕ１が、それぞれ、温度の計測値Ｔ（ｊ）が下降するときに適用される第１の下限値Ｌ１、第２の下限値Ｌ２及び上限値Ｕ１よりも高い方向にずらされ、ヒステリシス制御が行われることが望ましい。これにより、電力の供給の制限の内容、すなわち、電力の供給を許可するヒータ１０６２の頻繁な変更が抑制されるので、頻繁な変更に起因する不具合が抑制される。例えば、ヒータへの電力の供給を機械式リレーでオン／オフしている場合は、機械式リレーの接点の消耗が抑制される。また、電力の変動も抑制される。
【００８９】
（供給優先順位付与部１１１６）
供給優先順位付与部１１１６によって付与されるヒータ１０６２の供給優先順位は、温度センサ１０６５により計測され電池ユニット制御部１０５６を経由して取得される当該ヒータ１０６２により加熱されるセル集合体１０５９の温度の計測値Ｔ（ｊ）が低くなるほど上げられる。これにより、温度が低いセル集合体１０５９が優先的に加熱されるので、セル集合体１０５９の温度が適切に維持される。
【００９０】
（温度制御部１１１９）
温度制御部１１１９は、制限内容決定部１１１３による決定にしたがってヒータ１０６２への電力の供給を制御する。すなわち、温度制御部１１１９は、制限内容決定部１１１３によりヒータ１０６２への電力の供給が許可された場合は、温度センサ１０６５により計測され電池ユニット制御部１０５６を経由して取得されるセル集合体１０５９の温度の計測値Ｔ（ｊ）が設定値となるようにヒータ１０６２への電力の供給を制御する。一方、温度制御部１１１９は、制限内容決定部１１１３によりヒータ１０６２への電力の供給が禁止された場合は、温度の計測値Ｔ（ｊ）にかかわらず、ヒータ１０６２へ電力を供給しない。
【００９１】
ヒータ１０６２への電力の供給の制御は、電力を供給している間に供給電力が変動しないオン・オフ制御であってもよいし、電力を供給している間に供給電力が変動するＰＩ（Proportion Integral）制御、ＰＩＤ（Proportion Integral Differential）制御等であってもよい。ただし、ヒータ１０６２への電力の供給の制限の内容の更新と更新との間においては供給電力は一定に維持され、供給電力は、制限内容決定部１１１３によるヒータ１０６２への電力の供給の制限の内容の更新と同期して変動する。
【００９２】
ヒータ１０６２への電力の供給においてパルス電力を供給し、ＰＡＭ（Pulse Amplitude Modulation）制御、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により供給電力を調整してもよい。また、通電時間比率制御（デューティ比制御）により供給電力を調整してもよい。
【００９３】
（全ヒータ電力ＴＰＳ１）
放電／充電電力の演算の基礎となる全ヒータ電力ＴＰＳ１は、電力計１０３８により計測される。ヒータ１０６２の各々への供給電力ＰＳ１（１），ＰＳ１（２），・・・，ＰＳ１（Ｊ）を計測する電力計群を設け、ヒータ１０６２の各々への供給電力ＰＳ１（１），ＰＳ１（２），・・・，ＰＳ１（Ｊ）を当該電力計群により計測し、ヒータ１０６２の各々への供給電力ＰＳ１（１），ＰＳ１（２），・・・，ＰＳ１（Ｊ）を合計して全ヒータ電力ＴＰＳ１としてもよい。
【００９４】
電力を供給している間に供給電力が変動しないヒータ１０６２への電力の供給の制御が行われる場合、ヒータ１０６２へ電力が供給されていることがわかればヒータ１０６２への供給電力ＰＳ１（ｊ）が特定される。したがって、放電／充電電力演算部１１０４が、ヒータ１０６２へ電力が供給されていることを示す信号を温度制御部１１１９から取得し、当該信号を出力した温度制御部１１１９により制御されるヒータ１０６２への供給電力ＰＳ１（ｊ）が事前登録値であるとして扱い、当該信号を出力しない温度制御部１１１９により制御されるヒータ１０６２への供給電力ＰＳ１（ｊ）が０であるとして扱うようにしてもよい。この場合は、電力計１０３８を省略してもよい。
【００９５】
