(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１蓄電器と、
前記第１蓄電器に比べて、出力重量密度が優れ、かつ、エネルギー重量密度が劣る第２蓄電器と、
前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくとも一方と外部の電力系統の間で授受される電力の変換を行う変換部と、
前記変換部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第１蓄電器が継続して放電する第１態様と、前記第２蓄電器が前記電力系統における周波数の安定を目的に間欠して充放電する第２態様と、の少なくとも一方を前記電力系統との間で行うよう、前記変換部を制御する、蓄電装置であって、
前記第２蓄電器の充電率を検知する検知部と、
前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の電流経路を構成する充放電回路と、をさらに備え、
前記制御部は、
前記第２蓄電器の充電率と前記第２蓄電器の劣化因子との関係に基づき、
前記第２態様を行う前の前記第２蓄電器の充電率から所定値を加算又は減算した値に対応する前記劣化因子である想定劣化因子がしきい値以上になる場合は、前記想定劣化因子が前記しきい値未満になる前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の充放電を行うよう、前記充放電回路を制御する、蓄電装置。
【請求項２】
第１蓄電器と、
前記第１蓄電器に比べて、出力重量密度が優れ、かつ、エネルギー重量密度が劣る第２蓄電器と、
前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくとも一方と外部の電力系統の間で授受される電力の変換を行う変換部と、
前記変換部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第１蓄電器が前記第１蓄電器の特性に適した継続して放電する第１態様と、前記第２蓄電器が前記第２蓄電器の特性に適した間欠して充放電する第２態様と、の少なくとも一方を前記電力系統との間で行うよう、前記変換部を制御する、蓄電装置であって、
前記第２蓄電器の充電率を検知する検知部と、
前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の電流経路を構成する充放電回路と、をさらに備え、
前記制御部は、
前記第２蓄電器の充電率と前記第２蓄電器の劣化因子との関係に基づき、
前記第２態様を行う前の前記第２蓄電器の充電率から所定値を加算又は減算した値に対応する前記劣化因子である想定劣化因子がしきい値以上になる場合は、前記想定劣化因子が前記しきい値未満になる前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の充放電を行うよう、前記充放電回路を制御する、蓄電装置。
【請求項３】
請求項２に記載の蓄電装置であって、
前記第２態様は、前記電力系統における周波数の安定を目的とした充放電である、蓄電装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の蓄電装置であって、
前記制御部は、前記第１態様及び前記第２態様のいずれも前記電力系統との間で実行可能に前記変換部を制御する、蓄電装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の蓄電装置であって、
前記第１態様は前記第１蓄電器のみが行う、蓄電装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の蓄電装置であって、
前記第２態様は前記第２蓄電器のみが行う、蓄電装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の蓄電装置であって、
前記制御部は、前記想定劣化因子が前記しきい値以上になる場合は、前記第２蓄電器から前記第１蓄電器への放電を行うよう、前記充放電回路を制御する、蓄電装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の蓄電装置であって、
前記所定値は、前記電力系統における周波数の安定を目的とした充放電を前記第２蓄電器が行う際の、前記第２蓄電器の充電率の変化量に基づき設定される、蓄電装置。
【請求項９】
第１蓄電器と、
前記第１蓄電器に比べて、出力重量密度が優れ、かつ、エネルギー重量密度が劣る第２蓄電器と、
前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくとも一方と外部の電力系統の間で授受される電力の変換を行う変換部と、
前記変換部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記第１蓄電器が継続して放電する第１態様と、前記第２蓄電器が前記電力系統における周波数の安定を目的に間欠して充放電する第２態様と、の少なくとも一方を前記電力系統との間で行うよう、前記変換部を制御する、蓄電装置であって、
前記蓄電装置における前記電力系統との間の充放電を管理するサーバ装置から送信された指令を受信する受信部をさらに備え、
前記制御部は、
前記受信部が前記サーバ装置から前記第１態様の実行の指令を受信した場合は、前記第１態様を行うよう、前記変換部を制御し、
前記受信部が前記サーバ装置から前記第２態様の実行の指令を受信した場合は、前記第２態様を行うよう、前記変換部を制御する、蓄電装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の蓄電装置であって、
前記制御部は、前記受信部が前記サーバ装置から前記第１態様の実行の指令及び前記第２態様の実行の指令の双方を受信した場合は、前記第１態様を行うよう、前記変換部を制御する、蓄電装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか１項に記載の蓄電装置を有する、機器。
【請求項１２】
第１蓄電器と、
前記第１蓄電器に比べて、出力重量密度が優れ、かつ、エネルギー重量密度が劣る第２蓄電器と、
前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくとも一方と外部の電力系統の間で授受される電力の変換を行う変換部と、
前記変換部を制御する制御部と、
前記第２蓄電器の充電率を検知する検知部と、
前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の電流経路を構成する充放電回路と、を備えた蓄電装置が行う制御方法であって、
前記制御部は、前記第１蓄電器が継続して放電する第１態様と、前記第２蓄電器が前記電力系統における周波数の安定を目的に間欠して充放電する第２態様と、の少なくとも一方を前記電力系統との間で行うよう、前記変換部を制御するとともに、
前記第２蓄電器の充電率と前記第２蓄電器の劣化因子との関係に基づき、
前記第２態様を行う前の前記第２蓄電器の充電率から所定値を加算又は減算した値に対応する前記劣化因子である想定劣化因子がしきい値以上になる場合は、前記想定劣化因子が前記しきい値未満になる前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の充放電を行うよう、前記充放電回路を制御する、制御方法。
【請求項１３】
第１蓄電器と、
前記第１蓄電器に比べて、出力重量密度が優れ、かつ、エネルギー重量密度が劣る第２蓄電器と、
前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくとも一方と外部の電力系統の間で授受される電力の変換を行う変換部と、
前記変換部を制御する制御部と、
前記第２蓄電器の充電率を検知する検知部と、
前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の電流経路を構成する充放電回路と、を備えた蓄電装置が行う制御方法であって、
