KR100995816B1 - Energy storage device module - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에너지저장장치 모듈에 관한 것으로서, 직렬 연결된 복수의 에너지저장장치와; 상기 에너지저장장치 양단의 전압을 감지하는 전압감지부와; 상기 에너지저장장치에 병렬로 연결되어 초과전류를 바이패스(ByPass)시키는 전압균등부와; 상기 전압감지부에서 감지된 전압정보를 입력받아 상기 전압균등부에 제어신호를 송출하는 제어부;를 포함하며, 상기 에너지저장장치와 전압감지부와 전압균등부가 단일의 집합체로 구성되되, 상기 집합체가 복수개로 마련되어 상기 제어부에 연결되며, 상기 제어부는 연결된 복수개의 전압균등부를 개별적으로 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 직렬로 연결된 에너지저장장치의 전압균등화를 효율적으로 구현시킬 수 있으며, 수동전압균등부와 능동전압균등부의 작동여부를 결정하는 전압범위를 사용자의 설정에 의해 선택적으로 사용가능하도록 마련되어 연결되는 여러 시스템에 범용적으로 이용될 수 있으며, GUI부를 사용하여 어플리케이션에 연결되어 동작할 때 에너지저장장치의 전압, 온도, alarm 신호등을 사용자가 용이하게 확인할 수 있다.
울트라커패시터, 전기이중층, 전압균등
The present invention relates to an energy storage module, comprising: a plurality of energy storage devices connected in series; A voltage sensing unit sensing a voltage at both ends of the energy storage device; A voltage equalizer connected in parallel to the energy storage device to bypass excess current (ByPass); And a controller for receiving the voltage information sensed by the voltage detector and sending a control signal to the voltage equalizer. The energy storage device, the voltage detector, and the voltage equalizer are configured as a single assembly. It is provided in plurality and connected to the control unit, the control unit is characterized in that for controlling the plurality of connected voltage equally individually.
According to the present invention, the voltage equalization of the energy storage device connected in series can be efficiently realized, and the voltage range for determining whether the passive voltage equalizer and the active voltage equalizer are operated can be selectively used by the user's setting. It can be used universally in various connected systems, and users can easily check the voltage, temperature, alarm signal, etc. of the energy storage device when connected to the application using the GUI unit.
Ultracapacitor, electric double layer, voltage equality
Description
본 발명은 에너지저장장치 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 에너지저장장치에 연결된 전압감지부에서 실시간으로 감지된 전압정보에 기초하여 전압균등부의 작동여부를 결정하여 에너지저장장치의 출력 전압을 효율적으로 균등화시킬 수 있는 에너지저장장치 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an energy storage module, and more particularly, to determine whether the voltage equalizer is operated based on voltage information sensed in real time by a voltage detector connected to the energy storage device, thereby efficiently outputting the output voltage of the energy storage device. It relates to an energy storage module that can be equalized.
일반적으로, 전기에너지를 저장하는 소자로는 전지(battery)와 커패시터(capacitor)가 대표적이며, 상기 커패시터(Capacitor)는 전기 용량을 얻기 위한 에너지 저장소로서, 축전지(Storage Battery), 2차 전지와 더불어 전기에너지를 저장하는 수단으로 이용되고 있다.In general, a battery and a capacitor are representative elements for storing electrical energy, and the capacitor is an energy storage for obtaining an electric capacity, together with a storage battery and a secondary battery. It is used as a means of storing electrical energy.
커패시터는 그 용량을 증가시키기 위해 사용한 유전체의 재료에 따라 용량, 내전압, 주파수 특성, 누설 전류 및 내부 저항 등의 스펙(Spec)이 결정되고, 전해 커패시터, 탄탈 커패시터, 세라믹 커패시터 및 전기 이중층 커패시터 등으로 분류된다.Capacitors have specifications such as capacity, withstand voltage, frequency characteristics, leakage current, and internal resistance depending on the material of the dielectric used to increase their capacity. Are classified.
