JP2017538394A - バッテリーラックリレーコントロール装置及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、バッテリーラックリレーコントロール装置及び方法に関し、複数のバッテリーラックの電圧を測定する電圧測定部、測定した前記複数のバッテリーラックの電圧に基づいて、前記複数のバッテリーラックの電圧の各々を基準値にするシミュレーションを行うことにより、前記複数のバッテリーラックの電圧の各々の基準値の中から基準電圧値を選定する基準電圧選定部、及び選定した前記基準電圧値を有するバッテリーラックと、前記基準電圧値との差が所定の第１設定値以内の電圧値を有するバッテリーラックにリレーを付けるように制御する制御部を含むことを特徴とする。

Description

本出願は２０１４年１２月０８日付の韓国特許出願第１０−２０１４−０１７５００６号に基づいた優先権の利益を主張し、該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。

本発明は、バッテリーラックリレーコントロール装置及び方法に関し、複数のバッテリーラックの電圧を測定して各々の電圧を基準値にし、シミュレーションを行って複数のバッテリーラックの電圧の各々の基準値のうち最も多いバッテリーラックにリレーを付けることのできる基準値を基準電圧値に選定し、選定した前記基準電圧値を有するバッテリーラックと、前記基準電圧値との差が所定の設定値以内の電圧値を有するバッテリーラックにリレーを付けるように制御することにより、バッテリーラック間の電圧値の差に関係なく状況に応じて最大限のバッテリーラックにリレーを付けて安定したシステムの運用をすることができ、充電または放電を通じて各バッテリーラックの電圧値の差が減ると、リレーが付いていないバッテリーラックにリレーが自動で付くように制御することにより、別途の遮断機の動作を必要としないバッテリーラックリレーコントロール装置及び方法に関する。

製品群に応じた適用容易性が高く、高いエネルギー密度等の電気的特性を有するバッテリーは蓄電池または２次電池とも言い、化石燃料の使用を減少できるという一次的な長所だけでなく、エネルギーの使用に応じた副産物が全く発生しないという点で環境への優しさ及びエネルギー効率性の向上のための新しいエネルギー源として注目されている。

そのため、バッテリーは、携帯用機器をはじめとし、電気的駆動源により駆動する電気車両（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ；ＥＶ）またはエネルギー貯蔵システム（Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓｔｅｍ；ＥＳＳ）等に普遍的に応用されており、特に、ＥＳＳは次第に高まる電力需要を満たすための効率的な代案として台頭している。

このようなＥＳＳには数個〜数百個のバッテリーラックが用いられることになり、リレーを介してバッテリーの充電及び放電が行われる。この時、バッテリーラック間の電圧差による電流偏り現象を防ぐためには適切な基準に基づいてバッテリーの充電及び放電を行うことが好ましい。

そこで、従来のバッテリーラックリレーコントロール装置及び方法は、バッテリーラックの電圧の平均値を基準にして充電及び放電を行うため、バッテリーラックの取替え等によりバッテリーラックの電圧の相互間に過度な偏差が発生した場合、全てのバッテリーラックにリレーが付かない状況が発生しうるという問題点がある。

本発明の目的は、複数のバッテリーラックの電圧を測定して各々の電圧を基準値にし、シミュレーションを行って複数のバッテリーラックの電圧の各々の基準値のうち最も多いバッテリーラックにリレーを付けることのできる基準値を基準電圧値に選定し、選定した前記基準電圧値を有するバッテリーラックと、前記基準電圧値との差が所定の設定値以内の電圧値を有するバッテリーラックにリレーを付けるように制御することにより、バッテリーラック間の電圧値の差に関係なく状況に応じて最大限のバッテリーラックにリレーを付けて安定したシステムの運用をすることができ、充電または放電を通じて各バッテリーラックの電圧値の差が減ると、リレーが付いていないバッテリーラックにリレーが自動で付くように制御することにより、別途の遮断機の動作を必要としないバッテリーラックリレーコントロール装置及び方法を提供することにある。

