(57)【要約】【課題】ポンプを停止した待機中のレドックスフロー電池について自己放電に起因する不具合を抑制できるレドックスフロー電池システム、及びレドックスフロー電池システムの運転方法を提供する。【解決手段】ポンプによってタンクから電池セル部に電解液を循環して、外部からの電力を前記電池セル部に供給する充電制御と、前記電池セル部の電力を外部に供給する放電制御とを行う複数のレドックスフロー電池モジュールを備えるレドックスフロー電池システムを運転するレドックスフロー電池システムの運転方法であって、前記複数のレドックスフロー電池モジュールのうちに充電運転を行う少なくとも一つの充電モジュールが有る場合に、前記ポンプを停止して待機状態にある待機モジュールの前記電池セル部に残存する電解液に基づく残存電力の少なくとも一部を前記充電モジュールに供給するレドックスフロー電池システムの運転方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレドックスフロー電池モジュールを備えるレドックスフロー電池システムであって、
各レドックスフロー電池モジュールは、
電池セル部と、電解液を貯留するタンクと、前記電池セル部に前記タンク内の電解液を循環するためのポンプとを含むレドックスフロー電池と、
外部からの電力を前記電池セル部に供給するように充電制御を行い、前記電池セル部からの電力を外部に供給する放電制御を行う個別制御部とを有し、
前記複数のレドックスフロー電池モジュールのうちに充電運転を行う少なくとも一つの充電モジュールが有る場合に、前記ポンプを停止して待機状態にある待機モジュールの前記電池セル部に残存する電解液に基づく残存電力の少なくとも一部を前記充電モジュールに供給するように前記待機モジュールの個別制御部に命令する給電命令部と、前記残存電力の少なくとも一部を充電するように前記充電モジュールの個別制御部に命令する受電命令部とを有する総合制御部とを備えるレドックスフロー電池システム。
【請求項２】
前記総合制御部は、前記待機モジュールの前記残存電力の少なくとも一部を負荷に供給するように前記待機モジュールの個別制御部に命令する負荷放電命令部を備える請求項１に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項３】
前記待機モジュールは、前記電池セル部に接続された停止時用負荷を備え、
前記総合制御部は、前記待機モジュールの前記残存電力の少なくとも一部を前記停止時用負荷に供給するように前記待機モジュールの個別制御部に命令する抵抗放電命令部を備える請求項１又は請求項２に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項４】
前記総合制御部は、前記充電モジュールが無い場合に、放電運転を行う少なくとも一つの放電モジュールの放電量を低減するように前記放電モジュールの個別制御部に命令する減量命令部と、前記待機モジュールの前記残存電力の少なくとも一部を負荷に供給するように前記待機モジュールの個別制御部に命令する負荷放電命令部とを備える請求項１に記載のレドックスフロー電池システム。
【請求項５】
ポンプによってタンクから電池セル部に電解液を循環して、外部からの電力を前記電池セル部に供給する充電制御と、前記電池セル部の電力を外部に供給する放電制御とを行う複数のレドックスフロー電池モジュールを備えるレドックスフロー電池システムを運転するレドックスフロー電池システムの運転方法であって、
前記複数のレドックスフロー電池モジュールのうちに充電運転を行う少なくとも一つの充電モジュールが有る場合に、前記ポンプを停止して待機状態にある待機モジュールの前記電池セル部に残存する電解液に基づく残存電力の少なくとも一部を前記充電モジュールに供給するレドックスフロー電池システムの運転方法。
【請求項６】
前記残存電力のうち、前記充電モジュールの充電容量を超える電力の少なくとも一部を負荷に供給する請求項５に記載のレドックスフロー電池システムの運転方法。
【請求項７】
前記残存電力のうち、前記充電モジュールの充電容量を超える電力の少なくとも一部を前記待機モジュールに接続された停止時用負荷に供給する請求項５又は請求項６に記載のレドックスフロー電池システムの運転方法。
【請求項８】
前記充電モジュールが無い場合に、放電運転を行う少なくとも一つの放電モジュールの放電量を低減して、前記残存電力の少なくとも一部を負荷に供給する請求項５に記載のレドックスフロー電池システムの運転方法。
【請求項９】
前記ポンプを停止してから１時間以内に、前記待機モジュールに備える電池セル部の充電状態が所定値以下となるように前記残存電力を放電対象に供給する請求項５〜請求項８のいずれか１項に記載のレドックスフロー電池システムの運転方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電池の一つであるレドックスフロー電池を備えるレドックスフロー電池システム、及びレドックスフロー電池システムの運転方法に関する。特に、ポンプを停止した待機中のレドックスフロー電池について自己放電に起因する不具合を抑制できるレドックスフロー電池システム、及びレドックスフロー電池システムの運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電力不足の深刻化に伴って、世界規模での風力発電や太陽光発電などの自然エネルギーの急速導入や電力系統の安定化（例えば、周波数や電圧の維持など）が課題となっている。この対策技術の一つとして、大容量の蓄電池を設置して、出力変動の平滑化、余剰電力の貯蓄、負荷平準化などを図ることが注目されている。
【０００３】
大容量の蓄電池の一つにレドックスフロー電池（以下、ＲＦ電池と呼ぶことがある）がある。ＲＦ電池は、（１）メガワット級（ＭＷ級）の大容量化が容易である、（２）長寿命である、（３）電池の充電状態が正確に監視可能である、などの特徴を有しており、電力系統の安定化用途の蓄電池として最適であると期待される。
【０００４】
ＲＦ電池は、正極電極と、負極電極と、両電極間に介在された隔膜とを備える電池セル部に正極電解液及び負極電解液をそれぞれ供給して充放電を行う。代表的には、上記電池セル部と電解液を貯留するタンクとの間を配管で接続し、この配管にポンプを設けて、上記電池セル部に各極の電解液を循環供給する。ＲＦ電池は、交流／直流変換器などを介して発電所などからの電力を充電し、充電した電力を、交流／直流変換器などを介して負荷に放電する。一つの電池セル部と、各極の電解液を貯留するタンクと、この電池セル部に各極の電解液を循環供給する循環路（主として配管及びポンプ）とを含むＲＦ電池の一つの纏まりをモジュールと呼ぶことがある。複数のモジュールを備えるＲＦ電池システムは、大容量用途に好適に利用することができる。
【０００５】
特許文献１は、単一のモジュールについて、充放電を行わない待機時に電池セル部内の電解液の流通を止めて電池セル部内の電解液のみで、インバータを介して電力系統（負荷）に放電する構成を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−０８６２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
複数のＲＦ電池モジュールを備えるＲＦ電池システムに対して、ポンプを停止した待機中のＲＦ電池モジュールに備える電池セル部について、自己放電に起因する不具合を抑制することが望まれている。
【０００８】
負荷平準用途などでは、電力系統などの負荷の電力要求に応じて、充放電を行わない待機期間を設けることがある。例えば、待機期間は、負荷の需要（電力消費）が比較的少ない夜間や休日などが挙げられる。待機期間では、特許文献１に記載されるようにポンプを停止することで、ポンプの駆動に伴うエネルギー損失（ポンプロス）を低減できる。
【０００９】
しかし、ポンプを停止している待機中に電池セル部に電解液を残存させていると、経時的に自己放電が生じ得る。自己放電が生じると、（１）エネルギー損失を招き、結果としてＲＦ電池システムの運転効率が低下する、（２）自己放電に伴う発熱によって隔膜などの電池セル部の構成部材の熱劣化が加速するなどして構成部材の寿命が低下する、などの不具合が生じ得る。特に、充電運転後の電解液では、充電状態（ＳＯＣ、Ｓｔａｔｅ  ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）が高いため、このような高ＳＯＣの電解液が電池セル部に残存すると、自己放電電流が大きくなり易いため、上述の自己放電に起因する不具合が生じ易い。
【００１０】
特許文献１では、インバータを介して放電することで自己放電に起因するエネルギー損や熱劣化などを抑制できるとしている。しかし、負荷が給電不要な場合や要求する電力量が少ない場合があり得る。これらの場合、ポンプを停止した電池セル部に残存する電解液に基づく電力（以下、残存電力と呼ぶ）は、負荷の需要に対して過多といえ、残存電力を十分に低減できるほど負荷に放電できない恐れがある。その結果、自己放電に起因する不具合を十分に低減できないことがあり得る。特に複数のＲＦ電池モジュールを備えるＲＦ電池システムでは、各ＲＦ電池モジュールに備える電池セル部自体が大容量であることがあり（例えば、１０ｋＷｈ程度／１モジュール）、ポンプを停止した電池セル部の残存電力が大きい場合が考えられる。このような場合も、残存電力を十分に低減できるほど負荷に放電できない恐れがある。そのため、特に、複数のモジュールを備えるＲＦ電池システムに対して、待機中のＲＦ電池モジュールにおける自己放電に起因する不具合を抑制可能な構成が望まれる。
【００１１】
その他、複数のＲＦ電池モジュールを備えるＲＦ電池システムにおいて、複数のＲＦ電池モジュールが放電運転中に放電量の低減が要求された場合、放電運転を行う全てのモジュールの放電量を低減するよりも、少なくとも一つのＲＦ電池モジュールのポンプを停止して待機状態にする方が、システム全体としてポンプロスを低減できる場合がある。この場合、放電運転中の他のＲＦ電池モジュールが負荷の要求に応じて放電しているため、待機状態にしたＲＦ電池モジュールの残存電力を負荷に供給できず、上述のような自己放電に起因する不具合が生じ得る。
【００１２】
そこで、本発明の目的の一つは、複数のＲＦ電池モジュールを備えており、そのうちのポンプを停止した待機中のＲＦ電池モジュールについて、自己放電に起因する不具合を抑制できるＲＦ電池システムを提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、複数のＲＦ電池モジュールを備えており、そのうちのポンプを停止した待機中のＲＦ電池モジュールについて、自己放電に起因する不具合を抑制できるＲＦ電池システムの運転方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のレドックスフロー電池システムは、複数のレドックスフロー電池モジュールと、以下の総合制御部とを備える。各レドックスフロー電池モジュールは、電池セル部と、電解液を貯留するタンクと、前記電池セル部に前記タンク内の電解液を循環するためのポンプとを含むレドックスフロー電池と、外部からの電力を前記電池セル部に供給するように充電制御を行い、前記電池セル部からの電力を外部に供給する放電制御を行う個別制御部とを有する。総合制御部は、前記複数のレドックスフロー電池モジュールのうちに充電運転を行う少なくとも一つの充電モジュールが有る場合に、前記ポンプを停止して待機状態にある待機モジュールの前記電池セル部に残存する電解液に基づく残存電力の少なくとも一部を前記充電モジュールに供給するように前記待機モジュールの個別制御部に命令する給電命令部と、前記残存電力の少なくとも一部を充電するように前記充電モジュールの個別制御部に命令する受電命令部とを有する。