또한, 커패시터는 용량 및 용도에 따라 초박경량화된 소형칩에 이용되는 소용량 커패시터부터 전력계통에 이용되는 중ㆍ대용량 커패시터에 이르기까지 다양하 게 활용되고 있다.In addition, capacitors are used in a variety of applications, ranging from small-capacity capacitors used in ultra-thin and compact chips to medium and large capacity capacitors used in power systems.
최근, 중ㆍ대용량 커패시터는 고용량 및 고출력화에 기인하는 스펙에 따라 다변화되고 있는 추세이며, 전기 이중층 커패시터의 일종인 울트라 커패시터(Ultracapacitor)는 전해콘덴서와 이차전지의 중간적인 특성을 갖는 에너지저장장치로서 높은 효율, 반영구적인 수명특성으로 인해 이차전지와의 병용 및 대체가 가능한 차세대 에너지 저장장치이다.Recently, medium and large capacity capacitors are diversifying according to specifications due to high capacity and high output, and ultracapacitor, an electric double layer capacitor, is an energy storage device having intermediate characteristics between an electrolytic capacitor and a secondary battery. It is a next-generation energy storage device that can be used and replaced with a secondary battery due to its high efficiency and semi-permanent life characteristics.
상기 울트라 커패시터는 매우 긴 충ㆍ방전 수명과, 높은 충ㆍ방전 효율, 온도 변화에 대한 우수한 성능 편차, 2차 전지에 비해 상대적으로 작은 저항 및 쾌속 충전 등의 장점이 있어, 전기 자동차, 수소연료전지 자동차, 태양 에너지용 전원장치 및 무정전 전원공급장치(UPS)와 같은 산업용 전원장치 등에 사용이 확대되고 있다.The ultracapacitor has advantages such as very long charge and discharge life, high charge and discharge efficiency, excellent performance variation against temperature change, relatively small resistance and quick charge compared to secondary batteries, and thus, electric vehicles and hydrogen fuel cells. Applications are expanding to industrial power supplies such as automobiles, solar power supplies and uninterruptible power supplies (UPS).
또한, 상기 울트라 커패시터는 에너지 저장메커니즘에 따라 전기이중층 커패시터(EDLC; electric double layer capacitor)와 유사커패시터(pseudocapacitor)로 나눌 수 있다.In addition, the ultracapacitor may be divided into an electric double layer capacitor (EDLC) and a pseudocapacitor according to an energy storage mechanism.
유사커패시터는 산화-환원반응에 의하여 전극표면 혹은 표면근처의 전극내부에 전하가 축전되는 현상을 이용하지만, EDLC는 이온들이 정전기적으로 유도되어 전극과 전해질 계면에 전기이중층이 형성되어 전하가 축전되는 현상을 이용한다. The quasi-capacitor uses a phenomenon in which charges are stored on the surface of the electrode or in the vicinity of the surface by redox reaction, but in EDLC, ions are electrostatically induced to form an electric double layer at the interface between the electrode and the electrolyte. Use the phenomenon.
한편, 상기와 같은 울트라 커패시터를 산업용 전원장치로 사용하는 장비들은 수십 내지 수천 볼트의 고전압을 요구하기 때문에, 수볼트인 울트라 커패시터는 직렬로 다수 연결되어 전기에너지 저장장치로 사용하게 된다.On the other hand, since the equipment using the ultra-capacitor as an industrial power supply requires a high voltage of several tens to thousands of volts, a few volts of ultracapacitors are connected in series to be used as an electric energy storage device.
여기서, 울트라 커패시터를 다수 연결하면 각 단위셀 즉, 각각의 울트라 커패시터 사이의 용량 편차, 초기 전압 편차, 누설 전류편차, 사용 시간에 따른 용량 감소율 편차 등에 의해 각 단위셀 사이에 전압 편차가 발생하게 된다.Here, when a plurality of ultracapacitors are connected, a voltage deviation occurs between each unit cell, that is, due to capacity variation, initial voltage variation, leakage current variation, and capacity reduction rate variation depending on usage time. .
