(57)【要約】  高効率な蓄電装置システム、並びに、該システムを用いたモーター駆動体及び移動体を提供する。  （１）補助蓄電装置Ｂに対し相対的に高エネルギー密度の主蓄電装置Ａ、（２）主蓄電装置Ａに対し相対的に高出力密度の補助蓄電装置Ｂ、（３）主蓄電装置Ａを所定温度以上に暖機する暖機手段、（４）主蓄電装置Ａについて暖機の必要性を監視する暖機監視手段、（５）暖機運転モード又は通常運転モードを選択し、選択した運転モードを実行する運転モード切替手段、及び、（６）電力を蓄電装置システムの外部へ供給する電力供給系統を備えることを特徴とする、蓄電装置システム。
2010092692.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力源として主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂを持つ蓄電装置システムであって、
（１）前記補助蓄電装置Ｂに対し相対的に高エネルギー密度の主蓄電装置Ａであって、所定温度以上の温度域で該主蓄電装置Ａの単独出力により蓄電装置システムに要求される出力要求以上の出力能力を有し、前記所定温度未満の温度域では前記出力要求に達しない主蓄電装置Ａ、
（２）前記主蓄電装置Ａに対し相対的に高出力密度の補助蓄電装置Ｂであって、前記所定温度未満の温度域で補助蓄電装置Ｂの単独出力又は前記主蓄電装置Ａと補助蓄電装置Ｂの同時出力により前記出力要求以上の出力能力を有する補助蓄電装置Ｂ、
（３）前記主蓄電装置Ａを前記所定温度以上に暖機する暖機手段、
（４）前記主蓄電装置Ａについて暖機の必要性を監視する暖機監視手段、
（５）前記暖機監視手段により前記主蓄電装置Ａの暖機が必要と判断された場合に、該主蓄電装置Ａの暖機を開始すると共に、暖機を行いながら前記補助蓄電装置Ｂの単独出力又は前記主蓄電装置Ａと前記補助蓄電装置Ｂの同時出力を行わせる暖機運転モードを選択し、前記暖機監視手段により前記主蓄電装置Ａの暖機が不要と判断された場合に、該主蓄電装置Ａの暖機を停止すると共に、前記主蓄電装置Ａの単独出力を行わせる通常運転モードを選択し、選択した運転モードを実行する、運転モード切替手段、及び、
（６）前記暖機運転モード時に、前記補助蓄電装置Ｂの単独出力又は前記主蓄電装置Ａと前記補助蓄電装置Ｂの同時出力により得られた電力を蓄電装置システムの外部へ供給し、前記通常運転モード時に、前記主蓄電装置Ａの単独出力により得られた電力を蓄電装置システムの外部へ供給する電力供給系統、を備えることを特徴とする、蓄電装置システム。
【請求項２】
前記暖機手段は、前記主蓄電装置Ａと前記補助蓄電装置Ｂの間の熱交換を行う熱交換手段である、請求の範囲第１項に記載の蓄電装置システム。
【請求項３】
前記暖機監視手段は、前記主蓄電装置Ａの温度を監視する温度測定装置と、暖機の必要性を判断するための基準となる温度データとして、前記所定温度以上の温度域に設定された運転モード切替温度データを保有しており、該主蓄電装置Ａの温度が前記運転モード切替温度未満である場合に、該主蓄電装置Ａの暖機が必要であると判断する、請求の範囲第１項又は第２項に記載の蓄電装置システム。
【請求項４】
前記暖機監視手段は、前記主蓄電装置Ａの出力を監視する出力測定装置と、暖機の必要性を判断するための基準となる出力データとして、前記所定温度以上の温度域に到達したと看做される所定の運転モード切替出力データを保有しており、該主蓄電装置Ａの出力が前記運転モード切替出力未満である場合に、該主蓄電装置Ａの暖機が必要であると判断する、請求の範囲第１項又は第２項に記載の蓄電装置システム。
【請求項５】
前記暖機監視手段は、少なくとも蓄電装置システムの始動段階において作動する、請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか一項に記載の蓄電装置システム。
【請求項６】
前記運転モード切替手段は、暖機を行いながら前記補助蓄電装置Ｂの単独出力を行わせるただ一つの暖機運転モードを保有し、前記暖機監視手段により前記主蓄電装置Ａの暖機が不要と判断された場合に、前記主蓄電装置Ａの暖機を停止すると共に、前記補助蓄電装置Ｂの単独出力から主蓄電装置Ａの単独出力に切り替える、請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか一項に記載の蓄電装置システム。
【請求項７】
前記暖機監視手段は、前記主蓄電装置Ａの暖機が必要と判断した場合に、さらに暖機の進行状態を監視し、前記運転モード切替手段は、前記主蓄電装置Ａ及び／又は前記補助蓄電装置Ｂの作動状態が異なる２つ以上の暖機運転モードを保有し、前記暖機監視手段により判断された暖機の進行状態に合わせて最適な暖機運転モードを選択する、請求の範囲第１項乃至第５項のいずれか一項に記載の蓄電装置システム。
【請求項８】
前記主蓄電装置Ａは、固体電解質二次電池である、請求の範囲第１項乃至第７項のいずれか一項に記載の蓄電装置システム。
【請求項９】
前記補助蓄電装置Ｂは、固体電解質二次電池である、請求の範囲第８項に記載の蓄電装置システム。
【請求項１０】
前記補助蓄電装置Ｂは、リチウムイオン二次電池である、請求の範囲第８項に記載の蓄電装置システム。
【請求項１１】
前記主蓄電装置Ａ及び前記補助蓄電装置Ｂの充電手段をさらに備える、請求の範囲第１項乃至第１０項のいずれか１項に記載の蓄電装置システム。
【請求項１２】
前記請求の範囲第１項乃至第１１項のいずれか１項に記載の蓄電装置システムと、該蓄電装置システムから供給される電力により駆動するモーターとを備え、前記蓄電装置システムの前記暖機手段は、前記主蓄電装置Ａと前記モーターの間の熱交換を行う熱交換手段であることを特徴とする、モーター駆動体。
【請求項１３】
前記主蓄電装置Ａ及び前記補助蓄電装置Ｂの充電手段をさらに備え、該充電手段の充電源が前記モーターである、請求の範囲第１２項に記載のモーター駆動体。
【請求項１４】
前記請求の範囲第１項乃至第１１項のいずれか１項に記載の蓄電装置システムと、該蓄電装置システムから供給される電力により駆動するモーターとを備え、前記蓄電装置システムの前記暖機手段は、前記主蓄電装置Ａと前記モーターの間の熱交換を行う熱交換手段であることを特徴とする、移動体。
【請求項１５】
前記蓄電装置システムの前記暖機監視手段は、前記主蓄電装置Ａの温度を監視するための温度測定装置と、暖機の必要性を判断するための基準となる温度データとして、移動体が遭遇する可能性のある外気温の温度域を超える温度域に設定された運転モード切替温度データを保有しており、該主蓄電装置Ａの温度が前記運転モード切替温度未満である場合に、該主蓄電装置Ａの暖機が必要であると判断する、請求の範囲第１４項に記載の移動体。
【請求項１６】