【００１５】
本発明のレドックスフロー電池システムの運転方法は、ポンプによってタンクから電池セル部に電解液を循環して、外部からの電力を前記電池セル部に供給する充電制御と、前記電池セル部の電力を外部に供給する放電制御とを行う複数のレドックスフロー電池モジュールを備えるレドックスフロー電池システムを運転する方法であって、前記複数のレドックスフロー電池モジュールのうちに充電運転を行う少なくとも一つの充電モジュールが有る場合に、前記ポンプを停止して待機状態にある待機モジュールの前記電池セル部に残存する電解液に基づく残存電力の少なくとも一部を前記充電モジュールに供給する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のレドックスフロー電池システム及び本発明のレドックスフロー電池システムの運転方法は、待機中のレドックスフロー電池について、自己放電に起因する不具合を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態１に係るレドックスフロー電池システムの概略構成図である。
【図２】実施形態１に係るレドックスフロー電池システムに備える総合制御部の機能ブロック図である。
【図３】実施形態１に係るレドックスフロー電池システムの運転方法の手順を説明するフローチャートである。
【図４】実施形態２に係るレドックスフロー電池システムの運転方法の手順の一部を説明するフローチャートである。
【図５】実施形態３に係るレドックスフロー電池システムの運転方法の手順の一部を説明するフローチャートである。
【図６】実施形態７に係るレドックスフロー電池システムの運転方法の手順の一部を説明するフローチャートである。
【図７】セルスタックの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［本発明の実施の形態の説明］
最初に本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）  実施形態に係るレドックスフロー電池システムは、複数のレドックスフロー電池モジュールと、以下の総合制御部とを備える。各レドックスフロー電池モジュールは、電池セル部と、電解液を貯留するタンクと、上記電池セル部に前記タンク内の電解液を循環するためのポンプとを含むレドックスフロー電池と  、外部からの電力を前記電池セル部に供給するように充電制御を行い、前記電池セル部からの電力を外部に供給する放電制御を行う個別制御部とを有する。総合制御部は、上記複数のレドックスフロー電池モジュールのうちに充電運転を行う少なくとも一つの充電モジュールが有る場合に、上記ポンプを停止して待機状態にある待機モジュールの上記電池セル部に残存する電解液に基づく残存電力の少なくとも一部を上記充電モジュールに供給するように上記待機モジュールの個別制御部に命令する給電命令部と、上記残存電力の少なくとも一部を充電するように上記充電モジュールの個別制御部に命令する受電命令部とを有する総合制御部とを備える。
【００１９】
実施形態のレドックスフロー電池（ＲＦ電池）システムは、総合制御部を備えることで、ポンプを停止した待機モジュールに備える電池セル部の残存電力を、ポンプを停止した際に（好ましくはできるだけ短時間の内に）、現在充電を行っている充電モジュールに供給する、という放電操作を行える。この放電操作を行って、待機モジュールに備える電池セル部に経時的に生じ得る自己放電電力を、ポンプが停止した際に別のＲＦ電池モジュールに予め放電することで、待機モジュールの電池セル部が貯留する電解液の充電状態（ＳＯＣ）を効果的に低減でき、自己放電が生じた場合でも自己放電電流を低減できる。従って、実施形態のＲＦ電池システムは、待機モジュール（電池セル部）における自己放電に起因するエネルギー損を低減したり、上記自己放電に起因する発熱を低減して構成部材の熱劣化を抑制したりすることができる。また、この放電操作では、待機モジュールが有する残存電力を別のＲＦ電池モジュールの充電電力として利用するため、実施形態のＲＦ電池システムは上記残存電力を有効活用できる。
【００２０】
その他、実施形態のＲＦ電池システムは、待機中のＲＦ電池モジュールの放電対象として、ＲＦ電池システム自体に備える別のＲＦ電池モジュール（電池セル部）を利用する。即ち、実施形態のＲＦ電池システムは、待機中のＲＦ電池モジュールの電池セル部と同程度の蓄電容量を有し得る電池セル部を上記放電対象とすることから、待機モジュールの残存電力を蓄電可能な大容量で大型の二次電池を別途設ける必要がなく、システムの大型化を招くこともない。また、実施形態のＲＦ電池システムは、充放電運転を行うＲＦ電池モジュールについてのみポンプを駆動し、充放電運転を行わない待機モジュールについてはポンプを停止できるため、ポンプロスを低減できる。更に、実施形態のＲＦ電池システムは、待機モジュールのポンプを長時間に亘って停止しても、このＲＦ電池モジュールの電解液のうち、電池セル部に貯留される分を除く大部分をタンクに貯留可能であり、このタンク内の電解液は自己放電しないため、自己放電に起因する不具合を効果的に抑制できるといえる。
【００２１】
（２）  実施形態に係るＲＦ電池システムの一例として、上記総合制御部が上記待機モジュールの上記残存電力の少なくとも一部を負荷に供給するように上記待機モジュールの個別制御部に命令する負荷放電命令部を備える形態が挙げられる。
【００２２】
上記形態は、残存電力を充電モジュールだけでなく、負荷にも供給可能であることから、残存電力をより有効に活用できる。また、上記形態は、充電モジュールだけでは残存電力を十分に低減できない場合に残存電力の少なくとも一部を負荷にも供給するという放電操作を行ったり、負荷の電力要求状態に応じて負荷に優先して放電したりすることができる。負荷への放電によって上記形態は、待機モジュールの電池セル部の充電状態（ＳＯＣ）をより確実に低減でき、上述の自己放電に起因する不具合をより低減できる。更に、上記形態は、負荷の電力要求状態によっては、残存電力を負荷にのみ供給する構成とすることもできる。即ち、上記形態は、残存電力の放電対象の選択の幅が広く、利便性が高いと期待される。
【００２３】
（３）  実施形態に係るＲＦ電池システムの一例として、上記待機モジュールが上記電池セル部に接続された停止時用負荷を備え、上記総合制御部が上記待機モジュールの上記残存電力の少なくとも一部を上記停止時用負荷に供給するように上記待機モジュールの個別制御部に命令する抵抗放電命令部を備える形態が挙げられる。
【００２４】
上記形態は、残存電力を充電モジュールだけでなく、停止時用負荷にも供給可能であり、残存電力の少なくとも一部を停止時用負荷にも供給するという放電操作を行える。特に、停止時用負荷を適切に選択することで、待機モジュールの電池セル部の充電状態（ＳＯＣ）を更に確実に低減できることから、上記形態は、上述の自己放電に起因する不具合を更に低減できる。また、上記形態は、残存電力を停止時用負荷にのみ供給する構成、残存電力を上述の負荷と停止時用負荷との双方にのみ供給する構成、残存電力を充電モジュールと上述の負荷と停止時用負荷との三者に供給する構成などとすることもできる。即ち、上記形態は、残存電力の放電対象の選択の幅が更に広く、利便性がより高いと期待される。
【００２５】
（４）  実施形態に係るＲＦ電池システムの一例として、上記総合制御部が、上記充電モジュールが無い場合に、放電運転を行う少なくとも一つの放電モジュールの放電量を低減するように上記放電モジュールの個別制御部に命令する減量命令部と、上記待機モジュールの上記残存電力の少なくとも一部を負荷に供給するように上記待機モジュールの個別制御部に命令する負荷放電命令部とを備える形態が挙げられる。
【００２６】
上記形態は、充電モジュールが無く放電モジュールのみが有る場合でも、放電モジュールの負荷への放電量を下げることで、待機モジュールの残存電力の少なくとも一部を負荷に供給するという放電操作を行えることから、上述の自己放電に起因する不具合を低減できる。更に上述の停止時用負荷を備えた形態とすれば、上記残存電力を負荷と停止時用負荷との双方に供給する構成、上記残存電力を停止時用負荷にのみ供給する構成などとすることができ、上述の自己放電に起因する不具合を低減できながら、利便性も高められる。
【００２７】
（５）  実施形態に係るレドックスフロー電池システムの運転方法は、ポンプによってタンクから電池セル部に電解液を循環して、外部からの電力を上記電池セル部に供給する充電制御と、上記電池セル部の電力を外部に供給する放電制御とを行う複数のレドックスフロー電池モジュールを備えるレドックスフロー電池システムを運転する方法であって、上記複数のレドックスフロー電池モジュールのうちに充電運転を行う少なくとも一つの充電モジュールが有る場合に、上記ポンプを停止して待機状態にある待機モジュールの上記電池セル部に残存する電解液に基づく残存電力の少なくとも一部を前記充電モジュールに供給する。
【００２８】
実施形態のレドックスフロー電池（ＲＦ電池）システムの運転方法は、ポンプを停止した待機モジュールに備える電池セル部の残存電力を、ポンプを停止した際に（好ましくはできるだけ短時間の内に）、現在充電を行っている充電モジュールに供給する、という放電操作を行う。この放電操作によって、待機モジュールに備える電池セル部に経時的に生じ得る自己放電電力を充電モジュールに予め放電することで、待機モジュールの電池セル部が貯留する電解液の充電状態（ＳＯＣ）を効果的に低減でき、自己放電が生じた場合でも自己放電電流を低減できる。従って、実施形態のＲＦ電池システムの運転方法は、待機モジュール（電池セル部）における自己放電に起因するエネルギー損や、発熱に伴う構成部材の熱劣化などといった不具合を抑制できる。また、実施形態のＲＦ電池システムの運転方法では、待機モジュールが有する残存電力を別のＲＦ電池モジュールの充電電力として利用するため、上記残存電力を有効活用できる。その他、実施形態のＲＦ電池システムの運転方法は、待機中のＲＦ電池モジュールの放電対象をＲＦ電池システム自体に備える別のＲＦ電池モジュール（電池セル部）とするため、上述のように大容量で大型の二次電池を別途設ける必要がなく、システムの大型化の防止にも寄与できる。
【００２９】
（６）  実施形態に係るレドックスフロー電池システムの運転方法の一例として、上記残存電力のうち、上記充電モジュールの充電容量を超える電力の少なくとも一部を負荷に供給する形態が挙げられる。