本発明の一実施形態によるバッテリーラックリレーコントロール装置は、複数のバッテリーラックの電圧を測定する電圧測定部、測定した前記複数のバッテリーラックの電圧に基づいて、前記複数のバッテリーラックの電圧の各々を基準値にするシミュレーションを行うことにより、前記複数のバッテリーラックの電圧の各々の基準値の中から基準電圧値を選定する基準電圧選定部、及び選定した前記基準電圧値を有するバッテリーラックと、前記基準電圧値との差が所定の第１設定値以内の電圧値を有するバッテリーラックにリレーを付けるように制御する制御部を含んで構成される。

前記基準電圧選定部は、前記シミュレーションを行って、前記複数のバッテリーラックの電圧の各々の基準値のうち、最も多いバッテリーラックにリレーを付けることのできる基準値を基準電圧値に選定してもよい。

前記制御部は、前記リレーを動作させてリレーが付いたバッテリーラックの電圧の充電または放電を制御することにより、前記リレーが付いたバッテリーラックの電圧値とリレーが付いていないバッテリーラックの電圧値との差が所定の第２設定値以内になる場合、前記リレーが付いていないバッテリーラックにリレーが付くように制御してもよい。

前記リレーは、前記複数のバッテリーラックの各々に連結され、前記制御部の信号に応じて動作し、前記複数のバッテリーラックの電圧の充電または放電が行われるようにしてもよい。

前記所定の第１設定値は絶対値１０Ｖであってもよい。

本発明の一実施形態によるバッテリーラックリレーコントロール方法は、複数のバッテリーラックの電圧を測定するステップ、測定した前記複数のバッテリーラックの電圧に基づいて、前記複数のバッテリーラックの電圧の各々を基準値にするシミュレーションを行うことにより、前記複数のバッテリーラックの電圧の各々の基準値の中から基準電圧値を選定するステップ、及び選定した前記基準電圧値を有するバッテリーラックと、前記基準電圧値との差が所定の第１設定値以内の電圧値を有するバッテリーラックにリレーを付けるように制御するステップを含んで構成される。

前記基準電圧選定ステップは、前記シミュレーションを行って、前記複数のバッテリーラックの電圧の各々の基準値のうち、最も多いバッテリーラックにリレーを付けることのできる基準値を基準電圧値に選定するステップを含んでもよい。

選定した前記基準電圧値を有するバッテリーラックと、前記基準電圧値との差が所定の第１設定値以内の電圧値を有するバッテリーラックにリレーを付けるように制御するステップは、前記リレーを動作させてリレーが付いたバッテリーラックの電圧の充電または放電を制御することにより、前記リレーが付いたバッテリーラックの電圧値とリレーが付いていないバッテリーラックの電圧値との差が所定の第２設定値以内になる場合、前記リレーが付いていないバッテリーラックにリレーが付くように制御するステップを含んでもよい。

前記リレーは、前記複数のバッテリーラックの各々に連結され、前記制御部の信号に応じて動作し、前記複数のバッテリーラックの電圧の充電または放電が行われるようにするステップを含んでもよい。

前記所定の第１設定値は絶対値１０Ｖであってもよい。

本発明の一側面によれば、複数のバッテリーラックの電圧の中から基準電圧値を選定するシミュレーションを行い、前記基準電圧値に基づいてリレーを制御することにより、バッテリーラック間の電圧値の差に関係なく状況に応じて最大限のバッテリーラックにリレーを付け、安定したシステムの運用ができるバッテリーラックリレーコントロール装置及び方法を提供することができる。

また、充電または放電を通じて各バッテリーラックの電圧値の差が減ると、リレーが付いていないバッテリーラックにリレーが自動で付くように制御することにより、別途の遮断機の動作が不要であるという効果が発生する。

本発明の一実施形態によるバッテリーラックリレーコントロール装置及び方法に対する従来技術の解決課題を説明するために概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーラックリレーコントロール装置を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーラックリレーコントロール装置及び方法の基準電圧値を選定するシミュレーションを概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーラックリレーコントロール装置及び方法のリレー動作を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態によるバッテリーラックリレーコントロール方法を説明するためのフローチャートである。

