JP2017085866A - エネルギー貯蔵システム及びヒータ駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、発電装置で生成された電力を利用して、中継器及びカメラの駆動のための電源を供給するとともに、残余電力を利用してバッテリを充電させることができるエネルギー貯蔵システム及びヒータ駆動方法を提供する。
【解決手段】本発明のエネルギー貯蔵システムは、電気エネルギーを生成する発電装置と、発電装置を介して生成された電気エネルギーの大きさを変換し、変換された電気エネルギーを充電または出力するエネルギー貯蔵装置と、エネルギー貯蔵装置を介して出力される電気エネルギーを駆動電力として動作する中継器と、を含み、エネルギー貯蔵装置は、エネルギー貯蔵システムの動作状態に応じた内部データを獲得して中継器に伝達し、中継器は、エネルギー貯蔵装置を介して伝達される内部データを管理サーバに伝送し、管理サーバを介して内部データに応答する制御データを受信してエネルギー貯蔵装置に伝達することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、エネルギー貯蔵システム及びヒータ駆動方法に関するものである。

エネルギー貯蔵システム(ＥＳＳ：Energy Storage System)は、生産された電力を発電所、変電所及び送電線などを含んでいるそれぞれの連携システムに貯蔵した後、電力が必要な時期に選択的かつ効率的に使用してエネルギーの効率を上げるシステムである。

エネルギー貯蔵システムは、時間帯及び季節別の変動が大きい電気負荷を平準化させて全般的な負荷率を向上させる場合、発電単価を下げることができ、電力設備の増設に必要な投資費用と運転費などを低減することができるため、電気料金を引き下げ、エネルギーを節約することができる。

このようなエネルギー貯蔵システムは、電力系統において発電、送配電、需要家に設置されて利用されており、周波数調整（Frequency Regulation）、新再生エネルギーを利用した発電機出力安定化、ピークシェービング（Peak Shaving）、負荷平準化（Load Leveling）、及び非常電源などの機能に使用されている。

エネルギー貯蔵システムは、貯蔵方式に応じて物理的エネルギー貯蔵と化学的エネルギー貯蔵に大別される。物理的エネルギー貯蔵としては、揚水発電、圧縮空気貯蔵、フライホイールなどを利用した方法があり、化学的エネルギー貯蔵としては、リチウムイオンバッテリ、鉛蓄電池、Ｎａｓ電池などを利用した方法がある。

このようなエネルギー貯蔵システムは、電力が必要である場合、充電された電力を放電して電力を供給する。これにより、エネルギー貯蔵システムは電力を流動的に供給できるようにする。

具体的には、発電システムを含むエネルギー貯蔵システムは、次のように動作する。エネルギー貯蔵システムは、負荷または系統が過負荷である場合、貯蔵された電気エネルギーを放電する。また、負荷または系統が軽負荷である場合、エネルギー貯蔵システムは、発電装置または系統から電力の供給を受けて充電する。

また、発電システムと無関係に、エネルギー貯蔵システムが独立的に存在する場合、エネルギー貯蔵システムは、外部の電力供給源から遊休電力の供給を受けて充電する。また、系統または負荷が過負荷である場合、エネルギー貯蔵システムは、充電された電力を放電して電力を供給する。

本発明の目的は、発電装置で生成された電力を利用して、中継器及びカメラの駆動のための電源を供給するとともに、残余電力を利用してバッテリを充電させることができるエネルギー貯蔵システム及びヒータ駆動方法を提供することにある。

本発明の目的は、中継器の機能を利用して、管理サーバにエネルギー貯蔵システムの関連情報を伝送したり、前記管理サーバから前記関連情報に応じた制御データを受信して制御動作を行うことができるエネルギー貯蔵システム及びヒータ駆動方法を提供することにある。

本発明の目的は、バッテリの温度だけではなく、ハウジングの内部の温度及びバッテリの充電状態に応じたヒータ消費電力の関係を考慮して、ヒータを駆動させることができるエネルギー貯蔵システム及びヒータ駆動方法を提供することにある。

本発明のエネルギー貯蔵システムは、電気エネルギーを生成する発電装置と、前記発電装置を介して生成された電気エネルギーの大きさを変換し、前記変換された電気エネルギーを充電または出力するエネルギー貯蔵装置と、前記エネルギー貯蔵装置を介して出力される電気エネルギーを駆動電力として動作する中継器と、を含み、前記エネルギー貯蔵装置は、前記エネルギー貯蔵システムの動作状態に応じた内部データを獲得して前記中継器に伝達し、前記中継器は、前記エネルギー貯蔵装置を介して伝達される内部データを管理サーバに伝送し、前記管理サーバを介して前記内部データに応答する制御データを受信して前記エネルギー貯蔵装置に伝達することで、遠隔地でも安定的にエネルギー貯蔵システムを使用することができ、別途のインバータが不要となる利点がある。

本発明のエネルギー貯蔵システムのヒータ駆動方法は、前記エネルギー貯蔵システムのエネルギー貯蔵装置が収容されるハウジングの内部の第１内部温度を測定するステップと、前記測定された第１内部温度に応じてヒータの駆動を開始するための第１基準温度を設定するステップと、バッテリの温度を測定するステップと、前記測定されたバッテリの温度が前記第１基準温度以下であれば、前記ヒータを駆動させるステップと、を含む。

本発明に係る実施例によれば、発電装置で発電された電力を利用して、中継器及びカメラで構成される負荷に電源を供給することで、独立型に電源が不可能な地域で前記負荷に安定的な電源を供給することができる。

本発明に係る実施例によれば、エネルギー貯蔵装置の最終出力を交流電力ではない直流電力とすることで、中継器のような負荷の内部に必須に含まれるインバータを削除することができ、これによる製品単価の低減及び製品の体積をスリム化することができる。

本発明に係る実施例によれば、バッテリが完全に放電されたことによってバッテリ管理システムの運転が停止した場合、発電装置を介して生成された電力を利用して前記バッテリ管理システムに駆動電源を優先的に供給することで、前記バッテリ管理システムの運転を再開させるための追加動作が不要となり、前記バッテリ管理システムの運転停止によって発生するシステムの異常現象を予め防止することができる。

本発明に係る実施例によれば、中継器装置の内部に存在するＮＭＳ(Network Management System)機能を活用して、前記エネルギー貯蔵システムの関連情報を管理サーバに伝送することで、前記エネルギー貯蔵システムの動作関連状態に対して無線でリアルタイムチェックが可能となり、これによる万一の状況に備えることができる。

本発明に係る実施例によれば、バッテリの温度に応じて発熱素子から発生する熱によるハウジングの内部の温度、バッテリの温度及びバッテリの充電状態に応じた消費電力を基準に前記ヒータの駆動条件を決定することで、最小の電力で最大の冷却効果を奏することができる。

第１実施例に係るエネルギー貯蔵システムの概略的な構成を示した図である。 第１実施例に係るエネルギー貯蔵装置の詳細構成図である。 本発明の実施例に係る負荷の詳細構成を示した図である。 図３に示された第１中継器及び第２中継器の構成を示した図である。 本発明の実施例に係るエネルギー貯蔵装置の各コンバータの出力電力を示す図である。 本発明の実施例に係るエネルギー貯蔵装置の各動作モードに応じた電力供給の流れを示す図である。 本発明の実施例に係るエネルギー貯蔵装置の各動作モードに応じた電力供給の流れを示す図である。 本発明の実施例に係るエネルギー貯蔵装置の各動作モードに応じた電力供給の流れを示す図である。 本発明の実施例に係るエネルギー貯蔵装置の各動作モードに応じた電力供給の流れを示す図である。 本発明の実施例に係るエネルギー貯蔵装置の各動作モードに応じた電力供給の流れを示す図である。 本発明の実施例に係るエネルギー貯蔵装置の各動作モードに応じた電力供給の流れを示す図である。 本発明の実施例に係るバッテリの充電状態に応じた動作モードを示す図である。 本発明の実施例に係る負荷への電力供給の流れを示す図である。 本発明の第２実施例に係るエネルギー貯蔵装置の詳細構成図である。 本発明の第２実施例に係るエネルギー貯蔵システムの動作方法をステップ別に説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施例に係るエネルギー貯蔵システムの動作方法をステップ別に説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施例に係るエネルギー貯蔵システムの動作方法をステップ別に説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施例に係るエネルギー貯蔵システムの動作方法をステップ別に説明するためのフローチャートである。 第３実施例に係るエネルギー貯蔵装置の詳細構成図である。 第３実施例に係るエネルギー貯蔵装置のヒータ駆動方法をステップ別に説明するためのフローチャートである。 第３実施例に係るエネルギー貯蔵装置のヒータ駆動方法をステップ別に説明するためのフローチャートである。 第３実施例に係るエネルギー貯蔵装置のヒータ駆動方法をステップ別に説明するためのフローチャートである。

以下では、図面を参照して本発明の具体的な実施例を詳細に説明する。

＜第１実施例＞

図１は、本発明の第１実施例に係るエネルギー貯蔵システムの概略的な構成を示した図である。

図１において、エネルギー貯蔵システムは、発電装置１００、エネルギー貯蔵装置２００、負荷３００、及び管理サーバ４００を含む。

前記発電装置１００は、電気エネルギーを生産する。発電装置１００は、太陽光発電装置であってもよく、これと別に、風力発電装置であってもよい。

前記発電装置１００が太陽光発電装置である場合、前記発電装置１００は、太陽電池アレイであってもよい。

前記太陽電池アレイは、複数の太陽電池モジュールを結合したものである。太陽電池モジュールは、複数の太陽電池セルを直列または並列に連結して、太陽エネルギーを電気エネルギーに変換して所定の電圧と電流を発生させる装置である。したがって、前記太陽電池アレイは、太陽エネルギーを吸収して電気エネルギーに変換する。

また、前記発電装置１００が風力発電装置である場合、前記発電装置１００は、風力エネルギーを電気エネルギーに変換するファンであってもよい。

一方、前記発電装置１００は、これに限定されるものではなく、前記太陽光発電装置及び風力発電装置の他にも潮力発電装置で構成されてもよい。しかし、これは例示的なものであり、前記発電装置１００は前述した種類に限定されるものではなく、太陽熱や地熱など、新再生エネルギーを利用して電気エネルギーを生成する発電システムを全て含むことができる。

エネルギー貯蔵装置２００は、前記発電装置１００を介して変換された電気エネルギーを利用して、バッテリ２４０の充電のための充電電力を供給したり、負荷３００の駆動のための駆動電力を供給する。

このために、前記エネルギー貯蔵装置２００は、電力管理システム（ＰＣＳ：Power Condition System）を構成する電力変換部と、エネルギー貯蔵システム（ＥＳＳ: Energy Storage System）を構成するエネルギー貯蔵部を含む。