상술한 전압 편차는 전기에너지 저장장치의 고장 원인으로 작용하고, 전기에너지 저장장치의 수명을 단축시키게 되는 원인이 될 수 있다.The above-described voltage deviation may cause a failure of the electrical energy storage device and shorten the life of the electrical energy storage device.
여기서, 종래의 각 단위셀 사이의 전압 균등화를 이루기 위한 방식으로 각 단위셀이 전기적으로 연결되는 배선 기판의 경로상에 동일한 값을 갖는 저항을 병렬로 연결하여 전압 균등화를 구현하는 수동적 전압균등화방식과 각 단위셀 양단의 전압을 감지하여 전압이 일정 값에 도달할 경우 스위칭 기법을 이용하여 일부 전류를 강제방전시키는 능동적 전압균등화방식이 제시되었다.Here, a passive voltage equalization method for achieving voltage equalization by connecting a resistor having the same value in parallel on a path of a wiring board to which each unit cell is electrically connected in a manner for achieving voltage equalization between respective unit cells. An active voltage equalization method has been proposed that detects the voltage across each unit cell and forcibly discharges some current using a switching technique when the voltage reaches a certain value.
여기서, 상기 수동적 전압균등화방식은 동일한 저항을 각 단위셀에 병렬로 연결하게 되면, 옴(Ohm)의 법칙에 따라 상대적으로 전압이 높은 단위셀의 저항으로 대 전류가 흐르게 되어 각 단위셀 사이의 전압이 균등화되는 방식이다.Here, in the passive voltage equalization method, when the same resistor is connected in parallel to each unit cell, a large current flows through the resistance of the unit cell having a relatively high voltage according to Ohm's law so that the voltage between the unit cells is increased. This is how it is equalized.
그러나, 종래의 각 단위셀에 병렬로 연결되는 저항은 상기 각 단위셀에 항상적용되므로 누설되는 전류에 대한 대응이 취약하다는 문제점이 있었다.However, since the resistors connected in parallel to the conventional unit cells are always applied to the unit cells, there is a problem in that the response to the leakage current is weak.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 저항과 더불어 제너 다이오드, 쇼트키 다이오드 또는 실리콘 다이오드 등의 소자를 단위셀에 병렬로 연결시키는 기술이 제안되었다.In order to solve this problem, a technique of connecting a device such as a Zener diode, a Schottky diode, or a silicon diode in parallel with a unit cell has been proposed.
그러나, 소자를 이용한 기술은 온도에 따른 특성 편차가 심하고, 부분적인 충방전이 요구되는 장치에서는 효과적이지 못하며, 단위셀의 정격 전압이 낮은 경 우에는 신뢰성이 감소하는 문제점이 있었다.However, the technology using the device has a problem in that the characteristic variation with temperature is severe, and it is not effective in a device requiring partial charging and discharging, and the reliability decreases when the rated voltage of the unit cell is low.
또한, 상기 능동적 전압균등화방식은 상기 각 단위셀에서 감지되는 전압이 일정치에 도달해야만 초과전류를 바이패스시켜 각 단위셀의 전압에 대해 밸런싱 역할을 수행하므로, 복수로 연결된 단위셀 모두를 균등적으로 밸런싱하는 데 있어서는 적용이 어렵다는 문제점이 있었다.In addition, the active voltage equalization method balances the voltage of each unit cell by bypassing the excess current only when the voltage sensed by each unit cell reaches a predetermined value, thereby equalizing all of the plurality of connected unit cells. In balancing, there was a problem that it is difficult to apply.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은, 직렬로 연결된 에너지저장장치의 전압균등화를 효율적으로 구현시킬 수 있는 에너지저장장치 모듈을 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an energy storage device module that can efficiently implement the voltage equalization of the energy storage device connected in series.