本発明を添付された図面を参照して詳細に説明すれば以下のとおりである。ここで、繰り返される説明、本発明の要旨を不要に濁す恐れのある公知機能及び構成に関する詳細な説明は省略する。

本発明の実施形態は、当業界で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。よって、図面での要素の形状及び大きさ等はより明らかな説明のために誇張されてもよい。

明細書の全体にかけて、ある部分がある構成要素を「含む」とする時、これは、特に反対の記載がない限り、他の構成要素を除くものではなく、他の構成要素をさらに含んでもよいことを意味する。

また、明細書に記載された「．．．部」という用語は一つ以上の機能や動作を処理する単位を意味し、これは、ハードウェアやソフトウェアまたはハードウェア及びソフトウェアの結合で実現されることができる。

図１は、本発明の一実施形態によるバッテリーラックリレーコントロール装置及び方法に対する従来技術の解決課題を説明するための図である。

図１において、基準電圧値との差が所定の設定値以内の電圧値を有するバッテリーラックにリレーが付くように制御されることを仮定し、ここで、所定の設定値は絶対値１０Ｖであってもよい。

図１を参照すれば、例えば、従来技術は、バッテリーラック（１０−１〜１０−７）の電圧値の平均を基準電圧値にしてリレー（１１−１〜１１−７）を制御することができる。この場合、バッテリーラック（１０−１〜１０−７）の電圧値の平均は７１４．３Ｖであり、８００Ｖの電圧値を有するバッテリーラック（１０−５）は８５．７Ｖの偏差が発生し、７００Ｖの電圧値を有するバッテリーラック（１０−１〜１０−４、１０−６、１０−７）は各々１４．３Ｖの偏差が発生して、前記所定の設定値以内の電圧値を有するバッテリーラックが存在しないため、リレー（１１−１〜１１−ｎ）を付けることができないという問題が発生する。

図２は、本発明の一実施形態によるバッテリーラックリレーコントロール装置２００を概略的に示す図である。

図２を参照すれば、本発明の一実施形態によるバッテリーラックリレーコントロール装置２００は、電圧測定部２１０、基準電圧選定部２２０及び制御部２３０を含んで構成されることができる。但し、図２に示されたバッテリーラックリレーコントロール装置２００は一実施形態によるものであって、その構成要素が図２に示された実施形態に限定されるものではなく、必要により、一部の構成要素が付加、変更または削除されてもよいことに留意する。

また、図２に示されたバッテリーラックリレーコントロール装置２００は、リレー（１１−１〜１１−ｎ）とバッテリーラック（１０−１〜１０−ｎ）とを選択的に連結させ、バッテリーラック（１０−１〜１０−ｎ）の電圧を測定、収集及び制御することができる。この時、バッテリーラック（１０−１〜１０−ｎ）は複数のバッテリーセルを含み、これらは直列または並列に連結されてもよい。

電圧測定部２１０はバッテリーラック（１０−１〜１０−ｎ）の電圧を測定することができ、従来の公知技術を利用するので詳細な説明は省略する。

基準電圧選定部２２０は、電圧測定部２１０により測定された複数のバッテリーラックの電圧に基づいて、前記複数のバッテリーラックの電圧の各々を基準値にするシミュレーションを行うことにより、前記複数のバッテリーラックの電圧の各々の基準値の中から基準電圧値を選定することができる。基準電圧を選定するシミュレーションは後述する図３にてより具体的に説明することにする。