前記主蓄電装置Ａ及び前記補助蓄電装置Ｂの充電手段をさらに備え、該充電手段の充電源が前記モーターである、請求の範囲第１４項又は第１５項に記載の移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高効率な蓄電装置システム、並びに、該システムを用いたモーター駆動体及び移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力供給システムにとって、昼夜間や、季節間の電力負荷の格差の拡大は大きな問題であり、近年、これらの格差は益々拡大してきている。一方で、産業競争力を向上させる目的等により電力コストを低減する要望は高まってきており、電力供給にかかる負荷平準化は大変重要な課題と考えられている。このような課題に対する対策の１つとして、高効率で大容量な電力供給システムの開発が進められ、実用化されつつある。【０００３】
上記電力コスト低減の課題に対し、例えば特許文献１に挙げられるように、高エネルギー容量のナトリウム‐硫黄電池と、前記ナトリウム‐硫黄電池に対し相対的に出力／エネルギー比の大きい高出力型電池とが、電力系統に対し並列に接続されていることを特徴とするハイブリッド電池システムに関する技術が既に知られている。【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２１５４５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されたようなハイブリッド電池システムは、ナトリウム‐硫黄電池と、当該電池よりも相対的に出力／エネルギー比の大きい、すなわちエネルギー容量の小さい電池との組み合わせに限定されるため、ナトリウム‐硫黄電池よりもエネルギー容量の大きい蓄電装置を採用することができず、したがって、一度に供給できる電力量に限界があった。
本発明は、さらに高効率な蓄電装置システム、並びに、該システムを用いたモーター駆動体及び移動体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】
【０００６】
本発明の蓄電装置システムは、電力源として主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂを持つ蓄電装置システムであって、（１）前記補助蓄電装置Ｂに対し相対的に高エネルギー密度の主蓄電装置Ａであって、所定温度以上の温度域で該主蓄電装置Ａの単独出力により蓄電装置システムに要求される出力要求以上の出力能力を有し、前記所定温度未満の温度域では前記出力要求に達しない主蓄電装置Ａ、（２）前記主蓄電装置Ａに対し相対的に高出力密度の補助蓄電装置Ｂであって、前記所定温度未満の温度域で補助蓄電装置Ｂの単独出力又は前記主蓄電装置Ａと補助蓄電装置Ｂの同時出力により前記出力要求以上の出力能力を有する補助蓄電装置Ｂ、（３）前記主蓄電装置Ａを前記所定温度以上に暖機する暖機手段、（４）前記主蓄電装置Ａについて暖機の必要性を監視する暖機監視手段、（５）前記暖機監視手段により前記主蓄電装置Ａの暖機が必要と判断された場合に、該主蓄電装置Ａの暖機を開始すると共に、暖機を行いながら前記補助蓄電装置Ｂの単独出力又は前記主蓄電装置Ａと前記補助蓄電装置Ｂの同時出力を行わせる暖機運転モードを選択し、前記暖機監視手段により前記主蓄電装置Ａの暖機が不要と判断された場合に、該主蓄電装置Ａの暖機を停止すると共に、前記主蓄電装置Ａの単独出力を行わせる通常運転モードを選択し、選択した運転モードを実行する、運転モード切替手段、及び、（６）前記暖機運転モード時に、前記補助蓄電装置Ｂの単独出力又は前記主蓄電装置Ａと前記補助蓄電装置Ｂの同時出力により得られた電力を蓄電装置システムの外部へ供給し、前記通常運転モード時に、前記主蓄電装置Ａの単独出力により得られた電力を蓄電装置システムの外部へ供給する電力供給系統、を備えることを特徴とする。【０００７】
このような構成の蓄電装置システムは、高エネルギー密度に特化した前記主蓄電装置Ａと、高出力密度に特化した前記補助蓄電装置Ｂとを組み合わせて用いることによって、従来において、蓄電装置を単独でシステムに組み込んで用いた際に、特に蓄電装置システム始動時において出力不足となる問題が生じていた場合と比較して、幅広い温度領域において安定した高い出力を得ることができる。【０００８】
本発明の蓄電装置システムは、前記暖機手段は、前記主蓄電装置Ａと前記補助蓄電装置Ｂの間の熱交換を行う熱交換手段であることが好ましい。【０００９】
このような構成の蓄電装置システムは、前記主蓄電装置Ａ及び前記補助蓄電装置Ｂの間で互いに熱交換を行うことが可能な前記熱交換手段を備えることによって、前記運転モード切り替え手段が前記暖機運転モードを選択して実行した際において、前記主蓄電装置Ａ自身の運転及び／又は前記補助蓄電装置Ｂの運転による排熱を、前記主蓄電装置Ａの昇温に利用することができ、したがって、前記補助蓄電装置Ｂの単独出力又は前記主蓄電装置Ａと前記補助蓄電装置Ｂの同時出力を行いながら、前記主蓄電装置Ａの昇温時間を短縮することができる。【００１０】
本発明の蓄電装置システムの一形態としては、前記暖機監視手段は、前記主蓄電装置Ａの温度を監視する温度測定装置と、暖機の必要性を判断するための基準となる温度データとして、前記所定温度以上の温度域に設定された運転モード切替温度データを保有しており、該主蓄電装置Ａの温度が前記運転モード切替温度未満である場合に、該主蓄電装置Ａの暖機が必要であると判断するという構成をとることができる。【００１１】
このような構成の蓄電装置システムは、前記暖機監視手段が、前記運転モード切替温度データを保有することによって、前記主蓄電装置Ａの暖機が必要であるか否かを、前記温度測定装置が監視する前記主蓄電装置Ａの温度から判断することができる。【００１２】
本発明の蓄電装置システムの一形態としては、前記暖機監視手段は、前記主蓄電装置Ａの出力を監視する出力測定装置と、暖機の必要性を判断するための基準となる出力データとして、前記所定温度以上の温度域に到達したと看做される所定の運転モード切替出力データを保有しており、該主蓄電装置Ａの出力が前記運転モード切替出力未満である場合に、該主蓄電装置Ａの暖機が必要であると判断するという構成をとることができる。【００１３】
このような構成の蓄電装置システムは、前記暖機監視手段が、例えば、前記主蓄電装置Ａの温度‐出力曲線から導かれるような前記運転モード切替出力データを保有することによって、前記主蓄電装置Ａの暖機が必要であるか否かを、前記出力測定装置が監視する前記主蓄電装置Ａの出力から判断することができる。【００１４】
本発明の蓄電装置システムは、前記暖機監視手段は、少なくとも蓄電装置システムの始動段階において作動することが好ましい。【００１５】
このような構成の蓄電装置システムは、蓄電装置システムの始動段階から、前記主蓄電装置Ａの暖機が必要であるか否かを監視し、必要に応じて前記主蓄電装置Ａの暖機を開始することができる。【００１６】
本発明の蓄電装置システムの一形態としては、前記運転モード切替手段は、暖機を行いながら前記補助蓄電装置Ｂの単独出力を行わせるただ一つの暖機運転モードを保有し、前記暖機監視手段により前記主蓄電装置Ａの暖機が不要と判断された場合に、前記主蓄電装置Ａの暖機を停止すると共に、前記補助蓄電装置Ｂの単独出力から主蓄電装置Ａの単独出力に切り替えるという構成をとることができる。【００１７】