電力変換部は、前記発電装置１００と連結されて、前記発電装置１００から出力される直流電力を受信し、前記受信した直流電力を利用して前記充電電力及び駆動電力を供給するための多数の直流―直流コンバータを含む。

エネルギー貯蔵部は、前記多数の直流―直流コンバータのうちいずれか１つの特定直流―直流コンバータと連結されて、前記連結された直流―直流コンバータを介して出力される電力によって充電動作を行うか、他の直流―直流コンバータへの電力供給のための放電動作を行うバッテリ２４０と、前記バッテリ２４０の状態を管理するバッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０を含む。

負荷３００は、前記エネルギー貯蔵装置２００から電気エネルギーの供給を受けて電力を消費する。実施例において、前記負荷３００は、前記エネルギー貯蔵装置２００と一体に形成され、それにより、前記エネルギー貯蔵装置２００を介して供給される電気エネルギーの供給を受けて電力を消費することができる。

具体的には、前記負荷３００は、移動通信端末（図示せず）と移動通信サーバ（図示せず）との間の信号を中継するための中継器と、前記中継器が設置された位置に設置されて、前記中継器の周りの状態を撮影するカメラを含む。

前記負荷３００は、前記のような中継器を含み、それにより内部に通信のためのＮＭＳ（Network Management System）が内蔵されている。

これにより、エネルギー貯蔵装置２００は、エネルギー貯蔵システムに関する内部データを前記負荷３００に伝送する。前記内部データの通信のためのプロトコルは、基本的に４８５通信をしており、前記負荷３００を構成する中継器の仕様に応じて変わることがある。また、場合に応じては、前記エネルギー貯蔵装置２００の内部に別途の通信モジュールを備え、それにより前記負荷３００と通信プロトコルマッチングを行って通信を行うことができる。

前記負荷３００は、前記エネルギー貯蔵装置２００から伝達された内部データが存在すると、前記受信されたデータに基づいて制御動作を行うことができる。つまり、前記負荷３００は、前記内部データが受信されると、前記受信されたデータが自身の動作に関連する制御データであるかを確認する。

そして、負荷３００は、前記内部データが自身の動作に関連する制御データであれば、前記制御データに基づいて内部構成要素の動作を制御する。

また、前記負荷３００は、前記内部データが自身の動作に関連する制御データでなければ、前記ＮＭＳ（Network Management System）を利用して、前記内部データを管理サーバ４００に伝送する。

管理サーバ４００は、前記エネルギー貯蔵システムをモニタリングし、前記モニタリングの結果に応じて前記エネルギー貯蔵装置２００または負荷３００の動作を制御する。

前記管理サーバ４００は、前記負荷３００を構成する中継器を管理するための移動通信車の状況室サーバであってもよい。

前記管理サーバ４００は、前記負荷３００を介して伝送される内部データを受信し、前記受信された内部データを活用して、前記エネルギー貯蔵システムの動作状態をリアルタイムでモニタリングする。

そして、前記管理サーバ４００は、前記受信した内部データを利用して、前記エネルギー貯蔵装置２００または負荷３００の動作条件に変化が必要であれば、前記動作条件を変化させるための制御データを生成し、前記生成した制御データを前記負荷３００に伝送する。

前記負荷３００は、前記管理サーバ４００から伝送される制御データを受信し、前記受信した制御データのあて先を確認する。

つまり、前記負荷３００は、前記制御データが自身の動作を制御するための制御データであるか、それとも前記エネルギー貯蔵装置２００の動作を制御するための制御データであるかを確認する。そして、前記負荷３００は、前記制御データが自身の動作を制御するための制御データであれば、前記受信された制御データを利用して内部構成要素の動作を制御する。

また、前記負荷３００は、前記制御データが自身の動作を制御するための制御データでなければ、前記受信した制御データを前記エネルギー貯蔵装置２００に伝送して、前記制御データによって前記エネルギー貯蔵装置２００の動作が制御されるようにする。

実施例に係るエネルギー貯蔵システムは、陰影地域に分類される山岳地域のような場所に設置することができる。前記発電装置１００は、架台のような構造物に設置され、前記エネルギー貯蔵装置２００は、重量などを考慮して底に設置されることが好ましい。

以下では、前記のように構成されたエネルギー貯蔵システムについて、より具体的に説明する。

図２は、本発明の第１実施例に係るエネルギー貯蔵装置の詳細構成図である。

図２において、エネルギー貯蔵装置２００は、第１コンバータ２１０、第２コンバータ２２０、第３コンバータ２３０、バッテリ２４０、ＢＭＳ２５０、及びシステム制御部２６０を含む。

第１コンバータ２１０は、一端が発電装置１００と連結され、他端が第２コンバータ２２０、第３コンバータ２３０、及びバッテリ２４０と連結される。また、第１コンバータ２１０は、実施例により前記他端がＢＭＳ２５０とさらに連結されてもよい。

第１コンバータ２１０は、発電装置１００を介して出力される直流電力の電圧を変換する。即ち、第１コンバータ２１０は直流―直流コンバータであり、それにより前記発電装置１００を介して出力される第１レベルの直流電力を第２レベルの直流電力に変換する。

即ち、前記発電装置１００が供給する電力を前記バッテリ２４０、第２コンバータ２２０、及び第３コンバータ２３０に入力するためには降圧が必要である。したがって、前記第１コンバータ２１０は、前記発電装置１００が生産する電力の電圧を前記第２コンバータ２２０、前記第３コンバータ２３０、及び前記バッテリ２４０に入力できる電圧の大きさに変換する。

例えば、前記発電装置１００を介して生成された直流電力の電圧は１２０Ｖであってもよく、これにより前記第１コンバータ２１０は、前記直流電力の電圧を５２Ｖに降圧して出力する。

一方、前記第１コンバータ２１０は、前記発電装置１００から出力される電力が交流電力である場合、前記交流電力を直流電力に変換する整流回路（図示せず）をさらに含むことができる。

また、前記第１コンバータ２１０は、日射量、温度、風速などの変化に応じて前記発電装置１００で生産する電力を最大に得ることができるように、最大電力点追従（ＭＰＰＴ：Maximum Power Point Tracking）制御を行うＭＰＰＴコンバータを含むことができる。一方、前記第１コンバータ２１０は、前記発電装置１００で生産される電力が無い場合、消費電力を最小化することができる。

第２コンバータ２２０は、一端が前記第１コンバータ２１０及び前記バッテリ２４０と連結され、他端が負荷３００と連結される。

第２コンバータ２２０は、前記第１コンバータ２１０を介して出力される直流電力の電圧または前記バッテリ２４０を介して出力される直流電力の電圧を変換する。前記第２コンバータ２２０は、第１レベルの直流電力を他のレベルの直流電力に変換する直流―直流コンバータである。

即ち、前記第１コンバータ２１０及び／又は前記バッテリ２４０が出力する電力を負荷３００に入力するためには、前記負荷３００で必要とされる電圧への変換が行われなければならない。

したがって、前記第２コンバータ２２０は、前記第１コンバータ２１０及び／又は前記バッテリ２４０が出力する直流電力の電圧を、前記負荷３００で必要とされる電圧の大きさに変換する。

例えば、前記第２コンバータ２２０は、前記一端を介して前記第１コンバータ２１０及び／又は前記バッテリ２４０から５２Ｖの直流電力を受信することができ、これにより、前記負荷３００と連結された他端に４８Ｖの直流電力を出力することができる。

第３コンバータ２３０は、一端が前記第１コンバータ２１０及び前記バッテリ２４０と連結され、他端が負荷３００と連結される。

第３コンバータ２３０は、前記第１コンバータ２１０を介して出力される直流電力の電圧または前記バッテリ２４０を介して出力される直流電力の電圧の大きさを変換する。前記第３コンバータ２３０は、第１レベルの直流電力を他のレベルの直流電力に変換する直流―直流コンバータである。

即ち、前記第１コンバータ２１０及び／又は前記バッテリ２４０が出力する電力を負荷３００に入力するためには、前記負荷３００で必要とされる電圧への変換が行われなければならない。

したがって、前記第３コンバータ２３０は、前記第１コンバータ２１０及び／又は前記バッテリ２４０が出力する直流電力の電圧を、前記負荷３００で必要とされる電圧の大きさに変換する。

例えば、前記第３コンバータ２３０は、前記一端を介して前記第１コンバータ２１０及び／又は前記バッテリ２４０から５２Ｖの直流電力を受信することができ、これにより、前記負荷３００と連結された他端に２７Ｖの直流電力を出力することができる。

バッテリ２４０は、一端が前記第１コンバータ２１０と連結され、他端が前記第２コンバータ２２０及び第３コンバータ２３０と連結される。

バッテリ２４０は、充電モードにおいて前記一端を介して連結された第１コンバータ２１０から充電電力を受信し、前記受信した充電電力によって充電動作を行う。

また、バッテリ２４０は、放電モードにおいて既に貯蔵された電力を前記他端に連結された前記第２コンバータ２２０及び第３コンバータ２３０に出力する。

前記バッテリ２４０は、前記充電動作及び放電動作を行うために、多数個のバッテリセルで構成されたバッテリパックを含む。

前記バッテリパックに含まれている多数個のバッテリセルは、安定性、寿命の向上、及び高出力を得るために、各バッテリセルの電圧を均一に維持させる必要がある。

バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０は、前記バッテリパックのバッテリセルを充電または放電しながら各バッテリセルが適切な電圧を維持できるように管理する。

しかし、多数個のバッテリセルは、内部インピーダンスの変化などの様々の要因によって平衡状態を安定的に維持し難いため、バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０では、多数のバッテリセルの充電状態を平衡化させるためのバランシング機能を有する。

例えば、バッテリパック内の各バッテリセルの自己放電率の差によって、経時的にバッテリセル間の充電状態（STATE OF CHARGE、以下、「ＳＯＣ」とする）に差が生じることになる。したがって、このようなバッテリセル間の容量不均衡を克服するために、バッテリセル毎に充電（ＢＯＯＳＴ）及び／又は放電（ＢＵＣＫ）させるための別途の回路を構成する。

前記のようなバッテリパック内のバッテリセルは、一定の電圧を維持するためにバッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０によって管理され、バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０によって一定の電圧を放出することができる。

例えば、バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０は、バッテリセルの電圧を検出し、それをシステム制御部２６０に伝達することができる。そして、システム制御部２６０は、バッテリの電圧が下限値以下に降下する場合、前記第１コンバータ２１０を介して出力される直流電力を前記バッテリ２４０に供給することができる。また、システム制御部２６０は、バッテリの電圧が上限値以上に上昇する場合、前記バッテリ２４０に充電された電力を第２コンバータ２２０及び第３コンバータ２３０に供給することができる。

