KR101451806B1 - 전력저장시스템 - Google Patents

전력저장시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101451806B1
KR101451806B1 KR1020100091100A KR20100091100A KR101451806B1 KR 101451806 B1 KR101451806 B1 KR 101451806B1 KR 1020100091100 A KR1020100091100 A KR 1020100091100A KR 20100091100 A KR20100091100 A KR 20100091100A KR 101451806 B1 KR101451806 B1 KR 101451806B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
unit
power switch
multiplexer
control signal
Prior art date
Application number
KR1020100091100A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120029500A (ko
Inventor
심경섭
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020100091100A priority Critical patent/KR101451806B1/ko
Priority to US13/082,827 priority patent/US8872380B2/en
Priority to CN201110166808.3A priority patent/CN102403753B/zh
Priority to JP2011150750A priority patent/JP5414747B2/ja
Priority to EP20110181283 priority patent/EP2432068B1/en
Publication of KR20120029500A publication Critical patent/KR20120029500A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101451806B1 publication Critical patent/KR101451806B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10—Temperature sensitive devices
    • H01M2200/105—NTC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H01M2200/10—Temperature sensitive devices
    • H01M2200/106—PTC
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/50—Energy storage in industry with an added climate change mitigation effect

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명에서는 전력저장시스템이 개시된다. 상기 전력저장시스템은, 다수의 배터리 유니트들과, 배터리 유니트들의 온도를 검출해내기 위한 복수의 서미스터들과, 복수의 서미스터들에 대한 멀티플렉싱을 수행하는 것으로, 선택된 어느 한 서미스터를 기준저항에 대해 접속시키는 멀티플렉서와, 기준저항과 전원전압 단자 사이에 개재되는 전원 스위치부와, 멀티플렉서 및 전원 스위치부에 대한 제어신호를 수신하는 것으로, 적어도 둘 이상의 제어비트가 입력되는 제어신호 입력부;를 포함한다.
본 발명은 복수의 측정위치에서 온도검출을 수행함으로써 배터리의 현재상태를 정확하게 진단하면서도, 전체 회로의 소형화 및 단순화가 가능하고 저 소비전력을 도모할 수 있는 전력저장시스템을 제공한다.

Description

전력저장시스템{Energy storage system}
본 발명은 전력저장시스템에 관한 것이다.
환경 파괴, 자원 고갈 등이 문제되면서, 전력을 저장하고, 저장된 전력을 효율적으로 활용할 수 있는 시스템에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한 이와 함께 발전 과정에서 공해를 유발하지 않는 신재생 에너지에 대한 관심도 높아지고 있다. 전력저장시스템은 이러한 신재생 에너지, 전력을 저장한 배터리, 그리고, 기존의 계통 전력을 연계시키는 시스템으로서, 오늘날의 환경 변화에 맞추어 많은 연구 개발이 이루어지고 있다.
본 발명의 목적은, 복수의 측정위치에서 온도검출을 수행함으로써 배터리의 현재상태를 정확하게 진단하면서도, 전체 회로의 소형화 및 단순화가 가능하고 저 소비전력을 도모할 수 있는 전력저장시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적 및 그 밖의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 전력저장시스템은,
다수의 배터리 유니트들;
상기 배터리 유니트들의 온도를 검출해내기 위한 복수의 서미스터들;
상기 복수의 서미스터들에 대한 멀티플렉싱을 수행하는 것으로, 선택된 어느 한 서미스터를 기준저항에 대해 접속시키는 멀티플렉서;
상기 기준저항과 전원전압 단자 사이에 개재되는 전원 스위치부; 및
상기 멀티플렉서 및 전원 스위치부에 대해 제어신호를 전달하는 것으로, 적어도 둘 이상의 제어비트가 입력되는 제어신호 입력부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 상기 전력저장시스템은 상기 제어신호를 전달하는 것으로, 제어신호 입력부로부터 전원 스위치부로 연장되는 제1 전송라인과, 상기 제어신호 입력부로부터 멀티플렉서로 연장되는 제2 전송라인을 더 포함한다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 전송라인은 실질적으로 동일한 제어신호를 각 전원 스위치부 또는 멀티플렉서로 전달한다.
예를 들어, 상기 제1 전송라인과 제2 전송라인은 각각의 제어비트를 전송하는 적어도 둘 이상의 데이터 라인들을 포함한다.
예를 들어, 상기 제1 전송라인과 제2 전송라인은 제어신호 입력부으로부터 분기되어 각각 전원 스위치부 또는 멀티플렉서로 연장된다.
예를 들어, 상기 제어신호는 멀티플렉서에 의해 선택되는 서미스터를 순차적으로 바꾸도록 순시적으로 변경된다.
예를 들어, 상기 제어신호는, 상기 멀티플렉서의 어느 한 서미스터에 대한 선택 지시와 동시에 전원 스위치부의 온 동작을 지시한다.
예를 들어, 상기 제어신호는, 상기 멀티플렉서의 비 선택 지시와 동시에 전원 스위치부의 오프 동작을 지시한다.
예를 들어, 상기 전원 스위치부는 상기 제어비트들의 신호에 따라 온/오프 전환되는 적어도 하나의 스위치를 포함한다.