【００３０】
上記形態は、残存電力の放電対象を充電モジュール及び負荷の双方とすることで、待機モジュールに備える電池セル部が貯留する電解液の充電状態（ＳＯＣ）を効果的に低減でき、上述の自己放電に起因する不具合をより低減できる。また、上記形態は、残存電力の一部を充電モジュールの充電用電力とし、残存電力の他部を負荷の消費用電力とするため、残存電力を有効に活用できる。
【００３１】
（７）  実施形態に係るレドックスフロー電池システムの運転方法の一例として、上記残存電力のうち、上記充電モジュールの充電容量を超える電力の少なくとも一部を上記待機モジュールに接続された停止時用負荷に供給する形態が挙げられる。
【００３２】
上記形態は、残存電力の放電対象を充電モジュール及び停止時用負荷の双方とすることで、待機モジュールに備える電池セル部が貯留する電解液の充電状態（ＳＯＣ）を効果的に低減できる。特に、上記形態は、停止時用負荷を適切に選択したり、負荷にも放電する構成とする、即ち、充電モジュールと負荷と停止時用負荷との三者に放電する構成としたりすることで上記ＳＯＣをより確実に低減できるため、上述の自己放電に起因する不具合を更に低減できる。
【００３３】
（８）  実施形態に係るレドックスフロー電池システムの運転方法の一例として、上記充電モジュールが無い場合に、放電運転を行う少なくとも一つの放電モジュールの放電量を低減して、上記残存電力の少なくとも一部を負荷に供給する形態が挙げられる。
【００３４】
上記形態は、放電モジュールしかない場合でも、放電モジュールによる放電量を下げることで、待機モジュールの残存電力の少なくとも一部を負荷に供給できるため、上述の自己放電に起因する不具合を低減できる。この形態でも、適切な停止時用負荷を備えて残存電力を負荷と停止時用負荷との双方に供給することで、残存電力をより確実に低減でき、上述の自己放電に起因する不具合をより低減できる。
【００３５】
（９）  実施形態に係るレドックスフロー電池システムの運転方法の一例として、上記ポンプを停止してから１時間以内に、上記待機モジュールに備える電池セル部の充電状態が所定値以下となるように上記残存電力を放電対象に供給する形態が挙げられる。
【００３６】
待機モジュールに備える電池セル部の充電状態（ＳＯＣ）にもよるが、隔膜の性能劣化などがある場合には、ポンプの停止後３０分程度以降から３時間程度以内の範囲で、自己放電が急速に進む場合がある。上記形態は、ポンプの停止から比較的短時間のうちに、放電対象（充電モジュール、負荷、及び停止時用負荷の少なくとも一つ）に上記電池セル部の残存電力を放電してＳＯＣを低減していることから、上述の自己放電に起因する不具合をより確実に低減できる。
【００３７】
［本発明の実施形態の詳細］
以下、図面を参照して、実施形態に係るＲＦ電池システム、及び実施形態に係るＲＦ電池システムの運転方法を具体的に説明する。図において同一符号は、同一名称物を示す。
【００３８】
［実施形態１］
（全体構成）
図１，図２を参照して、実施形態１のＲＦ電池システム１を説明する。ＲＦ電池システム１は、代表的には、交流／直流変換器（ＡＣ／ＤＣ）３０ａ，３０ｂ，…３０ｎや変電設備３５０などを介して、発電部３００（例えば、太陽光発電機、風力発電機、その他、一般の発電所など）と負荷４００（電力系統や需要家など）とに接続され、発電部３００を電力供給源として充電運転を行い、負荷４００を電力提供対象として放電運転を行う。即ち、ＲＦ電池システム１の使用形態は、従来のＲＦ電池の使用形態と同様である。
【００３９】
ＲＦ電池システム１は、複数のＲＦ電池モジュール１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎと、各ＲＦ電池モジュール１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎの運転を総合的に制御する総合制御部１０とを備える。ＲＦ電池モジュール１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎの基本的構成は同じであるため、ＲＦ電池モジュール１Ａを代表して説明すると、ＲＦ電池モジュール１Ａ（１Ｂ，…，１Ｎ）は、少なくとも一つの電池セル１００を備える電池セル部２００ａ（２００ｂ，…，２００ｎ）と、正極電解液を貯留する正極タンク１０６ａ（１０６ｂ，…，１０６ｎ）及び負極電解液を貯留する負極タンク１０７ａ（１０７ｂ，…，１０７ｎ）と、電池セル部２００ａ（２００ｂ，…，２００ｎ）に上記タンク内の電解液を循環するためのポンプ１１２ａ，１１３ａ（１１２ｂ，１１３ｂ，…，１１２ｎ，１１３ｎ）と、充放電運転を制御する個別制御部３０とを備えるＲＦ電池を主体とする。ここでは、個別制御部３０は、交流／直流変換器３０ａ（３０ｂ，…３０ｎ）内に組み込まれた回路としている。ＲＦ電池モジュール１Ａ（１Ｂ，…，１Ｎ）の個別制御部３０は、充電運転時、発電部３００（外部の一例）からの電力を電池セル部２００ａ（２００ｂ，…，２００ｎ）に供給するように充電制御を行い、放電運転時、電池セル部２００ａ（２００ｂ，…，２００ｎ）からの電力を負荷４００（外部の一例）に供給するように放電制御を行う。総合制御部１０は、各ＲＦ電池モジュール１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎの個別制御部３０を制御して、システム全体としての充放電を制御する。具体的には、総合制御部１０は、発電部３００の発電状態や負荷４００の電力要求状態、記憶部１５に記憶された運転スケジュールなどに応じて、複数のＲＦ電池モジュール１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎのうち、充放電に用いるＲＦ電池モジュールを選択部（図示せず）が選択し、選択したＲＦ電池モジュールに充放電を行うように命令部１４が個別制御部３０に命令する。
【００４０】
そして、実施形態１のＲＦ電池システム１では、総合制御部１０が、複数のＲＦ電池モジュール１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎのうち、充放電運転を行わず、ポンプ１１２，１１３を停止して待機状態にあるＲＦ電池モジュール（＝待機モジュール）において、電池セル部に残存する電解液に基づく残存電力の少なくとも一部を、充電運転を行う少なくとも一つのＲＦ電池モジュール（＝充電モジュール（外部の一例））に供給するように待機モジュールの個別制御部３０に命令する給電命令部１４αと、待機モジュール（外部の一例）からの残存電力を充電するように充電モジュールの個別制御部３０に命令する受電命令部１４βとを有する点を特徴の一つとする。このＲＦ電池システム１を用いることで、例えば、待機モジュールの残存電力を充電モジュールに供給するという放電操作を行える。以下、各構成を詳細に説明し、次に、ＲＦ電池システム１の具体的な運転方法の手順を説明する。ＲＦ電池モジュール１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎの詳細は、ＲＦ電池モジュール１Ａを代表して説明する。
【００４１】
（ＲＦ電池モジュール）
・電池セル部
ＲＦ電池モジュール１Ａ（１Ｂ，…，１Ｎ）の主体である電池セル部２００ａ（２００ｂ，…，２００ｎ）は、正極電極１０４を内蔵する正極セル１０２と、負極電極１０５を内蔵する負極セル１０３と、両セル１０２，１０３を分離すると共に所定のイオンを透過する隔膜１０１とを備える電池セル１００を主要部とする。電池セル部２００ａ（２００ｂ，…，２００ｎ）は、複数の電池セル１００が積層されたセルスタック２００（図７）を少なくとも一つ備える形態が代表的である。電池セル部２００ａ（２００ｂ，…，２００ｎ）は、電池セル１００の積層数を増やしたり、複数のセルスタック２００を電気的に直列に接続したり、電気的に並列に接続したりすることで、大容量化を容易に行える。図７に示すセルスタック２００は、複数のサブセルスタック２００ｓを積層して構成されている。セルスタック２００及びサブセルスタック２００ｓの詳細は後述する。
【００４２】
上述した電池セル１００は、図７に示すように一面に正極電極１０４、他面に負極電極１０５が配置される双極板１２１と、電解液を供給する給液孔１２３，１２４及び電解液を排出する排液孔１２５，１２６を有し、双極板１２１の外周に形成される枠体１２２とを備えるフレームアッシー１２０を用いた構成が代表的である。複数のフレームアッシー１２０を積層することで、給液孔１２３，１２４及び排液孔１２５，１２６は各極の電解液の流路を構成する。これらの流路は、後述する配管１０８ａ〜１１１ａ（１０８ｂ〜１１１ｂ，…，１０８ｎ〜１１１ｎ）に接続される。フレームアッシー１２０間には、液漏れを防止するシール材１２７が介在される。
【００４３】
セルスタック２００は、フレームアッシー１２０、正極電極１０４、隔膜１０１、負極電極１０５、フレームアッシー１２０、…と順に繰り返し積層された積層体と、この積層体の両端面を挟むように配置される２枚のエンドプレート２１０，２２０と、両エンドプレート２１０，２２０を連結して上記積層体を締め付ける複数の締付ボルト２３０とを備える。ここでは、所定数の電池セル１００を備える積層体を一つの纏まりとし、この小積層体の一端面に配置される正極電解液用の給排板１９０と、他端面に配置される負極電解液用の給排板１９０とを備える纏まりをサブセルスタック２００ｓとする。この例に示すセルスタック２００は、複数のサブセルスタック２００ｓを積層して構成されている。セルスタック２００に備える電池セル１００の積層数や大きさ、サブセルスタック２００ｓに備える電池セル１００の積層数などは、ＲＦ電池システム１が所望の特性を有するように適宜選択することができる。図１では、各ＲＦ電池モジュール１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎに備える電池セル部２００ａ，２００ｂ，…，２００ｎはいずれも、セルスタック２００が一つである形態を示すが、セルスタック２００を複数備えることができる。例えば、複数のセルスタックを直列に接続した形態、複数のセルスタックを並列に接続した形態、複数のセルスタックを直列及び並列に接続した形態とすることができる。また、各ＲＦ電池モジュール１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎに備えるセルスタック数が等しい形態の他、上記セルスタック数が異なる形態とすることもできる。
【００４４】
更に、この例に示すセルスタック２００は、上述の電池セル１００から構成され、各極の電解液が循環供給されるモニタセル１５０を備える。モニタセル１５０を構成する電池セル１００は、充放電に利用せず、充放電運転中における電池セル部２００ａ（２００ｂ，…２００ｎ）の起電力や電池容量などといった物理量の測定などに利用する。ここでは、電池セル部２００ａ（２００ｂ，…２００ｎ）の充電状態（ＳＯＣ）を測定するための測定手段として、開路電圧を測定する電圧計２５ａ（２５ｂ，…，２５ｎ）をモニタセル１５０に接続している。モニタセル１５０を利用することで、実際の起電力などを精度よく測定できる。更に、この例に示すセルスタック２００には、充放電運転に利用する電池セル部分（モニタセル１５０を除く部分）の端子電圧を測定する電圧計２６ａ（２６ｂ，…，２６ｎ）を備える。測定した端子電圧に基づいて、充放電運転を行わない待機中のＲＦ電池モジュールについて、電池セル部２００の充電状態（ＳＯＣ）を求められる。