前記バッテリ２４０を構成するバッテリセルは、充電及び放電が可能な二次電池で構成されることが好ましいが、これに限定されるものではない。

一方、バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０は、バッテリ２４０の充電状態であるＳＯＣレベルを含んだバッテリ状態をモニタリングすることができる。そして、バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０は、前記バッテリ２４０の状態に関するバッテリ状態情報をシステム制御部２６０に伝達することができる。例えば、前記バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０は、バッテリ２４０の電圧、電流、温度、残余電力量、寿命、及び充電状態のうち少なくとも１つ以上をモニタリングし、前記モニタリングされたバッテリ２４０の状態情報を前記システム制御部２６０に伝達することができる。

また、前記バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０は、前記バランシング機能の他にも前記バッテリ２４０に対する過充電保護機能、過放電保護機能、過電流保護機能、過電圧保護機能、及び過熱保護機能のうち少なくとも１つ以上の機能を行うことができる。

また、前記バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０は、バッテリ２４０のＳＯＣレベルを調節することができる。具体的には、バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０は、システム制御部２６０から制御信号を受信し、前記受信された制御信号に基づいて前記バッテリ２４０のＳＯＣレベルを調節することができる。

システム制御部２６０は、第１コンバータ２１０、第２コンバータ２２０、及び第３コンバータ２３０の電力変換動作を制御し、バッテリ２４０の充電及び放電動作を制御する。

システム制御部２６０は、負荷３００が過負荷である場合、バッテリ２４０の放電が行われるようにして、前記バッテリ２４０の放電によって出力された電力によって、前記負荷３００に駆動電力が供給されるようにする。このとき、システム制御部２６０は、前記バッテリ２４０から出力された電力が前記第２コンバータ２２０及び前記第３コンバータ２３０に供給されるように制御することができる。

また、システム制御部２６０は、負荷３００が軽負荷である場合、前記第１コンバータ２１０で変換された直流電力を前記バッテリ２４０に供給し、前記供給される直流電力によって前記バッテリ２４０の充電が行われるように制御する。このとき、システム制御部２６０は、前記バッテリ２４０の充電状態（State Of Charge、ＳＯＣ）に応じて前記バッテリ２４０の動作モード（充電モード及び放電モード）を制御することができる。

一方、システム制御部２６０は、前記負荷３００の運営条件情報を記憶し、前記記憶した運営条件情報を基準に前記負荷３００に供給される電力を制御する。前記運営条件情報は、前記負荷３００の駆動時間情報を含むことができ、前記システム制御部２６０は、前記駆動時間情報に基づいて、前記負荷３００の運転が必要な時間のみに前記負荷３００に駆動電力が供給されるようにする。

また、システム制御部２６０は、第１コンバータ２１０から出力される電力を出力指令値と比較し、その比較結果に応じて前記第１コンバータ２１０から出力される電力の経路を制御することができる。ここで、前記出力指令値とは、前記負荷３００で必要とされる駆動電力値、つまり前記負荷３００に出力される出力電力に対する指令値を意味する。

例えば、第１コンバータ２１０から出力される電力が前記出力指令値を超過する場合、前記システム制御部２６０は、前記第１コンバータ２１０から出力される電力と前記出力指令値との差に当たる電力が前記バッテリ２４０に供給されて、前記バッテリ２４０の充電が行われるように制御することができる。これにより、前記バッテリ２４０は充電モードで動作し、前記第２コンバータ２２０及び前記第３コンバータ２３０は、前記第１コンバータ２１０を介して出力される電力に基づいて、前記出力指令値に対応する電力を前記負荷３００に供給することができる。

また、前記第１コンバータ２１０から出力される電力が前記出力指令値未満である場合、前記システム制御部２６０は、前記第１コンバータ２１０から出力される電力と前記出力指令値との間の差に対応する電力が放電されるように、前記バッテリ２４０を制御することができる。これにより、前記バッテリ２４０は放電モードで動作することができる。

そして、前記第２コンバータ２２０及び第３コンバータ２３０は、前記第１コンバータ２１０及び前記バッテリ２４０を介して出力される電力を変換して、前記負荷３００で必要とされる出力指令値に対応する電力を出力する。

このように、システム制御部２６０は、前記エネルギー貯蔵装置２００の全体的な動作を制御し、それにより前記エネルギー貯蔵装置２００の動作モードを決定することができる。

前記エネルギー貯蔵装置２００の動作モードは、前記発電装置１００で生成された電力を利用して、負荷３００に駆動電力を供給する第１動作モードと、前記発電装置１００で生成された電力を利用して、バッテリ２４０に充電電力及び負荷３００に駆動電力を供給する第２動作モードと、前記発電装置１００で生成された電力と前記バッテリ２４０に充電された電力を利用して、前記負荷３００に駆動電力を供給する第３動作モードと、前記発電装置１００で生成された電力を利用して、前記バッテリ２４０に充電電力を供給する第４動作モードと、前記バッテリ２４０に充電された電力を利用して、前記負荷３００に駆動電力を供給する第５動作モードと、前記バッテリ２４０に充電電力及び前記負荷３００に駆動電力をいずれも供給しない第６動作モードを含む。

そして、システム制御部２６０は、前記負荷３００に内部データを伝送する際、前記エネルギー貯蔵装置２００の動作モードに関する情報を共に伝送して、前記動作モードに応じて変化する内部データの状態値に対する分析が正確に行われるようにする。

前記システム制御部２６０は、前記発電装置１００の発電量、前記バッテリ２４０の充電状態、前記負荷３００の運転条件などを考慮して、前記エネルギー貯蔵装置２００の動作モードを前記第１乃至第６動作モードのうちいずれか１つの動作モードに設定し、前記設定された動作モードにより前記第１コンバータ２１０、第２コンバータ２２０、第３コンバータ２３０、及びバッテリ２４０の動作が行われるように制御する。

そして、前記システム制御部２６０は、前記設定された動作モードにより前記第１乃至第３コンバータ２１０、２２０、２３０を構成するスイッチング素子のスイッチング動作を制御するための制御信号を出力することができる。ここで、前記制御信号とは、それぞれのコンバータの入力電圧に応じたデューティ比の最適制御を通じて、前記それぞれのコンバータの電力変換による損失を最小化することができる信号を意味する。このために、前記システム制御部２６０は、それぞれのコンバータの入力端及び出力端のうち少なくともいずれか１つから電圧、電流、及び温度値を感知し、前記感知した電圧、電流、及び温度値に基づいて前記制御信号を生成及び出力することができる。

また、システム制御部２６０は、前記バッテリ２４０の充電状態を確認し、前記確認した充電状態に応じて前記バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０への駆動電力の供給を制御する。

即ち、前記バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０は、バッテリ２４０から駆動に必要な電力の供給を受け、前記供給を受けた電力に基づいて前記バッテリ２４０の動作を制御したり、前記バッテリ２４０の状態をモニタリングする。

このとき、前記負荷３００に供給する電力に対する出力指令値が高いか、前記発電装置１００から出力される電力が低い場合、前記バッテリ２４０は充電モードで動作せず、放電モードまたはスリープモードで動作することになる。そして、前記のような放電モードまたはスリープモードでの継続的な動作によって前記バッテリ２４０のＳＯＣレベルが既設定された最低基準値（例えば、５％）以下に下がる場合、前記バッテリ２４０は運転停止（Shut down）することになる。

この場合、前記バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０は、前記バッテリ２４０の運転停止によって駆動電力の供給を受けることができず、これにより、前記バッテリ２４０の動作が正常に行われなくなる。

これにより、システム制御部２６０は、前記のように前記バッテリ２４０の運転停止が行われると、前記発電装置１００から出力される電力が存在するか否かを判断し、前記発電装置１００から出力される電力が存在する場合、前記第１コンバータ２１０を介して変換された電力によって前記バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０に駆動電力が優先的に供給されるようにする。

そして、システム制御部２６０は、前記供給される駆動電力によって前記バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０が駆動されるようにし、これによって前記バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０により前記バッテリ２４０の充電が行われるようにする。

また、システム制御部２６０は、前記バッテリ２４０の充電状態が一定レベル値以上のＳＯＣレベルに達すると、前記バッテリ２４０に充電された電力によって前記バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０に駆動電力が再供給されるようにする。

即ち、既存のものでは前記バッテリ２４０が運転停止した場合、前記バッテリ２４０の正常な動作のためにはシステム全体をリセットしたり、別の追加作業をすることで、前記バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０の動作が正常に行われるようにした。しかし、本発明では、前記のようにバッテリ２４０の状態に応じてバッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０に駆動電力を供給する主体を異なるように設定することで、前記のような問題点を解決するようにする。

また、システム制御部２６０は、管理サーバ４００に伝送する内部データを生成し、前記生成した内部データを前記負荷３００に伝送する。

このとき、前記内部データは、前記エネルギー貯蔵装置２００の各構成要素の状態情報を含むことができ、これと別に、前記エネルギー貯蔵装置２００の内部から発生したイベント情報を含むことができる。

例えば、前記内部データは、それぞれのコンバータの入力端と出力端のうち少なくともいずれか１つから感知された電圧、電流、及び温度値を含むことができる。

また、前記内部データは、前記バッテリ２４０の関連情報を含むことができる。即ち、前記内部データは、バッテリ２４０の電圧、電流、温度、残余電力量、寿命、及び充電状態のうち少なくとも１つ以上のバッテリ関連情報を含むことができる。

また、前記のようなエネルギー貯蔵装置２００を構成する各構成要素は、外部環境から保護されるために別途のハウジングの内部に配置され、これにより、前記内部データは、前記ハウジングの内部の温度を含むことができる。

また、前記内部データは、前記エネルギー貯蔵装置２００から発生するイベント情報を含むことができ、前記イベント情報は、前記エネルギー貯蔵装置２００の内部から発生した非正常なエラー情報を含むことができる。

前記内部データの獲得は、次のような方法により行われる。

前記バッテリ関連情報は、前記バッテリ管理システム２５０によりリアルタイムで感知して獲得され、前記獲得されたバッテリ関連情報は、前記バッテリ管理システム２５０から前記システム制御部２６０に伝達される。

そして、前記ハウジングの内部の温度は、別途の温度センサによって獲得されて前記システム制御部２６０に伝達される。

また、前記それぞれのコンバータの入力端及び出力端のうち少なくともいずれか１つから感知された電圧、電流、及び温度値は、各位置に設置された感知抵抗により、前記感知抵抗にかかる電圧を基準に獲得される。そして、前記システム制御部２６０は、それぞれのコンバータの入力端及び出力端のうち少なくともいずれか１つから感知された電圧、電流、及び温度値に基づいて、前記それぞれのコンバータが正常な動作状態であるか否かを判断して、それに関する情報を前記内部データにさらに含むことができる。