예를 들어, 상기 전원 스위치부는,
상기 제어비트들의 신호에 따라 온/오프 전환되는 제1 전원 스위치; 및
상기 제1 전원 스위치의 온/오프 동작에 연동하여 상기 기준저항과 전원전압 단자 사이를 연결/차단하는 제2 전원 스위치;를 포함한다.
이때, 상기 전원 스위치부는 상기 제어비트들의 신호를 조합하여 상기 제1 전원 스위치로 출력하는 연산부를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 연산부는, 제어비트들을 입력으로 하여 논리합 연산을 수행할 수 있다.
예를 들어, 상기 연산부는 각각 제어비트가 입력되며, 다이오드가 직렬 연결되어 있고, 출력 측은 서로 결선되어 있는 적어도 둘 이상의 데이터 라인들을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따른 전력저장시스템은,
발전 시스템 및 계통과 연계하여 부하에 전력을 공급하는 전력저장시스템으로서,
다수의 배터리 유니트들과, 상기 배터리 유니트들의 온도를 검출해내기 위한 복수의 서미스터들을 포함하는 배터리부;
상기 복수의 서미스터들에 대한 멀티플렉싱을 수행하여, 복수의 서미스터들에 대해 순차적으로 기준저항과 함께 전원전압을 분배시키고, 분압 전압을 출력하는 온도 검출부; 및
상기 온도 검출부에 대해 제어신호를 출력하는 제어부;를 포함한다.
예를 들어, 상기 온도 검출부는,
상기 복수의 서미스터들에 대한 멀티플렉싱을 수행하는 것으로, 선택된 어느 한 서미스터를 기준저항에 대해 접속시키는 멀티플렉서;
상기 기준저항과 전원전압 단자 사이에 개재되는 전원 스위치부; 및
상기 멀티플렉서 및 전원 스위치부에 대해 제어신호를 전달하는 것으로, 상기 제어신호가 입력되는 제어신호 입력부;를 포함한다.
예를 들어, 상기 멀티플렉서와 전원 스위치부에는 동일한 제어신호가 입력된다.
예를 들어, 상기 전원 스위치부는 상기 제어신호에 따라 온/오프 전환되는 적어도 하나의 스위치를 포함한다.
예를 들어, 상기 전원 스위치부는,
상기 제어신호의 비트신호들을 조합하여 하나의 출력비트를 생성하는 연산부;
상기 연산부의 출력에 따라 온/오프 전환되는 제1 전원 스위치; 및
상기 제1 전원 스위치의 온/오프 동작에 연동하여 상기 기준저항과 전원전압 단자 사이를 연결/차단하는 제2 전원 스위치;를 포함한다.
상기 전력저장시스템은, 상기 발전 시스템에서 출력되는 전압을 직류 링크 전압으로 변환하는 전력 변환부;
상기 배터리부의 출력 전압과 상기 직류 링크 전압 간의 상호 변환이 가능한 양방향 컨버터;
상기 직류 링크 전압의 크기를 일정하게 유지하는 DC 링크부;
상기 직류 링크 전압을 상기 계통의 교류 전압으로 변환하고, 상기 계통의 교류 전압을 상기 직류 링크 전압으로 변환하는 양방향 인버터; 및
상기 전력 변환부, 상기 양방향 컨버터 및 상기 양방향 인버터를 제어하는 통합 제어기;를 포함한다.
예를 들어, 상기 통합 제어기는 전력저장시스템의 전력 흐름에 관한 동작 모드를 제어하며, 상기 제어부는 상기 통합 제어기의 제어 하에서 상기 배터리부의 충방전 동작을 제어한다.
본 발명에 의하면, 복수의 측정위치에서 온도검출을 수행함으로써 배터리의 현재상태를 정확하게 진단하여 충방전 동작을 정교하게 제어할 수 있다. 또한, 측정위치를 다양화시키면서도 각 측정위치에 배치된 서미스터의 구동회로, 측정회로 등을 개별적으로 구성하지 않고 멀티플렉서를 이용하여 단일회로로 구성함으로써 회로규모의 증가를 억제하고 회로소자와 배선 등을 포함하는 전체 회로구성을 소형화 및 단순화시킬 수 있다.
이렇게 복수의 서미스터들에 대해 온도검출회로를 공유시킴으로써 서미스터의 구동회로나 측정회로를 개별적으로 구성하였을 때에 비해, 개별 회로소자의 저항이나 용량의 편차를 제거하고 정확한 온도 측정이 가능하다.
또한, 본 발명에 의하면, 온도검출동작이 수행되는 동안에만 간헐적으로 전원전압을 서미스터에 인가함으로써 서미스터에 의해 전원전압으로부터 인출되는 평균전력을 감소시키고, 저 소비 전력화를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 전력저장시스템의 전체적인 구성을 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 측정대상으로서의 배터리부와, 배터리부에 대한 온도검출을 수행하는 BMS의 블록 구성도이다.
도 3은 온도측정동작을 수행하는 BMS의 상세 구성을 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력저장시스템(1)의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 전력저장시스템(1)은 발전 시스템(2), 계통(3)과 연결하여 부하(4)에 전력을 공급한다.