【００４５】
電池セル部２００ａ（２００ｂ，…２００ｎ）の基本構成は、公知の構成を適宜利用することができる。電池セル部２００ａ（２００ｂ，…２００ｎ）は、サブセルスタック２００ｓを備えていない形態、モニタセル１５０を備えていない形態などとすることもできる。
【００４６】
・電解液の循環路
正極セル１０２には、正極電解液を貯留する正極タンク１０６ａ（１０６ｂ，…，１０６ｎ）が配管１０８ａ，１１０ａ（１０８ｂ，１１０ｂ，…，１０８ｎ，１１０ｎ）を介して接続され、上流側の配管１０８ａ（１０８ｂ，…，１０８ｎ）にポンプ１１２ａ（１１２ｂ，…，１１２ｎ）を備える。上流側の配管１０８ａ（１０８ｂ，…，１０８ｎ）と正極タンク１０６ａ（１０６ｂ，…，１０６ｎ）と下流側の配管１１０ａ（１１０ｂ，…，１１０ｎ）とで正極電解液の循環路を形成し、ポンプ１１２ａ（１１２ｂ，…，１１２ｎ）によって正極電解液を循環する。負極セル１０３には、負極電解液を貯留する負極タンク１０７ａ（１０７ｂ，…，１０７ｎ）が配管１０９ａ，１１１ａ（１０９ｂ，１１１ｂ，…，１０９ｎ，１１１ｎ）を介して接続され、上流側の配管１０９ａ（１０９ｂ，…，１０９ｎ）にポンプ１１３ａ（１１３ｂ，…，１１３ｎ）を備える。上流側の配管１０９ａ（１０９ｂ，…，１０９ｎ）と負極タンク１０７ａ（１０７ｂ，…，１０７ｎ）と下流側の配管１１１ａ（１１１ｂ，…，１１１ｎ）とで負極電解液の循環路を形成し、ポンプ１１３ａ（１１３ｂ，…，１１３ｎ）によって負極電解液を循環する。電池セル部２００ａ（２００ｂ，…，２００ｎ）は、このようにポンプ１１２ａ，１１３ａ（１１２ｂ，１１３ｂ，…，１１２ｎ，１１３ｎ）を利用して、正極セル１０２（正極電極１０４）、負極セル１０３（負極電極１０５）にそれぞれ、正極タンク１０６ａ（１０６ｂ，…，１０６ｎ）の正極電解液、負極タンク１０７ａ（１０７ｂ，…，１０７ｎ）の負極電解液を循環供給して、各極の電解液中の活物質となる金属イオンの価数変化反応に伴って充放電を行う。電解液の循環構造についても、公知の構成を適宜利用することができる。
【００４７】
正極電解液及び負極電解液は、（１）  両極の電解液がバナジウムイオンを含むＶ系一液形態、（２）  正極電解液がマンガンイオンを含み、負極電解液がチタンイオンを含むＴｉ／Ｍｎ系二液形態、（３）  正極電解液がマンガンイオンとチタンイオンとを含み、負極電解液がチタンイオンを含むＴｉ／Ｍｎ系形態、（４）両極の電解液がマンガンイオンとチタンイオンとを含むＴｉ／Ｍｎ系一液形態などとすることができる。両極の電解液は、公知の電解液を利用することができる。
【００４８】
・個別制御部
実施形態１のＲＦ電池システム１では、電池セル部２００ａ（２００ｂ，…，２００ｎ）の充放電を制御する個別制御部３０を交流／直流変換器３０ａ（３０ｂ，…，３０ｎ）に備える。交流／直流変換器３０ａ（３０ｂ，…，３０ｎ）は、交直変換、昇圧・降圧などを行う半導体素子（図示せず）などを備える回路基盤（図示せず）を備える。この回路基盤は、代表的には筐体に収納される。例えば、ＲＦ電池モジュール１Ａ（１Ｂ，…，１Ｎ）が充電運転を行う場合、総合制御部１０の命令を受けた個別制御部３０は、交流／直流変換器３０ａ（３０ｂ，…，３０ｎ）によって発電部３００の交流電力を直流電力に変換したり、降圧したりし、変換などした電力を電池セル部２００ａ（２００ｂ，…，２００ｎ）に充電させる。例えば、放電運転を行う場合、総合制御部１０の命令を受けた個別制御部３０は、交流／直流変換器３０ａ（３０ｂ，…，３０ｎ）によって電池セル部２００ａ（２００ｂ，…，２００ｎ）の直流電力を交流電力に変換したり、昇圧したりし、変換などした電力を負荷４００に放電させる。
【００４９】
更に、個別制御部３０は、総合制御部１０の命令を受けて、充放電を行わず待機状態にある待機モジュールの電池セル部に対して、ポンプ１１２，１１３を停止した状態で特定の放電対象、例えば、充電運転を行う別のＲＦ電池モジュール（充電モジュール）に残存電力を供給するように制御する。つまり、ＲＦ電池システム１は、通常の充放電を行わない待機中にある待機モジュールを特定の条件で特定の放電対象に放電させることが可能な構成、といえる。ここでは、個別制御部３０は、このような制御が可能な回路であり、上述の回路基盤に設けられたり、ＰＬＣ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ、例えば、シーケンサ(商品名)）などを用いたりすることができる。
【００５０】
その他、個別制御部３０は、直流／直流変換器（図示せず）に備える形態とすることができる。この場合、各ＲＦ電池モジュール１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎに備える直流／直流変換器は、例えば、共通の一つの交流／直流変換器に接続し、この交流／直流変換機を介して発電部３００や負荷４００に接続するとよい。
【００５１】
・停止時用負荷
この例に示す実施形態１のＲＦ電池システム１は、更に、電池セル部２００ａに電気的に接続された停止時用負荷２０ａを備える。停止時用負荷２０ａは、上述の待機モジュールの放電操作を行うときの放電対象の一つである。図１では、停止時用負荷２０ａは、個別制御部３０（交流／直流変換器３０ａ）を介して電池セル部２００ａに接続されているが、個別制御部３０を介さずに電池セル部２００ａに直接並列接続させることもできる。停止時用負荷２０ａは、スイッチを介して電池セル部２００ａに接続されており、このスイッチは、総合制御部１０の命令を受けた個別制御部３０によって開閉制御される。そのため、停止時用負荷２０ａが放電対象に選択された場合にのみ、総合制御部１０及び個別制御部３０によってスイッチが閉じられて停止時用負荷２０ａへの電力供給を可能にする。停止時用負荷２０ａが放電対象に選択されていないときには、総合制御部１０及び個別制御部３０によってスイッチが開かれている。そのため、充放電運転時に停止時用負荷２０ａが抵抗となって、電池セル部２００ａが保有する電力を消費することはない。図１ではスイッチが閉じた状態を示す。
【００５２】
停止時用負荷２０ａは、電池セル部２００ａが待機中に保有する残存電力の少なくとも一部を消費可能な容量を有するものが利用できる。例えば、停止時用負荷２０ａは、上記残存電力を完全に消費可能なものとすることができる。例えば、停止時用負荷２０ａは、ファンなどの強制冷却装置とすると、充放電運転を行う別のＲＦ電池モジュールに備える電池セル部を冷却でき、充放電運転時の発熱に起因する不具合を抑制できる。例えば、停止時用負荷２０ａは、単なる抵抗体（電気抵抗）とすることができる。この場合、抵抗体を発熱させることで、残存電力を簡単に消費できる。停止時用負荷２０ａは、着脱自在とし、任意のときに所望の機能を有するものや所望の容量を有するものに変更可能な形態とすることができる。
【００５３】
（総合制御部）
総合制御部１０は、各ＲＦ電池モジュール１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎの運転を総合的に制御するための制御用回路基盤（図示せず）を備えており、図２に示すように、上述した個別制御部３０の回路などを備える交流／直流変換器３０ａ（３０ｂ，…）の回路基盤、ポンプ１１２，１１３（１１２ａ，１１３ａ，…）、電圧計２５（２５ａ，…），２６（２６ａ，…）などが配線によって接続されている。総合制御部１０は、これらからの信号（情報）を、上記配線を介して受け取って種々の判定、演算、記憶などを行い、判定結果や演算結果などの信号を個別制御部３０などに伝送して各ＲＦ電池モジュール１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎの制御を行う。
【００５４】
ここでは、総合制御部１０は、種々の信号（情報）の入出力に使用する入出力部１１と、入力された信号などに応じて種々の判定を行う判定部１２と、入力された信号などに応じて種々の演算を行う演算部１３と、判定部１２の判定結果や演算部１３の演算結果などに応じて個別制御部３０などに命令する命令部１４と、種々の入力情報を記憶する記憶部１５とを制御用回路基盤に備える。その他、この制御用回路基盤は、上述のように運転スケジュールなどに応じて、充電運転を行うＲＦ電池モジュールや放電運転を行うＲＦ電池モジュールを選択する選択部などを含む。この制御用回路基盤は、代表的には筐体に収納される。なお、この例では総合制御部１０に備える制御用回路基盤と、個別制御部３０を備える回路基盤とを独立した異なる基盤としたが、同一の基盤に構築することができる。この場合、筐体も一つでよい。
【００５５】
この例に示す総合制御部１０は、判定部１２に、ポンプ１１２，１１３を停止して待機状態となった待機モジュールの有無を判定する待機判定部１２α、待機モジュールの電池セル部の充電状態（ＳＯＣ）から待機モジュールの残存電力の放電要否を判定するＳＯＣ待機判定部１２β、待機モジュールの残存電力を充電可能な充電モジュールの有無を判定する充電判定部１２γ、残存電力のうち充電モジュールが充電できない余剰の有無を判定する余剰充電判定部１２δ、負荷４００の電力要求の有無を判定する負荷判定部１２ε、残存電力のうち充電モジュールが充電できず、更に負荷４００も消費できない余剰の有無を判定する余剰負荷判定部１２ζを含む。
【００５６】
演算部１３には、待機モジュールの電池セル部の充電状態（ＳＯＣ）を演算するＳＯＣ待機演算部１３α、充電モジュールの電池セル部のＳＯＣを演算するＳＯＣ充電演算部１３β、残存電力のうち充電モジュールが充電できない余剰量を演算する余剰充電演算部１３γ、残存電力のうち充電モジュールが充電できず、更に負荷４００も消費できない余剰量を演算する余剰負荷演算部１３δを含む。
【００５７】
命令部１４には、待機モジュールの残存電力を充電モジュールに供給するように待機モジュールの個別制御部３０に命令する給電命令部１４αと、上記残存電力を充電するように充電モジュールの個別制御部３０に命令する受電命令部１４βとを備える。更に、この例に示す命令部１４は、演算部１３に各種の演算を行うように命令する演算命令部１４γ、残存電力のうち充電モジュールが充電できない余剰電力を負荷４００に供給するように待機モジュールの個別制御部３０に命令する負荷放電命令部１４δ、残存電力のうち充電モジュールが充電できず、更に負荷４００も消費できない余剰電力を停止時用負荷２０に供給するように待機モジュールの個別制御部３０に命令する抵抗放電命令部１４εを含む。
【００５８】
その他、この例に示す総合制御部１０では、入力内容や演算内容などを表示するモニタ１６、キーボードといった、作業者による情報の直接入力が可能な直接入力部１８が接続されているが、これらを省略することができる。
【００５９】