また、システム制御部２６０は、内部の各構成要素の制御時に発生するエラー情報に関するイベント情報を獲得して記憶することができる。

一方、前記システム制御部２６０は、前記のように獲得された内部データを前記負荷３００に伝達することができ、また前記内部データを活用して内部構成要素を制御することができる。

例えば、前述したように前記システム制御部２６０は、前記それぞれのコンバータの入力端及び出力端のうち少なくともいずれか１つから感知された電圧、電流、及び温度値を利用して、前記それぞれのコンバータの動作を制御することができる。また、前記システム制御部２６０は、前記ハウジングの内部の温度やバッテリの温度に応じて前記ハウジングの内部及び前記バッテリ２４０の温度を変化させるための装置（例えば、冷却ファンやヒータ）の動作を制御することができる。

また、前記システム制御部２６０は、前記負荷３００から前記内部データに対応する制御データが伝達されると、前記伝達される制御データを受信し、前記受信した制御データを利用して前記各コンバータの動作を制御することができる。

一方、前記システム制御部２６０は、前記イベント情報が記憶されると、前記記憶されたイベント情報に対応するコード値を受信し、前記受信したコード値を前記負荷３００に伝達することができる。前記コード値は、以下の表１のように定義することができる。

前記システム制御部２６０は、前記バッテリ、制御ボード、コンバータ、及びＰＶ（発電装置）のうちいずれか１つに問題が発生すると、前記問題が発生した位置に対応するコード値を前記負荷３００に伝達して、前記管理サーバ４００で前記エネルギー貯蔵システムの内部の異常状態を認知できるようにする。

図３は、本発明の実施例に係る負荷の詳細構成を示した図である。

図３において、負荷３００は、カメラ３１０、第１中継器３２０、及び第２中継器３３０を含む。

カメラ３１０は、前記負荷３００が設置された位置に配置されて、前記負荷３００の周り状況に関する映像を獲得し、前記獲得した映像を前記システム制御部２６０に伝送する。

前記カメラ３１０は前記第３コンバータ２３０の出力端と連結され、前記第３コンバータ２３０を介して変換された直流電力によって駆動される。

また、前記カメラ３１０は、前記第１中継器３２０及び前記第２中継器３３０の動作に連動して、前記第１中継器３２０及び前記第２中継器３３０が駆動される時間のみに選択的に動作することができる。

前記第１中継器３２０及び前記第２中継器３３０は、負荷３００の一種であり、移動通信端末と移動通信サーバとの間の信号中継を行う。

また、前記第１中継器３２０及び前記第２中継器３３０は、前記エネルギー貯蔵装置２００を介して内部データが伝達されると、前記内部データを前記管理サーバ４００に伝送することができる。

一般的に、陰影地域に分類される山岳市域では、前記移動通信端末と移動通信サーバとの間の通信が円滑に行われないため、前記のような山岳地域では前記移動通信端末と移動通信サーバとの間の信号を中継する中継器が設置される。

このとき、前記中継器は別の系統電力の供給を受けて駆動されるため、前記中継器の電力制御に多くの困難がある。

したがって、本発明では、前記のようにエネルギー貯蔵装置２００と前記中継器を含む負荷３００を一つのシステムとして設計し、それにより前記エネルギー貯蔵装置２００で変換された電力によって前記負荷３００を構成する中継器に駆動電力が供給されるようにする。また、本発明では、このような第１中継器３２０及び前記第２中継器３３０に備えられたＮＭＳ機能を活用して、エネルギー貯蔵装置２００の内部データを管理サーバ４００に伝送できるようにする。

前記中継器は、製品の規格に応じて第１中継器３２０及び第２中継器３３０を含むことができる。

前記第１中継器３２０は、ＲＨＨ（Radio Remote Head）であってもよく、この規格は、以下の表２のように示すことができる。

前記第１中継器３２０は、前記第３コンバータ２３０と連結されて、前記第３コンバータ２３０を介して変換された直流電力を受信し、前記受信された直流電力によって駆動される。

また、前記第２中継器３３０は、ｍｍＷａｖｅ中継器であってもよく、この規格は、以下の表３のように示すことができる。

前記第２中継器３３０は、前記第２コンバータ２２０と連結されて、前記第２コンバータ２２０を介して変換された直流電力を受信し、前記受信された直流電力によって駆動される。

また、システム制御部２６０によって制御される前記負荷３００の運転条件は、以下の表４のように示すことができる。

システム制御部２６０は、前記表４に示されたように、前記負荷３００の運転条件を設定し、前記のような運転条件を満足するように、それぞれのコンバータの動作状態、バッテリ２４０の動作状態、及び発電装置１００の発電状態などを含む運転計画を樹立し、前記樹立した運転計画により前記エネルギー貯蔵装置２００の動作が行われるようにする。

図４は、図３に示された第１中継器及び第２中継器の構成を示した図である。

図４において、第１中継器及び第２中継器のうちいずれか１つの中継器は、直流―直流コンバータ３２１、増幅器３２２、制御器３２３、及び通信部３２４を含む。

前記のような中継器は、前記エネルギー貯蔵装置２００から直流電力の供給を受ける。即ち、従来における中継器は、電力入力端にインバータが配置され、外部から交流電力の供給を受けて、前記インバータを介して前記交流電力を直流電力に変換した。

しかし、本発明では、前記のようなエネルギー貯蔵装置２００を介して直流電力が出力されるようにし、それにより前記中継器を介して前記出力される直流電力が直接受信されるようにして、前記中継器の内部に備えられるインバータを削除した。

これにより、前記増幅器３２２は、前記エネルギー貯蔵装置２００を介して出力される電力によって駆動される。

また、前記エネルギー貯蔵装置２００を介して出力される電力は直流―直流コンバータ３２１に入力され、前記直流―直流コンバータ３２１は、前記入力される電力を、前記中継器を構成する各構成要素で必要とされる電力に変換する。

即ち、前記直流―直流コンバータ３２１は、前記中継器の全般的な動作を制御する制御器３２３の必要電力に応じて、前記エネルギー貯蔵装置２００から出力される２７Ｖまたは４８Ｖの直流電力を５Ｖまたは１２Ｖに降圧する。

通信部３２４は、前記エネルギー貯蔵装置２００のシステム制御部２６０を介して前記内部データが伝達されると、前記伝達された内部データを前記制御器３２３に伝達する。

前記制御器３２３は、前記内部データを分析して、前記内部データのあて先を確認する。即ち、前記制御器３２３は、前記内部データが前記中継器を制御するためのデータであれば、前記受信された内部データに基づいて内部構成要素の動作を制御する。

また、制御器３２３は、前記内部データのあて先が前記管理サーバ４００であれば、前記内部データが前記管理サーバ４００に伝送されるように前記通信部３２４を制御する。

また、前記通信部３２４は、前記管理サーバ４００から制御データが受信されると、前記受信された制御データを前記制御器３２３に伝達する。そして、前記制御器３２３は、前記受信された制御データを分析して前記制御データのあて先を確認する。即ち、前記制御器３２３は、前記制御データが前記中継器を制御するためのデータであれば、前記受信された制御データに基づいて内部構成要素の動作を制御する。

そして、前記制御器３２３は、前記制御データのあて先が前記エネルギー貯蔵装置２００であれば、前記受信された制御データを前記エネルギー貯蔵装置２００のシステム制御部２６０に伝達する。

一方、前記制御器３２３は、前記内部データを前記管理サーバ４００に伝送する際、前記中継器そのものの内部データを追加獲得し、これにより前記エネルギー貯蔵装置２００の内部データと共に、前記獲得した内部データを前記管理サーバ４００に伝送する。

図５は、本発明の実施例に係るエネルギー貯蔵装置の各コンバータの出力電力を示す図である。

図５の（ａ）において、第１コンバータ２１０は、発電装置１００から１２０Ｖの直流電力を受信する。そして、前記第１コンバータ２１０は、動作モードに応じて前記１２０Ｖの直流電力を５２Ｖの直流電力に変換し、前記変換された直流電力を第２コンバータ２２０、第３コンバータ２３０及びバッテリ２４０にそれぞれ出力する。

また、図５の（ｂ）において、第２コンバータ２２０は、第１コンバータ２１０及びバッテリ２４０から５２Ｖの直流電力を受信する。そして、前記第２コンバータ２２０は、動作モードに応じて前記５２Ｖの直流電力を４８Ｖの直流電力に変換し、前記変換された直流電力を第２中継器３３０にそれぞれ出力する。

また、図５の（ｃ）において、第３コンバータ２３０は、第１コンバータ２１０及びバッテリ２４０から５２Ｖの直流電力を受信する。そして、前記第３コンバータ２３０は、動作モードに応じて前記５２Ｖの直流電力を２７Ｖの直流電力に変換し、前記変換された直流電力を第１中継器３２０及びカメラ３１０にそれぞれ出力する。

図６乃至図１１は、本発明の実施例に係るエネルギー貯蔵装置の各動作モードに応じた電力供給の流れを示す図である。

図６は、前記エネルギー貯蔵装置２００の動作モードが、前記発電装置１００で生成された電力を利用して負荷３００に駆動電力を供給する第１動作モードである場合における電力供給の流れを示す。

図６において、前記第１動作モードは、前記負荷３００の駆動が必要な時間であり、前記負荷３００の出力指令値と発電装置１００の生産電力量が同一である場合に行われる。

これにより、発電装置１００で生産された電力は、第１コンバータ２１０に供給され、前記第１コンバータ２１０によって電力変換が行われる。そして、前記第１コンバータ２１０を介して変換された直流電力は、前記第２コンバータ２２０及び第３コンバータ２３０に供給され、これにより負荷３００で必要とされる直流電力に変換された後、前記負荷３００に出力される。このとき、前記第１コンバータ２１０を介して変換された電力は、前記バッテリ２４０に供給されず、前記バッテリ２４０に充電された電力も前記第２コンバータ２２０及び前記第３コンバータ２３０に供給されない。

図７は、前記エネルギー貯蔵装置２００の動作モードが、前記発電装置１００で生成された電力を利用してバッテリ２４０に充電電力及び負荷３００に駆動電力を供給する第２動作モードである場合における電力供給の流れを示す。

図７において、前記第２動作モードは、前記負荷３００の駆動が必要な時間であり、前記負荷３００の出力指令値が発電装置１００の生産電力量より低い場合に行われる。

これにより、発電装置１００で生産された電力は、第１コンバータ２１０に供給され、前記第１コンバータ２１０によって電力変換が行われる。そして、前記第１コンバータ２１０を介して変換された直流電力は、前記第２コンバータ２２０及び第３コンバータ２３０に供給され、これにより負荷３００で必要とされる直流電力に変換された後、前記負荷３００に出力される。このとき、前記第１コンバータ２１０を介して変換された電力のうち、前記出力指令値に対応する電力を除いた残りの電力は前記バッテリ２４０に供給され、これにより、前記バッテリ２４０の充電が行われる。