발전 시스템(2)은 에너지원을 이용하여 전력을 생산하는 시스템이다. 발전 시스템(2)은 생산한 전력을 전력저장시스템(1)에 공급한다. 발전 시스템(2)은 태양광 발전 시스템, 풍력 발전 시스템, 조력 발전 시스템 등 일 수 있으며, 그 밖에 태양열이나 지열 등을 이용하는 신재생 에너지를 이용하여 전력을 생산하는 발전 시스템을 모두 포함할 수 있다. 특히 태양광을 이용하여 전기 에너지를 생산하는 태양 전지는, 각 가정 또는 공장 등에 설치하기 용이하여, 각 가정에 분산된 전력저장시스템(1)에 적용하기에 적합하다. 발전 시스템(2)은 다수의 발전모듈을 병렬로 구비하여 발전모듈별로 전력을 생산함으로써 대용량 에너지 시스템을 구성할 수 있다.
계통(3)은 발전소, 변전소, 송전선 등을 구비한다. 계통(3)은 정상 상태인 경우, 전력저장시스템(1) 또는 부하(4)로 전력을 공급하고, 전력저장시스템(1)으로부터 공급된 전력을 입력받는다. 계통(3)이 비정상 상태인 경우, 계통(3)으로부터 전력저장시스템(1) 또는 부하(4)로의 전력 공급은 중단되고, 전력저장시스템(1)으로부터 계통(3)으로의 전력 공급 또한 중단된다.
부하(4)는 발전 시스템(2)으로부터 생산된 전력, 배터리부(40)에 저장된 전력, 또는 계통(3)으로부터 공급된 전력을 소비하는 것으로서, 예를 들면, 가정, 공장 등일 수 있다.
전력저장시스템(1)은 발전 시스템(2)에서 발전한 전력을 배터리부(40)에 저장하고, 발전한 전력을 계통(3)으로 보낼 수 있다. 또한 전력저장시스템(1)은 배터리부(40)에 저장된 전력을 계통(3)으로 전달하거나, 계통(3)에서 공급된 전력을 배터리부(40)에 저장할 수 있다. 또한 전력저장시스템(1)은 이상 상황, 예를 들면, 계통(3)의 정전 발생 시에는 UPS(Uninterruptible Power Supply) 동작을 수행하여 부하(4)에 전력을 공급할 수 있고, 계통(3)이 정상적인 상태에서도 발전 시스템(2)이 발전한 전력이나 배터리부(40)에 저장되어 있는 전력을 부하(4)로 공급할 수 있다.
전력저장시스템(1)은 전력 변환부(10), DC 링크부(20), 양방향 인버터(30), 배터리부(40), 배터리 관리 시스템(50, Battery Management System, 이하 BMS), 양방향 컨버터(70), 제1 스위치(80), 제2 스위치(81), 및 통합 제어기(90)를 포함한다.
전력 변환부(10)는 발전 시스템(2)과 제1 노드(N1) 사이에 연결된다. 전력 변환부(10)는 발전 시스템(2)에서 생산한 전력을 제1 노드(N1)로 전달하며, 이때 출력 전압을 직류 링크 전압으로 변환한다. 전력 변환부(10)는 발전 시스템의 종류에 따라서 컨버터 또는 정류회로로 구성될 수 있다. 즉, 발전 시스템(2)이 직류의 전력을 발생시키는 경우, 전력 변환부(10)는 직류전력을 직류전력으로 변환하기 위한 컨버터일 수 있다. 반대로 발전 시스템(2)이 교류의 전력을 발생시키는 경우, 전력 변환부(10)는 교류전력을 직류전력으로 변환하기 위한 정류회로일 수 있다. 특히, 발전 시스템(2)이 태양광 발전인 경우, 전력 변환부(10)는 일사량, 온도 등의 변화에 따라서 발전 시스템(2)에서 생산하는 전력을 최대로 얻을 수 있도록 최대 전력 포인트 추적 제어(Maximum Power Point Tracking, 이하, MPPT)를 수행하는 MPPT 컨버터 일 수 있다.
DC 링크부(20)는 제1 노드(N1)와 양방향 인버터(30) 사이에 연결되어 제1 노드(N1)의 직류 링크 전압을 일정하게 유지시킨다. 제1 노드(N1)는 발전 시스템(2) 또는 계통(3)의 순시 전압 강하, 부하에서 피크 부하 발생 등으로 인하여 그 전압 레벨이 불안정해질 수 있다. 그러나, 제1 노드(N1)의 전압은 양방향 컨버터(70) 및 양방향 인버터(30)의 정상 동작을 위하여 안정화될 필요가 있다. DC 링크부(20)는 제1 노드(N1)의 직류 링크 전압의 레벨 안정화를 위해 구비될 수 있으며, 예를 들면, 커패시터 등으로 구현될 수 있다. 본 실시예에서는 DC 링크부(20)가 별도로 구비된 예를 도시하였으나, DC 링크부(20)가 양방향 컨버터(70), 양방향 인버터(30), 또는 전력 변환부(10) 내에 구현되는 실시예 또한 가능하다.