前記制御部は、前記第１蓄電器が前記第１蓄電器の特性に適した継続して放電する第１態様と、前記第２蓄電器が前記第２蓄電器の特性に適した間欠して充放電する第２態様と、の少なくとも一方を前記電力系統との間で行うよう、前記変換部を制御するとともに、
前記第２蓄電器の充電率と前記第２蓄電器の劣化因子との関係に基づき、
前記第２態様を行う前の前記第２蓄電器の充電率から所定値を加算又は減算した値に対応する前記劣化因子である想定劣化因子がしきい値以上になる場合は、前記想定劣化因子が前記しきい値未満になる前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の充放電を行うよう、前記充放電回路を制御する、制御方法。
【請求項１４】
第１蓄電器と、
前記第１蓄電器に比べて、出力重量密度が優れ、かつ、エネルギー重量密度が劣る第２蓄電器と、
前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくとも一方と外部の電力系統の間で授受される電力の変換を行う変換部と、
前記変換部を制御する制御部と、
蓄電装置における前記電力系統との間の充放電を管理するサーバ装置から送信された指令を受信する受信部を備えた前記蓄電装置が行う制御方法であって、
前記制御部は、前記第１蓄電器が継続して放電する第１態様と、前記第２蓄電器が前記電力系統における周波数の安定を目的に間欠して充放電する第２態様と、の少なくとも一方を前記電力系統との間で行うよう、前記変換部を制御するとともに、
前記受信部が前記サーバ装置から前記第１態様の実行の指令を受信した場合は、前記第１態様を行うよう、前記変換部を制御し、
前記受信部が前記サーバ装置から前記第２態様の実行の指令を受信した場合は、前記第２態様を行うよう、前記変換部を制御する、制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特性の異なる２つの蓄電器を備えた蓄電装置、機器及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、Ｖ２Ｇ（Vehicle to Grid）における電動車両の充放電制御が記載されている。Ｖ２Ｇは、商用電力網を含む電力系統と電動車両との間で電力の融通を行うシステムであり、電動車両が移動手段として用いられない時には、この電動車両に搭載された蓄電器が、あたかも商用電力網における電力貯蔵設備の１つとして利用される。このため、Ｖ２Ｇに参加する電動車両と電力系統の間では双方向の電力の授受が行われる。Ｖ２Ｇに参加する電動車両は、電力系統における需給均衡の維持を目的とする継続的放電、又は、電力系統における周波数の安定を目的とする充放電を行う。需給均衡の維持を目的とした電動車両の継続的放電によって得られる電力は、電力系統の「瞬動予備力（Spinning Reserve）」として利用される。また、周波数の安定を目的とした電動車両の充放電よって授受される電力は、電力系統の「周波数調整（Frequency Regulation）」に利用される。いずれも電動車両が電力系統の安定化に寄与する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／０１３７７５２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記説明したＶ２Ｇにおける「瞬動予備力」は、電動車両が小さくはない電流量を継続して放電することによって得られる。一方、Ｖ２Ｇにおける「周波数調整」は、電動車両が瞬間的かつ頻繁な充放電の切替を行うことによって実現される。こういった充放電の態様の違いは、一種類の蓄電器が搭載された電動車両において、蓄電器の劣化を促進するおそれがある。Ｖ２Ｇに参加することによって蓄電器が劣化すると、電動車両のオーナーはＶ２Ｇへの参加を躊躇する傾向にあり、Ｖ２Ｇに参加しないと対価としての金銭などのインセンティブは得られない。また、このような傾向は、結果として外部の電力系統の電力品質に多大な影響を及ぼすため、電力系統の管理やＶ２Ｇの運営を行う事業者や、電力系統を利用する一般企業から一般家庭までに至る社会全体の不利益につながる虞がある。
【０００５】
本発明の目的は、蓄電器の劣化を抑制しつつ、インセンティブを得ることができ、電力系統の電力品質に貢献できる蓄電装置、機器及び制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
第１蓄電器（例えば、後述の実施形態での高容量型バッテリＥＳ−Ｅ）と、
前記第１蓄電器に比べて、出力重量密度が優れ、かつ、エネルギー重量密度が劣る第２蓄電器（例えば、後述の実施形態での高出力型バッテリＥＳ−Ｐ）と、
前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくとも一方と外部の電力系統の間で授受される電力の変換を行う変換部（例えば、後述の実施形態での双方向充電器１０１）と、
前記変換部を制御する制御部（例えば、後述の実施形態でのＥＣＵ１１１）と、を備え、
前記制御部は、前記第１蓄電器が継続して放電する第１態様と、前記第２蓄電器が前記電力系統における周波数の安定を目的に間欠して充放電する第２態様と、の少なくとも一方を前記電力系統との間で行うよう、前記変換部を制御する、蓄電装置であって、
前記第２蓄電器の充電率を検知する検知部（例えば、後述の実施形態での電圧センサ１０５ｅ，１０５ｐ、電流センサ１０７ｅ，１０７ｐ、ＥＣＵ１１１）と、
前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の電流経路を構成する充放電回路（例えば、後述の実施形態でのＶＣＵ１０３，２０３、スイッチ部１０９）と、をさらに備え、
前記制御部は、
前記第２蓄電器の充電率と前記第２蓄電器の劣化因子との関係に基づき、
前記第２態様を行う前の前記第２蓄電器の充電率から所定値を加算又は減算した値に対応する前記劣化因子である想定劣化因子がしきい値以上になる場合は、前記想定劣化因子が前記しきい値未満になる前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の充放電を行うよう、前記充放電回路を制御する。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、
第１蓄電器（例えば、後述の実施形態での高容量型バッテリＥＳ−Ｅ）と、
前記第１蓄電器に比べて、出力重量密度が優れ、かつ、エネルギー重量密度が劣る第２蓄電器（例えば、後述の実施形態での高出力型バッテリＥＳ−Ｐ）と、
前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくとも一方と外部の電力系統の間で授受される電力の変換を行う変換部（例えば、後述の実施形態での双方向充電器１０１）と、
前記変換部を制御する制御部（例えば、後述の実施形態でのＥＣＵ１１１）と、
前記制御部は、前記第１蓄電器が前記第１蓄電器の特性に適した継続して放電する第１態様と、前記第２蓄電器が前記第２蓄電器の特性に適した間欠して充放電する第２態様と、の少なくとも一方を前記電力系統との間で行うよう、前記変換部を制御する、蓄電装置であって、
前記第２蓄電器の充電率を検知する検知部（例えば、後述の実施形態での電圧センサ１０５ｅ，１０５ｐ、電流センサ１０７ｅ，１０７ｐ、ＥＣＵ１１１）と、
前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の電流経路を構成する充放電回路（例えば、後述の実施形態でのＶＣＵ１０３，２０３、スイッチ部１０９）と、をさらに備え、
前記制御部は、
前記第２蓄電器の充電率と前記第２蓄電器の劣化因子との関係に基づき、
前記第２態様を行う前の前記第２蓄電器の充電率から所定値を加算又は減算した値に対応する前記劣化因子である想定劣化因子がしきい値以上になる場合は、前記想定劣化因子が前記しきい値未満になる前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の充放電を行うよう、前記充放電回路を制御する。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、