本発明の蓄電装置システムの一形態としては、前記暖機監視手段は、前記主蓄電装置Ａの暖機が必要と判断した場合に、さらに暖機の進行状態を監視し、前記運転モード切替手段は、前記主蓄電装置Ａ及び／又は前記補助蓄電装置Ｂの作動状態が異なる２つ以上の暖機運転モードを保有し、前記暖機監視手段により判断された暖機の進行状態に合わせて最適な暖機運転モードを選択するという構成をとることができる。【００１８】
このような構成の蓄電装置システムは、前記主蓄電装置Ａ及び／又は前記補助蓄電装置Ｂの作動状態が異なる２つ以上の暖機運転モードを保有していることにより、暖機の進行状態に合わせて段階的に前記主蓄電装置Ａ及び／又は前記補助蓄電装置Ｂの作動状態を調節することができる。【００１９】
本発明の蓄電装置システムは、前記主蓄電装置Ａは、固体電解質二次電池であることが好ましい。【００２０】
このような構成の蓄電装置システムは、液体の電解質、特に有機系液体を電解質として有する電池と比較して、寿命が長く安全性が高い固体電解質を有する二次電池を前記主蓄電装置Ａに採用することによって、長時間において安全性の高い電力供給が実現できる。また、このような構成の蓄電装置システムは、容量当たりのエネルギー密度が高い固体電解質を有する二次電池を前記主蓄電装置Ａに採用することによって、蓄電装置システム全体の省体積化を図ることができる。【００２１】
本発明の蓄電装置システムの一形態としては、前記補助蓄電装置Ｂは、固体電解質二次電池であるという構成をとることができる。【００２２】
本発明の蓄電装置システムの一形態としては、前記補助蓄電装置Ｂは、リチウムイオン二次電池であるという構成をとることができる。【００２３】
このような構成の蓄電装置システムは、低温下でも高い出力を発揮することができる液体電解質を有するリチウムイオン二次電池を、前記補助蓄電装置Ｂに採用することによって、特にシステム始動時において、高い出力を得ることができる。【００２４】
本発明の蓄電装置システムは、前記主蓄電装置Ａ及び前記補助蓄電装置Ｂの充電手段をさらに備えることが好ましい。【００２５】
このような構成の蓄電装置システムは、前記充電手段を備えることによって、より長時間の使用に耐えることができる。【００２６】
本発明のモーター駆動体は、上述した蓄電装置システムと、該蓄電装置システムから供給される電力により駆動するモーターとを備え、前記蓄電装置システムの前記暖機手段は、前記主蓄電装置Ａと前記モーターの間の熱交換を行う熱交換手段であることを特徴とする。【００２７】
このような構成のモーター駆動体は、前記主蓄電装置Ａ及び前記モーターの間で互いに熱交換を行うことが可能な前記熱交換手段を備えることによって、前記運転モード切り替え手段が前記暖機運転モードを選択して実行した際において、前記主蓄電装置Ａ自身の運転及び／又は前記モーターの運転による排熱を、前記主蓄電装置Ａの昇温に利用することができ、したがって、前記補助蓄電装置Ｂの単独出力又は前記主蓄電装置Ａと前記補助蓄電装置Ｂの同時出力を行いながら、前記主蓄電装置Ａの昇温時間を短縮することができる。【００２８】
本発明のモーター駆動体は、前記主蓄電装置Ａ及び前記補助蓄電装置Ｂの充電手段をさらに備え、該充電手段の充電源が前記モーターであることが好ましい。【００２９】
このような構成のモーター駆動体は、前記モーターによる前記充電手段を備えることによって、より長時間の使用に耐えることができる。また、このような構成のモーター駆動体は、前記モーターによってモーター駆動と充電を同時に行うことが可能であり、省エネルギー化を実現できる。【００３０】
本発明の移動体は、上述した蓄電装置システムと、該蓄電装置システムから供給される電力により駆動するモーターとを備え、前記蓄電装置システムの前記暖機手段は、前記主蓄電装置Ａと前記モーターの間の熱交換を行う熱交換手段であることを特徴とする。【００３１】
このような構成の移動体は、前記主蓄電装置Ａ及び前記モーターの間で互いに熱交換を行うことが可能な前記熱交換手段を備えることによって、前記運転モード切り替え手段が前記暖機運転モードを選択して実行した際において、前記主蓄電装置Ａ自身の運転及び／又は前記モーターの運転による排熱を、前記主蓄電装置Ａの昇温に利用することができ、したがって、前記補助蓄電装置Ｂの単独出力又は前記主蓄電装置Ａと前記補助蓄電装置Ｂの同時出力を行いながら、前記主蓄電装置Ａの昇温時間を短縮することができる。【００３２】
本発明の移動体は、前記蓄電装置システムの前記暖機監視手段が、前記主蓄電装置Ａの温度を監視するための温度測定装置と、暖機の必要性を判断するための基準となる温度データとして、移動体が遭遇する可能性のある外気温の温度域を超える温度域に設定された運転モード切替温度データを保有しており、該主蓄電装置Ａの温度が前記運転モード切替温度未満である場合に、該主蓄電装置Ａの暖機が必要であると判断することが好ましい。【００３３】
このような構成の移動体は、前記暖機監視手段が、移動体が遭遇する可能性のある外気温の温度域を超える温度域に設定された前記運転モード切替温度データを保有することによって、前記主蓄電装置Ａの暖機が必要であるか否かを、前記温度測定装置が監視する前記主蓄電装置Ａの温度から判断することができる。【００３４】
本発明の移動体は、前記主蓄電装置Ａ及び前記補助蓄電装置Ｂの充電手段をさらに備え、該充電手段の充電源が前記モーターであることが好ましい。【００３５】
このような構成の移動体は、前記モーターによる前記充電手段を備えることによって、より長時間の使用に耐えることができる。また、このような構成の移動体は、前記モーターによってモーター駆動と充電を同時に行うことが可能であり、省エネルギー化を実現できる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、高エネルギー密度に特化した前記主蓄電装置Ａと、高出力密度に特化した前記補助蓄電装置Ｂとを組み合わせて用いることによって、従来において、蓄電装置を単独でシステムに組み込んで用いた際に、特に蓄電装置システム始動時において出力不足となる問題が生じていた場合と比較して、幅広い温度領域において安定した高い出力を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る蓄電装置システムが、外部負荷に接続された状態の典型例を示した概略模式図である。
【図２】本発明に係る蓄電装置システムの制御の典型例を示したフローチャートである。