양방향 인버터(30)는 DC 링크부(20)와 제1 스위치(80) 사이에 연결되는 전력 변환기이다. 양방향 인버터(30)는 발전 시스템(2) 또는 배터리부(40)로부터 출력된 직류 링크 전압을 계통의 교류 전압으로 변환하여 출력한다. 또한 양방향 인버터(30)는 계통(3)의 전력을 배터리부(40)에 저장하기 위하여, 계통(3)의 교류 전압을 정류하여 직류 링크 전압으로 변환하여 출력한다. 양방향 인버터(30)는 계통(3)으로 출력되는 교류 전압으로부터 고조파를 제거하기 위한 필터를 포함할 수 있으며, 무효 전력 발생을 억제하기 위하여 양방향 인버터(30)로부터 출력되는 교류 전압의 위상과 계통(3)의 교류 전압의 위상을 동기화시키기 위한 위상 동기 루프 PLL(Phase Locked Loop)회로를 포함할 수 있다. 그 밖에 양방향 인버터(30)는 전압 변동 범위 제한, 역률 개선, 직류 성분 제거, 과도현상(transient phenomena) 보호 등과 같은 기능을 수행할 수 있다.
배터리부(40)는 발전 시스템(2)에서 생산된 전력 또는 계통(3)의 전력을 공급받아 저장하고, 부하(4) 또는 계통(3)에 저장하고 있는 전력을 공급한다. 배터리부(40)는 적어도 하나 이상의 배터리 유니트들을 포함할 수 있다. 이러한 배터리부(40)는 다양한 종류의 배터리 유니트들로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 니켈-카드뮴 전지(nickel-cadmium battery), 납 축전지, 니켈-수소 전지(NiMH: nickel metal hydride battery), 리튬-이온 전지(lithium ion battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery) 등 일 수 있다. 배터리부(40)는 전력저장시스템(1)에서 요구되는 전력 용량, 설계 조건 등에 따라서 그 개수를 결정할 수 있다. 예를 들어, 부하(4)의 소비 전력이 큰 경우에는 복수의 배터리 유니트들을 구비할 수 있으며, 부하(4)의 소비 전력이 작은 경우에는 하나의 배터리 유니트만을 구비할 수도 있을 것이다.
BMS(50)는 배터리부(40)에 연결되며, 통합 제어기(90)의 제어에 따라 배터리부(40)의 충전 및 방전 동작을 제어한다. BMS(50)는 배터리부(40)를 보호하기 위하여, 과충전 보호 기능, 과방전 보호 기능, 과전류 보호 기능, 과전압 보호 기능, 과열 보호 기능, 셀 밸런싱(cell balancing) 기능 등을 수행할 수 있다. 이를 위해 BMS(50)는 배터리부(40)의 전압, 전류, 온도, 잔여 전력량, 수명, 충전 상태 등을 모니터링하고, 관련 정보를 통합 제어기(90)에 전송할 수 있다. 상기 BMS(50)는 배터리부(40)와 분리되어 구비되거나 또는 BMS(50)와 배터리부(40)가 일체화된 배터리 팩으로 구성될 수도 있다.
양방향 컨버터(70)는 배터리부(40)로부터 출력된 전력을 양방향 인버터(30)에서 요구하는 전압 레벨, 즉, 직류 링크 전압으로 DC-DC 변환한다. 또한 양방향 컨버터(70)는 제1 노드(N1)를 통해서 유입되는 충전 전력을 배터리부(40)에서 요구하는 전압 레벨로 DC-DC 변환한다. 여기서, 충전 전력은 예를 들어, 발전 시스템(2)에서 생산된 전력 또는 계통(3)으로부터 양방향 인버터(30)를 통하여 공급된 전력이다.
제1 스위치(80) 및 제2 스위치(81)는 양방향 인버터(30)와 제2 노드(N2) 사이에 직렬로 연결되며, 통합 제어기(90)의 제어에 따라서 on/off 동작을 수행하여 발전 시스템(2)과 계통(3) 사이의 전류의 흐름을 제어한다. 제1 스위치(80)와 제2 스위치(81)는 발전 시스템(2), 계통(3), 및 배터리부(40)의 상태에 따라서 on/off가 결정될 수 있다. 예를 들어, 부하(4)에서 요구되는 전력량이 큰 경우, 제1 스위치(80) 및 제2 스위치(81)를 모두 on 상태로 하여 발전 시스템(2), 계통(3)의 전력이 모두 사용될 수 있도록 한다. 물론 발전 시스템(2) 및 계통(3)으로부터의 전력만으로는 부하(4)에서 요구하는 전력량을 충족시키지 못하는 경우에는 배터리부(40)에 저장된 전력이 공급될 수도 있다. 반면에, 계통(3)에서 정전이 발생한 경우, 제2 스위치(81)를 off 상태로 하고 제1 스위치(80)를 on 상태로 한다. 이로 인하여 발전 시스템(2) 또는 배터리부(40)로부터의 전력을 부하(4)에 공급할 수 있으며, 부하(4)로 공급되는 전력이 계통(3) 측으로 흘러들어가 계통(3)의 전력선 등에서 작업하는 인부가 감전되는 등의 사고를 방지할 수 있게 한다.