본 발명의 또 다른 목적은, 단일의 제어부에 전압균등화 기능을 구비하는 복수의 에너지저장장치 집합체를 연결하여 마련됨으로써, 어플리케이션에 따라 다양하게 적용될 수 있는 에너지저장장치 모듈을 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide an energy storage module that can be variously applied according to an application by providing a plurality of energy storage device assemblies having a voltage equalization function to a single control unit.
본 발명의 또 다른 목적은, 수동전압균등부와 능동전압균등부의 작동여부를 결정하는 전압범위를 사용자의 설정에 의해 선택적으로 사용가능하도록 마련되어 연결되는 여러 시스템에 범용적으로 이용될 수 있는 에너지저장장치 모듈을 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide energy storage that can be used universally in various systems in which voltage ranges for determining the operation of the passive voltage equalizer and the active voltage equalizer are selectively provided by the user. To provide a device module.
본 발명의 또 다른 목적은, 전압균등화에 있어서 누설전류에 효율적으로 대응할 수 있는 에너지저장장치 모듈을 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide an energy storage device module capable of efficiently coping with leakage current in voltage equalization.
본 발명의 또 다른 목적은, GUI부를 통해 사용자에게 에너지저장장치의 상황을 실시간 모니터링 할 수 있는 에너지저장장치의 모듈을 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a module of an energy storage device capable of real-time monitoring of a situation of an energy storage device to a user through a GUI unit.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 창작된 것으로서, 직렬 연결된 복수의 에너지저장장치와; 상기 에너지저장장치 양단의 전압을 감지하는 전압감지부와; 상기 에너지저장장치에 병렬로 연결되어 초과전류를 바이패스(ByPass)시키는 전압균등부와; 상기 전압감지부에서 감지된 전압정보를 입력받아 상기 전압균등부에 제어신호를 송출하는 제어부;를 포함하며, 상기 에너지저장장치와 전압감지부와 전압균등부가 단일의 집합체로 구성되되, 상기 집합체가 복수개로 마련되어 상기 제어부에 연결되며, 상기 제어부는 연결된 복수개의 전압균등부를 개별적으로 제어하는 에너지저장장치 모듈에 의해 달성될 수 있다.The present invention has been made to achieve the above object, a plurality of energy storage devices connected in series; A voltage sensing unit sensing a voltage at both ends of the energy storage device; A voltage equalizer connected in parallel to the energy storage device to bypass excess current (ByPass); And a controller for receiving the voltage information sensed by the voltage detector and sending a control signal to the voltage equalizer. The energy storage device, the voltage detector, and the voltage equalizer are configured as a single assembly. It is provided in plurality and connected to the control unit, the control unit may be achieved by an energy storage module for individually controlling a plurality of connected voltage equalizer.
여기서, 상기 에너지저장장치는 슈퍼커패시터, 전기이중층커패시터, 양극과 음극의 구성이 상이하게 제작된 하이브리드 전기이중층커패시터 중의 어느 하나 이상으로 마련될 수 있다.Here, the energy storage device may be provided with any one or more of a supercapacitor, an electric double layer capacitor, a hybrid electric double layer capacitor having different configurations of the positive electrode and the negative electrode.
또한, 상기 전압감지부는 연산증폭기(Operational Amplifier)로 마련되어 상기 에너지저장장치의 전압정보를 상기 제어부로 전송하도록 마련될 수 있다.The voltage sensing unit may be provided as an operational amplifier to transmit voltage information of the energy storage device to the controller.
한편, 상기 전압균등부는 상기 제어부에서 송출된 제어신호에 따라 선택적으로 동작하는 능동전압균등부 또는 수동전압균등부 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.The voltage equalizer may include one or more of an active voltage equalizer or a passive voltage equalizer that selectively operates according to a control signal transmitted from the controller.
여기서, 상기 제어부는 내부 메모리를 구비하는 마이크로프로세서로 마련되며, 상기 능동전압균등부 또는 수동전압균등부의 작동여부를 결정하는 전압범위를 상기 내부 메모리에 설정할 수 있도록 마련될 수 있다.Here, the controller may be provided as a microprocessor having an internal memory, and may be provided to set a voltage range for determining whether the active voltage equalizer or the passive voltage equalizer is operated in the internal memory.