【図３】本発明に係る移動体の典型例を示した概略模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本発明の蓄電装置システムは、電力源として主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂを持つ蓄電装置システムであって、（１）前記補助蓄電装置Ｂに対し相対的に高エネルギー密度の主蓄電装置Ａであって、所定温度以上の温度域で該主蓄電装置Ａの単独出力により蓄電装置システムに要求される出力要求以上の出力能力を有し、前記所定温度未満の温度域では前記出力要求に達しない主蓄電装置Ａ、（２）前記主蓄電装置Ａに対し相対的に高出力密度の補助蓄電装置Ｂであって、前記所定温度未満の温度域で補助蓄電装置Ｂの単独出力又は前記主蓄電装置Ａと補助蓄電装置Ｂの同時出力により前記出力要求以上の出力能力を有する補助蓄電装置Ｂ、（３）前記主蓄電装置Ａを前記所定温度以上に暖機する暖機手段、（４）前記主蓄電装置Ａについて暖機の必要性を監視する暖機監視手段、（５）前記暖機監視手段により前記主蓄電装置Ａの暖機が必要と判断された場合に、該主蓄電装置Ａの暖機を開始すると共に、暖機を行いながら前記補助蓄電装置Ｂの単独出力又は前記主蓄電装置Ａと前記補助蓄電装置Ｂの同時出力を行わせる暖機運転モードを選択し、前記暖機監視手段により前記主蓄電装置Ａの暖機が不要と判断された場合に、該主蓄電装置Ａの暖機を停止すると共に、前記主蓄電装置Ａの単独出力を行わせる通常運転モードを選択し、選択した運転モードを実行する、運転モード切替手段、及び、（６）前記暖機運転モード時に、前記補助蓄電装置Ｂの単独出力又は前記主蓄電装置Ａと前記補助蓄電装置Ｂの同時出力により得られた電力を蓄電装置システムの外部へ供給し、前記通常運転モード時に、前記主蓄電装置Ａの単独出力により得られた電力を蓄電装置システムの外部へ供給する電力供給系統、を備えることを特徴とする。
【００３９】
本発明の蓄電装置システムは、（１）主蓄電装置Ａ、（２）補助蓄電装置Ｂ、（３）暖機手段、（４）暖機監視手段、（５）運転モード切替手段及び（６）電力供給系統の少なくとも６つの要素を備える。以下、これら各要素について、順を追って説明する。
【００４０】
（１）主蓄電装置Ａ及び（２）補助蓄電装置Ｂについて
本発明に係る蓄電装置システムの主な特徴の１つとして、高エネルギー密度に特化した主蓄電装置Ａと、高出力密度に特化した補助蓄電装置Ｂとを組み合わせて用いることが挙げられる。なお、本発明に係る蓄電装置システムにおいて、「蓄電装置」とは、電力を外部負荷に供給するために電力を蓄えることができる装置のことを指す。
【００４１】
高エネルギー密度の蓄電装置とは、エネルギー密度が高い蓄電装置のことであり、具体的には、比較的長時間の電力供給に適する特性を備えた蓄電装置のことをいう。なお、ここでいうエネルギー密度としては、重量エネルギー密度（単位：Ｗｈ／ｋｇ）及び体積エネルギー密度（単位：Ｗｈ／Ｌ又はＷｈ／ｍ３）のいずれも採用することができる。
これに対し、高出力密度の蓄電装置とは、出力密度（単位：Ｗ／ｋｇ）が高い蓄電装置のことであり、具体的には、比較的短時間に高い電力を供給することに適する特性を備えた蓄電装置のことをいう。
通常、単一の蓄電装置では、高出力密度を発揮することと、高エネルギー密度を達成することは背反の関係となる。したがって、特に、低温において、高出力密度かつ高エネルギー密度の条件を両方可能とする蓄電装置を作製するのは困難であった。
【００４２】
特に電気自動車に搭載された電池など、主に室外において用いられる蓄電装置システムは、低温下でも高出力密度且つ高エネルギー密度でシステムを始動させる必要がある。しかし、上述した背反関係により、そのような目的に対応できる蓄電装置システムは、従来においては作製が困難であった。
上記実情を打開するために、本発明者らは、高エネルギー密度に特化した主蓄電装置Ａと、高出力密度に特化した補助蓄電装置Ｂとを組み合わせて用いることによって、従来において、蓄電装置を単独でシステムに組み込んで用いた際に、特にシステム始動時において出力不足となる問題が生じていた場合と比較して、幅広い温度領域において安定した高い出力を得ることができる蓄電装置システムを開発した。
【００４３】
本発明に係る蓄電装置システムに用いられる、補助蓄電装置Ｂに対し相対的に高エネルギー密度の主蓄電装置Ａは、所定温度以上の温度域で該主蓄電装置Ａの単独出力により蓄電装置システムに要求される出力要求以上の出力能力を有し、前記所定温度未満の温度域では前記出力要求に達しない装置である（以下、前記所定温度のことを、「主蓄電装置Ａにおける出力能力発揮最低温度」ということがある。）。したがって、主蓄電装置Ａの単独出力により蓄電装置システムを作動させるためには、後述する暖機手段によって主蓄電装置Ａを、主蓄電装置Ａにおける出力能力発揮最低温度以上に暖機する必要がある。
【００４４】
本発明に係る蓄電装置システムに用いられる、主蓄電装置Ａに対し相対的に高出力密度の補助蓄電装置Ｂは、主蓄電装置Ａにおける出力能力発揮最低温度未満の温度域で補助蓄電装置Ｂの単独出力又は前記主蓄電装置Ａと補助蓄電装置Ｂの同時出力により前記出力要求以上の出力能力を有する装置である。したがって、主蓄電装置Ａの単独出力により蓄電装置システムを作動させる前の段階においては、補助蓄電装置Ｂの単独出力によって蓄電装置システムを作動させるか、又は、主蓄電装置Ａと補助蓄電装置Ｂの同時出力によって蓄電装置システムを作動させるかの、いずれかを選択することができる。
【００４５】
本発明に係る蓄電装置システムにおいて、蓄電装置の例としては、電池、二次電池、キャパシタ等を挙げることができる。
電池（一次電池）は、化学反応に伴う化学エネルギーの減少分を電気エネルギーに変換する装置のことであり、具体的には、マンガン乾電池、アルカリマンガン乾電池、ニッケル系一次電池、ニッケルマンガン電池、酸化銀電池、水銀電池、空気亜鉛電池、リチウム電池、海水電池等を例示することができるが、必ずしもこれらに限定されることはない。
二次電池は、一次電池と同様に化学エネルギーから電気エネルギーへのエネルギー変換をすることができる他に、放電時と逆方向に電流を流すことにより、電気エネルギーを化学エネルギーに変換して蓄積（充電）することが可能な装置のことであり、具体的には、鉛蓄電池、ニッケル・カドミウム二次電池、酸化銀・亜鉛二次電池、ニッケル・亜鉛二次電池、ニッケル・水素電池、リチウムイオン二次電池、リチウム・硫化鉄二次電池、ナトリウム・硫黄電池、レドックスフロー二次電池、亜鉛・臭素二次電池等を例示することができるが、必ずしもこれらに限定されることはない。
キャパシタ（コンデンサ）は、静電容量により電荷（電気エネルギー）を蓄えたり、放出したりする装置のことであり、具体的には、プラスチックフィルムコンデンサ、セラミックコンデンサ、マイカコンデンサ、電解コンデンサ、電気二重層コンデンサ、可変コンデンサ、紙コンデンサ、オイルコンデンサ、真空コンデンサ、ガス封入コンデンサ等を例示することができるが、必ずしもこれらに限定されることはない。
【００４６】
蓄電装置は、物理法則に基づく物理的エネルギー又は化学反応に伴う化学エネルギーの減少分を電気エネルギーに変換する際に、エネルギー損失が熱として生じる、発熱型の蓄電装置と、当該発熱型蓄電装置とは対照的に、周囲の環境から熱エネルギーを奪うことによって、物理法則に基づく物理的エネルギー又は化学反応に伴う化学エネルギーを増加させ、それに伴って電気エネルギーを生じさせる吸熱型の蓄電装置とに大別される。
本発明に係る蓄電装置システムにおいては、少なくとも補助蓄電装置Ｂに発熱型蓄電装置を採用するのが好ましく、主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂの両方に発熱型蓄電装置を採用するのが特に好ましい。