통합 제어기(90)는 발전 시스템(2), 계통(3), 배터리부(40), 및 부하(4)의 상태를 모니터링하고, 모니터링 결과에 따라서 전력 변환부(10), 양방향 인버터(30), BMS(50), 양방향 컨버터(70), 제1 스위치(80) 및 제2 스위치(81)를 제어한다. 또한 DC 링크부(20)로부터 직류 링크 전압 값을 수신하여 전력저장시스템(1)의 상태, 부하의 상태 등을 모니터링할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 BMS(50)는 배터리의 상태정보를 검출하여 관련정보를 통합 제어기(90)로 전송하고, 통합 제어기(90)의 제어에 따라 배터리부(40)의 충전 및 방전동작을 제어한다. 상기 BMS(50)는 배터리부(40)로부터 전압, 전류, 온도 등의 상태정보를 검출할 수 있는데, 이하에서는 BMS(50)의 온도검출동작에 대해 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 측정대상으로서의 배터리부(40)와, 상기 배터리부(40)의 서로 다른 측정위치에서 온도검출을 수행하는 BMS(50)의 블록 구성도가 도시되어 있다. 도 2를 참조하면, 상기 배터리부(40)는 직병렬로 연결된 다수의 배터리 유니트(41)들과, 서로 다른 위치에서 온도검출을 수행하는 다수의 서미스터(45)들을 포함한다. 상기 서미스터(45)는 배터리 유니트(41)와 밀접한 위치에 배치되며, 예를 들어, 서로 다른 배터리 유니트(41)들의 온도정보를 전기적인 신호로 변환하여 BMS(50)로 전달한다.
후술하는 바와 같이, 상기 서미스터(45)들에는 동시에 구동전원이 인가되지 않고 순차적으로 구동전원이 인가되며, 예를 들어, 제1 서미스터(TH1), 제2 서미스터(TH2), 제3 서미스터(TH3),..,제n 서미스터(THn)의 순서대로 서로 다른 시간(t=t1,t2,t3,..,tn)에 구동전원(P1,P2,P3,..,Pn)이 인가되며, 이에 따라 각 서미스터(TH1,TH2,TH3,.,THn)로부터 서로 다른 시간(t=t1`,t2`,..,tn`)에 순차적으로 온도신호(T1,T2,T3,..,Tn)가 출력된다. 예를 들어, 제1 서미스터(TH1), 제2 서미스터(TH2), 제3 서미스터(TH3),..,제n 서미스터(THn)의 순서대로 출력된 온도신호(T1,T2,T3,..,Tn)는 BMS(50)로 전달된다.
상기 배터리부(40)에 내장된 다수의 배터리 유니트(41)들은 고출력, 고용량을 제공하기 위해 직렬로 연결되거나 또는 병렬로 연결될 수 있으며, 소정개수의 배터리 유니트(41)들이 병렬로 연결된 병렬블록들이 직렬로 연결되는 등 직렬/병렬 연결이 혼용될 수 있다.
배터리부(40) 내에는 서로 다른 측정위치에서의 온도 검출을 위한 다수의 서미스터들(TH1,TH2,TH3,..,THn)이 배치된다. 다수의 배터리 유니트(41)들을 갖춘 고출력, 고용량의 배터리부(40)에서는 배터리 유니트(41)들의 배치상태에 따라 온도편차가 생길 수 있으므로, 각 배터리 유니트(41)의 정확한 온도 정보를 파악하기 위해, 서로 다른 복수의 위치에서 온도 검출을 수행한다. 서미스터(TH1,TH2,TH3,..,THn)의 측정위치에 관하여, 예를 들어, 각 배터리 유니트(41) 마다 서미스터(45)가 배치되거나, 또는 소정개수의 배터리 유니트(41)들을 하나의 블록으로 하여 각 블록마다 서미스터(45)를 배치할 수도 있다. 상기 서미스터(45)는 배터리 유니트(41)의 주변에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 서미스터(45)는 측정대상의 온도에 대응하는 전압신호를 생성하는 것으로, 온도에 따라 전기저항이 가변되는 저항성 온도 센서로 구현될 수 있다.
상기 BMS(50)는 온도검출동작을 총괄적으로 제어하는 제어부(55)와, 상기 제어부(55)와 통신 가능하게 연결되어 제어부(55)로부터 출력된 제어신호에 따라 각 서미스터(TH1,TH2,TH2,..,THn)들에 순차적으로 전원전압(P1,P2,P3,..,Pn)을 분배시키고, 이에 따라 순차적으로 출력되는 각 서미스터(TH1,TH2,TH3,..,THn)의 온도신호(T1,T2,T3,..,Tn)를 제어부(55)로 전달하는 온도 검출부(51)를 포함한다.
도 3에는 온도측정동작을 수행하는 온도 검출부(51)의 상세한 구성이 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 상기 온도 검출부(51)는 제어신호(b1b2b3)가 인가되는 제어신호 입력부(140)와, 제어신호(b1b2b3)에 따라 전원전압(Vcc)의 온/오프 전환동작을 수행하는 전원 스위치부(120)와, 상기 제어신호(b1b2b3)에 따라 풀업 저항(130, 청구범위의 기준저항에 해당)과 함께 전원전압(Vcc)의 전압 분배를 수행할 서미스터(TH1,TH2,TH3,..,TH7)에 대한 선택동작을 수행하는 멀티플렉서(110)를 포함한다.
상기 제어신호 입력부(140)에는 제어부(55)에서 출력된 제어신호(b1b2b3)가 인가되며, 이때 제어신호(b1b2b3)는 적어도 둘 이상의 비트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어신호 입력부(140)는 제어부(55)와의 인터페이스를 구성하는 단자(미도시)를 포함할 수 있으며, 별도의 단자 없이 제어신호(b1b2b3)가 수신되는 데이터 라인(L11,L12,L13)들로 구성될 수도 있다.