（ＲＦ電池システムの運転方法）
上述の総合制御部１０及び個別制御部３０を備える実施形態１のＲＦ電池システム１は、以下のようにして充放電運転を自動的に行える。例えば、総合制御部１０に入力される発電部３００の発電状態や負荷４００の電力要求状態、記憶部１５に入力された運転スケジュールなどに応じて、総合制御部１０の命令部１４は、各ＲＦ電池モジュール１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎに備える個別制御部３０にそれぞれ、充電運転や放電運転を行うように命令する。また、総合制御部１０は、各ＲＦ電池モジュール１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎが適切に運転できるように、総合制御部１０に入力される物理量などに応じてポンプ１１２，１１３を制御する。充放電運転に関する制御については、公知の運転方法と同様にすることができ、所望の充放電運転が行えるように総合制御部１０及び個別制御部３０を構築するとよい。
【００６０】
実施形態１のＲＦ電池システム１では、上述の通常の充放電運転の他、複数のＲＦ電池モジュール１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎのうち、少なくとも一つのＲＦ電池モジュールであって、充放電運転が不要であり、ポンプ１１２，１１３を停止して待機状態とした待機モジュールについて、例えば、以下のような放電操作を行える。この放電操作は、ポンプ１１２，１１３を停止した状態で、待機モジュールの電池セル部に残存する電解液が保有する電力（残存電力）を、充電運転を行う別のＲＦ電池モジュールに供給するものである。上述の総合制御部１０及び個別制御部３０を利用することで、この放電操作も自動的に行える。実施形態１のＲＦ電池システムの運転方法は、この放電操作を行う運転方法であり、以下に詳細に説明する。
【００６１】
実施形態１のＲＦ電池システムの運転方法は、待機モジュールの残存電力を充電可能な充電モジュールの有無を判定する過程と、上記充電モジュールが有る場合に上記充電モジュールに上記残存電力を供給する過程と、上記充電モジュールが無い場合に上記負荷に電力要求があれば上記負荷に上記残存電力を供給する過程と、上記充電モジュールが無い場合に上記負荷が給電不要であれば上記停止時用負荷に上記残存電力を供給する過程とを備える。図３に示すフローチャートを参照して具体的な手順をより詳細に説明する。
【００６２】
まず、総合制御部１０の待機判定部１２αは、ポンプ１１２，１１３からの信号に基づいて、ＲＦ電池システム１に備える複数のＲＦ電池モジュール１Ａ，１Ｂ，…，１Ｎのうち、充放電運転を行わず、ポンプ１１２，１１３を停止して待機状態にある待機モジュールの有無を判定する（ステップＳ１）。例えば、停止信号を出したポンプ１１２，１１３を備えるＲＦ電池モジュールを待機モジュールと判定することが挙げられる。
【００６３】
待機モジュールが無い場合、（１）処理を一旦終了して所定の時間経過後に待機モジュールの有無の判定を行う（間欠的な判定を行う）、（２）待機モジュールの有無を繰り返し判定する（連続的な判定を行う）ように総合判定部１０を構築することができる。
【００６４】
一方、少なくとも一つの待機モジュールが有る場合、上記待機モジュールの電池セル部が保有する残存電力がどの程度かを調べ、この残存電力が自己放電に起因する不具合が生じ得る程の量であれば、上記不具合を抑制するために残存電力を積極的に利用して（放電して）、上記待機モジュールの電池セル部に残存する電解液の充電状態（ＳＯＣ）を低減する。そこで、ここでは、上記残存電力の量の指標を上記待機モジュールの電池セル部に残存する電解液のＳＯＣとし、指標となる上記ＳＯＣを演算する。以下、待機モジュールをＲＦ電池モジュール１Ａのみとして説明し、待機モジュール１Ａと呼ぶ。待機モジュールが複数である場合については適宜説明する。
【００６５】
総合制御部１０のＳＯＣ待機演算部１３αは、待機モジュール１Ａの電圧計２６ａからの信号（端子電圧）を利用して、待機モジュール１Ａの電池セル部２００ａの充電状態（ＳＯＣ、以下ＳＯＣ待機と呼ぶ）を演算する（ステップＳ２）。なお、ポンプ停止前に電圧計２５ａからの信号（開路電圧）を利用して予めＳＯＣを求めて記憶部１５に保存させておき、このデータを利用してもよい。総合制御部１０のＳＯＣ待機判定部１２βは、予め記憶部１５に入力していた閾値ｘを記憶部１５から呼び出して、閾値ｘと演算したＳＯＣ待機とを比較し、ＳＯＣ待機≦ｘか否かを判定する（ステップＳ３）。閾値ｘは適宜選択することができる。ここで、自己放電に起因する損失は、自己放電電流の２乗に比例することから、ＳＯＣ待機が満充電及びその近傍の値の１／２以下であれば、自己放電に起因する不具合を抑制し易い。具体的には、満充電及びその近傍のＳＯＣ＝１００％〜９０％程度とすれば、ＳＯＣ待機は５０％以下、更に４５％以下が好ましい。従って、閾値ｘを５０％、更に４０％、更には２０％、特に１０％とすれば、待機モジュール１Ａは残存電力を有するものの、自己放電に起因する不具合が生じ難いといえる。待機モジュールが複数である場合には、各待機モジュールの電池セル部のＳＯＣ待機をそれぞれ演算して、ＳＯＣ待機≦ｘか否かをそれぞれ判定する。
【００６６】
ＳＯＣ待機≦ｘである場合、待機モジュール１Ａをそのまま待機させていても問題ないと判断できる。従って、以降の過程は、上述した待機モジュールが無い場合と同様に間欠的な判定や連続的な判定を行うように総合判定部１０を構築することができる。待機モジュールが複数であり、全ての待機モジュールがＳＯＣ待機≦ｘである場合は、一つの待機モジュール１ＡがＳＯＣ待機≦ｘである場合と同様である。
【００６７】
ＳＯＣ待機≦ｘでない場合、即ち、ＳＯＣ待機＞ｘである場合、待機モジュール１Ａの残存電力を利用して低減することが望まれると判断できる。そこで、次に、残存電力の放電対象を選択する。ここでは、放電対象の候補は、充電運転を行う別のＲＦ電池モジュール（充電モジュール）、負荷４００、停止時用負荷２０（２０ａ）があり、この順に残存電力を供給するか否かを判断する。例えば、記憶部１５から呼び出した運転スケジュールなどから充電運転を行っている充電モジュールを抽出して各充電モジュールの電池セル部の充電状態（ＳＯＣ、以下ＳＯＣ充電と呼ぶ）を調べ、ＳＯＣ充電に基づいて充電モジュールへの残存電力の供給の可否を判定する。充電モジュールが無い場合には、残存電力を負荷４００に供給するか否かを判定する過程（ステップＳ６など）に進む。この場合には、残存電力を負荷４００及び停止時用負荷２０の少なくとも一方に供給することになる。
【００６８】
より具体的には、総合制御部１０のＳＯＣ充電演算部１３βは、各充電モジュールの電圧計２５からの信号（開路電圧）をそれぞれ利用して、各充電モジュールの電池セル部のＳＯＣ充電を演算する（ステップＳ４）。総合制御部１０の充電判定部１２γは、予め記憶部１５に入力していた閾値ｙを記憶部１５から呼び出して、閾値ｙと演算したＳＯＣ充電とをそれぞれ比較し、ＳＯＣ充電≦ｙである充電モジュールの有無を判定する（ステップＳ５）。閾値ｙは適宜選択することができる。ここで、ＳＯＣ充電が十分に低ければ、例えば、ＳＯＣ＝０％〜２０％程度という未充電及びその近傍の値であれば、充電モジュールは十分に充電可能な状態といえる。従って、このような低ＳＯＣの充電モジュールの電池セル部は、待機モジュール１Ａの残存電力を十分に充電できるといえる。この点を考慮すると、閾値ｙは、５０％、更に４０％、更には２０％、特に１０％が挙げられる。
【００６９】
なお、充電モジュールが複数である場合に閾値ｙｉ（ｙ１，ｙ２，…）を複数設けて、ＳＯＣ充電≦ｙｉであって充電可能量が異なる複数の充電モジュールを抽出して、待機モジュール１Ａの残存電力を上記複数の充電モジュールに分配する構成とすることができる。
【００７０】
ＳＯＣ充電≦ｙである充電モジュールが有る場合、待機モジュール１Ａの残存電力の少なくとも一部を充電可能な充電モジュールが存在すると判断できる。但し、残存電力の全て又は自己放電に起因する不具合を低減できる程度になるまでの電力量（以下、まとめて残存電力などと呼ぶことがある）を充電モジュールが充電できない恐れがある。そこで、ＳＯＣ充電≦ｙである充電モジュールの電池セル部のＳＯＣ充電と待機モジュール１Ａの電池セル部２００ａのＳＯＣ待機とを用いて、仮に残存電力を上記充電モジュールに供給した場合に余剰電力（余剰充電）が生じるかを調べる。具体的には、総合制御部１０の余剰充電演算部１３γは、ＳＯＣ充電≦ｙである充電モジュールのＳＯＣ充電と待機モジュール１ＡのＳＯＣ待機とを用いて余剰充電を演算し（ステップＳ５−０）、総合制御部１０の余剰充電判定部１２δは、余剰充電の有無を判定する（ステップＳ５−１）。
【００７１】
余剰充電が無ければ、ＳＯＣ充電≦ｙである充電モジュールが待機モジュール１Ａの残存電力などを充電可能であると判断できる。そこで、この場合、待機モジュール１Ａの残存電力などを上記充電モジュールに供給する（ステップＳ５−２）。具体的には、総合制御部１０の給電命令部１４αは、上記残存電力などを上記充電モジュールに供給するように、待機モジュール１Ａの個別制御部３０に命令し、総合制御部１０の受電命令部１４βは、上記残存電力などを充電するように上記充電モジュールの個別制御部３０に命令する。ここでは、待機モジュール１Ａの電池セル部２００ａの充電状態（ＳＯＣ）が閾値ｚ以下（所定値以下）となるまでこの電力供給を行うように総合制御部１０を構築する。つまり、この場合は、上記残存電力の一部を上記充電モジュールに供給することになる。閾値ｚは適宜設定することができるが、閾値ｘの設定で述べたように、５０％、更に４０％、更には２０％、特に１０％が挙げられる。又は、各電池セル部２００ａ，２００ｂ，…，２００ｎの満充電値（例えば、９０％〜１００％から選択される値）を設定し、閾値ｚは、この設定した満充電値の１／２、更に１／４、更には１／１０とすることができる。勿論、ＳＯＣ待機＝０％になるまで放電させること、つまり待機モジュール１Ａを完全に放電させることもできる。この完全放電の場合は、上記残存電力の全部を上記充電モジュールに供給することになる。なお、ステップＳ５−２を行う場合は、上記残存電力を上記充電モジュールのみに供給することになる。
【００７２】
上記待機モジュール１Ａの電池セル部２００ａの充電状態（ＳＯＣ）を所定値以下にするまでに要する時間は、自己放電が急速に進まないように、ポンプ１１２ａ，１１３ａの停止後できるだけ短いことが好ましい。具体的には、ポンプ１１２ａ，１１３ａを停止してから１時間以内、好ましくは３０分以内に待機モジュール１Ａの電池セル部２００ａのＳＯＣが閾値ｚ以下となるように、総合制御部１０は、上記充電モジュールの個別制御部３０及び待機モジュール１Ａの個別制御部３０を制御する構成が好ましい。この例では、ポンプ１１２，１１３を停止してから１時間以内に、上記ＳＯＣが閾値ｚ以下となるように総合制御部１０を構築している。
【００７３】