【００４７】
上述した電池、二次電池、キャパシタ等（以下、電池等と略すことがある。）の個々の装置が複数集合し、直列又は並列等適宜接続されたものを、本発明における蓄電装置として用いることもできる。その場合には、同じ種類の電池等同士が集合したものを蓄電装置として用いてもよいし、異なる種類の電池等同士が集合したものを蓄電装置として用いてもよい。
【００４８】
主蓄電装置Ａは、システム始動時から時間を経るにつれて、出力が次第に増加していくような装置であることが好ましい。特に、主蓄電装置Ａは、温度に依存して出力が増加すること、すなわち、システム始動時の温度下における出力よりも、システム始動時から一定時間が経過し、主蓄電装置Ａにおける出力能力発揮最低温度以上の温度域における出力の方が高いことが好ましい。
補助蓄電装置Ｂに発熱型の蓄電装置を採用する場合には、主蓄電装置Ａは、出力が補助蓄電装置Ｂの排熱により増加していくものであることが好ましい。また、主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂの両方に発熱型の蓄電装置を採用する場合には、主蓄電装置Ａは、出力が主蓄電装置Ａ自身の排熱及び／又は補助蓄電装置Ｂの排熱により増加していくものであることが好ましい。
補助蓄電装置Ｂの排熱を、主蓄電装置Ａの出力増加のために用いる方法については後述する。
【００４９】
本発明に係る蓄電装置システムは、主蓄電装置Ａが固体電解質を有する二次電池であることが好ましい。
二次電池に用いられる電解質の一種である固体電解質は、一般的に、温度が上昇するに伴い、イオン伝導度が向上する性質を有する。すなわち、このような固体電解質を有する二次電池は、温度が高ければ高いほど、電池の出力が向上する。また、このような固体電解質を有する二次電池を高温下で用いることによって、電池の対向面積を大きくしたり、正極及び／又は負極の活物質層を薄くしたりする必要なく、電池の出力を向上させることができるというメリットも生じる。従来においては、このような固体電解質を有する二次電池は、低温下において出力を向上させるために、電池の対向面積を大きくする対策をとると、システム全体の体積が大きくかさばってしまうというデメリットが生じ、また、活物質層を薄くする対策をとると、出力は向上するがエネルギー密度が低下してしまうというデメリットが生じていた。
【００５０】
固体電解質を有する二次電池は、液体の電解質、特に有機系液体を電解質として有する電池と比較して、寿命が長く安全性が高い。特に、有機系液体を電解質として有する二次電池は、出力を上げるために温度を上昇させると、電解質の劣化が早まり、電池全体の寿命が縮まることが知られている。また、有機系液体を電解質として有する二次電池は、有機系液体の発火等の危険性を常に伴うことが知られている。
したがって、主蓄電装置Ａに固体電解質を有する二次電池を採用した、本発明に係る蓄電装置システムの好ましい形態は、液体の電解質、特に有機系液体を電解質として有する電池と比較して、寿命が長く安全性が高い固体電解質を有する二次電池を主蓄電装置Ａに採用することによって、長時間において安全性の高い電力供給が実現できる。また、このような構成の本発明に係る蓄電装置システムの好ましい形態は、容量当たりのエネルギー密度が高い固体電解質を有する二次電池を主蓄電装置Ａに採用することによって、蓄電装置システム全体の省体積化を図ることができる。
【００５１】
なお、本発明の蓄電装置システムの一形態としては、前記補助蓄電装置Ｂが、固体電解質二次電池であるという構成をとることができる。
【００５２】
上記固体電解質としては、固体酸化物電解質、固体硫化物電解質等を用いることができる。
固体酸化物電解質としては、具体的には、ＬｉＰＯＮ（リン酸リチウムオキシナイトライド）、Ｌｉ１．３Ａｌ０．３Ｔｉ０．７（ＰＯ４）３、Ｌａ０．５１Ｌｉ０．３４ＴｉＯ０．７４等を例示することができる。
固体硫化物電解質としては、具体的には、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２、Ｌｉ３．２５Ｐ０．２５Ｇｅ０．７６Ｓ４等を例示することができる。
なお、本発明に係る蓄電装置システムは、主蓄電装置Ａが固体電解質を有する全固体二次電池であることが特に好ましい。
【００５３】
本発明に係る蓄電装置システムの一形態としては、補助蓄電装置Ｂがリチウムイオン二次電池であるという構成をとることができる。これは、低温下でも高い出力を発揮することができる液体電解質を有するリチウムイオン二次電池を補助蓄電装置Ｂに採用することによって、特にシステム始動時において、高い出力を得ることができるからである。
液体電解質を有するリチウムイオン二次電池としては、具体的な構成として、負極に炭素、正極にコバルト酸リチウムなどのリチウム遷移金属酸化物、電解質に炭酸エチレンや炭酸ジエチルなどの有機溶媒に六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）といったリチウム塩を加えたものを用いることができる。しかし一般には、負極、正極、電解質それぞれの材料は、リチウムイオンを移動し、かつ電荷の授受により充放電可能であればよいので、非常に多くの構成を採用することができる。
リチウム塩としては、ＬｉＰＦ６の他、ＬｉＢＦ４などのフッ素系錯塩、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｒｆ）２・ＬｉＣ（ＳＯ２Ｒｆ）３（ただし、Ｒｆ＝ＣＦ３、Ｃ２Ｆ５）等の塩を用いることができる
また、通常、電解液に高い導電率と安全性を与えるため、炭酸エチレン・炭酸プロピレンなどの環状炭酸エステル系高誘電率且つ高沸点溶媒に、低粘性率溶媒である炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル等の低級鎖状炭酸エステルを用い、一部に低級脂肪酸エステルを用いることもできる。
【００５４】
本発明の蓄電装置システムは、より長時間の使用に耐えることができるという観点から、主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂの充電手段をさらに備えることが好ましい。
充電手段については、特に限定されず、一般に蓄電装置の充電に用いられる装置や、蓄電装置の充電方法を採用することができる。なお、蓄電装置として二次電池を用いる場合は、具体的には、定電圧充電、定電流充電、定電流定電圧充電（ＣＣ−ＣＶ）、−Δv検出充電、電池温度上昇検出充電、電池温度上昇微分値検出充電、充電電流付加−ストップ（測定）充電、パルス充電、トリクル充電等の充電法を、電池の種類に合わせて適宜選択することができる。また、蓄電装置としてコンデンサを用いる場合は、具体的には、電極間に電圧を印加することにより充電することができる。
【００５５】
主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂは、それぞれ必ずしも、電力供給において０％又は１００％の出力状態のいずれか一方の状態のみに限られることはない。すなわち、主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂは、それぞれ出力状態を０％〜１００％の間において可変的に調節することができるものであってもよい。