また、電力計１０３２により計測された放出／吸収電力の計測値、電力計１０３５により計測された電池ユニット１００５の各々の放電／充電電力の計測値を合計した全放電／充電電力及び電力計１０４１により計測された全制御電力ＴＰＳ２からも全ヒータ電力ＴＰＳ１が特定される。この場合も、電力計１０３８を省略してもよい。
【００９６】
（全制御電力ＴＰＳ２）
放電／充電電力の演算の基礎となる全制御電力ＴＰＳ２は、電力計１０４１により計測される。全体制御部１０２３への供給電力を計測する電力計及び電池ユニット制御部１０５６の各々への供給電力を計測する電力計群を設け、全体制御部１０２３への供給電力ＰＳ２（１）及び電池ユニット制御部１０５６の各々への供給電力ＰＳ２（２），ＰＳ２（３），・・・，ＰＳ２（Ｋ）を当該電力計群により計測し、全体制御部１０２３への供給電力ＰＳ２（１）及び電池ユニット制御部１０５６の各々への供給電力ＰＳ２（２），ＰＳ２（３），・・・，ＰＳ２（Ｋ）を合計して全制御電力ＴＰＳ２としてもよい。
【００９７】
また、電力計１０３２により計測された放出／吸収電力の計測値、電力計１０３５により計測された電池ユニット１００５の各々の放電／充電電力の計測値を合計した全放電／充電電力ＴＰＳ及び電力計１０３８により計測された全ヒータ電力ＴＰＳ１からも、全制御電力ＴＰＳ２が特定される。この場合は、電力計１０４１を省略してもよい。全ヒータ電力ＴＰＳ１を電力計１０３８により計測することに代えて、先述した他の方法により特定することも許される。
【００９８】
（電力貯蔵装置１００２の運転）
電力貯蔵装置１００２の運転の形態は、パターン運転と電力平滑運転とに大別される。
【００９９】
パターン運転とは、１日の電力需要の変動に応じて電力の放出／吸収を行う運転である。例えば、電力需要が少ない夜間に電力の吸収を行い、電力需要が多い昼間に電力の放出を行うパターン運転が一般的に行われる。パターン運転が行われる場合、時間ごとの放出／吸収電力があらかじめ設定されることが多い。
【０１００】
電力平滑運転とは、より短い、例えば、数秒から１時間程度の周期の電力需要の変動に応じて放電／充電を行う運転である。
【０１０１】
第１実施形態の電力貯蔵装置１００２は、電力平滑運転に適する。ただし、第１実施形態の電力貯蔵装置１００２にパターン運転をさせることも許される。
【０１０２】
（電力貯蔵装置１００２の手動運転）
ヒータ１０６２への電力の供給の許可を手動で行ってもよい。
【０１０３】
ヒータ１０６２への電力の供給の許可を手動で行うことができるようにするため、電力貯蔵装置１００２は、制限内容決定部１１１３が決定した電力の供給を許可するヒータ１０６２を表示部１０２９に表示させ、電力の供給を実際に許可するヒータ１０６２の入力を操作部１０２６で受け付ける。操作部１０２６が受け付けた電力の供給の許可は、温度制御部１１１９へ送られる。なお、手動による操作をさらに増やすことも許される。
【０１０４】
＜２  第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態のヒータ１０６２への電力の供給の優先度の決定に代わるヒータ１０６２への電力の供給の優先度の決定に関する。
【０１０５】
第１実施形態においては、セル集合体１０５９の温度の計測値Ｔ（ｊ）が低くなるほど当該セル集合体１０５９を加熱するヒータ１０６２の供給優先順位が上げられ、供給優先順位が高いヒータ１０６２から低いヒータ１０６２へ順に電力の供給が許可される。これに対して、第２実施形態においては、セル集合体１０５９の温度の計測値Ｔ（ｊ）が低くなるほど当該セル集合体１０５９を加熱するヒータ１０６２が属する供給優先度区分が上げられ、属する供給優先度区分が高いヒータ１０６２から低いヒータ１０６２へ順に電力の供給が許可される。
【０１０６】
図８は、第２実施形態のヒータ１０６２への電力の供給の優先度の決定を説明するブロック図である。
【０１０７】
図８に示すように、第２実施形態のヒータ１０６２への電力の供給の優先度の決定においては、供給優先順位付与部１１１６に代えて、供給優先度区分決定部２１１６が設けられる。
【０１０８】