前記第２態様は、前記電力系統における周波数の安定を目的とした充放電である。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、
前記制御部は、前記第１態様及び前記第２態様のいずれも前記電力系統との間で実行可能に前記変換部を制御する。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載の発明において、
前記第１態様は前記第１蓄電器のみが行う。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載の発明において、
前記第２態様は前記第２蓄電器のみが行う。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の発明において、
前記制御部は、前記想定劣化因子が前記しきい値以上になる場合は、前記第２蓄電器から前記第１蓄電器への放電を行うよう、前記充放電回路を制御する。
【００１７】
請求項８に記載の発明では、請求項１から７のいずれか１項に記載の発明において、
前記所定値は、前記電力系統における周波数の安定を目的とした充放電を前記第２蓄電器が行う際の、前記第２蓄電器の充電率の変化量に基づき設定される。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、
第１蓄電器（例えば、後述の実施形態での高容量型バッテリＥＳ−Ｅ）と、
前記第１蓄電器に比べて、出力重量密度が優れ、かつ、エネルギー重量密度が劣る第２蓄電器（例えば、後述の実施形態での高出力型バッテリＥＳ−Ｐ）と、
前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくとも一方と外部の電力系統の間で授受される電力の変換を行う変換部（例えば、後述の実施形態での双方向充電器１０１）と、
前記変換部を制御する制御部（例えば、後述の実施形態でのＥＣＵ１１１）と、を備え、
前記制御部は、前記第１蓄電器が継続して放電する第１態様と、前記第２蓄電器が前記電力系統における周波数の安定を目的に間欠して充放電する第２態様と、の少なくとも一方を前記電力系統との間で行うよう、前記変換部を制御する、蓄電装置であって、
前記蓄電装置における前記電力系統との間の充放電を管理するサーバ装置（例えば、後述の実施形態でのアグリゲータ１７）から送信された指令を受信する受信部（例えば、後述の実施形態でのデジタル通信部１２３）をさらに備え、
前記制御部は、
前記受信部が前記サーバ装置から前記第１態様の実行の指令を受信した場合は、前記第１態様を行うよう、前記変換部を制御し、
前記受信部が前記サーバ装置から前記第２態様の実行の指令を受信した場合は、前記第２態様を行うよう、前記変換部を制御する。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明において、
前記制御部は、前記受信部が前記サーバ装置から前記第１態様の実行の指令及び前記第２態様の実行の指令の双方を受信した場合は、前記第１態様を行うよう、前記変換部を制御する。
【００２０】
請求項１１に記載の発明は、請求項１から１０のいずれか１項に記載の蓄電装置を有する、機器（例えば、後述の実施形態での電動車両１５）である。
【００２１】
請求項１２に記載の発明は、
第１蓄電器（例えば、後述の実施形態での高容量型バッテリＥＳ−Ｅ）と、
前記第１蓄電器に比べて、出力重量密度が優れ、かつ、エネルギー重量密度が劣る第２蓄電器（例えば、後述の実施形態での高出力型バッテリＥＳ−Ｐ）と、
前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくとも一方と外部の電力系統の間で授受される電力の変換を行う変換部（例えば、後述の実施形態での双方向充電器１０１）と、
前記変換部を制御する制御部（例えば、後述の実施形態でのＥＣＵ１１１）と、
前記第２蓄電器の充電率を検知する検知部（例えば、後述の実施形態での電圧センサ１０５ｅ，１０５ｐ、電流センサ１０７ｅ，１０７ｐ、ＥＣＵ１１１）と、
前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の電流経路を構成する充放電回路（例えば、後述の実施形態でのＶＣＵ１０３，２０３、スイッチ部１０９）と、を備えた蓄電装置が行う制御方法であって、
前記制御部は、前記第１蓄電器が継続して放電する第１態様と、前記第２蓄電器が前記電力系統における周波数の安定を目的に間欠して充放電する第２態様と、の少なくとも一方を前記電力系統との間で行うよう、前記変換部を制御するとともに、
前記第２蓄電器の充電率と前記第２蓄電器の劣化因子との関係に基づき、
前記第２態様を行う前の前記第２蓄電器の充電率から所定値を加算又は減算した値に対応する前記劣化因子である想定劣化因子がしきい値以上になる場合は、前記想定劣化因子が前記しきい値未満になる前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の充放電を行うよう、前記充放電回路を制御する、制御方法である。
【００２２】
請求項１３に記載の発明は、
第１蓄電器（例えば、後述の実施形態での高容量型バッテリＥＳ−Ｅ）と、
前記第１蓄電器に比べて、出力重量密度が優れ、かつ、エネルギー重量密度が劣る第２蓄電器（例えば、後述の実施形態での高出力型バッテリＥＳ−Ｐ）と、
前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくとも一方と外部の電力系統の間で授受される電力の変換を行う変換部（例えば、後述の実施形態での双方向充電器１０１）と、
前記変換部を制御する制御部（例えば、後述の実施形態でのＥＣＵ１１１）と、
前記第２蓄電器の充電率を検知する検知部（例えば、後述の実施形態での電圧センサ１０５ｅ，１０５ｐ、電流センサ１０７ｅ，１０７ｐ、ＥＣＵ１１１）と、
前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の電流経路を構成する充放電回路（例えば、後述の実施形態でのＶＣＵ１０３，２０３、スイッチ部１０９）と、を備えた蓄電装置が行う制御方法であって、
前記制御部は、前記第１蓄電器が前記第１蓄電器の特性に適した継続して放電する第１態様と、前記第２蓄電器が前記第２蓄電器の特性に適した間欠して充放電する第２態様と、の少なくとも一方を前記電力系統との間で行うよう、前記変換部を制御するとともに、
前記第２蓄電器の充電率と前記第２蓄電器の劣化因子との関係に基づき、
前記第２態様を行う前の前記第２蓄電器の充電率から所定値を加算又は減算した値に対応する前記劣化因子である想定劣化因子がしきい値以上になる場合は、前記想定劣化因子が前記しきい値未満になる前記第１蓄電器と前記第２蓄電器の間の充放電を行うよう、前記充放電回路を制御する、制御方法である。
また、請求項１４に記載の発明は、
第１蓄電器（例えば、後述の実施形態での高容量型バッテリＥＳ−Ｅ）と、
前記第１蓄電器に比べて、出力重量密度が優れ、かつ、エネルギー重量密度が劣る第２蓄電器（例えば、後述の実施形態での高出力型バッテリＥＳ−Ｐ）と、
前記第１蓄電器及び前記第２蓄電器の少なくとも一方と外部の電力系統の間で授受される電力の変換を行う変換部（例えば、後述の実施形態での双方向充電器１０１）と、
前記変換部を制御する制御部（例えば、後述の実施形態でのＥＣＵ１１１）と、
蓄電装置における前記電力系統との間の充放電を管理するサーバ装置（例えば、後述の実施形態でのアグリゲータ１７）から送信された指令を受信する受信部（例えば、後述の実施形態でのデジタル通信部１２３）を備えた前記蓄電装置が行う制御方法であって、
前記制御部は、前記第１蓄電器が継続して放電する第１態様と、前記第２蓄電器が前記電力系統における周波数の安定を目的に間欠して充放電する第２態様と、の少なくとも一方を前記電力系統との間で行うよう、前記変換部を制御するとともに、
前記受信部が前記サーバ装置から前記第１態様の実行の指令を受信した場合は、前記第１態様を行うよう、前記変換部を制御し、
前記受信部が前記サーバ装置から前記第２態様の実行の指令を受信した場合は、前記第２態様を行うよう、前記変換部を制御する、制御方法である。
【発明の効果】
【００２３】