또한, 상기 능동전압균등부는 상기 에너지저장장치의 바이패스 전류를 제어할 수 있는 게이트 소스 간 전압인가 장치와 연결된 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)스위칭부로 마련될 수 있다.In addition, the active voltage equalizer may be provided as a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) switching unit connected to a gate-source voltage application device that can control the bypass current of the energy storage device.
여기서, 상기 능동전압균등부는 상기 에너지저장장치의 바이패스 전류를 제 어할 수 있는 베이스 전류 입력 장치와 연결된 BJT(Bipolar Junction Transistor)스위칭부로도 마련될 수 있다.The active voltage equalizer may be provided as a bipolar junction transistor (BJT) switching unit connected to a base current input device capable of controlling the bypass current of the energy storage device.
여기서, 상기 수동전압균등부는 상기 에너지저장장치에 병렬로 연결된 일정값의 임피던스를 구비하는 스위칭부로 마련될 수 있다.Here, the passive voltage equalizer may be provided as a switching unit having an impedance of a predetermined value connected in parallel to the energy storage device.
한편, 상기 에너지저장장치 모듈은 사용자에게 상기 에너지저장장치의 상황을 실시간으로 출력시키는 GUI(Graphical User Interface)부를 추가적으로 포함할 수 있다.On the other hand, the energy storage device module may further include a graphical user interface (GUI) unit for outputting the situation of the energy storage device to the user in real time.
본 발명에 의해, 직렬로 연결된 에너지저장장치의 전압균등화를 효율적으로 구현시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to efficiently implement voltage equalization of energy storage devices connected in series.
또한, 단일의 제어부에 전압균등화 기능을 구비하는 복수의 에너지저장장치 집합체를 연결하여 마련됨으로써, 연결되는 어플리케이션에 따라 다양하게 적용될 수 있다.In addition, by connecting a plurality of energy storage device assembly having a voltage equalization function to a single control unit, it can be variously applied according to the connected application.
또한, 수동전압균등부와 능동전압균등부의 작동여부를 결정하는 전압범위를 사용자의 설정에 의해 선택적으로 사용가능할 수 있도록 마련되어 연결되는 여러 시스템에 범용적으로 이용할 수 있다.In addition, the voltage range for determining whether the passive voltage equalizer and the active voltage equalizer can be selectively used by the user's setting can be used universally in various connected systems.
또한, 전압균등화에 있어서 누설전류에 효율적으로 대응할 수 있다.In addition, it is possible to efficiently cope with the leakage current in the voltage equalization.
또한, GUI부를 통하여 에너지저장창치의 상태를 항상 모니터링 할 수 있다.In addition, the state of the energy storage window can always be monitored through the GUI.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration of the present invention.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Prior to this, terms used in the present specification and claims should not be construed in a dictionary meaning, and the inventors may properly define the concept of terms in order to explain their invention in the best way. It should be construed as meaning and concept consistent with the technical spirit of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments shown in the present specification and the drawings are only exemplary embodiments of the present invention, and not all of the technical ideas of the present invention are presented. Therefore, various equivalents It should be understood that water and variations may exist.
도 1 은 본 발명에 따른 에너지저장장치의 사시도이며, 도 2 는 본 발명에 따른 에너지저장장치 모듈의 블럭도이다.1 is a perspective view of an energy storage device according to the present invention, Figure 2 is a block diagram of the energy storage device module according to the present invention.