図３は、本発明の一実施形態によるバッテリーラックリレーコントロール装置及び方法の基準電圧値を選定するシミュレーションを概略的に示す図である。

図３を参照すれば、例えば、６９０Ｖを基準電圧値に選定する時には、前記基準電圧値との差が所定の第１設定値以内の電圧値を有するバッテリーラック（１０−１〜１０−３）は３個存在し、７１０Ｖを基準電圧値に選定する時には、前記基準電圧値との差が所定の第１設定値以内の電圧値を有するバッテリーラック（１０−３〜１０−５）も３個存在し、７３０Ｖを基準電圧値に選定する時には、前記基準電圧値との差が所定の第１設定値以内の電圧値を有するバッテリーラック（１０−６、１０−７）は２個存在する。ここで、７００Ｖを基準電圧値に選定する時には、前記基準電圧値との差が所定の第１設定値以内の電圧値を有するバッテリーラック（１０−１〜１０−５）は５個存在するため、最も多いバッテリーラックにリレーを付けることのできる７００Ｖを基準電圧値に選定することができる。

再び図２に戻り、制御部２３０は、前記基準電圧値を有するバッテリーラックと、前記基準電圧値との差が所定の第１設定値以内の電圧値を有するバッテリーラックにリレー（１１−１〜１１−ｎ）が付くように動作させて、バッテリーラック（１０−１〜１０−ｎ）の充電または放電を制御することができる。ここで、所定の第１設定値は絶対値１０Ｖであってもよい。

また、制御部２３０は、リレーが付いたバッテリーラック（１０−２〜１０−ｎ）の電圧値とリレーが付いていないバッテリーラック（１０−１）の電圧値との差が所定の第２設定値以内になる場合、前記リレーが付いていないバッテリーラック（１０−１）にリレー（１１−１）が付くように制御することができる。前記リレーが付いていないバッテリーラック（１０−１）にリレーが（１１−１）が付くように制御する過程は図４にてより具体的に説明することにする。

図４は、本発明の一実施形態によるバッテリーラックリレーコントロール装置及び方法のリレー（１１−１〜１１−７）動作を概略的に示す図である。

図４を参照すれば、リレー（１１−１〜１１−５）が付いたバッテリーラックグループ５００Ａの電圧を充電または放電して、前記リレー（１１−１〜１１−５）が付いたバッテリーラックグループ５００Ａの電圧値とリレー（１１−６、１１−７）が付いていないバッテリーラックグループ５００Ｂの電圧値が所定の第２設定値以内になる場合、リレー（１１−６、１１−７）が付いていないバッテリーラックグループ５００Ｂのリレー（１１−６、１１−７）がバッテリーラック（１０−６、１０−７）に付くことができる。

図５は、本発明の一実施形態によるバッテリーラックリレーコントロール方法を説明するためのフローチャートである。

図５を参照すれば、本発明の一実施形態によるバッテリーラックリレーコントロール方法を開始すれば、先ず、複数のバッテリーラックの電圧を測定し（Ｓ６１０）、測定した前記複数のバッテリーラックの電圧に基づいて基準電圧値を選定するシミュレーションを行う（Ｓ６２０）。基準電圧値が選定（Ｓ６３０）されれば、基準電圧値と各々のバッテリーラックの電圧値との差を算出（Ｓ６４０）し、算出した電圧値の差が第１設定値以内のバッテリーラックにはリレーを付け、算出した電圧値の差が第１設定値以内でないバッテリーラックにはリレーを付けないように制御する（Ｓ６５０）。仮に、リレーを付けたバッテリーラックの電圧値とリレーを付けていないバッテリーラックの電圧値との差が第２設定値以内でなければ、リレーを付けたバッテリーラックの電圧値とリレーを付けていないバッテリーラックの電圧値との差を判断するステップに戻り、第２設定値以内であれば、リレーが付いていないバッテリーラックにリレーを付け、バッテリーラックリレーコントロールを終了する。

以上、本発明の特定の実施形態を図示して説明したが、本発明の技術思想は添付された図面と前記説明の内容に限定されず、本発明の思想を逸脱しない範囲内で様々な形態の変形が可能であることは本分野の通常の知識を有する者に明らかな事実であり、このような形態の変形は本発明の精神に違背しない範囲内で本発明の特許請求の範囲に属すると言える。