【００５６】
（３）暖機手段について
本発明に係る蓄電装置システムが備える暖機手段は、上述した主蓄電装置Ａを、主蓄電装置Ａにおける出力能力発揮最低温度以上に暖機する手段である。
【００５７】
ここで、「主蓄電装置Ａの暖機」とは、主蓄電装置Ａが単独出力により本システムの要求出力に達するように、該主蓄電装置Ａの温度を上昇させることを意味する。ここで、「主蓄電装置Ａの温度」とは、主蓄電装置Ａの内部を含む、主蓄電装置Ａが位置する周辺の温度のことであり、好ましくは、主蓄電装置Ａの内部の温度のことである。主蓄電装置Ａの内部の温度を上昇させることによって、主蓄電装置Ａの出力が本システムの要求出力に達し、その結果、高効率かつ長時間の運転が可能となる。
主蓄電装置Ａの温度を測定する方法は、暖機監視手段の説明において述べる。
【００５８】
暖機手段は、蓄電装置システムの発電機構とは独立して主蓄電装置Ａの暖機を担当する手段であってもよいが、省スペース化及び省電力化の観点からは、蓄電装置システムの発電機構を利用した手段であってもよい。
【００５９】
暖機手段は、主蓄電装置Ａと補助蓄電装置Ｂの間の熱交換を行う熱交換手段であることが好ましい。これは、主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂの間で互いに熱交換を行うことが可能な熱交換手段を備えることによって、後述する運転モード切り替え手段が暖機運転モードを選択して実行した際において、主蓄電装置Ａ自身の運転及び／又は補助蓄電装置Ｂの運転による排熱を、主蓄電装置Ａの昇温に利用することができ、したがって、補助蓄電装置Ｂの単独出力又は主蓄電装置Ａと補助蓄電装置Ｂの同時出力を行いながら、主蓄電装置Ａの昇温時間を短縮することができるからである。
なお、運転モード切り替え手段における暖機運転モードについては後述する。
【００６０】
熱交換手段は、必ずしも熱交換のための装置等に限定されることはなく、例えば、蓄電装置の形状や配置などによるものでもよい。例えば、熱交換手段の設定方法として、主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂを、互いに熱交換できる位置に配置する方法、好ましくはこれらの蓄電装置を互いにぴったりと重ね合わせて配置する方法等を挙げることができる。
なお、暖機手段を上述した熱交換手段とする場合には、補助蓄電装置Ｂが発熱型の蓄電装置であることが好ましい。
【００６１】
上述した熱交換手段は、主蓄電装置Ａと補助蓄電装置Ｂの間を循環する熱交換媒体を流す流路を有するものであることが特に好ましい。これは、主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂの種類や、主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂが発電に寄与する温度範囲に即した適切な熱交換媒体を選ぶことによって、安全性の高い発電、及びより高い発電効率の両方が実現できるからである。
熱交換媒体は、気体、液体等の循環可能な流動体を用いることができる。熱交換媒体の具体例としては、空気、窒素、アルゴン等の気体、水等の液体を挙げることができる。
流路は、主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂが十分に熱交換できるように、主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂを取り巻くように配置されていることが好ましい。仮に発電に支障が生じないようであれば、蓄電装置の内部に含まれるように流路を設計してもよい。
なお、熱交換媒体の循環を補助するために、当該媒体を送り出すポンプ等の循環手段を備えていることが特に好ましい。
【００６２】
（４）暖機監視手段について
本発明に係る蓄電装置システムが備える暖機監視手段は、主蓄電装置Ａについて暖機の必要性を監視する手段である。暖機の必要性を監視し、監視結果を後述する運転モード切り替え手段に伝達するためには、暖機監視手段は、少なくとも、主蓄電装置Ａから物性データを取得する手段又は装置と、得られた該物性データに基づいて、主蓄電装置Ａが暖機を必要とするものであるか否かを判定する手段が必要である。
【００６３】
暖機監視手段の一形態としては、主蓄電装置Ａの温度を監視する温度測定装置と、暖機の必要性を判断するための基準となる温度データとして、主蓄電装置Ａにおける出力能力発揮最低温度以上の温度域に設定された運転モード切替温度データを保有しており、該主蓄電装置Ａの温度が運転モード切替温度未満である場合に、該主蓄電装置Ａの暖機が必要であると判断するものであるという構成をとることができる。暖機監視手段が、このような運転モード切替温度データを保有することによって、主蓄電装置Ａの暖機が必要であるか否かを、温度測定装置が監視する主蓄電装置Ａの温度から判断することができる。
【００６４】
ここでいう「運転モード切替温度データ」において設定された温度域は、主蓄電装置Ａにおける出力能力発揮最低温度そのものでは必ずしもない。すなわち、運転モード切替温度データにおいて設定された温度域は、ある程度の温度幅を有するものであり、その温度幅において、必ずしも前記出力能力発揮最低温度を含まない設定であってもよい。
【００６５】
主蓄電装置Ａの温度を測定する手段は、特に限定されることはなく、一般に蓄電装置周辺の温度を測定する方法を採用することができる。温度測定方法の具体例としては、純水銀を用いたガラス製温度計、バイメタルを用いた金属製温度計、白金線を用いた電気式温度計、熱電対を用いた温度センサー、サーミスタを用いた抵抗温度計、放射温度計等を用いた測定方法を挙げることができる。
【００６６】
暖機監視手段の異なる一形態としては、主蓄電装置Ａの出力を監視する出力測定装置と、暖機の必要性を判断するための基準となる出力データとして、主蓄電装置Ａにおける出力能力発揮最低温度以上の温度域に到達したと看做される所定の運転モード切替出力データを保有しており、該主蓄電装置Ａの出力が運転モード切替出力未満である場合に、該主蓄電装置Ａの暖機が必要であると判断するものであるという構成をとることができる。暖機監視手段が、このような運転モード切替温度データを保有することによって、主蓄電装置Ａの暖機が必要であるか否かを、出力測定装置が監視する前記主蓄電装置Ａの出力から判断することができる。
なお、運転モード切替出力データの具体例としては、予め主蓄電装置Ａの各温度に対する出力を測定しておき、該出力測定結果をプロットした温度‐出力曲線等に基づいて作成したデータ等を挙げることができる。
【００６７】
蓄電装置システムの始動段階から、主蓄電装置Ａの暖機が必要であるか否かを監視し、必要に応じて主蓄電装置Ａの暖機を開始することができるという観点から、暖機監視手段は、少なくとも蓄電装置システムの始動段階において作動することが好ましい。なお、例えば、蓄電装置システムの使用環境が極端に低温である場合等、常に暖機の必要性を確認しなければならない場合においては、蓄電装置システムの始動段階のみならず、蓄電装置システムの途中段階においても、暖機監視手段が作動することが好ましい。