第１蓄電器は、出力重量密度が劣り、かつ、エネルギー重量密度が優れる。一方の第２蓄電器は、出力重量密度が優れ、かつ、エネルギー重量密度が劣る。これらの特性は蓄電器の内部抵抗（インピーダンス）や蓄電可能容量などの種々のパラメータに起因するものである。これらの特性により、第１蓄電器は継続的な放電に、第２蓄電器は間欠的な充放電の繰り返しにそれぞれ適している。請求項１、請求項１１及び請求項１２の発明では、こういった特性の異なる２つの蓄電器を備えた蓄電装置において、第１蓄電器は継続的な放電といった当該第１蓄電器に適した第１態様を行い、第２蓄電器は電力系統における周波数の安定を目的とする間欠的な充放電といった当該第２蓄電器に適した第２態様を行うため、電力系統の間で電力を授受しつつも、各蓄電器の劣化を抑制できる。したがって、蓄電器の劣化を抑制しつつ、蓄電装置のオーナーはインセンティブを得ることができるため、Ｖ２Ｇなどに参加するオーナーが増え、結果として電力系統の品質が向上する。
また、請求項１、請求項１１及び請求項１２の発明によれば、第２態様を行う前の第２蓄電器の充電率から所定値を加算又は減算した値に対応する劣化因子である想定劣化因子がしきい値以上になる場合は、第１蓄電器と第２蓄電器の間の充放電を行うことによって、第２態様を行っても想定劣化因子がしきい値以上にならないよう、第２蓄電器の充電率を予め調整する。したがって、第２蓄電器が第２態様を行うことによる充電率の変動に伴う劣化は最大限に抑制される。
【００２４】
第１蓄電器は、出力重量密度が劣り、かつ、エネルギー重量密度が優れる。一方の第２蓄電器は、出力重量密度が優れ、かつ、エネルギー重量密度が劣る。これらの特性は蓄電器の内部抵抗（インピーダンス）や蓄電可能容量などの種々のパラメータに起因するものである。これらの特性により、第１蓄電器は継続的な放電に、第２蓄電器は間欠的な充放電の繰り返しにそれぞれ適している。請求項２、請求項１１及び請求項１３の発明では、こういった特性の異なる２つの蓄電器を備えた蓄電装置において、第１蓄電器は継続的な放電といった当該第１蓄電器に適した第１態様を行い、第２蓄電器は間欠的な充放電といった当該第２蓄電器に適した第２態様を行うため、電力系統の間で電力を授受しつつも、各蓄電器の劣化を抑制できる。したがって、蓄電器の劣化を抑制しつつ、蓄電装置のオーナーはインセンティブを得ることができるため、Ｖ２Ｇなどに参加するオーナーが増え、結果として電力系統の品質が向上する。
また、請求項２、請求項１１及び請求項１３の発明によれば、第２態様を行う前の第２蓄電器の充電率から所定値を加算又は減算した値に対応する劣化因子である想定劣化因子がしきい値以上になる場合は、第１蓄電器と第２蓄電器の間の充放電を行うことによって、第２態様を行っても想定劣化因子がしきい値以上にならないよう、第２蓄電器の充電率を予め調整する。したがって、第２蓄電器が第２態様を行うことによる充電率の変動に伴う劣化は最大限に抑制される。
【００２５】
請求項３の発明によれば、第２態様は、電力系統における周波数の安定を目的とした間欠的な充放電であり、第２蓄電器に適している。このため、第２蓄電器が第２態様を行えば、当該第２蓄電器の劣化を抑制しつつ、蓄電装置のオーナーはインセンティブを得ることができるため、Ｖ２Ｇなどに参加するオーナーが増え、結果として電力系統の品質が向上する。
【００２９】
請求項４の発明によれば、第１態様及び第２態様のいずれも電力系統との間で実行可能であるため、第１態様によるインセンティブ及び第２態様によるインセンティブの双方を得ることができるため、Ｖ２Ｇなどに参加するオーナーが増え、結果として電力系統の品質が向上する。
【００３０】
請求項５の発明によれば、第１態様は第１蓄電器のみが行うため、第２蓄電器の劣化をより一層抑制できる。
【００３１】
請求項６の発明によれば、第２態様は第２蓄電器のみが行うため、第１蓄電器の劣化をより一層抑制できる。
【００３３】
請求項７の発明によれば、第２態様を行う前の第２蓄電器の充電率から所定値を加算した値に対応する劣化因子である想定劣化因子がしきい値以上になる場合は、第２蓄電器から第１蓄電器への放電を行うことによって、第２態様を行っても想定劣化因子がしきい値以上にならないよう、第２蓄電器の電力を第１蓄電器に予め移行する。したがって、第２蓄電器が第２態様を行うことによる劣化は最大限に抑制される。また、第２蓄電器から第１蓄電器への放電によって第１蓄電器の充電率は増加するため、第１蓄電器が第１態様を行う際の電力量を増大できる。この結果、インセンティブの最大化と蓄電器の劣化抑制という両立困難な課題を共に解決できるという格別の効果を奏することができ、Ｖ２Ｇなどに参加するオーナーが増え、結果として電力系統の品質が向上する。
【００３４】
請求項８の発明によれば、第２態様を行う前に第１蓄電器と第２蓄電器の間の充放電を予め行うか否かを判断する際に用いられる所定値は、第２蓄電器が電力系統における周波数の安定を目的とした充放電を行う際の充電率の変化量に基づき設定されるため、過剰な第１蓄電器と第２蓄電器の間の電力移動による電力損失に伴うインセンティブの減少を回避しつつ、第２態様を行う際の第２蓄電器の充電率を最適化できる。
【００３５】
請求項９の発明によれば、蓄電装置における電力系統との間の充放電を管理するサーバ装置から、第１態様の実行の指令があった場合には第１態様を行い、第２態様の実行の指令があった場合には第２態様を行うので、電力系統の品質が向上する。
【００３６】
請求項１０の発明によれば、第１態様の実行の指令と第２態様の実行の指令の双方がある場合に、第２態様より第１態様を優先して行うことによって、蓄電装置のオーナーが得るインセンティブを最大化できるため、Ｖ２Ｇなどに参加するオーナーが増え、結果として電力系統の品質が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る一実施形態の蓄電装置を搭載した電動車両の駆動系の概略構成を示すブロック図である。
【図２】高出力型バッテリのＳＯＣに対する容量劣化係数を示す図である。
【図３】高容量型バッテリと高出力型バッテリの特性等の相違を表形式に示す図である。
【図４】Ｖ２Ｇシステムの全体構成を示す図である。
【図５】図４に示したＶ２Ｇシステムの一部を構成する外部電源装置及び電動車両を示すブロック図である。
【図６】日中から夜間にかけての時間帯における電力市場の需給バランスの一例を示す図である。
【図７】Ｖ２Ｇに参加する電動車両の蓄電装置が行う充放電と当該充放電を行うバッテリとの対応を示す図である。
【図８】Ｖ２Ｇに参加する電動車両の蓄電装置が行う充放電を高出力型バッテリのみが行う場合を示す図である。
【図９】Ｖ２Ｇに参加する電動車両の蓄電装置が行う充放電を高容量型バッテリのみが行う場合を示す図である。
【図１０】Ｖ２Ｇに参加する電動車両１５が電力系統との間で充放電を行う際の、蓄電装置１００のＥＣＵが行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１１】Ｖ２Ｇに参加する電動車両１５が電力系統との間で充放電を行う際の、蓄電装置１００のＥＣＵが行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１２】Ｖ２Ｇに参加する電動車両１５が電力系統との間で充放電を行う際の、蓄電装置１００のＥＣＵが行う処理の流れの他の例を示すフローチャートである。
【図１３】他の実施形態の蓄電装置を搭載した電動車両の概略構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００３９】
図１は、本発明に係る一実施形態の蓄電装置を搭載した電動車両の駆動系の概略構成を示すブロック図である。図１中の太い実線は機械連結を示し、二重点線は電力配線を示し、細い実線の矢印は制御信号を示す。図１に示す１ＭＯＴ型の電動車両は、モータジェネレータ（MG）１と、ＰＤＵ（Power Drive Unit）３と、一実施形態の蓄電装置１００とを備える。以下、電動車両が備える各構成要素について説明する。
【００４０】