図８は、前記エネルギー貯蔵装置２００の動作モードが、前記発電装置１００で生成された電力と前記バッテリ２４０に充電された電力を利用して前記負荷３００に駆動電力を供給する第３動作モードである場合における電力供給の流れを示す。

図８において、前記第３動作モードは、前記負荷３００の駆動が必要な時間であり、前記負荷３００の出力指令値が発電装置１００の生産電力量より高い場合に行われる。

これにより、発電装置１００で生産された電力は、第１コンバータ２１０に供給され、前記第１コンバータ２１０によって電力変換が行われる。そして、前記第１コンバータ２１０を介して変換された直流電力は、前記第２コンバータ２２０及び第３コンバータ２３０に供給される。

このとき、前記バッテリ２４０は放電動作を行い、前記バッテリ２４０の放電によって前記バッテリ２４０から出力される直流電力も前記第２コンバータ２２０及び第３コンバータ２３０に供給される。

これにより、前記第２コンバータ２２０及び第３コンバータ２３０は、前記発電装置１００及び前記バッテリ２４０から直流電力の供給を受け、供給を受けた直流電力を負荷３００で必要とされる直流電力にそれぞれ変換した後、出力する。

図９は、前記エネルギー貯蔵装置２００の動作モードが、前記発電装置１００で生成された電力を利用して前記バッテリ２４０の充電電力を供給する第４動作モードである場合における電力供給の流れを示す。

図９において、前記第４動作モードは、前記負荷３００の駆動が不要な時間であり、前記発電装置１００を介して生産された電力が存在する場合に行われる。

これにより、発電装置１００で生産された電力は、第１コンバータ２１０に供給され、前記第１コンバータ２１０によって電力変換が行われる。そして、前記第１コンバータ２１０を介して変換された直流電力は、全て前記バッテリ２４０に供給されて前記バッテリ２４０を充電させる。このとき、前記第２コンバータ２２０及び第３コンバータ２３０には、前記第１コンバータ２１０を介して変換された直流電力が供給されず、これにより、前記第２コンバータ２２０及び第３コンバータ２３０の動作は行われない。

図１０は、エネルギー貯蔵装置２００の動作モードが、前記バッテリ２４０に充電された電力を利用して前記負荷３００に駆動電力を供給する第５動作モードである場合における電力供給の流れを示す。

図１０において、前記第５動作モードは、前記負荷３００の駆動が必要な時間であり、前記発電装置１００で生産される電力が存在しない場合に行われる。

これにより、発電装置１００から出力される電力は存在しないため、第１コンバータ２１０の動作は行われず、これにより、前記第１コンバータ２１０を介して出力される電力は存在しない。

そして、バッテリ２４０の放電動作を行って、前記第２コンバータ２２０及び第３コンバータ２３０に直流電力を出力する。そして、前記第２コンバータ２２０及び第３コンバータ２３０は、前記バッテリ２４０から直流電力の供給を受け、前記供給を受けた直流電力を負荷３００で必要とされる直流電力にそれぞれ変換した後、出力する。

図１１は、前記エネルギー貯蔵装置２００の動作モードが、前記バッテリ２４０に充電電力及び前記負荷３００に駆動電力をいずれも供給しない第６動作モードである場合における電力供給の流れを示す。

図１１において、前記第６動作モードは、前記負荷３００の駆動が不要な時間であり、前記発電装置１００で生産される電力が存在しない場合に行われる。

このとき、第１コンバータ２１０、第２コンバータ２２０、及び第３コンバータ２３０は、いずれも動作中止状態にあり、これにより、バッテリ２４０も動作中止または動作待機状態を維持する。

図１２は、本発明の実施例に係るバッテリの充電状態に応じた動作モードを示す。

図１２において、バッテリのＳＯＣレベルは１〜１００％に区分される。そして、前記ＳＯＣレベルは最大基準値が９５％に制限され、前記バッテリ２４０は、前記ＳＯＣレベルが前記９５％から１０％の範囲内に属する場合、一般的な動作状態を維持する。

そして、前記バッテリ２４０は、前記ＳＯＣレベルが１０％以下に下がると、最小基準値である５％になるまでスタンバイモードで動作することになる。

そして、前記バッテリ２４０は、前記ＳＯＣレベルが５％未満に下がると、運転中止状態となる。

図１３は、本発明の実施例に係る負荷への電力供給の流れを示す図である。

図１３において、バッテリ２４０のエネルギーが完全に放電された場合、発電装置１００で前記エネルギー貯蔵装置２００を動作させるのに充分な電力が生産されるまで一定時間（Ｔ１）のディレイが発生することになり、この一定時間（Ｔ１）の大きさは、前記発電装置の発電条件（例えば、太陽輻射条件）に応じて変化する。

例えば、バッテリ２４０のエネルギーを全て消費した後、朝となった場合、図１３に示されたようにＴ１区間が発生し、前記Ｔ１の間隔は、太陽輻射時間に応じて変化する。

これにより、本発明におけるシステム制御部２６０は、前記Ｔ１の間隔を最小化するか、前記Ｔ１区間が存在しないように、前記Ｔ１区間ではバッテリ２４０や追加的な補助バッテリ（図示せず）の駆動が行われるようにする。

即ち、前記システム制御部２６０は、前記負荷３００への駆動電力の供給が行われるべき時点を基準に、前記Ｔ１区間の発生有無を判断することができる。これは、前記負荷３００への駆動電力の供給時点と、前記バッテリ２４０の充電状態、そして発電装置１００で生成される予想電力量によって決定される。

これにより、前記システム制御部２６０は、前記Ｔ１区間が発生すると、別途の補助バッテリを駆動させたり、前記Ｔ１区間が発生したことを知らせる情報を出力することで、前記Ｔ１区間の発生による問題を解決できるようにする。

本発明に係る第１実施例によれば、発電装置で発電された電力を利用して、中継器及びカメラで構成される負荷に電源を供給することで、独立型に電源が不可能な地域で前記負荷に安定的な電源を供給することができる。

また、エネルギー貯蔵装置の最終出力を交流電力ではない直流電力とすることで、中継器のような負荷の内部に必須に含まれるインバータを削除することができ、これによる製品単価の低減及び製品の体積をスリム化することができる。

また、バッテリが完全に放電されたことによってバッテリ管理システムの運転が停止した場合、発電装置を介して生成された電力を利用して前記バッテリ管理システムに駆動電源を優先的に供給することで、前記バッテリ管理システムの運転を再開させるための追加動作が不要となり、前記バッテリ管理システムの運転停止によって発生するシステムの異常現象を予め防止することができる。

また、中継器装置の内部に存在するＮＭＳ(Network Management System)機能を活用して、前記エネルギー貯蔵システムの関連情報を管理サーバに伝送することで、前記エネルギー貯蔵システムの動作関連状態に対して無線でリアルタイムチェックが可能となり、これによる万一の状況に備えることができる。

＜第２実施例＞

本発明の第２実施例は、エネルギー貯蔵装置の構成が異なり、他の部分は前記第１実施例と同一である。したがって、第２実施例の説明において、具体的な説明がない部分は前記第１実施例の説明がそのまま適用されるものとする。

図１４は、本発明の第２実施例に係るエネルギー貯蔵装置の詳細構成図である。

図１４において、エネルギー貯蔵装置２００は、第１コンバータ２１０、第２コンバータ２２０、第３コンバータ２３０、バッテリ２４０、ＢＭＳ２５０、及びシステム制御部２６０を含む。図１４を参照して、図２に示されたエネルギー貯蔵装置２００と比較すると、システム制御部２６０の構成と補助バッテリ２７０の構成が前記第１実施例に係るエネルギー貯蔵装置２００と異なり、その他の部分は同一である。したがって、第２実施例の説明において、第１実施例の構成要素と実質的に同一機能をする構成要素の説明は省略する。

前記第２実施例におけるエネルギー貯蔵装置２００は、バッテリ２４０の第１充電状態で動作する第１制御部２６１と、前記バッテリ２４０の第２充電状態で動作する第２制御部２６２を含む。

前記第１制御部２６１は、図２に示されたシステム制御部２６０と同一機能をするため、これに対する詳細な説明は省略する。

前記第１制御部２６１は、前記バッテリ２４０の充電状態、つまり、ＳＯＣレベルが９５％〜５％の間である場合、前記バッテリ２４０を介して供給される電力によって動作する。

そして、前記バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０は、前記バッテリ２４０のＳＯＣレベルを周期的にモニタリングして、前記バッテリ２４０のＳＯＣレベルが５％未満に下がるにつれて前記第１制御部２６１の駆動が正常に行われなくなる状況が発生するか否かを判断する。

前記バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０は、前記バッテリ２４０のＳＯＣレベルが５％未満に下がると、前記第１制御部２６１の駆動が停止するようにして、前記第１制御部２６１ではない第２制御部２６２によって前記エネルギー貯蔵装置２００の動作制御が行われるようにする。

このために、前記バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０は、前記バッテリ２４０のＳＯＣレベルが５％未満に下がると、前記補助バッテリ２７０を駆動させて前記補助バッテリ２７０の放電が行われるようにする。

そして、バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０は、前記補助バッテリ２７０の放電電力によって発生する電力によって、前記第２制御部２６２に駆動電力が供給されるようにする。

これにより、前記第２制御部２６２は、前記補助バッテリ２７０から供給される電力によって駆動されて、前記第１コンバータ２１０、第２コンバータ２２０、及び第３コンバータ２３０の動作を制御する。

前記のように、本発明では、システム制御部２６０を複数の制御部で構成し、それにより前記バッテリ２４０のＳＯＣレベルに応じて前記複数の制御部が互いに区分して動作するようにする。これにより、本発明に係るエネルギー貯蔵装置２００は、バッテリ２４０の充電状態を正確に認知することができ、前記バッテリ２４０の充電状態に応じて発生するエネルギー貯蔵装置２００の動作エラーを予め防止することができる。

図１５乃至図１８は、本発明の第２実施例に係るエネルギー貯蔵システムの動作方法をステップ別に説明するためのフローチャートである。

まず、図１５において、発電装置１００は、電気エネルギーを生成する（ステップＳ１００）。

そして、システム制御部２６０は、負荷３００に電力供給が必要であるかを判断する（ステップＳ１１０）。即ち、システム制御部２６０は、現時間が前記負荷３００に電力供給が行われるべき時間であるか、そして負荷３００が過負荷であるか軽負荷であるかに基づいて、前記負荷３００に電力供給が必要であるか否かを判断する。