도 1 내지 2 를 참조하면, 본 발명에 따른 에너지저장장치 모듈은, 직렬 연결된 복수의 에너지저장장치(10)와; 상기 에너지저장장치(10) 양단의 전압을 감지하는 전압감지부(20)와; 상기 에너지저장장치(10)에 병렬로 연결되어 초과전류를 바이패스(ByPass)시키는 전압균등부(30)와; 상기 전압감지부(20)에서 감지된 전압정보를 입력받아 상기 전압균등부(30)에 제어신호를 송출하는 제어부(40);를 포함하며, 상기 에너지저장장치(10)와 전압감지부(20)와 전압균등부(30)가 단일의 집합체(50)로 구성되되, 상기 집합체(50)가 복수개로 마련되어 상기 제어부(40)에 연결되며, 상기 제어부(40)는 연결된 복수개의 전압균등부(30)를 개별적으로 제어할 수 있도록 마련될 수 있다.1 to 2, an energy storage device module according to the present invention includes a plurality of
여기서, 상기 에너지저장장치(10)는, 슈퍼커패시터, 전기이중층커패시터, 양극과 음극의 구성이 상이하게 제작된 하이브리드 전기이중층커패시터 중의 어느 하나 이상으로 마련될 수 있으며, 도 1 에서 도시된 바와 같이, 원형의 하우징을 구비한 울트라커패시터(전기이중층커패시터의 일종)로 마련될 수 있지만, 커패시터의 형상 및 종류는 이에 한정되는 것은 아니며 에너지를 저장하는 여러가지 장치에 적용시킬 수도 있다.Here, the
또한, 상기 에너지저장장치(10)의 양단에는 전압감지부(20)가 병렬로 연결되어 상기 에너지저장장치(10)의 전압을 실시간으로 감지하며, 감지된 전압정보를 상기 제어부(40)로 전송한다.In addition, both ends of the
여기서, 상기 전압감지부(20)는 연산증폭기(Operational Amplifier) 및 도선과 저항, 콘덴서로 마련되어 상기 에너지저장장치(10)의 전압정보를 상기 제어부(40)로 전송하도록 마련될 수 있다.Here, the
여기서, 상기 제어부(40)는 상기 전압감지부(20)에서 전송된 에너지저장장치(10)의 전압정보를 토대로 전압균등부(30)에 제어신호를 송출하도록 마련되며, 상기 제어부(40)는 내부 메모리(44)를 구비하는 마이크로프로세서(42)로 마련될 수 있다.Here, the control unit 40 is provided to transmit a control signal to the
여기서, 상기 마이크로프로세서(42)는 전송된 전압정보를 연산하며 연산결과에 의해 제어신호를 상기 전압균등부(30)로 전송하는 역할을 수행하며, 상기 내부 메모리(44)는 EEPROM, FlashROM 등으로 마련되어 사용자에 의해 상기 전압균등부(30)의 동작여부에 대한 전압범위를 설정할 수 있도록 마련될 수 있다.Here, the microprocessor 42 calculates the transmitted voltage information and transmits a control signal to the
한편, 상기 전압균등부(30)는 상기 에너지저장장치(10)에 병렬로 연결되어 상기 에너지저장장치(10)의 초과전압에 대한 전류를 바이패스시키는 구성요소로서, 상기 제어부(40)에서 송출된 제어신호에 따라 선택적으로 동작하는 능동전압균등부(32) 또는 수동전압균등부(34) 중의 하나 이상을 포함할 수 있다.On the other hand, the
여기서, 상기 능동전압균등부(32)는 상기 에너지저장장치(10)의 전압이 일정값을 초과할 경우 바이패스 전류를 방전시키는 구성요소로서, 게이트 소스 간 전압인가 장치와 연결된 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)스위칭부 또는 베이스 전류 입력 장치와 연결된 BJT(Bipolar Junction Transistor)스위칭부로 마련될 수 있다.Here, the
또한, 상기 수동전압균등부(34)는 상기 에너지저장장치(10)에 병렬로 연결된 일정값의 임피던스를 구비하는 스위칭부로 마련되어 직렬로 연결된 복수의 에너지저장장치(10)의 전압을 균등화시키도록 마련될 수 있다.In addition, the
한편, 전술한 구성요소들로 마련되는 에너지저장장치 모듈은 사용자에게 상기 에너지저장장치(10)의 상황을 실시간으로 출력시키는 GUI(Graphical User Interface)부(60)를 추가적으로 포함하여 구성될 수 있다.On the other hand, the energy storage device module provided with the above-described components may be configured to further include a graphical user interface (GUI)
상기 GUI부(60)는 상기 제어부(40)에 연결되어 각 에너지저장장치(10)의 출력전압, 온도, 알람신호 등을 사용자에게 디스플레이하며, PC 또는 System communication program(70)과 연계하여 이용될 수 있다.The
이하, 본 발명에 따른 에너지저장장치 모듈의 동작과정에 대하여 상세히 설 명한다.Hereinafter, an operation process of the energy storage device module according to the present invention will be described in detail.