モータジェネレータ１は、蓄電装置１００から供給される電力によって駆動され、電動車両が走行するための動力を発生する。モータジェネレータ１で発生したトルクは、変速段又は固定段を含むギヤボックスＧＢ及びデファレンシャル・ギアＤを介して駆動輪Ｗに伝達される。また、モータジェネレータ１は、電動車両の減速時には発電機として動作して、電動車両の制動力を出力する。なお、モータジェネレータ１を発電機として動作させることで生じた回生電力は、蓄電装置１００が有するバッテリに蓄えられる。
【００４１】
ＰＤＵ３は、直流電圧を交流電圧に変換して３相電流をモータジェネレータ１に供給する。また、ＰＤＵ３は、モータジェネレータ１の回生動作時に入力される交流電圧を直流電圧に変換する。
【００４２】
蓄電装置１００は、図１に示すように、充放電可能な蓄電器である高容量型バッテリＥＳ−Ｅ及び高出力型バッテリＥＳ−Ｐと、双方向充電器１０１と、ＶＣＵ（Voltage Control Unit）１０３と、電圧センサ１０５ｅ，１０５ｐと、電流センサ１０７ｅ，１０７ｐと、スイッチ部１０９と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１１１とを備える。
【００４３】
高容量型バッテリＥＳ−Ｅは、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等といった複数の蓄電セルを有し、モータジェネレータ１に高電圧の電力を供給する。また、高出力型バッテリＥＳ−Ｐも、リチウムイオン電池やニッケル水素電池等といった複数の蓄電セルを有し、ＶＣＵ１０３を介してモータジェネレータ１に高電圧の電力を供給する。高出力型バッテリＥＳ−Ｐは、ＶＣＵ１０３を介して、ＰＤＵ３に対して高容量型バッテリＥＳ−Ｅと並列に接続されている。また、一般的に、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの電圧は、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの電圧よりも低い。したがって、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの電力は、ＶＣＵ１０３によって高容量型バッテリＥＳ−Ｅの電圧と同レベルまで昇圧された後、ＰＤＵ３を介してモータジェネレータ１に供給される。
【００４４】
なお、高容量型バッテリＥＳ−Ｅや高出力型バッテリＥＳ−Ｐは、前述したニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池に限定される訳ではない。例えば、蓄電可能容量は少ないものの、短時間に大量の電力を充放電可能なコンデンサやキャパシタを高出力型バッテリＥＳ−Ｐとして用いても構わない。
【００４５】
また、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの特性と高出力型バッテリＥＳ−Ｐの特性は互いに異なる。高容量型バッテリＥＳ−Ｅは、高出力型バッテリＥＳ−Ｐよりも、出力重量密度は低いが、エネルギー重量密度は高い。一方、高出力型バッテリＥＳ−Ｐは、高容量型バッテリＥＳ−Ｅよりも、エネルギー重量密度は低いが、出力重量密度は高い。このように、高容量型バッテリＥＳ−Ｅは、エネルギー重量密度の点で相対的に優れ、高出力型バッテリＥＳ−Ｐは、出力重量密度の点で相対的に優れる。なお、エネルギー重量密度とは、単位重量あたりの電力量（Ｗｈ／ｋｇ）であり、出力重量密度とは、単位重量あたりの電力（Ｗ／ｋｇ）である。したがって、エネルギー重量密度が優れている高容量型バッテリＥＳ−Ｅは、高容量を主目的とした蓄電器であり、出力重量密度が優れている高出力型バッテリＥＳ−Ｐは、高出力を主目的とした蓄電器である。
【００４６】
このような高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐの特性の違いは、例えば電極や活物質、電解質／液といった電池の構成要素の構造や材質等により定まる種々のパラメータに起因するものである。例えば、充放電可能な電気の総量を示すパラメータである蓄電可能容量は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐより高容量型バッテリＥＳ−Ｅの方が優れる、一方、充放電に対する蓄電可能容量の劣化耐性を示すパラメータであるＣレート特性や充放電に対する電気抵抗値を示すパラメータである内部抵抗（インピーダンス）は、高容量型バッテリＥＳ−Ｅより高出力型バッテリＥＳ−Ｐの方が優れる。
【００４７】
また、高容量型バッテリＥＳ−Ｅは、充電率（ＳＯＣ：State of Charge）に対する容量劣化係数の変動が小さく、満充電電圧や放電終止電圧においても大幅に劣化することはない。一方、高出力型バッテリＥＳ−Ｐは、図２に示すように、ＳＯＣに対する容量劣化係数の変動が大きく、中間域のＳＯＣにおける容量劣化係数は小さいが、中間域以外のＳＯＣにおける容量劣化係数は大きい。したがって、容量劣化係数が所定値以下となるＳＯＣの中間域が、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの好適領域に設定される。なお、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの中間域よりもＳＯＣが低い領域と高い領域とでは、ＳＯＣが中間域から離れる際の容量劣化係数の増加率は高い領域の方が高い。
【００４８】
このように、高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐとでは特性が異なる。図３は、高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐの特性等の相違を表形式に示す図である。図３に示すように、高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐとでは、エネルギー重量密度、出力重量密度、内部抵抗（インピーダンス）、Ｃレート特性、コスト、好適な充放電の形態が異なる。
【００４９】
双方向充電器１０１は、高出力型バッテリＥＳ−ＰとＶＣＵ１０３との間に設けられたジャンクションボックスＪＢを介して、高出力型バッテリＥＳ−Ｐ及びＶＣＵ１０３と並列に接続されている。双方向充電器１０１は、商用電源等の外部の電力系統から得られた交流電圧を直流電圧に変換する。双方向充電器１０１によって直流電圧に変換された電力は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐに又はＶＣＵ１０３を介して高容量型バッテリＥＳ−Ｅに充電される。また、双方向充電器１０１は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐ又は高容量型バッテリＥＳ−Ｅから放電された直流電圧を交流電圧に変換する。双方向充電器１０１によって交流電圧に変換された電力は、外部の電力系統に送られる。なお、図１に示した例では、双方向充電器１０１は、ＶＣＵ１０３と高出力型バッテリＥＳ−Ｐの間に設けられているが、ＶＣＵ１０３と高容量型バッテリＥＳ−Ｅの間に設けられていても良い。
【００５０】
ＶＣＵ１０３は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの出力電圧又は双方向充電器１０１が出力した直流電圧を直流のまま昇圧する。また、ＶＣＵ１０３は、電動車両の減速時にモータジェネレータ１が発電して直流に変換された電力を降圧する。さらに、ＶＣＵ１０３は、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの出力電圧を直流のまま降圧する。ＶＣＵ１０３によって降圧された電力は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐに充電されるか、双方向充電器１０１を介して外部の電力系統に送られる。なお、ＶＣＵ１０３が出力する直流電力の電圧レベル又は電流レベルは、ＥＣＵ１１１によって制御される。
【００５１】