続いて、前記負荷３００への電力供給が必要でなければ、前記システム制御部２６０は前記発電装置１００を介して生成された電気エネルギーによる電力をバッテリ２４０に供給して前記バッテリ２４０を充電させる（ステップＳ１２０）。これにより、前記第１コンバータ２１０は、発電装置１００を介して生成された電力を受信し、これにより前記電力の変換動作を行ってバッテリ２４０に供給する。このとき、前記第１コンバータ２１０を介して変換された電力は、第２コンバータ２２０及び第３コンバータ２３０には供給されず、これにより、前記時点では、前記第２コンバータ２２０及び第３コンバータ２３０の動作が行われない。

また、システム制御部２６０は、前記負荷３００への電力供給が必要であれば、バッテリ２４０の放電が必要であるか否かを判断する（ステップＳ１３０）。即ち、システム制御部２６０は、発電装置１００が供給する電気エネルギーだけで前記負荷３００の電力需要を充足できなくて前記バッテリ２４０の放電が必要であるかを判断することができる。

そして、システム制御部２６０は、前記バッテリ２４０の放電が必要であれば、前記バッテリ２４０を制御して前記バッテリ２４０の放電が行われるようにする（ステップＳ１４０）。

これにより、第２コンバータ２２０及び第３コンバータ２３０には前記第１コンバータ２１０を介して変換された電力及び前記バッテリ２４０を介して放電された電力が選択的に供給される。そして、第２コンバータ２２０及び第３コンバータ２３０は、前記供給される電力を受信し、前記受信した電力を負荷３００で必要とされる大きさの直流電力に変換する（ステップＳ１５０）。

そして、第２コンバータ２２０及び第３コンバータ２３０を介して変換された直流電力は、前記負荷３００の各構成要素にダイレクトに供給される（ステップＳ１６０）。

また、図１６において、システム制御部２６０は、バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０と通信を行って、前記バッテリ２４０のＳＯＣレベルを周期的に確認する（ステップＳ２００）。

そして、システム制御部２６０は、前記バッテリ２４０のＳＯＣレベルが最小基準点以下に減少したか否かを判断する（ステップＳ２１０）。ここで、前記最小基準点はＳＯＣレベルの５％であってもよく、これにより前記システム制御部２６０は、前記バッテリ２４０のＳＯＣレベルが５％未満であるか否かを判断する。

前記バッテリ２４０のＳＯＣレベルが５％未満であれば、システムの運転中止が行われ、これにより、前記バッテリ２４０の動作及びバッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０の動作は中止する（ステップＳ２２０）。

システム制御部２６０は、前記システムの運転中止が行われた状態において、発電装置１００を介して生成される電気エネルギーが存在するか否かを判断する（ステップＳ２３０）。

そして、システム制御部２６０は、前記発電装置１００を介して生成された電気エネルギーが存在すると、前記発電装置１００を介して生成された電気エネルギーを利用して、前記バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０に駆動電力が供給されるようにする（ステップＳ２４０）。

これにより、前記バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０は、前記供給される駆動電力によって動作が再開され、前記発電装置１００を介して生成された電気エネルギーを利用して、前記バッテリ２４０の充電が行われるようにする（ステップＳ２５０）。

そして、システム制御部２６０は、前記バッテリ２４０の充電が基準点以上に行われたか否かを判断する（ステップＳ２６０）。即ち、前記システム制御部２６０は、前記バッテリ２４０のＳＯＣレベルが５％以上または１０％以上に上昇したか否かを判断する。

続いて、システム制御部２６０は、前記バッテリ２４０のＳＯＣレベルが５％以上または１０％以上に上昇した場合、前記発電装置１００を介して生成された電力ではない前記バッテリ２４０に充電された電力によって前記バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０に駆動電力が供給されるようにする（ステップＳ２７０）。

また、図１７において、システム制御部２６０は、バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０と通信を行って、前記バッテリ２４０のＳＯＣレベルを周期的に確認する（ステップＳ３００）。

そして、システム制御部２６０は、前記バッテリ２４０のＳＯＣレベルが最小基準点以下に減少したか否かを判断する（ステップＳ３１０）。ここで、前記最小基準点はＳＯＣレベルの５％であってもよく、これにより前記システム制御部２６０は、前記バッテリ２４０のＳＯＣレベルが５％未満であるか否かを判断する。

前記システム制御部２６０は、前記ＳＯＣレベルが５％未満に減少した場合、現状態が負荷３００への電力供給が必要な状態であるかを判断する（ステップＳ３２０）。このとき、本段階（ステップＳ３２０）は、バッテリ管理システム（ＢＭＳ）２５０で行われてもよい。

そして、システム制御部２６０は、現状態が負荷３００への電力供給が必要な状態であれば、補助バッテリ２７０を駆動させて、前記補助バッテリ２７０の放電が行われるようにする（ステップＳ３３０）。このとき、現段階において前記システム制御部２６０は、複数の制御部のうち第１制御部２６１によってエネルギー貯蔵装置２００の制御が行われる。

続いて、前記補助バッテリ２７０が駆動されることによって第２制御部２６２に駆動電力が供給され、前記供給される駆動電力によって前記第２制御部２６２が動作することになる（ステップＳ３４０）。このとき、前記第１制御部２６１は、バッテリ２４０を介した駆動電力の供給が遮断された状態であり、これにより動作を中止することになる。

そして、前記第２制御部２６２は、前記補助バッテリ２７０を介して供給される駆動電力によって動作し、前記エネルギー貯蔵装置２００を構成する第１コンバータ２１０、第２コンバータ２２０、及び第３コンバータ２３０の動作を制御し、これにより、負荷３００に電力供給が行われる（ステップＳ３５０）。

また、図１８において、エネルギー貯蔵装置２００は、状態情報を獲得する（ステップＳ４００）。つまり、前記エネルギー貯蔵装置２００のシステム制御部２６０は、管理サーバ４００に伝送する内部データを生成する。前記内部データは前述したように、バッテリ関連情報、各構成要素の動作状態情報、ハウジングの内部の温度情報、及びエラー有無に応じたイベント情報などを含むことができる。

そして、前記エネルギー貯蔵装置２００は、前記内部データが生成されると、前記生成された内部データを負荷３００、より具体的には中継器３００に伝達する（ステップＳ４０２）。

一方、エネルギー貯蔵装置２００のシステム制御部２６０は、前記獲得した状態情報を利用して内部構成要素の動作を制御する（ステップＳ４０４）。

また、前記中継器３００は、前記内部データが受信されると、前記受信された内部データを確認して前記内部データのあて先を確認する（ステップＳ４０６）。

そして、前記中継器３００は、前記受信した内部データが制御データであるかを確認する（ステップＳ４０８）。つまり、前記中継器３００は、前記受信した内部データが前記中継器３００の動作を制御するための制御データであるか否かを判断する。

そして、前記中継器３００は、前記内部データが前記制御データであれば、前記受信した制御データを利用して内部構成要素の動作を制御する（ステップＳ４１０）。

また、前記中継器３００は、前記内部データが制御データでなければ、前記受信した内部データを前記管理サーバ４００に伝送する（ステップＳ４１２）。

管理サーバ４００は、前記中継器３００を介して伝送される内部データを受信し、前記受信した内部データを確認して前記エネルギー貯蔵装置２００の動作状態を確認する（ステップＳ４１４）。

また、前記管理サーバ４００は、前記受信した内部データを利用して、前記エネルギー貯蔵装置２００または前記中継器３００を制御するための制御データを生成する（ステップＳ４１６）。そして、前記管理サーバ４００は、前記生成した制御データを前記中継器３００に伝送する（ステップＳ４１８）。

中継器３００は、前記管理サーバ４００から伝送される制御データを受信し、前記受信した制御データを確認する（ステップＳ４２０）。

そして、前記中継器３００は、前記受信した制御データが自身の制御データであるか、それとも前記エネルギー貯蔵装置２００の制御データであるかを確認する（ステップＳ４２２）。

前記中継器３００は、前記受信した制御データが自身の制御データであれば、前記受信した制御データに基づいて内部構成要素の動作を制御する（ステップＳ４２４）。

また、前記中継器３００は、前記受信した制御データが自身の制御データでなければ、前記受信した制御データを前記エネルギー貯蔵装置２００に伝達する（ステップＳ４２６）。

そして、エネルギー貯蔵装置２００は、前記中継器から制御データが伝達されると、前記制御データを受信し（ステップＳ４２８）、前記受信した制御データを利用して内部構成要素の動作を制御する（ステップＳ４３０）。

本発明の第２実施例によれば、第１実施例から得られる効果だけではなく、複数の制御部及び補助バッテリが提供されることで、エネルギー貯蔵装置２００はバッテリ２４０の充電状態を正確に認知することができ、前記バッテリ２４０の充電状態に応じて発生するエネルギー貯蔵装置２００の動作エラーを予め防止することができる。第２実施例は、エネルギー貯蔵システムが遠隔地（例えば、島嶼地域）のように、環境変化が激しくて多様であり、故障に対するユーザーの対応が難しいにもかかわらず、安定的なシステムの運用を保障しなければならない環境でさらに好ましく適用することができる。

＜第３実施例＞

本発明の第３実施例は、エネルギー貯蔵装置と幾何学的に異なり、他の部分は前記第１実施例と同一である。したがって、第３実施例の説明において具体的な説明が無い部分は、前記第１実施例の説明がそのまま適用されるものとする。

図１９は、本発明の第３実施例に係るエネルギー貯蔵装置の詳細構成図である。

図１９において、エネルギー貯蔵装置２００は、前記バッテリ２４０の温度に応じて、前記バッテリ２４０の温度を規格範囲内に維持させるためのヒータ２８０をさらに含む。図１９を参照して、図２に示されたエネルギー貯蔵装置２００と比較すると、ヒータ２８０の構成が前記本発明の第１実施例に係るエネルギー貯蔵装置２００と異なり、その他の部分は同一である。したがって、第３実施例の説明において、第１実施例の構成要素と実質的に同一機能をする構成要素の説明は省略する。

前記第３実施例において、エネルギー貯蔵装置２００の第１コンバータ２１０、第２コンバータ２２０、第３コンバータ２３０、バッテリ２４０、ＢＭＳ２５０、及びシステム制御部２６０はハウジング（図示せず）の内部に収容される。

そして、前記ハウジングには、前記ヒータ２８０が装着される。好ましくは、前記ハウジングの最下部には前記ヒータ２８０が配置され、それにより前記ヒータ２８０の上にはバッテリ２４０が配置され、前記バッテリ２５０の上に前記第１コンバータ２１０、第２コンバータ２２０、第３コンバータ２３０、ＢＭＳ２５０、及びシステム制御部２６０が、前記ハウジング内に順番に収容される。