１０−１ バッテリーラック
１０−２ バッテリーラック
１０−３ バッテリーラック
１０−４ バッテリーラック
１０−５ バッテリーラック
１０−６ バッテリーラック
１０−７ バッテリーラック
１１−１ リレー
１１−２ リレー
１１−３ リレー
１１−４ リレー
１１−５ リレー
１１−６ リレー
１１−７ リレー
２００ バッテリーラックリレーコントロール装置
２１０ 電圧測定部
２２０ 基準電圧選定部
２３０ 制御部
５００ バッテリーラックグループ

Claims (10)

1. 複数のバッテリーラックの電圧を測定する電圧測定部、
   測定した前記複数のバッテリーラックの電圧に基づいて、前記複数のバッテリーラックの電圧の各々を基準値にするシミュレーションを行うことにより、前記複数のバッテリーラックの電圧の各々の基準値の中から基準電圧値を選定する基準電圧選定部、及び
   選定した前記基準電圧値を有するバッテリーラックと、前記基準電圧値との差が所定の第１設定値以内の電圧値を有するバッテリーラックにリレーを付けるように制御する制御部を含むことを特徴とする、バッテリーラックリレーコントロール装置。
2. 前記基準電圧選定部は、
   前記シミュレーションを行って、前記複数のバッテリーラックの電圧の各々の基準値のうち、最も多いバッテリーラックにリレーを付けることのできる基準値を基準電圧値に選定することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーラックリレーコントロール装置。
3. 前記制御部は、
   前記リレーを動作させてリレーが付いたバッテリーラックの電圧の充電または放電を制御することにより、前記リレーが付いたバッテリーラックの電圧値とリレーが付いていないバッテリーラックの電圧値との差が所定の第２設定値以内になる場合、前記リレーが付いていないバッテリーラックにリレーが付くように制御することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーラックリレーコントロール装置。
4. 前記リレーは、
   前記複数のバッテリーラックの各々に連結され、前記制御部の信号に応じて動作し、前記複数のバッテリーラックの電圧の充電または放電が行われるようにすることを特徴とする、請求項３に記載のバッテリーラックリレーコントロール装置。
5. 前記所定の第１設定値は、
   絶対値１０Ｖであることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリーラックリレーコントロール装置。
6. 複数のバッテリーラックの電圧を測定するステップ、
   測定した前記複数のバッテリーラックの電圧に基づいて、前記複数のバッテリーラックの電圧の各々を基準値にするシミュレーションを行うことにより、前記複数のバッテリーラックの電圧の各々の基準値の中から基準電圧値を選定するステップ、及び
   選定した前記基準電圧値を有するバッテリーラックと、前記基準電圧値との差が所定の第１設定値以内の電圧値を有するバッテリーラックにリレーを付けるように制御するステップを含むことを特徴とする、バッテリーラックリレーコントロール方法。
7. 前記基準電圧値を選定する前記ステップは、
   前記シミュレーションを行って、前記複数のバッテリーラックの電圧の各々の基準値のうち、最も多いバッテリーラックにリレーを付けることのできる基準値を基準電圧値に選定することを特徴とする、請求項６に記載のバッテリーラックリレーコントロール方法。
8. 選定した前記基準電圧値を有するバッテリーラックと、前記基準電圧値との差が所定の第１設定値以内の電圧値を有するバッテリーラックにリレーを付けるように制御するステップは、
   前記リレーを動作させてリレーが付いたバッテリーラックの電圧の充電または放電を制御することにより、前記リレーが付いたバッテリーラックの電圧値とリレーが付いていないバッテリーラックの電圧値との差が所定の第２設定値以内になる場合、前記リレーが付いていないバッテリーラックにリレーが付くように制御することを特徴とする、請求項６に記載のバッテリーラックリレーコントロール方法。
9. 前記リレーは、
   前記複数のバッテリーラックの各々に連結され、制御部の信号に応じて動作し、前記複数のバッテリーラックの電圧の充電または放電が行われるようにすることを特徴とする、請求項８に記載のバッテリーラックリレーコントロール方法。
10. 前記所定の第１設定値は、
    絶対値１０Ｖであることを特徴とする、請求項６に記載のバッテリーラックリレーコントロール方法。

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