電圧センサ１０５ｐは、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの電圧Ｖｐを検出する。電圧センサ１０５ｐが検出した電圧Ｖｐを示す信号はＥＣＵ１１１に送られる。電圧センサ１０５ｅは、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの電圧Ｖｅを検出する。なお、電圧センサ１０５ｅが検出した電圧Ｖｅは、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの電圧ＶｐをＶＣＵ１０３が昇圧した値に等しい。電圧センサ１０５ｅが検出した電圧Ｖｅを示す信号はＥＣＵ１１１に送られる。
【００５２】
電流センサ１０７ｐは、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの入出力電流Ｉｐを検出する。電流センサ１０７ｐが検出した入出力電流Ｉｐを示す信号はＥＣＵ１１１に送られる。電流センサ１０７ｅは、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの入出力電流Ｉｅを検出する。電流センサ１０７ｅが検出した入出力電流Ｉｅを示す信号はＥＣＵ１１１に送られる。
【００５３】
スイッチ部１０９は、ジャンクションボックスＪＢ内に設けられた、高容量型バッテリＥＳ−ＥからＰＤＵ３又はＶＣＵ１０３までの電流経路を断接するコンタクタＭＣｅと、高出力型バッテリＥＳ−ＰからＶＣＵ１０３又は双方向充電器１０１までの電流経路を断接するコンタクタＭＣｐとを有する。各コンタクタＭＣｅ，ＭＣｐは、ＥＣＵ１１１の制御によって開閉される。
【００５４】
ＥＣＵ１１１は、ＰＤＵ３、ＶＣＵ１０３及び双方向充電器１０１の制御、並びに、スイッチ部１０９の開閉制御を行う。また、ＥＣＵ１１１は、電圧センサ１０５ｐ，１０５ｅが検出した各電圧及び電流センサ１０７ｐ，１０７ｅが検出した各入出力電流に基づき、電流積算方式及び／又はＯＣＶ（Open Circuit Voltage：開路電圧）推定方式によって、高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐの各ＳＯＣを導出する。
【００５５】
また、ＥＣＵ１１１は、図３に示したように異なる特性の高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐをそれぞれ活かすよう、ＶＣＵ１０３を用いた電力分配制御を行う。ＥＣＵ１１１が電力分配制御を行えば、高容量型バッテリＥＳ−Ｅは、電動車両の走行時に一定の電力をモータジェネレータ１に電力を供給するよう用いられ、高出力型バッテリＥＳ−Ｐは、電動車両の走行のために大きな駆動力が必要なときに、モータジェネレータ１に電力を供給するよう用いられる。また、モータジェネレータ１が発電した回生電力は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐに優先的に入力される。したがって、高容量型バッテリＥＳ−ＥのＳＯＣは、０％〜１００％までの略全域が使用範囲として設定され、走行に伴い継続的に低下する。一方、高出力型バッテリＥＳ−ＰのＳＯＣは、図２に示した例えば４０％〜７０％の中間域が使用範囲として設定され、この中間域に属する所定の中間値を維持するようその近傍で変動する。
【００５６】
さらに、ＥＣＵ１１１は、本実施形態の蓄電装置１００を搭載した電動車両が、以下説明するＶ２Ｇ（Vehicle to Grid）へ参加する際に、双方向充電器１０１を用いた外部の電力系統との間の充放電制御を行う。以下、当該充放電制御の説明を行う前に、電動車両が参加可能なＶ２Ｇについて説明する。
【００５７】
Ｖ２Ｇは、商用電力網を含む電力系統と電動車両との間で電力の融通を行うシステムであり、電動車両が移動手段として用いられない時には、この電動車両に搭載された蓄電器が電力貯蔵設備として利用される。このため、Ｖ２Ｇに参加する電動車両と電力系統の間では双方向の電力の授受が行われる。Ｖ２Ｇに参加する電動車両は、電力系統の状況に応じて、電力系統における需給均衡の維持を目的とする継続的放電、又は、電力系統における周波数の安定を目的とする充放電を行う。需給均衡の維持を目的とした電動車両の継続的放電によって得られる電力は、電力系統の「瞬動予備力（Spinning Reserve）」として利用される。この瞬動予備力のための継続的放電は、特に、電力系統における電力需要の増加に伴い、需給均衡を維持するために必要とされる電力系統への電力供給を目的として行われる。また、周波数の安定を目的とした電動車両の充放電よって授受される電力は、電力系統の「周波数調整（Frequency Regulation）」に利用される。いずれも電動車両が電力系統の安定化に寄与する。
【００５８】
図４は、Ｖ２Ｇシステムの全体構成を示す図である。図４に示すように、Ｖ２Ｇシステムは、火力、風力、原子力又は太陽光等のエネルギーによって発電を行う発電所１１及び発電所１１を含む電力供給家が発電した電力の送電網１２等から構成された電力系統と、電気を必要とし電力の供給を受けている電力需要家１３と、図示しない配電設備等を介して送電網１２に接続された外部電源装置１４と、上記説明した充放電可能な蓄電器を有するＥＶ（Electrical Vehicle）やＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）等の電動車両１５と、通信網１６と、通信網１６に接続された外部電源装置１４を介して電動車両１５が有する蓄電器の充放電を管理するアグリゲータ１７とを備える。アグリゲータ１７は、電動車両１５の蓄電器を含む複数の蓄電装置の充放電を管理することによって、発電所１１を運営する電力会社又は送電網１２を運営する送電会社等の要求に応えることができる。
【００５９】
図５は、図４に示したＶ２Ｇシステムの一部を構成する外部電源装置１４及び電動車両１５を示すブロック図である。図５に示すように、外部電源装置１４は、ケーブル２１の先端に設けられたコネクタ２２と、デジタル通信部２３とを備える。また、電動車両１５は、上記説明した本実施形態の蓄電装置１００と、インレット１２１と、デジタル通信部１２３と、無線部１２５とを備える。
【００６０】
以下、外部電源装置１４の各構成要素について説明する。
【００６１】
コネクタ２２は、電動車両１５のインレット１２１に接続された状態で、外部電源装置１４と電動車両１５との間で電力の授受を行う。デジタル通信部２３は、ホームゲートウェイ１８を介して通信網１６に接続され、外部電源装置１４と電動車両１５との間で授受される電気にアグリゲータ１７から得られた信号を電力線通信技術を用いて重畳する。このため、アグリゲータ１７からの制御信号は、コネクタ２２が電動車両１５のインレット１２１に接続された状態であれば、電動車両１５に送られる。
【００６２】
次に、電動車両１５の各構成要素について説明する。なお、蓄電装置１００は、図１〜図３を参照して上記説明したとおりである。
【００６３】
インレット１２１には、外部電源装置１４のコネクタ２２が着脱可能である。デジタル通信部１２３は、インレット１２１に外部電源装置１４のコネクタ２２が装着された状態で、電力線通信（デジタル通信）技術によって外部電源装置１４からの電気に重畳された信号を受信し、電動車両１５がＶ２Ｇに参加する場合は、この信号が示す指令に応じた動作を行う。なお、電動車両１５と外部電源装置１４との接続形態は、インレット１２１とコネクタ２２による物理的な接続に限らず、インレット１２１とコネクタ２２が接近した状態での非接触充放電のような電磁的な接続であっても良い。無線部１２５は、電動車両１５のＶ２Ｇへの参加又は不参加や、電動車両１５が有する蓄電器の数及び種類等の情報を無線でアグリゲータ１７に送信する。なお、Ｖ２Ｇへの参加又は不参加及び電動車両１５が有する蓄電器の数及び種類は、電動車両１５の所有者によって予め設定される。
【００６４】
図６は、日中から夜間にかけての時間帯における電力市場の需給バランスの一例を示す図である。図６に示すように、午後５時頃までの日中の電力市場は、電力需要量に対して電力供給量に余裕があり、アグリゲータ１７は、Ｖ２Ｇに参加可能な電動車両１５に対しては、電力系統における周波数調整のための充放電を行うよう指令する。しかし、日暮れを迎える午後６時頃から約２時間は電力需要量に対して電力供給量が逼迫するため、アグリゲータ１７は、Ｖ２Ｇに参加可能な電動車両１５に対しては、電力系統に瞬動予備力を提供するための継続的放電を行うよう指令する。その後、夜間には、電力需要量に対する電力供給量に再び余裕が生じ、アグリゲータ１７は、Ｖ２Ｇに参加可能な電動車両１５に対しては、電力系統における周波数調整のための充放電を行うよう指令する。