前記ヒータ２８０は、発熱抵抗を含むことができる。前記ヒータ２８０は、直流電圧が入力されることにより、前記直流電圧によって熱を発生させることができる。そして、前記ヒータ２８０は、前記発熱抵抗だけではなく、前記発熱抵抗から発生した熱を前記ハウジングの内部に循環させるための循環部材（図示せず）を含むことができる。前記循環部材は、回転運動によって前記ハウジングの内部で前記発熱抵抗から発生した熱が循環されるようにするファンを含むことができる。

一方、システム制御部２６０は、ヒータ２８０を駆動させるためのヒータ駆動条件を記憶する。そして、前記システム制御部２６０は、前記記憶したヒータ駆動条件に応じて前記ヒータ２８０の駆動のための制御信号を出力する。

即ち、前記のようなエネルギー貯蔵装置２００は、前記負荷３００の使用環境に応じて山岳地帯に設置することができる。このとき、前記エネルギー貯蔵装置２００が設置された場所は、真冬には氷点下２０〜３０度まで低下し、これにより、前記バッテリ２４０の温度が規格範囲を外れることがある。

即ち、前記バッテリ２４０は、リチウムイオンバッテリとなることができ、前記リチウムイオンバッテリは、特性上安定した性能を具現するために、０〜４０度の規格範囲内で動作しなければならない。したがって、前記システム制御部２６０は、前記ヒータを駆動させて前記バッテリ２４０の温度が前記規格範囲内に存在するように制御する。

このとき、前記ヒータ駆動条件は、前記ヒータ２８０の駆動開始の基準となるヒータ駆動開始温度と、前記ヒータ２８０の駆動終了の基準となるヒータ駆動終了温度を含む。

そして、システム制御部２６０は、前記バッテリ２４０の温度が前記ヒータ駆動開始温度以下に減少すると、前記ヒータが駆動されるようにして、前記ヒータ２８０によって熱が発生するようにする。

また、システム制御部２６０は、前記ヒータ２８０の駆動によって前記バッテリ２４０の温度が上昇し、それにより前記バッテリ２４０の温度が前記ヒータ駆動終了温度以上に増加すると、前記ヒータ２８０の駆動を中止させる。

このとき、前記ヒータ駆動条件は、前記ハウジングの内部の温度、バッテリ２４０の充電状態、及びヒータの駆動による消費電力などによって考慮される。

即ち、単に前記バッテリ２４０の温度が０度以下に下がれば、前記ヒータを駆動させ、前記バッテリ２４０の温度が一定レベル以上に上がれば、前記ヒータ２８０の駆動を中止することではなく、前記バッテリ２４０の充電状態及びハウジングの内部の温度に応じてヒータの駆動条件を異なるようにして、現在の状態に合わせて最適のヒータ駆動が行われるようにする。

このためには、時間に応じた前記ハウジングの内部の温度と、バッテリの温度、温度変化量、バッテリの充電状態及びバッテリの充電状態変化量の変化状態を把握しなければならない。

表５は、時間に応じた前記ハウジングの内部の温度とバッテリの温度、温度変化量、バッテリの充電状態及びバッテリの充電状態変化量の変化状態を示したものである。

前記表５によれば、ハウジングの内部の温度とバッテリ２４０の温度は、少なくとも９℃程度発生しており、これによるヒータ２８０の動作時に約ＳＯＣ４％程度の時間当たりの消費電力が発生した。

これにより、本発明では、ハウジングの内部の温度、ヒータ消費電力、及びバッテリの温度の関係などを考慮して、バッテリ２４０の温度が０．５℃以下に減少すると、基本的にヒータを駆動させる。

このとき、前記エネルギー貯蔵装置２００を構成するそれぞれのコンバータは、電力変換動作のために、内部に複数のスイッチング素子を含んでいる。前記スイッチング素子は、ＦＥＴ（FIELD EFFET TRANSISTOR）であってもよい。

一方、前記エネルギー貯蔵装置２００が動作する状況（つまり、負荷に電力供給が行われる時間）では、前記それぞれのコンバータのスイッチング素子から熱が発生する。そして、前記発生する熱は、前記バッテリ２４０の温度を上昇させることができる。つまり、前記エネルギー貯蔵装置２００が動作する条件において前記それぞれのコンバータのスイッチング素子は、前記ヒータ２８０が行う機能と同一機能を一部行うことができる。

また、前記コンバータのスイッチング素子から発生する熱は、前記エネルギー貯蔵装置２００の動作条件に応じて異なってくる。

したがって、前記システム制御部２６０は、前記バッテリ、制御ボード、エネルギー貯蔵装置２００の動作モードに応じたそれぞれのコンバータの駆動条件に応じて前記ヒータの駆動条件を調整することができる。

例えば、前記エネルギー貯蔵装置２００の動作モードがバッテリの充電のみを行うモードであれば、複数のコンバータ及びＰＶ(発電装置)のうちいずれか１つに問題が発生した場合、前記問題が発生した位置に対応するコード値を前記負荷３００に伝達して、前記管理サーバ４００において前記エネルギー貯蔵システムの一部コンバータのみが動作して前記コンバータから発生する熱の量は小さくなり、負荷に電力供給が行われるモードであれば、前記複数コンバータが全て動作して前記コンバータから発生する熱の量は大きくなる。

したがって、前記バッテリの充電のみを行うときのヒータ駆動開始温度が、前記負荷に電力供給が行われるときのヒータ駆動開始温度より高く設定される。

また、前記ヒータ駆動による前記バッテリ２４０の温度の変化量は、前記ハウジングの内部の温度に影響を受け、前記ハウジングの内部の温度が低いほど前記バッテリの温度上昇率は低くなる。

したがって、前記ヒータ駆動終了温度は、前記ハウジングの内部の温度が高いほど低くなる。例えば、前記バッテリ２４０の温度が０．５℃になると、前記システム制御部２６０は前記ヒータ２８０を駆動させて、前記ヒータ２８０から熱が発生するようにすることができる。

そして、前記システム制御部２６０は、前記ヒータ２８０の駆動中に前記バッテリ２４０の温度と前記ハウジングの内部の温度を測定する。

そして、前記システム制御部２６０は、前記測定したハウジングの内部の温度に応じて前記ヒータ２８０の駆動を終了するための駆動終了温度を設定する。

例えば、前記ハウジングの内部の温度が−１５℃以上であれば、前記ヒータ駆動終了温度は２℃に設定することができ、前記ハウジングの内部の温度が−１５℃未満であれば、前記ヒータ駆動終了温度は１℃に設定することができる。

前記のように、システム制御部２６０は、ハウジングの内部の温度、バッテリの温度、そしてバッテリの充電状態に応じた前記ヒータ消費電力の関係を考慮して、前記ヒータ２８０の駆動条件を設定する。

図２０乃至図２２は、本発明の第３実施例に係るエネルギー貯蔵装置のヒータ駆動方法をステップ別に説明するためのフローチャートである。

まず、図２０において、エネルギー貯蔵装置２００は、ハウジングの内部の温度を測定する（ステップＳ４００）。前記ハウジングの内部の温度は、外部温度及び前記ハウジングの内部に備えられているコンバータの駆動状態に応じて変化する。

そして、エネルギー貯蔵装置２００は、バッテリ２４０の温度を測定する（ステップＳ４１０）。

そして、エネルギー貯蔵装置２００は、ヒータ２８０の駆動に必要な消費電力を計算する（ステップＳ４２０）。

続いて、エネルギー貯蔵装置２００は、前記ハウジングの内部の温度、バッテリの温度及びこれに応じたヒータ消費電力の関係を確認し（ステップＳ４３０）、前記確認した関係に基づいて、前記ヒータ２８０を駆動させるための駆動条件を決定する（ステップＳ４４０）。

ここで、前記ヒータ２８０の駆動条件は、前記ヒータ２８０の駆動が開始されるヒータ駆動開始温度と、前記ヒータ２８０の駆動が終了するヒータ駆動終了温度を含む。

そして、前記ヒータ駆動開始温度は、前記ハウジングの内部の温度及び前記ヒータ消費電力応じたバッテリ２４０の充電状態に応じて変化する。

また、前記ヒータ２８０の駆動終了温度も前記ハウジングの内部の温度及び前記ヒータ消費電力応じたバッテリ２４０の充電状態に応じて変化する。

次に、図２１おいて、エネルギー貯蔵装置２００は、コンバータの動作条件に応じて前記コンバータのスイッチング素子から発生する発熱温度を測定する（ステップＳ５００）。

そして、前記エネルギー貯蔵装置２００は、前記測定された発熱温度に応じて変化するハウジングの内部の温度とバッテリの温度を測定する（ステップＳ５１０）。

続いて、前記エネルギー貯蔵装置２００は、前記測定されたハウジングの内部の温度及びバッテリの温度に基づいて、前記発熱温度に応じた温度の変化を確認する（ステップＳ５２０）。

そして、前記エネルギー貯蔵装置２００は、前記確認された温度の変化を基準に、以前に設定されたヒータ駆動開始温度とヒータ駆動終了温度を調整する（ステップＳ５３０）。

また、図２２において、システム制御部２６０は、バッテリ２４０の温度を測定する（ステップＳ６００）。

そして、システム制御部２６０は、コンバータの動作条件を確認する（ステップＳ６１０）。ここで、前記コンバータの動作条件は、前記ハウジングの内部の温度と関連があり、前記システム制御部２６０は、前記コンバータの動作条件の確認の代わりに前記ハウジングの内部の温度を確認することができる。

そして、前記システム制御部２６０は、前記コンバータの動作条件、つまりハウジングの内部の温度に応じてヒータの駆動が開始されるヒータ駆動開始温度を設定する（ステップＳ６２０）。

また、システム制御部２６０は、前記測定されたバッテリ２４０の温度が前記設定されたヒータ駆動開始温度以下に減少したか否かを判断する（ステップＳ６３０）。

そして、前記判断の結果、前記システム制御部２６０は、前記バッテリの温度が前記ヒータ駆動開始温度以下に減少した場合は、ヒータ２８０に駆動電力を供給して前記ヒータ２８０から熱が発生するようにする（ステップＳ６４０）。

また、システム制御部２６０は、前記ヒータ２８０の駆動により変化するバッテリ２４０の温度を測定する（ステップＳ６５０）。

そして、システム制御部２６０は、前記測定したバッテリ２４０の温度が既設定されたヒータ駆動終了温度以上に上昇したか否かを判断する（ステップＳ６６０）。

システム制御部２６０は、前記バッテリ２４０の温度が既設定されたヒータ駆動終了温度以上に上昇した場合は、前記ヒータの駆動を中止する（ステップＳ６７０）。

ここで、前記ヒータ駆動終了温度は、前記ステップ（ステップＳ６２０）において、前記ハウジングの内部の温度に応じて設定される。

また、これと別に、前記ヒータの駆動中に前記ハウジングの内部の温度をさらに測定し、前記測定したハウジングの内部の温度に応じて前記ヒータ２８０の駆動を中止させるためのヒータ駆動終了温度を追加設定することができる。そして、前記ヒータ駆動終了温度は、前記ハウジングの内部の温度に反比例して増減することができる。