아울러, 후술하여 기술할 동작과정에 대한 필요전압범위, 전압균등부(30)의 작동여부를 결정하는 전압범위의 수치는 예시에 해당하며, 이러한 수치는 한정되지 않음을 밝혀둔다.In addition, the numerical value of the required voltage range for the operation process to be described later, the voltage range to determine whether the
먼저, 사용자는 에너지저장장치 모듈에 연결되는 어플리케이션의 종류에 따라 제어부(40)에 포함된 내부 메모리(44)에 전압균등부(30)의 작동 전압범위를 설정한다.First, the user sets the operating voltage range of the
여기서, 능동전압균등부(32)와 수동전압균등부(34)의 전압강하 효율은 일반적으로 수동전압균등부(34)에 비해 능동전압균등부(32)가 높으므로, 바람직하게는, 능동전압균등부(32)의 작동전압이 수동전압균등부(34)의 작동전압에 비해 높게 설정될 수 있다.Here, since the voltage drop efficiency of the
또한, 상기 능동전압균등부(32)와 수동전압균등부(34)의 작동범위는 감지되는 에너지저장장치(10)의 전압이 능동전압균등부(32)의 작동전압을 초과할 경우, 상기 능동전압균등부(32)와 수동전압균등부(34)가 동시 작동하며, 에너지저장장치(10)의 전압이 능동전압균등부(32)의 작동전압 미만에서 수동전압균등부(34)의 작동전압 사이에 전압으로 감지될 경우, 상기 수동전압균등부(34)만이 작동하며, 에너지저장장치(10)의 전압이 수동전압균등부(34)의 작동전압에 못 미칠 경우, 상기 수동전압균등부(34)는 작동이 멈추게 된다.In addition, the active range of the
예를 들어, 사용자는 능동전압균등부(32)의 작동전압을 2.8V 로 설정하고, 수동전압균등부(34)의 작동전압을 2V로 설정할 수 있다.For example, the user may set the operating voltage of the
여기서, 상기 작동전압에 대한 설정은 이용되는 에너지저장장치(10)의 특성과 이에 연계되는 어플리케이션의 구동전압을 고려하여 적절한 전압범위로서 선택적으로 지정될 수 있다. Here, the setting of the operating voltage may be selectively designated as an appropriate voltage range in consideration of the characteristics of the
다음, 에너지저장장치 모듈을 구동시키면, 전압감지부(20)에 의하여 에너지저장장치(10)의 전압이 실시간으로 감지되며, 감지된 전압정보는 상기 제어부(40)로 전송된다.Next, when the energy storage device module is driven, the voltage of the
여기서, 상기 에너지저장장치(10) 각각으로부터 감지된 전압정보가 상기 제어부(40)로 전송되며, 상기 제어부(40)는 상기 감지된 전압정보에 기초하여 각 에너지저장장치(10)에 병렬로 연결된 전압균등부(30)에 개별적으로 제어신호를 송출한다. Here, voltage information detected from each of the
다음, 상기 제어부(40)로 상기 설정된 작동전압을 초과하는 전압정보가 입력되면, 상기 제어부(40)는 전압균등부(30)에 적절한 제어신호를 전송한다.Next, when voltage information exceeding the set operating voltage is input to the controller 40, the controller 40 transmits an appropriate control signal to the
예를 들어, 어떠한 에너지저장장치(10)에서 3V의 전압이 감지되면, 상기 제어부(40)는 3V의 전압이 감지된 에너지저장장치(10)와 연결된 전압균등부(30)에 능동전압균등부(32) 및 수동전압균등부(34)의 작동 제어신호(스위칭 회로 ON)를 송출한다.For example, when a voltage of 3V is detected in an
다음, 상기 능동전압균등부(32)와 수동전압균등부(34)의 동작으로 연결된 에너지저장장치(10)에 전압강하가 발생하여 2.8V 미만으로 감지되면, 상기 제어부(40)는 상기 능동전압균등부(32)의 작동을 중지시키는 제어신호(능동전압균등부의 스위칭 회로 OFF)를 송출한다. Next, when a voltage drop occurs in the
여기서, 상기 에너지저장장치(10)의 전압이 2V 미만으로 감지될 때까지 상기 수동전압균등부(34)의 동작은 계속 이루어진다.Here, the operation of the
다음, 상기 에너지저장장치(10)의 전압이 2V 미만으로 감지되면, 상기 제어부(40)는 상기 수동전압균등부(34)의 작동을 중지시키는 제어신호(수동전압균등부의 스위칭 회로 OFF)를 송출한다.Next, when the voltage of the
다음, 전술한 일련의 과정들이 반복되어 에너지저장장치(10)의 출력전압이 일정수준으로 유지된다.Next, the above-described series of processes are repeated to maintain the output voltage of the