【００６５】
なお、瞬動予備力を提供するための継続的放電を行う際に得られるインセンティブは、周波数調整のための充放電を行う際に得られるインセンティブよりも高い。インセンティブとは、電動車両１５が上記充放電によって売買電する際の電動車両１５のオーナーにとっての利益であり、その利益の主たるものは金銭である。
【００６６】
次に、瞬動予備力を提供するための継続的充電及び周波数調整のための充放電を電力系統との間で実行可能な電動車両１５の蓄電装置１００が行う充放電制御について説明する。
【００６７】
電動車両１５の蓄電装置１００は、図１に示すように、異なる特性を有する高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐとを備える。図３に示したように、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの特性に応じた好適な充放電は、低〜中程度の一定電力を継続的に充放電する形態である。また、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの特性に応じた好適な充放電は、中〜大程度の電力を瞬間的に充放電する形態である。図６に示したように、日暮れ時の電力系統における電力は逼迫し、電力系統は比較的大きな瞬動予備力を必要とする。このため、本実施形態では、図７に示すように、Ｖ２Ｇに参加する電動車両１５において、瞬動予備力を提供するための継続的放電は高容量型バッテリＥＳ−Ｅが行う。一方、電力系統における周波数調整の必要性は時間帯に依らず、瞬間的な電力の変化を必要とする。このため、本実施形態では、図７に示すように、Ｖ２Ｇに参加する電動車両１５において、周波数調整のための充放電は高出力型バッテリＥＳ−Ｐが行う。
【００６８】
仮に、図８に示すように、瞬動予備力を提供するための継続的放電を高出力型バッテリＥＳ−Ｐが行うと、高出力型バッテリＥＳ−ＰのＳＯＣが低下し続ける。この場合、図２に示した好適領域の下限値を下回ると、容量劣化係数が高い状態で高出力型バッテリＥＳ−Ｐが放電するため、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの劣化が進行する。さらに高出力型バッテリＥＳ−Ｐは、高容量型バッテリＥＳ−Ｅより小容量であるため、得られるインセンティブも減少してしまう。また、図９に示すように、周波数調整のための充放電を高容量型バッテリＥＳ−Ｅが行うと、高容量型バッテリＥＳ−Ｅは瞬間的かつ頻繁な充放電を行うこととなるため、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの劣化が進行する。
【００６９】
なお、本実施形態では、周波数調整のための充放電を高出力型バッテリＥＳ−Ｐが行う際に、当該充放電を行うことによって高出力型バッテリＥＳ−ＰのＳＯＣが図２に示した好適領域を逸脱するか否かをシミュレーションによって判断し、好適領域を逸脱すると判断した場合は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐと高容量型バッテリＥＳ−Ｅの間で電力を移行する。高出力型バッテリＥＳ−Ｐと高容量型バッテリＥＳ−Ｅの間でどの方向に電力を移行するかは、高出力型バッテリＥＳ−ＰのＳＯＣに所定値を加算又は減算して得られた結果に従い、移行する電力量は、好適領域からのＳＯＣの逸脱量に応じて決定される。したがって、例えば、高出力型バッテリＥＳ−ＰのＳＯＣに所定値を加算した値が好適領域の上限値を超える場合、高出力型バッテリＥＳ−Ｐから高容量型バッテリＥＳ−Ｅへの放電が行われる。なお、この場合は、当該電力移行によって、高容量型バッテリＥＳ−ＥのＳＯＣが増加するため、高容量型バッテリＥＳ−Ｅが瞬動予備力のために継続的放電をおこなう際に提供できる電力量を増大できる。
【００７０】
また、アグリゲータ１７から同一の電動車両１５に対して、周波数調整のための充放電を行う指令が行われ、瞬動予備力を提供するための継続的放電を行う指令も行われた場合には、瞬動予備力を提供するための継続的放電を行う指令の方が優先される。本実施形態では、周波数調整のための充放電のインセンティブよりも、瞬動予備力を提供するための継続的放電のインセンティブが高く設定されている。このため、２つの指令が重なった場合に瞬動予備力を提供するための継続的放電を優先することによって、電動車両１５のオーナーが得るインセンティブを最大化できる。
【００７１】
図１０及び図１１は、Ｖ２Ｇに参加する電動車両１５が電力系統との間で充放電を行う際の、蓄電装置１００のＥＣＵ１１１が行う処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１０に示すように、ＥＣＵ１１１は、電動車両１５のインレット１２１が外部電源装置１４のコネクタ２２に接続された場合（ステップＳ１０１でYES）、高出力型バッテリＥＳ−Ｐ及び高容量型バッテリＥＳ−Ｅの各ＳＯＣを導出する（ステップＳ１０３）。次に、ＥＣＵ１１１は、周波数調整のための充放電を高出力型バッテリＥＳ−Ｐが行った場合の高出力型バッテリＥＳ−ＰのＳＯＣの変化を推定し、当該充放電によって高出力型バッテリＥＳ−ＰのＳＯＣが図２に示した好適領域を逸脱しない場合はステップＳ１０８に進み、逸脱する場合はステップＳ１０７に進む。
【００７２】
ステップＳ１０７では、ＥＣＵ１１１は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐと高容量型バッテリＥＳ−Ｅの間で電力を移行するようＶＣＵ１０３を制御し、ステップＳ１０３に戻る。一方、ステップＳ１０８では、電動車両１５は、電力系統との間の充放電が可能な待機状態となる。
【００７３】
ステップＳ１０８の後、ＥＣＵ１１１は、電力系統における周波数調整のための充放電を行う指令がアグリゲータ１７から電動車両１５に行われたかを判断し（ステップＳ１０９）、当該指令があればステップＳ１１１に進み、当該指令がなければステップＳ１１７に進む。ステップＳ１１１では、ＥＣＵ１１１は、電力系統に瞬動予備力を提供するための継続的放電を行う指令がアグリゲータ１７から電動車両１５に行われたかを判断し、当該指令があればステップＳ１１３に進み、当該指令がなければステップＳ１１５に進む。
【００７４】
ステップＳ１１３では、ＥＣＵ１１１は、高容量型バッテリＥＳ−Ｅが瞬動予備力を提供するための継続的放電を行うよう双方向充電器１０１を制御する。また、ステップＳ１１５では、ＥＣＵ１１１は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐが周波数調整のための充放電を行うよう双方向充電器１０１を制御する。
【００７５】
また、ステップＳ１１７では、ＥＣＵ１１１は、電力系統に瞬動予備力を提供するための継続的放電を行う指令がアグリゲータ１７から電動車両１５に行われたかを判断し、当該指令があればステップＳ１１３に進み、当該指令がなければステップＳ１１９に進む。ステップＳ１１９では、ＥＣＵ１１１は、電動車両１５の使用予定時刻の所定時間前であるか否かを判断し、使用予定時刻の所定時間前であればステップＳ１２１に進む。ステップＳ１２１は、ＥＣＵ１１１は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐ及び高容量型バッテリＥＳ−Ｅをそれぞれ充電するよう双方向充電器１０１を制御する。
【００７６】