供給優先度区分決定部２１１６は、複数のヒータ１０６２を層別し複数のヒータ１０６２の各々が属する供給優先度区分を決定する。供給優先度区分決定部２１１６は、ヒータ１０６２により加熱されるセル集合体１０５９の温度の計測値Ｔ（ｊ）が低くなるほど供給優先度区分を上げる。複数の供給優先度区分は、温度の計測値Ｔ（ｊ）の閾値により分けられる。これにより、温度が低いセル集合体１０５９が優先的に加熱されるので、セル集合体１０５９の温度が適切に維持される。また、温度の計測値Ｔ（ｊ）がわずかに変化しても属する供給優先度区分が変化しないことが多いので、温度の計測値Ｔ（ｊ）のわずかな変化により電力の供給が許可されるヒータ１０６２が頻繁に変化することが抑制される。
【０１０９】
制限内容決定部１１１３は、供給優先順位に代えて供給優先度区分が与えられた場合は、全ヒータ電力ＴＰＳ１が吸収電力の要求値−Ｐ１以下となるように、属する供給優先度区分が高いヒータ１０６２から低いヒータ１０６２へ順に電力の供給を許可する。
【０１１０】
ただし、第１実施形態の場合と同様に、全ヒータ電力ＴＰＳ１を電力−Ｐ１−ＴＰＳ２以下とすることが第２実施形態においても望まれる。したがって、ひとつの供給優先度区分に属する全部のヒータ１０６２への電力の供給を許可すると全ヒータ電力ＴＰＳ１が上限値−Ｐ１−ＴＰＳ２を上回る場合は、制限内容決定部１１１３は、全ヒータ電力ＴＰＳ１が電力−Ｐ１−ＴＰＳ２以下となるようにひとつの供給優先度区分に属するヒータ１０６２から電力の供給の対象とするヒータ１０６２を選択することが望ましい。制限内容決定部１１１３は、基本的には、温度の計測値Ｔ（ｊ）が相対的に低いセル集合体１０５９を加熱するヒータ１０６２を選択するが、ヒータ１０６２の消費電力が異なる場合は、全ヒータ電力ＴＰＳ１を電力−Ｐ１−ＴＰＳ２以下とするために、温度の計測値Ｔ（ｊ）が相対的に高いセル集合体１０５９を加熱するヒータ１０６２ではあるが消費電力が少ないヒータ１０６２を選択する場合もある。
【０１１１】
＜３  第３実施形態＞
第３実施形態は、第１実施形態の制御電力伝送路１０５０の系統１０９２への接続に代えて採用される制御電力伝送路１０５０の系統１０９２への接続に関する。
【０１１２】
第１実施形態においては、制御電力伝送路１０５０が放電／充電電力伝送路１０４４及びヒータ電力伝送路１０４７と合流し電力計１０３２を経由して系統１０９２に接続される。これに対して、第３実施形態においては、図９のブロック図に示すように、制御電力伝送路１０５０が放電／充電電力伝送路１０４４及びヒータ電力伝送路１０４７と合流せず電力計１０３２を経由しないで系統１０９２に接続される。
【０１１３】
この場合、放電／充電電力の演算において全制御電力ＴＰＳ２が考慮されない、すなわち、式（４）から全制御電力ＴＰＳ２の項が削除される。その一方で、放出／吸収電力の要求値Ｐ１が全制御電力ＴＰＳ２を考慮して決定される。
【０１１４】
＜４  第４実施形態＞
第４実施形態は、電力貯蔵装置１００２を含むマイクログリッド４０１２に関する。
【０１１５】
図１０は、第４実施形態のマイクログリッド４０１２のブロック図である。「マイクログリッド」とは、電力の需要地に分散型電源を設置した小規模の電力供給網であり、「分散型エネルギーシステム」等とも呼ばれる。
【０１１６】
図２に示すように、マイクログリッド４０１２においては、分散型電源４０１５、負荷４０１８及び電力貯蔵装置１００２が系統４０２１に接続される。分散型電源４０１５、負荷４０１８及び電力貯蔵装置１００２の運転は、マイクログリッド制御システム４０２４により制御され、電力の放出／吸収の要求及び放出／供給電力の要求値Ｐ１は、マイクログリッド制御システム４０２４から電力貯蔵装置１００２へ送信される。
【０１１７】
分散型電源４０１５としては、特に制限されないが、太陽光その他の自然エネルギーを利用した発電機、例えば、太陽光発電装置が用いられる。生ごみ・廃木・廃プラスチック等を原料として製造されたガスを燃料に用いる燃料電池等を分散型電源４０１５として用いてもよい。