待機モジュール１Ａの電池セル部２００ａの充電状態（ＳＯＣ）が閾値ｚ以下（所定値以下）となったら、放電操作を終了する。例えば、各ＲＦ電池モジュールに備える電池セル部のＳＯＣと、放電に要する時間との相関データを予め作成しておき、放電開始から所定の時間が経過したとき、ＳＯＣが閾値ｚ以下になったとして、上記充電モジュールの個別制御部３０に上記残存電力の充電を終了する命令を出すように、かつ待機モジュール１Ａの個別制御部３０に放電操作を終了する命令を出すように総合制御部１０を構築することができる。又は、上記残存電力の放電操作中に待機モジュール１Ａの電池セル部２００ａのＳＯＣを、電圧計２６ａからの信号を利用して逐次計算し、計算したＳＯＣが閾値ｚ以下になったら、上述のように上記残存電力の充電・放電操作を終了する命令を出すように総合制御部１０を構築することもできる。ステップＳ５−２以降は、上述した待機モジュールが無い場合と同様に間欠的な判定や連続的な判定を行うように総合判定部１０を構築することができる。
【００７４】
余剰充電が有れば、ＳＯＣ充電≦ｙである充電モジュールが待機モジュール１Ａの残存電力などの全部を充電できず、上記残存電力の一部が余ると判断できる。そこで、総合制御部１０は、上記残存電力のうち充電可能な量を上記ＳＯＣ充電≦ｙである充電モジュールに供給するように、待機モジュール１Ａの個別制御部３０に命令し、上記充電可能な量を充電するように上記充電モジュールの個別制御部３０に命令する構成とするとよい。一方、上記残存電力のうち、上記充電モジュールが充電できない残部（上記充電モジュールの充電容量を超える電力）については、負荷に供給するか否かを判定する過程（後述のステップＳ６など）に進む。この例では余剰充電が有る場合は、上記残存電力を上記充電モジュールと、負荷４００及び停止時用負荷２０ａの少なくとも一方とに供給することになる。
【００７５】
ステップＳ５の判定において、ＳＯＣ充電≦ｙである充電モジュールが無い場合、待機モジュール１Ａの残存電力などを充電可能な充電モジュールが無いと判断できる。この例ではこの場合、上記残存電力などを負荷４００及び停止時用負荷２０ａの少なくとも一方に供給することになる。そこで、まず上記残存電力などを負荷４００に供給するか否かを判定する。同様にステップＳ５−１の判定において、余剰充電が有る場合にも、まず上述の残存電力の残部（一部）を負荷４００に供給するか否かを判定する。但し、実際の状況では、負荷４００が電力供給を望まない場合や要求電力量が少ない場合があり、このような場合に負荷４００を上記残存電力の放電対象とすることは好ましくないと考えられる。そこで、この例では、まず、負荷４００の電力要求状態を確認する。具体的には、総合制御部１０の負荷判定部１２εは、負荷４００が現在電力を要求しているか否かを判定する（ステップＳ６）。電力要求が無い場合には、上記残存電力などや上記残存電力の残部を負荷４００に供給せず、停止時用負荷２０ａ（抵抗）に供給する過程（ステップＳ７）に進む。上記残存電力などを停止時用負荷２０ａに供給する場合は、上記残存電力を上記停止時用負荷２０ａのみに供給することになる。上記残存電力の残部を停止時用負荷２０ａに供給する場合は、上記残存電力のうち、上記充電モジュールの充電容量を超える電力の全てを停止時用負荷２０ａに供給する、といえる。
【００７６】
電力要求が有る場合、ここでは、充電モジュールの場合と同様に、仮に上記残存電力などや上記残存電力の残部を負荷に供給した場合に余剰電力（余剰負荷）が生じるかを調べる。具体的には、総合制御部１０の余剰負荷演算部１３δは、負荷４００の電力要求情報と待機モジュール１ＡのＳＯＣ待機や余剰充電とを用いて余剰負荷を演算し（ステップＳ６−０）、総合制御部１０の余剰負荷判定部１２ζは、余剰負荷の有無を判定する（ステップＳ６−１）。
【００７７】
余剰負荷が無ければ、負荷４００が待機モジュール１Ａの残存電力などや余剰充電を消費可能であると判断できる。そこで、この場合、待機モジュール１Ａの残存電力などや余剰充電を負荷４００に供給する（ステップＳ６−２）。具体的には、総合制御部１０の負荷放電命令部１４δは、上記残存電力などや余剰充電を負荷４００に供給するように、待機モジュール１Ａの個別制御部３０に命令する。ステップＳ６−２で上記残存電力などを負荷４００に供給する場合は、上記残存電力を上記負荷４００のみに供給することになる。上記余剰充電を負荷４００に供給する場合は、上記残存電力のうち、上記充電モジュールの充電容量を超える電力の全てを負荷４００に供給する、といえる。総合制御部１０は、上述のように待機モジュール１Ａの電池セル部２００ａのＳＯＣが閾値ｚ以下となるまで負荷４００に放電するように、待機モジュール１Ａの個別制御部３０に命令を出す構成とすることができる。ステップＳ６−２以降は、上述した待機モジュールが無い場合と同様に間欠的な判定や連続的な判定を行うように総合判定部１０を構築することができる。
【００７８】
余剰負荷が有れば、ＳＯＣ充電≦ｙである充電モジュールと負荷４００とを合わせても上述の余剰充電を充電・消費できなかったり、負荷４００だけでは待機モジュール１Ａの残存電力などを消費できなかったりして、上記残存電力の少なくとも一部（上記充電モジュールが充電できない分を含む）が余ると判断できる。そこで、総合制御部１０の抵抗放電命令部１４εは、上記残存電力の少なくとも一部（余剰負荷など）を停止時用負荷２０ａ（抵抗）に供給するように待機モジュール１Ａの個別電制御部３０に命令する（ステップＳ７）。総合制御部１０は、上述のように待機モジュール１Ａの電池セル部２００ａのＳＯＣが閾値ｚ以下となるまで停止時用負荷２０ａに放電するように、待機モジュール１Ａの個別制御部３０に命令を出す構成とするとよい。ステップＳ７以降は、上述した待機モジュールが無い場合と同様に間欠的な判定や連続的な判定を行うように総合判定部１０を構築することができる。
【００７９】
待機モジュールが複数であり、一部の待機モジュールのみがＳＯＣ待機≦ｘであり、残部の待機モジュールがＳＯＣ待機≦ｘでない場合、つまり、ＳＯＣ待機＞ｘであって、残存電力の低減が望まれる待機モジュールが複数である場合、これらの待機モジュールの合計残存電力は、上述の待機モジュールが一つの場合と同様の手順で充電、消費させるとよい。例えば、総合制御部１０は、充電モジュール、負荷４００、停止時用負荷２０の順に上記合計残存電力を供給するか否かを判定し、これらの待機モジュールに備える電池セル部のＳＯＣ待機がいずれも閾値ｚ以下となるまで、上記合計残存電力の少なくとも一部を選択した放電対象に供給するように、待機モジュールの個別制御部３０や充電モジュールの個別制御部３０に命令する構成とするとよい。
【００８０】
上述の複数の待機モジュールを有する場合にＳＯＣ充電≦ｙである充電モジュールが複数である場合、例えば、各待機モジュールの残存電力をそれぞれ別の上記充電モジュールに供給する構成とすることができる。即ち、待機モジュールと上記充電モジュールとを一対一対応するように総合制御部１０を構築することができる。この複数の待機モジュールの残存電力を充電可能な複数の充電モジュールに分配する形態では、ＲＦ電池モジュール間での電力の授受が可能なように、各ＲＦ電池モジュール間に配線及び適宜なスイッチなどを接続しておく。上述した一つの待機モジュール１Ａの残存電力を充電可能な複数の充電モジュールに分配する構成の場合も同様である。又は、上述の複数の待機モジュールを有する場合にＳＯＣ充電≦ｙである充電モジュールが複数である場合、上記複数の待機モジュールのうち、一部の待機モジュールの残存電力を上記充電モジュールに充電し、別の待機モジュールの残存電力を負荷４００に供給し、残部の待機モジュールの残存電力を停止時用負荷２０に供給するように総合制御部１０を構築することができる。この場合、ＲＦ電池モジュール１Ｂ，…，１Ｎも、停止時用負荷２０ｂ，…，２０ｎを備えることが好ましい。
【００８１】
総合制御部１０の待機判定部１２αによる待機モジュールの有無の判定（ステップＳ１）は任意のときに行える。好ましくは、ポンプ１１２，１１３を停止してからできるだけ速やかに待機モジュールの残存電力を充電モジュールなどに供給して待機モジュールの電池セル部の充電状態（ＳＯＣ）を低減すると、自己放電に起因する不具合を抑制できて好ましい。そこで、ポンプ１１２，１１３からの停止信号を受け取ったら直ちに、又は停止信号を受け取ったら所定時間以内（数秒などのごく短い時間以内）に上述の残存電力の放電操作を行うことが好ましい。
【００８２】
（効果）
実施形態１のＲＦ電池システムの運転方法は、充放電運転を行わず、ポンプ１１２ａ，１１３ａを停止している待機モジュール１Ａに備える電池セル部２００ａの残存電力を、現在充電を行っている充電モジュールに供給する。この放電操作によって、待機モジュール１Ａに備える電池セル部２００ａ内に残存する電解液の充電状態（ＳＯＣ）を効果的に低減できる。そのため、実施形態１のＲＦ電池システムの運転方法は、待機モジュール１Ａに備える電池セル部２００ａに生じ得る自己放電に起因する不具合（エネルギー損や熱劣化など）を効果的に抑制できる。
【００８３】
特に、この例に示すＲＦ電池システムの運転方法では、待機モジュールの有無を随時判別して、ポンプ１１２ａ，１１３ａが停止したら、短時間のうちに放電操作を開始し、かつ、上述の停止後１時間以内に待機モジュールの電池セル部の充電状態（ＳＯＣ）が所定値以下となるように運転を行う。そのため、実施形態１のＲＦ電池システムの運転方法は、待機モジュール１Ａに備える電池セル部２００ａにおける自己放電に起因する不具合（エネルギー損や熱劣化など）をより効果的に抑制できる。
【００８４】
また、この例に示すＲＦ電池システムの運転方法は、待機モジュールの残存電力を別のＲＦ電池モジュールの充電電力としたり、負荷４００への放電電力や停止時用負荷２０ａの駆動用電力などとしたりして、上記残存電力を有効活用しており、省エネルギーの観点から好ましいといえる。更に、この例に示すＲＦ電池システムの運転方法では、複数の待機モジュールが有り、充電モジュールが無い場合でも、負荷４００や停止時用負荷２０に待機モジュールの残存電力を供給することで、上記残存電力を低減できる。例えば、複数のＲＦ電池モジュールが放電運転中に、少なくとも一つのＲＦ電池モジュールのポンプ１１２，１１３を停止して待機モジュールになった場合でも、この待機モジュールの残存電力を停止時用負荷２０に供給できる（負荷４００に供給する場合については、後述の実施形態７を参照）。
【００８５】
実施形態１のＲＦ電池システム１は、待機モジュール１Ａに備える電池セル部２００ａの残存電力を充電モジュールなどに供給するという上述の実施形態１のＲＦ電池システムの運転方法に利用することで、電池セル部２００ａ内に残存する電解液の充電状態（ＳＯＣ）を低減できる。即ち、上述の充電モジュールなどへの放電操作が可能な実施形態１のＲＦ電池システム１は、上述の放電操作を行うことで、待機モジュール１Ａに備える電池セル部２００ａにおける自己放電に起因する不具合（エネルギー損や熱劣化など）を効果的に抑制できる。
【００８６】