상기 제어신호 입력부(140)에 인가된 제어신호(b1b2b3)는 제1 전송라인(L11,L12,L13)과 제2 전송라인(L21,L22,L23)을 통하여 전원 스위치부(120)와 멀티플렉서(110)로 각각 전달된다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 전송라인(L11,L12,L13,L21,L22,L23)은 제어신호(b1b2b3)가 전송되는 둘 이상 다수의 데이터 라인들(L11,L12,L13,L21,L22,L23)로 구성될 수 있으며, 이들 제1, 제2 전송라인(L11,L12,L13,L21,L22,L23)을 통하여, 전원 스위치부(120)와 멀티플렉서(110)에는 실질적으로 동일한 제어신호(b1b2b3)가 인가된다. 즉, 제어부(55)에서 출력된 하나의 제어신호(b1b2b3)에 의해 전원 스위치부(120)와 멀티플렉서(110)가 동시에 제어된다.
상기 전원 스위치부(120)는 제어신호(b1b2b3)의 비트들을 조합하여 출력신호를 생성하는 연산부(125)와, 상기 연산부(125)의 출력에 따라 온/오프 전환되는 제1 전원 스위치(121)와, 상기 제1 전원 스위치(121)와 연동하여 전원전압 단자(P)와 풀업 저항(130) 사이의 회로를 개폐하는 제2 전원 스위치(122)를 포함한다.
상기 연산부(125)는 제어신호(b1b2b3)의 비트들을 입력으로 하여 논리합 연산을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 연산부(125)는 제어신호(b1b2b3)의 각 비트가 입력되며 다이오드(D1,D2,D3)가 직렬 연결되어 있고, 출력 측은 서로 결선되어 있는 적어도 둘 이상 다수의 데이터 라인들(L11,L12,L13)을 포함할 수 있다. 즉, 제어신호(b1b2b3)의 비트가 입력되는 각각의 데이터 라인(L11,L12,L13) 상에는 다이오드(D1,D2,D3)가 직렬 연결되어 있고, 다이오드들(D1,D2,D3)의 출력 측은 결선을 이루어 제1 전원 스위치(121)에 연결된다.
예를 들어, 제어신호(b1b2b3)의 각 비트가 입력되는 제1~제3 데이터 라인(L11,L12,L13) 상에는 제1~제3 다이오드(D1,D2,D3)가 직렬로 접속되고, 다이오드(D1,D2,D3)의 출력 측은 결선을 이루어 OR 게이트 동작을 수행할 수 있다. 이때, 제어신호(b1b2b3)를 구성하는 적어도 어느 하나의 비트가 하이-레벨이면, 다른 비트의 레벨과 무관하게, 제1 전원 스위치(121)가 턴-온 되고 제1 전원 스위치(121)의 일 단자에 접속된 제2 전원 스위치(122)에 베이스 전류가 흐르며 제2 전원 스위치(122)가 턴-온 된다. 예를 들어, 제1, 제2 전원 스위치(121,122)는 각각 PNP 트랜지스터와 NPN 트랜지스터로 구현될 수 있으며, 제1 전원 스위치(121)의 콜렉터 단자와, 제2 전원 스위치(122)의 베이스 단자는 공통 노드를 형성할 수 있다.
결과적으로, 제어신호(b1b2b3)의 어느 한 비트라도 하이-레벨이면, 멀티플렉서(110)로 전원전압(Vcc)이 공급된다. 한편, 제어신호(b1b2b3)의 모든 비트가 로우-레벨이면, 제1, 제2 전원 스위치(121,122)는 턴-오프 되며, 멀티플렉서(110)로의 전원공급이 차단된다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 전원 스위치(121,122)는, BJT(Bipolar Junction Transistor) 또는 FET(Field Effect Transistor) 등의 트랜지스터로 구현될 수 있다.
상기 멀티플렉서(110)는 배터리부(40)에 내장된 다수의 서미스터(TH1,TH2,..,TH7) 중 하나를 풀업 저항(130)에 선택적으로 접속시킨다. 상기 풀업 저항(130)은 서미스터(TH1,TH2,..,TH7)들과의 전압 배분을 수행하는 기준저항을 의미하며, 이러한 한도에서 특별한 제한은 없다.
상기 풀업 저항(130)은 전원 스위치부(120)를 통하여 전원전압 단자(P)와 연결되어 있다. 상기 풀업 저항(130)의 상류 측은 전원전압 단자(P)에 접속되어 있고, 전원 스위치부(120)의 동작에 따라 풀업 저항(130)으로 전원전압(Vcc)이 공급되거나 전원전압(Vcc)이 차단된다. 전원 스위치부(120)의 온/오프 동작에 따라 풀업 저항(130)과 함께, 멀티플렉서(110)에 의해 선택된 어느 한 서미스터(TH1,TH2,..,TH7)로 전원전압(Vcc)이 공급되고, 이에 따라 풀업 저항(130)과 선택된 서미스터(TH1,TH2,..,TH7) 간에 전압 분배가 수행되고, 서미스터(TH1,TH2,.,TH7)의 온도신호(T1,T2,..,T7)는 멀티플렉서(110)의 출력단자(OUT)를 통하여 제어부(55)로 출력된다.