다음, 에너지저장장치 모듈을 최소 전원 관리 모드로 관리하여 소비전류를 최소화함으로써 다시 운영될 때 충분한 에너지를 유지할 수 있다.The energy storage module can then be managed in a minimum power management mode to minimize current consumption so that sufficient energy can be maintained when operating again.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 에너지저장장치 모듈은, 직렬로 연결된 에너지저장장치의 전압균등화를 효율적으로 구현시킬 수 있으며, 수동전압균등부와 능동전압균등부의 작동여부를 결정하는 전압범위를 사용자의 설정에 의해 선택적으로 사용가능할 수 있도록 마련되어 연결되는 여러 시스템에 범용적으로 이용할 수 있고, 전압균등화에 있어서 누설전류에 효율적으로 대응할 수 있다.As described above, the energy storage device module according to the present invention can efficiently implement the voltage equalization of the energy storage devices connected in series, and the user can use the voltage range to determine whether the passive voltage equalizer and the active voltage equalizer are operated. It can be used universally in various systems provided and connected to be selectively usable by setting of, and can cope efficiently with leakage current in voltage equalization.
이상, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 기술적 사상은 이러한 것에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해, 본 발명의 기술적 사상과 하기 될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 실시가 가능할 것이다.As mentioned above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the technical idea of the present invention is not limited thereto, and a person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains, Various modifications and variations may be made without departing from the scope of the appended claims.
첨부의 하기 도면들은, 전술한 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 이해시키기 위한 것이므로, 본 발명은 하기 도면에 도시된 사항에 한정 해석되어서는 아니 된다.Since the accompanying drawings are for understanding the technical spirit of the present invention together with the detailed description of the above-described invention, the present invention should not be construed as limited to the matters shown in the following drawings.
도 1 은 본 발명에 따른 에너지저장장치의 사시도이며,1 is a perspective view of an energy storage device according to the present invention;
도 2 는 본 발명에 따른 에너지저장장치 모듈의 블럭도이다.2 is a block diagram of an energy storage module according to the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
10 : 에너지저장장치 20 : 전압감지부10: energy storage device 20: voltage detection unit
30 : 전압균등부 32 : 능동전압균등부30: voltage equalizer 32: active voltage equalizer
34 : 수동전압균등부 40 : 제어부34: manual voltage equalizer 40: control unit
42 : 마이크로프로세서 44 : 내부 메모리42: microprocessor 44: internal memory
50 : 집합체 60 : GUI부50: aggregate 60: GUI portion
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