特に、この例に示すＲＦ電池システム１は、待機モジュール１Ａの残存電力を充電モジュールが十分に充電できない場合であっても、残存電力の少なくとも一部を負荷４００に供給するように構成されており、待機モジュール１Ａの電池セル部２００ａの充電状態（ＳＯＣ）をより確実に低減できる。また、負荷４００に供給するため、残存電力を有効に活用できる。更に、この例に示すＲＦ電池システム１は、待機モジュール１Ａの残存電力を充電モジュール及び負荷４００だけでは充電や消費できない場合であっても、残存電力の少なくとも一部を停止時用負荷２０ａに供給するように構成されており、待機モジュール１Ａの電池セル部２００ａのＳＯＣを更に確実に低減できる。従って、この例に示すＲＦ電池システム１は、上記自己放電に起因する不具合をより確実に抑制できる。加えて、この例に示すＲＦ電池システムは、複数の待機モジュールが有り、充電モジュールが無い場合でも、負荷４００や停止時用負荷２０に供給可能であるため、これらに上記残存電力を供給することで、上記残存電力を低減できる。例えば、複数のＲＦ電池モジュールが放電運転中に、少なくとも一つのＲＦ電池モジュールのポンプ１１２，１１３を停止して待機モジュールになった場合でも、総合判定部１０は、この待機モジュールの残存電力を停止時用負荷２０に供給するように命令することができる（負荷４００に供給する場合については、後述の実施形態７を参照）。
【００８７】
［実施形態２］
実施形態１では、待機モジュールの残存電力を充電モジュールが十分に充電できる場合、上記残存電力を充電モジュールのみに供給する運転方法を説明した。上記の場合に、待機モジュールの残存電力を充電モジュールと負荷４００とに同時に供給する形態とすることができる。そこで、実施形態２のＲＦ電池システムとして、総合制御部１０が、上記残存電力の一部を上記充電モジュールに供給する命令と、上記残存電力の他部を負荷４００に供給する命令とを出すように、給電命令部１４α及び受電命令部１４βと負荷放電命令部１４δとを制御する構成を提案する。また、実施形態２のＲＦ電池システムの運転方法として、上記残存電力の一部を上記充電モジュールに供給すると共に、上記残存電力の他部を負荷４００に供給する構成、具体的には、上記充電モジュール（特にＳＯＣ充電≦ｙである充電モジュール）が有る場合に上記負荷に電力要求があれば上記充電モジュールと上記負荷とに上記残存電力を供給する過程を備える構成を提案する。
【００８８】
以下、図４に示すフローチャートを参照して具体的な手順を詳細に説明する。図４のフローチャートは、一部を抜粋して示す。実施形態２のＲＦ電池システムの運転方法において実施形態１の手順と共通する点は省略する。なお、実施形態２のＲＦ電池システムは、実施形態１のＲＦ電池システム１と概ね同様であるため、構成及び効果の詳細な説明は省略する。
【００８９】
実施形態２のＲＦ電池システムの運転方法は、図３に示すステップＳ５−１まで共通しているため、ステップＳ５−１以降を説明する。総合制御部１０の余剰充電判定部１２δが余剰充電の有無を判定し（ステップＳ５−１）、余剰充電が無い場合、総合制御部１０の負荷判定部１２εは、負荷４００が現在電力を要求しているか否かを判定する（ステップＳ１０）。電力要求が有る場合、総合制御部１０の負荷放電命令部１４δは、上記残存電力の一部を負荷４００に供給するように待機モジュール１Ａの個別制御部３０に命令し、かつ総合制御部１０の給電命令部１４αは、上記残存電力の残部を上記充電モジュールに供給するように、待機モジュール１Ａの個別制御部３０に命令し、総合制御部１０の受電命令部１４βは、上記残存電力の残部を充電するように上記充電モジュールの個別制御部３０に命令する（ステップＳ１１）。負荷４００の電力要求量に応じて、残存電力のうち負荷４００への配分を決めることができる。ここでは、残存電力のうち負荷４００が不要な残部を上記充電モジュールが充電する構成としている。つまり、負荷４００への供給を優先する構成である。充電モジュールのみで残存電力を低減可能であるため、この形態は、負荷４００の電力要求量が少なく上記負荷４００への配分が少なくても、待機モジュール１Ａの電池セル部２００ａの充電状態（ＳＯＣ）を低減でき、自己放電に起因する不具合を抑制できる。
【００９０】
一方、電力要求が無く、負荷４００が給電不要である場合には、充電モジュールのみに上記残存電力を供給するように、総合制御部１０の給電命令部１４α，受電命令部１４βは、待機モジュール１Ａの個別制御部３０、充電モジュールの個別制御部３０にそれぞれ命令する（ステップＳ１２）。即ち、ステップＳ１２は、上述のステップＳ５−２と同様にすることができる。
【００９１】
［実施形態３］
実施形態２とは別の形態として、待機モジュールの残存電力を充電モジュールが十分に充電できる場合に、上記残存電力を充電モジュールと停止時用負荷２０ａとに同時に供給する形態とすることができる。そこで、実施形態３のＲＦ電池システムとして、総合制御部１０が、上記残存電力の一部を上記充電モジュールに供給する命令と、上記残存電力の残部を停止時用負荷２０ａに供給する命令とを同時に出すように、給電命令部１４α及び受電命令部１４βと抵抗放電命令部１４εとを制御する構成を提案する。また、実施形態３のＲＦ電池システムの運転方法として、上記残存電力の一部を上記充電モジュールに供給すると共に、上記残存電力の他部を停止時用負荷２０ａに供給する構成、具体的には、上記充電モジュール（特にＳＯＣ充電≦ｙである充電モジュール）が有る場合に上記充電モジュールと上記停止時用負荷とに上記残存電力を供給する過程を備える構成を提案する。
【００９２】
以下、図５に示すフローチャートを参照して具体的な手順を詳細に説明する。図５のフローチャートは、一部を抜粋して示す。実施形態３のＲＦ電池システムの運転方法において実施形態１の手順と共通する点は省略する。なお、実施形態３のＲＦ電池システムは、実施形態１のＲＦ電池システム１と概ね同様であるため、構成及び効果の詳細な説明は省略する。
【００９３】
実施形態３のＲＦ電池システムの運転方法は、図３に示すステップＳ５−１まで共通しているため、ステップＳ５−１以降を説明する。総合制御部１０の余剰充電判定部１２δが余剰充電の有無を判定し（ステップＳ５−１）、余剰充電が無い場合、総合制御部１０の給電命令部１４αは、上記残存電力の一部を上記充電モジュールに供給するように、待機モジュール１Ａの個別制御部３０に命令し、総合制御部１０の受電命令部１４βは、上記残存電力の一部を充電するように上記充電モジュールの個別制御部３０に命令し、かつ総合制御部１０の抵抗放電命令部１４εは、上記残存電力の他部を停止時用負荷２０ａに供給するように、待機モジュール１Ａの個別制御部３０に命令する（ステップＳ２０）。残存電力のうち停止時用負荷２０ａへの配分は適宜選択することができる。例えば、上述のように停止時用負荷２０ａをファンなどとし、現在運転中のＲＦ電池モジュールを冷却する必要がある場合などでは、残存電力のうち停止時用負荷２０ａへの配分を大きくすることができる。つまり、停止時用負荷２０ａへの供給を優先する構成である。
【００９４】
［実施形態４］
実施形態１では、待機モジュール１Ａの残存電力の放電対象を充電モジュール、負荷４００、及び停止時用負荷２０ａ（２０ｂ，…，２０ｎ）の合計三つとした構成を説明した。その他、実施形態４のＲＦ電池システムとして、停止時用負荷を備えていない構成を提案する。この形態では、総合制御部１０は、抵抗放電命令部１４εを備える必要がなく、停止時用負荷を備えていないため、ＲＦ電池システムの構成部材を低減できる。また、実施形態４のＲＦ電池システムの運転方法は、待機モジュールの残存電力を充電可能な充電モジュールの有無を判定する過程と、上記充電モジュールが有る場合に上記充電モジュールに上記残存電力を供給する過程と、上記充電モジュールが無い場合に上記負荷に電力要求があれば上記負荷に上記残存電力を供給する過程とを備えていればよい。
【００９５】
より具体的には、図３に示すフローチャートにおいて、負荷４００の電力要求の有無を判定するステップＳ６を行い、電力要求が有る場合、余剰負荷を演算し（ステップＳ６−０）、余剰負荷の有無の判定を行って（ステップＳ６−１）、負荷４００が上記残存電力を消費可能であれば、上記残存電力を負荷４００に放電すればよい（ステップＳ６−２）。一方、現在、電力要求が無い場合や、余剰負荷が有る場合には、負荷４００が電力を要求したときに上記残存電力を負荷４００に放電すればよい。即ち、一回の処理内で電力要求が無い場合などには、負荷４００の電力供給の有無を問う判定を随時又は間欠的に行うように、総合制御部１０を構築するとよい。特に、ポンプ停止後１時間以内（即ち、待機モジュールに備える電池セル部における自己放電が急速に生じ得る期間）は、負荷４００の電力供給の有無判定を繰り返し行うように総合制御部１０を構築すれば、自己放電が生じていない間に又は自己放電が少ない間に、待機モジュールの残存電力を負荷４００に供給できる可能性を高められる。その他、例えば、待機モジュールの残存電力を充放電運転中のＲＦ電池モジュールのポンプなどの動力源に利用可能な構成とすると、上記残存電力を有効活用できる上に、上記残存電力を低減できて自己放電に起因する不具合を低減できる。
【００９６】
［実施形態５］
その他、待機モジュールの残存電力の放電対象を充電モジュールのみとする形態とすることができる。この形態では、総合制御部１０は、負荷判定部１２ε、余剰負荷判定部１２ζ、余剰負荷演算部１３δ、負荷放電命令部１４δ、抵抗放電命令部１４εを備える必要がなく、停止時用負荷も備えていないため、ＲＦ電池システムの構成部材をより低減できる。また、実施形態５のＲＦ電池システムの運転方法として、待機モジュールの残存電力を充電可能な充電モジュールの有無を判定する過程と、上記充電モジュールが有る場合に上記充電モジュールに上記残存電力を供給する過程と、上記充電モジュールが無い場合には、所定時間後、上記充電モジュールの有無を再度判定する過程とを備える構成を提案する。
【００９７】
より具体的には、図３に示すフローチャートにおいて、ＳＯＣ充電≦ｙである充電モジュールの有無を判定するステップＳ５を行い、上記充電モジュールが無ければ、上記充電モジュールが有りの判定が得られるまで、この判定を繰り返し行う。また、上記充電モジュールが有っても余剰充電が有る場合には、待機モジュール１Ａに備える電池セル部２００ａの充電状態（ＳＯＣ）を十分に低減するために余剰充電を充電可能な充電モジュールが生じるまで、上記充電モジュールの有無の判定を繰り返し行う。即ち、待機モジュール１Ａの残存電力を充電可能な充電モジュールが無い場合や余剰充電が有る場合には、上記充電可能な充電モジュールの有無を問う判定を随時又は間欠的に行うように、総合制御部１０を構築するとよい。特に、ポンプ停止後１時間以内（即ち、待機モジュールに備える電池セル部における自己放電が急速に生じ得る期間）は、上記充電可能な充電モジュールの有無判定を繰り返し行うように総合制御部１０を構築すれば、自己放電が生じていない間に又は自己放電が少ない間に、待機モジュールの残存電力を充電モジュールに供給できる可能性を高められる。実施形態５でも、上述のように充放電運転中のＲＦ電池モジュールの付属部品の動力源に待機モジュールの残存電力を利用する構成とすると、上記残存電力を有効活用できる上に、自己放電に起因する不具合を低減できる。
【００９８】