【００６８】
（５）運転モード切替手段について
本発明に係る蓄電装置システムが備える運転モード切替手段は、暖機運転モード又は通常運転モードのいずれか一方を選択し、選択した運転モードを実行する手段のことである。
暖機運転モードは、暖機監視手段により主蓄電装置Ａの暖機が必要と判断された場合に選択する運転モードであり、該運転モードは、主蓄電装置Ａの暖機を開始すると共に、暖機を行いながら補助蓄電装置Ｂの単独出力又は主蓄電装置Ａと補助蓄電装置Ｂの同時出力を行わせるものである。なお、このような補助蓄電装置Ｂの単独出力又は主蓄電装置Ａと補助蓄電装置Ｂの同時出力を行わせた結果、蓄電装置システムの出力要求以上の出力が得られることが好ましい。
通常運転モードは、暖機監視手段により主蓄電装置Ａの暖機が不要と判断された場合に選択する運転モードであり、該運転モードは、主蓄電装置Ａの暖機を停止すると共に、主蓄電装置Ａの単独出力を行わせるものである。なお、このような補助蓄電装置Ａの単独出力を行わせた結果、蓄電装置システムの出力要求以上の出力が得られることが好ましい。
【００６９】
ここでいう「暖機が必要と判断された場合」とは、必ずしも１回のみ起こるものとは限らない。すなわち、暖機監視手段により主蓄電装置Ａの暖機が必要と判断され、暖機を行った結果いったん暖機監視手段により暖機が不要と判断された後に、再度暖機が必要と判断される場合も想定し得る。このような場合においても、本発明に係る蓄電装置システムが備える運転モード切替手段は、再度暖機運転モードを選択することができる。これは、「暖機が不要と判断された場合」においても同様である。すなわち、運転モード切替手段は、定期的に暖機監視手段から暖機の要・不要の情報を得て運転モードを切り替えるものとする。
【００７０】
また、ここでいう「通常運転モード」とは、あくまでも暖機を伴う運転をせずに通常運転を行うモードのことをいう。したがって、本発明でいう「通常運転モード」は、例えば、蓄電装置システム全体において異常等が生じた際においても、該異常等の有無とは関係なく選択されるモードである。
【００７１】
本発明の蓄電装置システムの一形態としては、運転モード切替手段は、暖機を行いながら補助蓄電装置Ｂの単独出力を行わせるただ一つの暖機運転モードを保有し、暖機監視手段により主蓄電装置Ａの暖機が不要と判断された場合に、主蓄電装置Ａの暖機を停止すると共に、補助蓄電装置Ｂの単独出力から主蓄電装置Ａの単独出力に切り替えるという構成をとることができる。
このような運転モード切替手段においては、補助蓄電装置Ｂによる１００％単独出力を行うただ一つの暖機運転モードが採用され、出力切り替え時において、補助蓄電装置Ｂによる１００％単独出力を行うただ一つの暖機運転モードから、主蓄電装置Ａによる１００％単独出力を行う通常運転モードへと切り替えられる。
【００７２】
本発明の蓄電装置システムの異なる一形態としては、暖機監視手段は、前記主蓄電装置Ａの暖機が必要と判断した場合に、さらに暖機の進行状態を監視し、運転モード切替手段は、主蓄電装置Ａ及び／又は補助蓄電装置Ｂの作動状態が異なる２つ以上の暖機運転モードを保有し、暖機監視手段により判断された暖機の進行状態に合わせて最適な暖機運転モードを選択するという構成をとることができる。
このような運転モード切替手段においては、２つ以上の暖機運転モードが採用される。ここでいう「２つ以上の暖機運転モード」とは、例えば、蓄電装置システム全体の出力に対する、主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂの各出力寄与がそれぞれ異なる暖機運転モードを挙げることができる。このような暖機運転モードの例としては、主蓄電装置Ａの２５％出力及び補助蓄電装置Ｂの７５％出力の暖機運転モード、主蓄電装置Ａの５０％出力及び補助蓄電装置Ｂの５０％出力の暖機運転モード、主蓄電装置Ａの７５％出力及び補助蓄電装置Ｂの２５％出力の暖機運転モード等を挙げることができる。すなわち、このような運転モード切替手段においては、複数の暖機運転モードの中から最適な暖機運転モードを選択することによって、連続的に蓄電装置システム全体の出力に対する、主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂの各出力寄与を変化させることができる。これらの出力寄与は、システム作動時間が進行するにつれて、最終的に、主蓄電装置Ａによる１００％単独出力（すなわち、通常運転モード）へと収束するように切り替えられることが好ましい。
【００７３】
図１は、本発明に係る蓄電装置システムが、外部負荷に接続された状態の典型例を示した概略模式図である。図１中の図１（ａ）は運転モード切り替え手段において暖機運転モードを選択した状態であり、図１（ｂ）は運転モード切り替え手段において通常運転モードを選択した状態である。なお、この典型例はあくまでも一例であり、本発明に係る蓄電装置システムは、この典型例のみに限定されることはない。
図２は、本発明に係る蓄電装置システムの制御の典型例を示したフローチャートである。
【００７４】
図１に示すように、本発明に係る蓄電装置システムの典型例は、主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂ、主蓄電装置Ａの温度を測定する温度センサーを備えた暖機監視手段、運転モード切り替え手段の一態様である切り替えスイッチ１、暖機手段の一態様である熱交換媒体が循環する流路２を有し、さらに熱交換媒体を循環させるためのポンプを備えている。主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂは互いに並列に接続され、電力供給系統によって外部負荷と接続している。切り替えスイッチ１は暖機監視手段と連動しており、暖機監視手段が主蓄電装置Ａの暖機が不要であると判断すると、切り替えスイッチ１によって自動的に暖機運転モードから通常運転モードへと切り替わるように設定されている。なお図１においては、流路２中を流れる熱交換媒体（矢印は熱交換媒体の流れる方向を示す）は、ポンプを通過して、主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂの間の熱交換が十分に行われるように流れるものであるとし、また、流路２の幅や熱交換媒体の流れる方向は、必ずしも図示した通りでなくてもよいものとする。
【００７５】
図１の模式図及び図２のフローチャートに基づいて、本発明に係る第１の蓄電装置システムの制御について説明する。
システムを始動させる際の初期状態を仮に暖機運転モード（図１（ａ））とする。まず、図２中に示したステップＳ１１において、初期状態である図１（ａ）の状態から、システムを始動させ、次にステップＳ１２において、暖機手段及び暖機監視手段を実行する。