図１２は、Ｖ２Ｇに参加する電動車両１５が電力系統との間で充放電を行う際の、蓄電装置１００のＥＣＵ１１１が行う処理の流れの他の例を示すフローチャートである。なお、図１２に示されたステップに関して、図１０に示したステップと同一又は同等部分には同一符号又は相当符号を付して説明を簡略化又は省略する。図１２に示した例では、ステップＳ１０１でＥＣＵ１１１が、電動車両１５のインレット１２１が外部電源装置１４のコネクタ２２に接続されたと判断すると、ステップＳ１０３を行う前に、電動車両１５は高出力型バッテリＥＳ−Ｐ及び高容量型バッテリＥＳ−Ｅを搭載した車両である旨を通信によってアグリゲータ１７に通知する（ステップＳ２０１）。また、ステップＳ１０８の後、ステップＳ１０９を行う前に、ＥＣＵ１１１は、電動車両１５が電力系統との間の充放電可能な待機状態であることを通信によってアグリゲータ１７に通知する（ステップＳ２０３）。ステップＳ１０９以降の処理は、図１１で説明した処理と同様である。なお、本例におけるアグリゲータ１７は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐ及び高容量型バッテリＥＳ−Ｅを搭載した車両である旨を電動車両１５から通知された場合は、電動車両１５からの電力系統との間の充放電可能な待機状態である通知を待って指令を行う。
【００７７】
以上説明したように、本実施形態では、高容量型バッテリＥＳ−Ｅは、出力重量密度が劣り、かつ、エネルギー重量密度が優れ、継続的な放電を行っても劣化が進行しにくい特性を有する。また、高出力型バッテリＥＳ−Ｐは、出力重量密度が優れ、かつ、エネルギー重量密度が劣り、ＳＯＣが好適領域内に収まれば充放電を繰り返し行っても劣化が進行しにくい特性を有する。こういった特性の異なる２つのバッテリを備えた蓄電装置１００において、高容量型バッテリＥＳ−Ｅは継続的放電のみを行うといった当該高容量型バッテリＥＳ−Ｅに適した制御を行い、高出力型バッテリＥＳ−Ｐは電力系統における周波数の安定を目的とする充放電を行うといった当該高出力型バッテリＥＳ−Ｐに適した制御を行うため、電力系統の間で電力を授受しつつも、各バッテリの劣化を抑制できる。したがって、バッテリの劣化を抑制しつつ、電動車両１５のオーナーはインセンティブを得ることができるため、Ｖ２Ｇなどに参加するオーナーが増え、結果として電力系統の品質が向上する。
【００７８】
また、高容量型バッテリＥＳ−Ｅが行う継続的放電は、電力系統における需給均衡の維持、電力系統における電力需要の増加に伴い、需給均衡を維持するために必要とされる電力系統への電力供給、又は電力系統への瞬動予備力の供給を目的とした放電であり、高容量型バッテリＥＳ−Ｅに適している。このため、高容量型バッテリＥＳ−Ｅが当該継続的放電を行えば、当該高容量型バッテリＥＳ−Ｅの劣化を抑制しつつ、蓄電装置のオーナーはインセンティブを得ることができるため、Ｖ２Ｇなどに参加するオーナーが増え、結果として電力系統の品質が向上する。
【００７９】
周波数調整のための充放電を行う前の高出力型バッテリＥＳ−ＰのＳＯＣから所定値を加算又は減算した値に対応する容量劣化係数がしきい値以上になる場合は、高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐの間の充放電を行うことによって、当該充放電を行っても高出力型バッテリＥＳ−ＰのＳＯＣに対応する容量劣化係数がしきい値以上にならないよう、高出力型バッテリＥＳ−ＰのＳＯＣを予め調整する。したがって、高出力型バッテリＥＳ−Ｐが周波数調整のための充放電を行うことによるＳＯＣの変動に伴う劣化は最大限に抑制される。
【００８０】
また、周波数調整のための充放電を行う前の高出力型バッテリＥＳ−ＰのＳＯＣから所定値を加算した値に対応する容量劣化係数がしきい値以上になる場合は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐから高容量型バッテリＥＳ−Ｅへの放電を行うことによって、当該充放電を行っても高出力型バッテリＥＳ−ＰのＳＯＣに対応する容量劣化係数がしきい値以上にならないよう、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの電力を高容量型バッテリＥＳ−Ｅに予め移行する。したがって、高出力型バッテリＥＳ−Ｐが周波数調整のための充放電を行うことによる劣化は最大限に抑制される。また、高出力型バッテリＥＳ−Ｐから高容量型バッテリＥＳ−Ｅへの放電によって高容量型バッテリＥＳ−ＥのＳＯＣは増加するため、高容量型バッテリＥＳ−Ｅが瞬動予備力のための継続的放電を行う際の電力量を増大できる。この結果、インセンティブの最大化とバッテリの劣化抑制という両立困難な課題を共に解決できるという格別の効果を奏することができ、Ｖ２Ｇなどに参加するオーナーが増え、結果として電力系統の品質が向上する。
【００８１】
また、周波数調整のための充放電を行う前に高容量型バッテリＥＳ−Ｅと高出力型バッテリＥＳ−Ｐの間の充放電を予め行うか否かを判断する際に用いられる所定値は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐが当該充放電を行う際のＳＯＣの変化量に基づき設定されるため、過剰な高出力型バッテリＥＳ−Ｐと高容量型バッテリＥＳ−Ｅの間の電力移動による電力損失に伴うインセンティブの減少を回避しつつ、周波数調整のための充放電を行う際の高出力型バッテリＥＳ−ＰのＳＯＣを最適化できる。
【００８２】
また、瞬動予備力のための継続的放電によるインセンティブが周波数調整のための充放電によるインセンティブよりも高いため、これらの充放電の指令の双方がある場合には、周波数調整のための充放電よりも瞬動予備力のための継続的放電を優先して行うことによって、電動車両１５のオーナーが得るインセンティブを最大化できるため、Ｖ２Ｇなどに参加するオーナーが増え、結果として電力系統の品質が向上する。
【００８３】
なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。例えば、上記説明した電動車両は、１ＭＯＴ型のＥＶ（Electrical Vehicle）であるが、複数のモータジェネレータを搭載したＥＶであっても、少なくとも１つのモータジェネレータと共に内燃機関を搭載したＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electrical Vehicle）であっても良い。また、本実施形態では、蓄電装置１００が電動車両に搭載されているが、輸送を目的としない電気機器に蓄電装置１００が設けられても良い。蓄電装置１００は大電流が出力可能な電源に対して好適であり、近年大電流化が著しいコンピュータへの適用が特に好ましい。
【００８４】
本実施形態のＶＣＵ１０３は、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの電圧Ｖｐを昇圧するが、高容量型バッテリＥＳ−Ｅの電圧Ｖｅが高出力型バッテリＥＳ−Ｐの電圧Ｖｐよりも低い場合、高出力型バッテリＥＳ−Ｐの電圧Ｖｐを降圧するＶＣＵが用いられる。また、双方向に昇降圧が可能なＶＣＵを用いても良い。また、図１３に示すように、高容量型バッテリＥＳ−Ｅ側にもＶＣＵ２０３を設けても良い。２つのＶＣＵを設けることで、モータジェネレータ１及びＰＤＵ３に印加される電圧が高容量型バッテリＥＳ−Ｅに束縛されないため、効率が向上する。
【符号の説明】
【００８５】
１  モータジェネレータ
３  ＰＤＵ
１１  発電所
１２  送電網
１３  電力需要家
１４  外部電源装置
１５  電動車両
１６  通信網
１７  アグリゲータ
１８  ホームゲートウェイ
２１  ケーブル
２２  コネクタ
２３  デジタル通信部
１００  蓄電装置
１０１  双方向充電器
１０３，２０３  ＶＣＵ
１０５ｅ，１０５ｐ  電圧センサ
１０７ｅ，１０７ｐ  電流センサ
１０９  スイッチ部
１１１  ＥＣＵ
１２１  インレット
１２３  デジタル通信部
１２５  無線部
ＥＳ−Ｅ  高容量型バッテリ
ＥＳ−Ｐ  高出力型バッテリ
【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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【図１２】
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【図１３】
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