이때, 전원전압(Vcc)이 공급되는 서미스터(45)는 멀티플렉서(110)에 의해 선택된 하나의 서미스터(45)이며, 선택된 서미스터(45)의 출력신호가 제어부(55)로 출력된다. 멀티플렉서(110)는 제어신호(b1b2b3)에 따라 서미스터들(TH1,TH2,..,TH7)을 순차적으로 선택함으로써 서미스터들(TH1,TH2,..,TH7)의 온도신호(T1,T2,..,T7)를 순차적으로 제어부(55)로 출력한다.
상기 제어부(55)는 서미스터(45)의 온도신호(T1,T2,..,T7)로부터 배터리 유니트(41)의 상태정보를 입수하고, 배터리 유니트(41)의 과열 등의 이상상태나 충전상태 등을 파악하며, 통합 제어기(90)와 협력하여 각 배터리 유니트(41)의 충, 방전동작을 제어한다.
상기 멀티플렉서(110)의 입력단자(IN1,IN2,..,IN7)는 다수의 서미스터들(TH1,TH2,.,TH7)과 연결되어 있다. 상기 서미스터들(TH1,TH2,.,TH7)의 일 측은 멀티플렉서(110)의 입력단자(IN1,IN2,.,IN7)에 접속되어 있으며, 복수의 서미스터들(TH1,TH2,.,TH7)이 각각의 입력단자(IN1,IN2,.,IN7)에 접속되어 있다. 그리고, 서미스터들(TH1,TH2,.,TH7)의 타 측은 접지되어 있다.
상기 멀티플렉서(110)는 복수의 서미스터들(TH1,TH2,.,TH7)의 일단을 멀티플렉싱하는 것에 의해 풀업 저항(130)과 함께 순차적으로 전원전압(Vcc)을 분배시킨다. 상기 멀티플렉서(110)에 의해 선택된 서미스터(TH1,TH2.,TH7)에 의해 분배된 전압은 멀티플렉서(110)의 출력단자(OUT)를 통하여 제어부(55) 등으로 출력된다. 멀티플렉서(110)의 서미스터들(TH1,TH2,.,TH7)에 대한 순차적인 멀티플렉싱에 따라 풀업 저항(130)과 각 서미스터들(TH1,TH2,.,TH7)이 순차적으로 폐회로를 구성하게 된다. 형성된 폐회로는 풀업 저항(130)과 선택된 서미스터(TH1,TH2,.,TH7)에 의해 전원전압(Vcc)의 전압분배를 수행한다.
예를 들어, 멀티플렉서(110)의 제1~제7 입력단자(IN1,IN2,.,IN7)는 각각의 제1~제7 서미스터(TH1,TH2,.,TH7)와 연결되어 있다. 그리고, 멀티플렉서(110)의 출력단자(OUT)는 제어부(55)로 연결될 수 있다. 상기 멀티플렉서(110)는 먹스(MUX) 단자(M1,M2,M3)로 입력되는 제어신호(b1b2b3)에 따라 제1~제7 서미스터들(TH1,TH2.,TH7) 중 어느 하나의 선택된 서미스터(TH1,TH2,.,TH7)와 풀업 저항(130)이 전원전압(Vcc)으로 구동되는 폐회로를 구성한다. 그리고, 멀티플렉서(110)의 출력단자(OUT)를 통하여 풀업 저항(130)과 서미스터(TH1,TH2,.,TH7)의 분압 저항에 의해 전원전압(Vcc)이 분배된 전압이 출력된다.
멀티플렉서(110)로 입력되는 제어신호(b1b2b3)는 선택되는 서미스터(45)를 순차적으로 바꾸게 된다. 예를 들어, 멀티플렉서(110)의 선택동작에 따라 제1 서미스터(TH1), 제2 서미스터(TH2),.., 제7 서미스터(TH7)의 순서대로 풀업 저항(130)과 접속을 이루게 된다.
예를 들어, 상기 멀티플렉서(110)는 제어부(55)로부터 입력되는 제어신호(b1b2b3)와, 각 제어신호(b1b2b3)에 따라 선택되는 서미스터들(45)의 대응관계를 기록한 논리회로로 구현할 수 있다. 이하의 표는 제어신호(b1b2b3)와 선택되는 서미스터(45)들의 대응관계를 예시적으로 보여준다.
제어신호 선택 서미스터 전원 스위치부
0 0 0 없음 OFF
0 0 1 제1 서미스터 ON
0 1 0 제2 서미스터 ON
0 1 1 제3 서미스터 ON
1 0 0 제4 서미스터 ON
1 0 1 제5 서미스터 ON
1 1 0 제6 서미스터 ON
1 1 1 제7 서미스터 ON
예를 들어, 제어신호가 3비트의 이진수로 구성될 때, 000 제어신호는 전원 스위치부(120)를 오프하고 온도검출동작을 수행하지 않는 상태를 지시하고, 001~111까지의 제어신호는 전원 스위치부(120)를 온 시키고 온도검출동작을 수행하되, 제1~제7 서미스터(TH1,TH2,TH3,.,TH7)의 선택을 지시한다
예를 들어, 상기 OOO~111까지의 제어신호는 멀티플렉서(110)에 의해 선택되는 서미스터(TH1,TH2,.,TH7)를 순차적으로 바꾸도록 일정한 시간간격을 두고 연속적으로 변경될 수 있다. 이때, 000 제어신호는 멀티플렉서(110)에 대해 서미스터(45)를 선택하지 않음과 동시에, 전원 스위치부(120)의 오프 동작을 지시하게 된다. 그리고, 001~111까지의 제어신호는 멀티플렉서(110)에 대해 어느 특정한 서미스터(45)를 선택할 것을 지시함과 동시에, 전원 스위치부(120)의 온 동작을 지시하게 된다.