［実施形態６］
実施形態１では、各ＲＦ電池モジュールに備える電池セル部について、現在の充電状態（ＳＯＣ）を実際に測定して判定に利用する形態を説明した。その他、予め設定された運転スケジュールに従って、上述の残存電力の放電操作を行う形態とすることができる。例えば、複数のＲＦ電池モジュールのうちいずれが待機モジュールであるか、待機モジュールの（合計）残存電力を充電可能な充電モジュールが有るか否か、各電池セル部のＳＯＣの予想値などが運転スケジュールから把握できる場合、実施形態６のＲＦ電池システムとして、次の構成を提案する。総合制御部１０が、記憶部１５から呼び出した運転スケジュールに従って、上記残存電力の少なくとも一部を上記充電モジュールに供給するように待機モジュール１Ａの個別制御部３０に命令を出し、上記残存電力の少なくとも一部を充電するように上記充電モジュールの個別制御部に命令を出すように、給電命令部１４α及び受電命令部１４βを制御する。この総合制御部１０は、種々の演算部や判定部を備える必要がなく、記憶部１５に入力された情報に基づいて、ポンプ１１２，１１３が停止したら、待機モジュールの残存電力の放電操作を行うように構成するとよい。また、実施形態６のＲＦ電池システムの運転方法は、運転スケジュールに従って待機モジュールの残存電力を充電可能な充電モジュールを選択して、上記充電モジュールに上記残存電力を供給する過程を備える構成が挙げられる。
【００９９】
実施形態６のＲＦ電池システム及びその運転方法は、演算や判定を省略して処理を単純にできると考えられる。一方、実施形態１のように実測値を用いると、待機モジュール１Ａや充電モジュール、負荷４００の実際の状態を正確に把握できるため、残存電力の過剰供給などを効果的に防止できる。
【０１００】
［実施形態７］
実施形態１〜６では、充電モジュールが無い場合、充電モジュールの有無の判定を繰り返し行ったり、待機モジュールの残存電力などを負荷４００や停止時用負荷２０などに供給したりする構成を説明した。その他、実施形態７のＲＦ電池システムとして、充電モジュールが無く、放電運転を行うＲＦ電池モジュール（＝放電モジュール）のみが有る場合に、負荷４００への放電量を低減して、待機モジュールの残存電力などを負荷４００に供給可能な構成を提案する。具体的には、実施形態７のＲＦ電池システムの総合制御部１０は、少なくとも一つの放電モジュールの放電量を低減するように放電モジュールの個別制御部３０に命令する減量命令部１４ζ(図２)と、待機モジュールの残存電力の少なくとも一部を負荷４００（図１）に供給するように待機モジュールの個別制御部３０に命令する負荷放電命令部１４δ（図２）とを備える。更に、この例に示す総合制御部１０は、放電モジュールの有無を判定する放電判定部１２ηと、放電量の低減の有無を判定する放電量低減判定部１２θと、放電量を演算する放電量演算部１３εとを備える。実施形態７のＲＦ電池システムは、総合制御部１０を除き、実施形態１のＲＦ電池システム１と概ね同様であるため、構成及び効果の詳細な説明は省略する。
【０１０１】
実施形態７のＲＦ電池システムの運転方法として、待機モジュールの残存電力を充電可能な充電モジュールが無く、放電モジュールのみが有る場合に放電モジュールの放電量を低減する過程と、上記残存電力の少なくとも一部を負荷に供給する過程とを備える構成を提案する。
【０１０２】
以下、図６に示すフローチャートを参照して、実施形態７のＲＦ電池システムの運転方法の具体的な手順を詳細に説明する。図６のフローチャートは、一部を抜粋して示す。実施形態７のＲＦ電池システムの運転方法において実施形態１の手順と共通する点は省略する。ここでは、ＲＦ電池システムに備える全てのＲＦ電池モジュールが放電運転中に負荷への放電量を低減する要求があり、少なくとも一つのＲＦ電池モジュールのポンプを停止して待機モジュールとした場合を例に説明する。
【０１０３】
実施形態７のＲＦ電池システムの運転方法は、図３に示すステップＳ３まで共通の過程とすることができる。概略を述べると、待機モジュールの有無の判定を行う（図３のステップＳ１）。この例では、有りとの判定が得られることから、待機モジュールのＳＯＣ充電を求め(図３のステップＳ２)、待機モジュールの放電操作が必要との判定（図３のステップＳ３でＮｏ判定、ＳＯＣ待機＞ｘ）が得られた場合、総合制御部１０の放電判定部１２ηは、他のＲＦ電池モジュールが放電運転中か否かを判定する（ステップＳ３０）。放電運転中か否かの判定には、他のＲＦ電池モジュールの個別制御部３０からの信号や、記憶部１５から呼び出した運転スケジュールなどを利用できる。
【０１０４】
この例では、他のＲＦ電池モジュールは放電運転中である、即ち放電モジュールであることから、放電モジュールと共に、待機モジュールが負荷への放電操作を行えるように放電モジュールの放電量がどの程度かを調べて放電量を調整する。例えば、各ＲＦ電池モジュールの交流／直流変換器に電流計（図示せず）を備えておき、総合制御部１０の放電量演算部１３εは、電流計からの信号に基づいて放電量Ｄ０を演算する（ステップＳ３１）。放電モジュールが複数の場合には、放電量Ｄ０は、合計の放電量とする。次に、総合制御部１０の放電量低減判定部１２θは、放電量Ｄ０とＳＯＣ待機との大小関係を判定する（ステップＳ３２）。ここでは、放電量Ｄ０≧ＳＯＣ待機か否かを判定する。
【０１０５】
放電量Ｄ０≧ＳＯＣ待機であれば、負荷４００は、電力供給を十分に望んでいるといえ、放電モジュールの放電量Ｄ０を調整すれば（低減すれば）、待機モジュールの残存電力を負荷４００に供給できる。そこで、放電量Ｄ０≧ＳＯＣ待機の場合、放電モジュールの放電量を低減する（ステップＳ３３）。具体的には、総合制御部１０の減量命令部１４ζは、放電モジュールの個別制御部３０に、放電量Ｄ０を低減するように命令する。好ましくはＤ１＝放電量Ｄ０−ＳＯＣ待機となるまで放電量Ｄ０を低減する（Ｄ０→Ｄ１）。
【０１０６】
放電モジュールの放電量がＤ１になれば、負荷４００は、待機モジュールの残存電力を受けられる。そこで、総合制御部１０の負荷放電命令部１４δは、待機モジュールの残存電力を負荷４００に供給するように、待機モジュールの個別制御部３０に命令する（ステップＳ３４）。
【０１０７】
他のＲＦ電池モジュールが放電運転中ではない場合や、放電量Ｄ０≧ＳＯＣ待機でなければ、即ち放電量Ｄ０＜ＳＯＣ待機であり放電量を調整しても、待機モジュールの残存電力を現在の負荷には供給が困難な場合には、ステップＳ４以降の手順を行うとよい。但し、この場合、負荷への供給は困難であるから、経時的に充電モジュールができたら、充電モジュールに供給し、充電モジュールが無ければ（ステップＳ５でＮＯ判定、又はステップＳ５−１でＹＥＳ判定）、ステップＳ６、Ｓ６−１、Ｓ６−２を行わず、停止時用負荷に放電することになる（ステップＳ７）。
【０１０８】
この形態は、充電モジュールが無く、放電モジュールのみであるものの、放電モジュールの放電量を下げることで、待機モジュールの残存電力を負荷４００に供給して、待機モジュールの電池セル部の充電状態（ＳＯＣ）を低減できる。従って、実施形態７のＲＦ電池システム及びその運転方法も、上記残存電力を有効活用できる上に、上記残存電力を低減できて自己放電に起因する不具合を低減できる。
【０１０９】
なお、本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。例えば、ＲＦ電池システムの一例として、複数のＲＦ電池モジュールのうち、少なくとも一部のＲＦ電池モジュールが同一のポンプ及び同一のタンクを共用する形態（この形態では、同時に複数のＲＦ電池モジュールが待機モジュールとなる）、少なくとも一部のＲＦ電池モジュールが同一のタンクを共用する形態とすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明のレドックスフロー電池システムは、自然エネルギーを利用した発電機の出力変動の平滑化、余剰電力の貯蔵、負荷平準化などを図ることを目的とした大容量蓄電池に好適に利用可能である。本発明のレドックスフロー電池システムの運転方法は、複数のレドックスフロー電池モジュールを備えるレドックスフロー電池システムの運転に利用できる。
【符号の説明】
【０１１１】
１  ＲＦ電池システム  １Ａ，１Ｂ，１Ｎ  ＲＦ電池モジュール
２００ａ，２００ｂ，２００ｎ  電池セル部
１０  総合制御部
１１  入出力部  １５  記憶部  １６  モニタ  １８  直接入力部
１２  判定部
１２α  待機判定部  １２β  ＳＯＣ待機判定部  １２γ  充電判定部
１２δ  余剰充電判定部  １２ε  負荷判定部  １２ζ  余剰負荷判定部
１２η  放電判定部  １２θ  放電量低減判定部
１３  演算部
１３α  ＳＯＣ待機演算部  １３β  ＳＯＣ充電演算部
１３γ  余剰充電演算部  １３δ  余剰負荷演算部  １３ε  放電量演算部
１４  命令部
１４α  給電命令部  １４β  受電命令部  １４γ  演算命令部
１４δ  負荷放電命令部  １４ε  抵抗放電命令部  １４ζ  減量命令部
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｎ  停止時用負荷
２５，２５ａ，２５ｂ，２５ｎ，２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｎ  電圧計
３０  個別制御部  ３０ａ，３０ｂ，３０ｎ  交流／直流変換器
１００  電池セル
１０１  隔膜  １０２  正極セル  １０３  負極セル  １０４  正極電極
１０５  負極電極  １０６ａ，１０６ｂ，１０６ｎ  正極タンク
１０７ａ，１０７ｂ，１０７ｎ  負極タンク
１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｎ，１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｎ，１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｎ，１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｎ  配管
１１２，１１３，１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｎ，１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｎ  ポンプ
１２０  フレームアッシー  １２１  双極板  １２２  枠体
１２３，１２４  給液孔  １２５，１２６  排液孔  １２７  シール材
１９０  給排板  ２１０，２２０  エンドプレート  ２３０  締付ボルト
１５０  モニタセル  ２００  セルスタック  ２００ｓ  サブセルスタック
３００  発電部  ３５０  変電設備  ４００  負荷
【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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