本発明に係る第３実施例によれば、バッテリが完全に放電されたことによってバッテリ管理システムの運転が停止した場合、発電装置を介して生成された電力を利用して前記バッテリ管理システムに駆動電源を優先的に供給することで、前記バッテリ管理システムの運転を再開させるための追加動作が不要となり、前記バッテリ管理システムの運転停止によって発生するシステムの異常現象を予め防止することができる。

また、バッテリの温度に応じて発熱素子から発生する熱によるハウジングの内部の温度、バッテリの温度、及びバッテリの充電状態に応じた消費電力を基準に前記ヒータの駆動条件を決定することで、最小の電力で最大の冷却効果を奏することができる。

本発明の一実施例によれば、前述した方法は、プログラムが記録された媒体にプロセッサにより読取できるコードとして具現することが可能である。プロセッサにより読取できる媒体は、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ-ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピーディスク、光データ格納装置などがあり、また、キャリアウェーブ（例えば、インターネットを通じた伝送）の形態として具現されることも含む。

前記のように記載された実施例は、説明された構成と方法が限られて適用されるのではなく、実施例は多様な変更が行われるように各実施例の全部又は一部が選択的に組み合わせられて構成されてもよい。

また、以上では、本発明の好ましい実施例について図示及び説明したが、本発明は、前述した特定の実施例に限定されるものではなく、請求範囲で請求する本発明の要旨を逸脱することなく、当該発明が属する技術分野において通常の知識を有する者により多様な変形実施が可能であることは勿論であり、このような変形実施は、本発明の技術的思想や展望から個別的に理解されてはならない。

１００ 発電装置
２００ エネルギー貯蔵装置
２１０ 第１コンバータ
２２０ 第２コンバータ
２３０ 第３コンバータ
２４０ バッテリ
２５０ ＢＭＳ
２６０ システム制御部
２６１ 第１制御部
２６２ 第２制御部
２７０ 補助バッテリ
２８０ ヒータ
３００ 負荷
３１０ カメラ
３２０ 第１中継器
３２１ 直流−直流コンバータ
３２２ 増幅器
３２３ 制御器
３２４ 通信部
３３０ 第２中継器
４００ 管理サーバ

Claims (19)

1. エネルギー貯蔵システムにおいて、
   電気エネルギーを生成する発電装置と、
   前記発電装置を介して生成された電気エネルギーの大きさを変換し、前記変換された電気エネルギーを充電または出力するエネルギー貯蔵装置と、
   前記エネルギー貯蔵装置を介して出力される電気エネルギーを駆動電力として動作する中継器と、を含み、
   前記エネルギー貯蔵装置は、
   前記エネルギー貯蔵システムの動作状態に応じた内部データを獲得して前記中継器に伝達し、
   前記中継器は、
   前記エネルギー貯蔵装置を介して伝達される内部データを管理サーバに伝送し、前記管理サーバを介して前記内部データに応答する制御データを受信して前記エネルギー貯蔵装置に伝達することを特徴とするエネルギー貯蔵システム。
2. 前記エネルギー貯蔵装置は、
   直流電力の電気エネルギーを前記中継器に直接出力し、
   前記中継器は、
   前記エネルギー貯蔵装置を介して出力される前記直流電力の電気エネルギーを駆動電力として動作することを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵システム。
3. 前記エネルギー貯蔵装置は、
   前記発電装置を介して第１直流電力を受信し、前記受信した第１直流電力を第２直流電力に変換する第１コンバータと、
   前記第１コンバータから前記第２直流電力の供給を受けて充電し、前記充電した前記第２直流電力を放電して出力するバッテリと、
   前記第１コンバータ及び前記バッテリのうち少なくともいずれか１つから前記第２直流電力を受信し、前記受信した第２直流電力を第３直流電力に変換して前記負荷に供給する第２コンバータと、
   前記バッテリの状態をモニタリングするバッテリ管理システムと、
   前記バッテリ管理システムを介して前記バッテリの状態情報を受信し、前記受信したバッテリの状態情報に基づいて、前記バッテリの充電及び放電動作を制御するシステム制御部と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵システム。
4. 前記内部データは、
   前記第１及び第２コンバータから感知した電圧、電流、及び温度値のうち少なくともいずれか１つを含む第１内部データと、
   前記バッテリの電圧、電流、温度、残余電力量、寿命、及び充電状態のうち少なくとも１つを含む第２内部データと、
   前記エネルギー貯蔵システムの動作中に発生したイベント情報を含む第３内部データとのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項３に記載のエネルギー貯蔵システム。
5. 前記内部データは、
   前記エネルギー貯蔵システムの故障状態情報を含む第４内部データをさらに含み、
   前記第４内部データは、
   故障が発生した構成要素が存在しないことを知らせる第１値と、
   前記バッテリの故障を知らせる第２値と、
   前記システム制御部の故障を知らせる第３値と、
   前記第１及び第２コンバータのうち少なくとも１つのコンバータの故障を知らせる第４値と、
   前記発電装置の故障を知らせる第５値と、を含むことを特徴とする請求項４に記載のエネルギー貯蔵システム。
6. 前記システム制御部は、
   前記中継器の駆動時間情報を確認し、前記確認した駆動時間情報に基づいて、前記中継器の駆動時間のみに前記第２コンバータに前記第２直流電力が出力されるようにし、
   前記内部データは、
   前記中継器の駆動時間中に獲得及び伝送されることを特徴とする請求項３に記載のエネルギー貯蔵システム。
7. 前記バッテリ管理システムは、
   前記バッテリと連結された第１経路と、前記第１コンバータと連結された第２経路のうちいずれか１つの経路を介して駆動電力の供給を受け、
   前記システム制御部は、
   前記バッテリの充電状態が既設定されたレベル以上であれば、前記第１経路を介して前記バッテリ管理システムに駆動電力が供給されるようにし、
   前記バッテリの充電状態が前記既設定されたレベル未満であれば、前記第２経路を介して前記バッテリ管理システムに駆動電力が供給されるようにすることを特徴とする請求項３に記載のエネルギー貯蔵システム。
8. 前記システム制御部は、
   前記内部データと共に前記エネルギー貯蔵装置の動作モード情報を前記中継器に伝達し、
   前記動作モードは、
   前記発電装置を介して生成された電気エネルギーを利用して、前記負荷に駆動電力を供給する第１動作モードと、
   前記発電装置を介して生成された電気エネルギーを利用して、前記負荷に駆動電力及び前記バッテリに充電電力を供給する第２動作モードと、
   前記発電装置を介して生成された電気エネルギー及び前記バッテリの放電電力を利用して、前記負荷に駆動電力を供給する第３動作モードと、
   前記発電装置を介して生成された電気エネルギーを利用して、前記バッテリに充電電力を供給する第４動作モードと、
   前記バッテリの放電電力を利用して、前記負荷に駆動電力を供給する第５動作モードと、
   運転中止状態に対応する第６動作モードと、を含むことを特徴とする請求項３に記載のエネルギー貯蔵システム。
9. 前記中継器は、
   前記中継器の動作状態に応じた内部データを獲得し、前記エネルギー貯蔵装置から伝達された内部データと共に、前記獲得した内部データを前記管理サーバに伝送することを特徴とする請求項１に記載のエネルギー貯蔵システム。
10. 前記エネルギー貯蔵装置は、
    前記エネルギー貯蔵装置の内部の温度を測定する温度センサと、
    前記温度センサから測定される温度に応じて、前記バッテリの温度を規格範囲内の温度に維持させるために作動するヒータと、をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載のエネルギー貯蔵システム。
11. 前記温度センサから測定される温度には、
    前記第１コンバータ及び前記第２コンバータの駆動条件に応じて、前記第１コンバータ及び前記第２コンバータのスイッチング素子から発生する発熱温度と、前記バッテリの温度が含まれることを特徴とする請求項１０に記載のエネルギー貯蔵システム。
12. 前記ヒータは、
    前記バッテリの充電状態を基準に、前記ヒータの駆動により消費電力が変化することを特徴とする請求項１０に記載のエネルギー貯蔵システム。
13. エネルギー貯蔵システムのヒータ駆動方法において、
    前記エネルギー貯蔵システムのエネルギー貯蔵装置が収容されるハウジングの内部の第１内部温度を測定するステップと、
    前記測定された第１内部温度に応じてヒータの駆動を開始するための第１基準温度を設定するステップと、
    バッテリの温度を測定するステップと、
    前記測定されたバッテリの温度が前記第１基準温度以下であれば、前記ヒータを駆動させるステップと、を含むことを特徴とするエネルギー貯蔵システムのヒータ駆動方法。
14. 前記エネルギー貯蔵システムのエネルギー貯蔵装置を構成するコンバータの駆動条件を確認するステップをさらに含み、
    前記第１基準温度は、
    前記コンバータの駆動条件に応じて、前記コンバータのスイッチングから発生する発熱温度によって決定されることを特徴とする請求項１３に記載のエネルギー貯蔵システムのヒータ駆動方法。
15. 前記バッテリの充電状態を確認するステップをさらに含み、
    前記第１基準温度は、
    前記バッテリの充電状態を基準に、前記ヒータの駆動による消費電力によって決定されることを特徴とする請求項１３に記載のエネルギー貯蔵システムのヒータ駆動方法。
16. 前記ヒータの駆動を終了するための第２基準温度を設定するステップと、
    前記バッテリの温度が前記設定された第２基準温度以上になると、前記ヒータの駆動を中止させるステップと、をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載のエネルギー貯蔵システムのヒータ駆動方法。
17. 前記ヒータの駆動により変化する前記ハウジングの内部の第２内部温度を測定するステップをさらに含み、
    前記第２基準温度は、
    前記測定された第２内部温度に応じて変化することを特徴とする請求項１６に記載のエネルギー貯蔵システムのヒータ駆動方法。
18. 前記エネルギー貯蔵システムのエネルギー貯蔵装置を構成するコンバータの駆動条件を確認するステップをさらに含み、
    前記第２基準温度は、
    前記第２内部温度及び前記コンバータの駆動条件に応じて、前記コンバータのスイッチング素子から発生する発熱温度によって決定されることを特徴とする請求項１６に記載のエネルギー貯蔵システムのヒータ駆動方法。
19. 前記バッテリの充電状態を確認するステップをさらに含み、
    前記第２基準温度は、
    前記バッテリの充電状態を基準に、前記ヒータの駆動による消費電力によって決定されることを特徴とする請求項１６に記載のエネルギー貯蔵システムのヒータ駆動方法。