次に、ステップＳ１３において、暖機監視手段による暖機の要・不要を判定する。暖機監視手段は上述したような運転モード切り替え温度データを有しており、該データに基づいて暖機の要・不要を判断する。暖機が不要であればステップＳ１４へと移る。また、暖機が必要であればステップＳ１２へと戻り、引き続き暖機運転モードを実行する。なお、ステップＳ１３を実行する時間間隔、すなわち、暖機監視手段によって暖機が必要であると判定されてから再度暖機監視手段による判定を実行する時間間隔としては、短くて数秒、長くても数分の時間間隔とする。
【００７６】
ステップＳ１４においては、運転モード切り替え手段を実行する。具体的には、図１（ａ）に示した暖機運転モードから、図１（ｂ）に示した通常運転モードになるように切り替えスイッチ１を切り替えることにより、主蓄電装置Ａのみによる電力供給が開始され、残りの運転時間において、要求出力以上の出力を発揮して電力を外部負荷へ供給することができる。
【００７７】
以下、上述した蓄電装置システムを用いたモーター駆動体及び移動体について順次説明する。
【００７８】
本発明のモーター駆動体は、上述した蓄電装置システムと、該蓄電装置システムから供給される電力により駆動するモーターとを備え、前記蓄電装置システムの前記暖機手段は、前記主蓄電装置Ａと前記モーターの間の熱交換を行う熱交換手段であることを特徴とする。
このような構成のモーター駆動体は、主蓄電装置Ａ及びモーターの間で互いに熱交換を行うことが可能な熱交換手段を備えることによって、運転モード切り替え手段が暖機運転モードを選択して実行した際において、主蓄電装置Ａ自身の運転及び／又はモーターの運転による排熱を、主蓄電装置Ａの昇温に利用することができ、したがって、補助蓄電装置Ｂの単独出力又は主蓄電装置Ａと補助蓄電装置Ｂの同時出力を行いながら、主蓄電装置Ａの昇温時間を短縮することができる。
なお、熱交換手段は、主蓄電装置Ａ、補助蓄電装置Ｂ及びモーターの間の熱交換を行うものであるという構成をとることもできる。
【００７９】
本発明のモーター駆動体は、より長時間の使用に耐えることができるという観点から、主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂの充電手段をさらに備え、該充電手段の充電源がモーターであることが好ましい。このような構成のモーター駆動体は、モーターによってモーター駆動と充電を同時に行うことが可能であることから、省エネルギー化が実現できる。
【００８０】
本発明の移動体は、上述した蓄電装置システムと、該蓄電装置システムから供給される電力により駆動するモーターとを備え、前記蓄電装置システムの前記暖機手段は、前記主蓄電装置Ａと前記モーターの間の熱交換を行う熱交換手段であることを特徴とする。
このような構成の移動体は、主蓄電装置Ａ及びモーターの間で互いに熱交換を行うことが可能な前記熱交換手段を備えることによって、運転モード切り替え手段が暖機運転モードを選択して実行した際において、主蓄電装置Ａ自身の運転及び／又はモーターの運転による排熱を、主蓄電装置Ａの昇温に利用することができ、したがって、補助蓄電装置Ｂの単独出力又は主蓄電装置Ａと補助蓄電装置Ｂの同時出力を行いながら、主蓄電装置Ａの昇温時間を短縮することができる。
なお、熱交換手段は、主蓄電装置Ａ、補助蓄電装置Ｂ及びモーターの間の熱交換を行うものであるという構成をとることもできる。
【００８１】
蓄電装置システムの暖機監視手段は、主蓄電装置Ａの温度を監視するための温度測定装置と、暖機の必要性を判断するための基準となる温度データとして、移動体が遭遇する可能性のある外気温の温度域を超える温度域に設定された運転モード切替温度データを保有しており、該主蓄電装置Ａの温度が運転モード切替温度未満である場合に、該主蓄電装置Ａの暖機が必要であると判断することが好ましい。これは、暖機監視手段が、移動体が遭遇する可能性のある外気温の温度域を超える温度域に設定された運転モード切替温度データを保有することによって、主蓄電装置Ａの暖機が必要であるか否かを、温度測定装置が監視する前記主蓄電装置Ａの温度から判断することができるからである。
【００８２】
本発明の移動体は、より長時間の使用に耐えることができるという観点から、主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂの充電手段をさらに備え、該充電手段の充電源が前記モーターであることが好ましい。このような構成の移動体は、モーターによってモーター駆動と充電を同時に行うことが可能であることから、省エネルギー化が実現できる。
【００８３】
本発明に係る移動体は、この他にも用途に応じて様々な装置を追加することができる。例えば、本発明に係る移動体を自動車等の車両として利用する場合は、内燃機関や、車両の駆動輪に動力を出力するための出力部材、電動機の回転を減速する減速機構等の装置をさらに追加することができる。
【００８４】
図３は、本発明に係る移動体の典型例を示した概略模式図である。図３中の図３（ａ）は運転モード切り替え手段において暖機運転モードを選択した状態であり、図３（ｂ）は運転モード切り替え手段において通常運転モードを選択した状態である。なお、この典型例はあくまでも一例であり、本発明に係る移動体は、この典型例のみに限定されることはない。
図３に示すように、本発明に係る移動体の典型例は、主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂ、モーター、主蓄電装置Ａの温度を測定する温度センサーを備えた暖機監視手段、運転モード切り替え手段の一態様である切り替えスイッチ１、暖機手段の一態様である熱交換媒体が循環する流路３を有し、さらに熱交換媒体を循環させるためのポンプを備えている。主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂは互いに並列に接続され、電力供給系統によってモーターと接続している。切り替えスイッチ１は暖機監視手段と連動しており、暖機監視手段が主蓄電装置Ａの暖機が不要であると判断すると、切り替えスイッチ１によって自動的に暖機運転モードから通常運転モードへと切り替わるように設定されている。なお図３においては、流路３中を流れる熱交換媒体（矢印は熱交換媒体の流れる方向を示す）は、ポンプを通過して、主蓄電装置Ａ及び補助蓄電装置Ｂ及びモーターの間の熱交換が十分に行われるように流れるものであるとし、また、流路３の幅や熱交換媒体の流れる方向は、必ずしも図示した通りでなくてもよいものとする。
本典型例の制御は、上述した図２に示したフローチャートを参考に行うものとする。
【符号の説明】
【００８５】
１…切り替えスイッチ
２，３…熱交換媒体が循環する流路
【図１】
2010092692.tif 000003
【図２】
2010092692.tif 000004
【図３】
2010092692.tif 000005
【国際調査報告】
2010092692.tif 000006
2010092692.tif 000007
2010092692.tif 000008
2010092692.tif 000009
2010092692.tif 000010