【０１１８】
分散型電源４０１５により発電された電力の全部又は一部は、系統４０２１を経由して電力貯蔵装置１００２へ送電され、電力貯蔵装置１００２に蓄積される。電力貯蔵装置１００２は、マイクログリッド４０１２内の電力需要を調整するために用いられる場合がある。この場合、充電及び放電の要求が頻繁に切り替えられる電力平滑運転が行われるため、第１実施形態及び第２実施形態において説明した制御が好適に採用される。
【０１１９】
＜５  第５実施形態＞
第５実施形態は、第１実施形態のヒータ１０６２への電力の供給の制限の内容の決定に代わるヒータ１０６２への電力の供給の制限の内容の決定に関する。
【０１２０】
第１実施形態においては、セル集合体１０５９の温度の計測値Ｔ（ｊ）に基づいてヒータ１０６２への電力の供給の制限の内容が決定されたが、第５実施形態においては、セル集合体１０５９の温度の将来の予測値Ｔｐ（ｊ）に基づいてヒータ１０６２への電力の供給の制限の内容が決定される。
【０１２１】
図１１は、第５実施形態のヒータ１０６２への電力の供給の制限の内容の決定を説明するブロック図である。
【０１２２】
図１１に示すように、第５実施形態のヒータ１０６２への電力の供給の制限の内容の決定においては、制限内容決定部１１１３に代えて、制限内容決定部５１１３が設けられる。また、セル集合体１０５９の温度の予測値Ｔｐ（ｊ）を算出する予測値算出部５２００がさらに設けられる。
【０１２３】
予測値算出部５２００は、温度センサ１０６５により計測され温度制御部１１１９を経由して取得されたセル集合体１０５９の温度の計測値Ｔ（ｊ）の履歴及びヒータ１０６２への供給電力ＰＳ（ｊ）の履歴からセル集合体１０５９の温度の予測値Ｔｐ（ｊ）を算出する。
【０１２４】
制限内容決定部５１１３は、予測値算出部５２００により算出されたセル集合体１０５９の温度の予測値Ｔｐ（ｊ）が第２の下限値Ｌ２を下回る場合は、電力の吸収が要求されると、当該セル集合体１０５９を加熱するヒータ１０６２への電力の供給を許可し、電力の放出が要求されると、当該セル集合体１０５９を加熱するヒータ１０６２への電力の供給を禁止する。
【０１２５】
また、制限内容決定部５１１３は、予測値算出部５２００により算出されたセル集合体１０５９の温度の予測値Ｔｐ（ｊ）が上限値Ｕ１を上回る場合は、電力の放出及び吸収のいずれが要求されているときであっても、当該セル集合体１０５９を加熱するヒータ１０６２への電力の供給を禁止する。電力の放出及び吸収のいずれも要求されていない場合、すなわち、停止を要求されている場合も同様である。これにより、セル集合体の温度が上限値Ｕ１を大きく上回ることが抑制される。
【０１２６】
第５実施形態のヒータ１０６２への電力の供給の制限の内容の決定は、セル集合体１０５９の熱容量が大きい場合に好適である。セル集合体１０５９の熱容量が大きい場合は、セル集合体１０５９の温度の計測値Ｔ（ｊ）よりもセル集合体１０５９の温度の予測値Ｔｐ（ｊ）に基づいてヒータ１０６２への電力の供給の制限の内容が決定される方がセル集合体１０５９の温度の設定値からのずれが小さくなるからである。
【０１２７】
第２の下限値Ｌ２及び上限値Ｕ１は、常に一定であってもよいが、温度の予測値Ｔｐ（ｊ）が上昇するときに適用される第２の下限値Ｌ２及び上限値Ｕ１が、それぞれ、温度の予測値Ｔｐが下降するときに適用される第２の下限値Ｌ２及び上限値Ｕ１よりも高い方向にずらされ、ヒステリシス制御が行われることが望ましい。
【０１２８】
＜６  その他＞
この発明は詳細に説明されたが、上述の説明は全ての局面において例示であって、この発明は上述の説明に限定されない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定されうる。特に、説明した事項を組み合わせることは当然に予定されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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