상기 서미스터(45)는 배터리부(40)에서 센싱하고자 하는 온도의 수만큼 배치될 수 있으며, 제어대상이 되는 서미스터(45)의 수에 상응하도록 제어신호를 구성하는 제어비트의 수는 증감될 수 있다.
한편, 도 3에 도시되어 있지는 않지만, 멀티플렉서(110)에서 출력되는 온도신호(T1,T2..)는 고주파 노이즈 성분을 제거하기 위한 필터부, 신호 증폭부, 온도신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 아날로그/디지털 변환부 등의 적정의 가공을 거쳐 제어부(55)로 입력될 수 있다.
본 발명에 의하면, 복수의 배터리 유니트(41)가 내장된 전력저장시스템에 있어서, 복수의 측정위치에서 온도검출을 수행함으로써 배터리 유니트(41)의 현재상태를 정확하게 진단하여 충방전 동작을 정교하게 제어할 수 있다. 특히, 상대적으로 많은 개수의 배터리 유니트(41)가 내장된 전력저장시스템(1)에서는 배터리 유니트(41)의 배치 위치에 따른 온도 편차로 인하여 각 배터리 유니트(41)의 과열 상태를 정확하게 파악하지 못하는 경우가 있다.
본 발명에서는 측정위치를 다양화시킴으로써 각 배터리 유니트(41)의 정확한 온도 상태를 파악하면서도, 각 측정위치에 배치된 서미스터(45)의 구동회로, 측정회로 등을 개별적으로 구성하지 않고 멀티플렉서(110)를 이용하여 단일회로로 구성함으로써 회로규모의 증가를 억제하고 회로소자와 배선 등을 포함하는 전체 회로구성을 소형화 및 단순화시킬 수 있다.
이렇게 복수의 서미스터(45)들에 대해 온도검출회로를 공유시킴으로써 서미스터(45)의 구동회로나 측정회로를 개별적으로 구성하였을 때에 비해, 보다 정확한 온도 측정이 가능하다. 예를 들어, 서미스터(45)의 저항요소와 전압 분배를 수행하는 풀업 저항(130)이 각 서미스터(45)마다 개별적으로 구성될 경우에는 각 풀업 저항(130)의 저항특성에 따라 측정 오차가 발생될 수 있다. 본 발명에서는 서미스터(45)의 저항요소와 전압 분배를 수행하는 풀업 저항(130)을, 모든 서미스터(45)들에 대해 공유시킴으로써 풀업 저항(130)의 저항치에 따른 측정 오차를 원천적으로 방지할 수 있다.
본 발명에 의하면, 온도검출동작이 수행되는 동안에만 간헐적으로 전원전압(Vcc)을 서미스터(45)에 인가함으로써 서미스터(45)에 의해 전원전압(Vcc)으로부터 인출되는 평균전력을 감소시키고, 저 소비 전력화를 도모할 수 있다. 즉, 전원전압(Vcc)과 서미스터(45) 사이에 전원 공급/차단을 위한 전원 스위치부(120)를 개재하고, 제어신호에 따른 전원 스위치부(120)의 온/오프 동작에 의해 온도검출동작이 수행되지 않는 동안의 전력 소모를 억제할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1 : 전력저장시스템 2 : 발전 시스템
3 : 계통 4 : 부하
10 : 전력 변환부 20 : DC 링크부
30 : 양방향 인버터 40 : 배터리부
41 : 배터리 유니트 45 : 서미스터
50 : 배터리 관리 시스템(BMS) 51 : 온도 검출부
55 : 제어부 60 : 양방향 컨버터
80 : 제1 스위치 81 : 제2 스위치
110 : 멀티플렉서 120 : 전원 스위치부
121 : 제1 전원 스위치 122 : 제2 전원 스위치
125 : 연산부 130 : 풀업 저항
140 : 제어신호 입력부 TH1,TH2..,THn : 서미스터
L11,L12,L13,L21,L22,L23 : 데이터 라인

Claims (20)

  1. 다수의 배터리 유니트들;
    상기 배터리 유니트들의 온도를 검출해내기 위한 복수의 서미스터들;
    상기 복수의 서미스터들에 대한 멀티플렉싱을 수행하는 것으로, 선택된 어느 한 서미스터를 기준저항에 대해 접속시키는 멀티플렉서;
    상기 기준저항과 전원전압 단자 사이에 개재되어 전원공급을 단속하는 전원 스위치부; 및
    상기 멀티플렉서 및 전원 스위치부에 대한 제어신호를 수신하는 것으로, 적어도 둘 이상의 제어비트가 입력되는 제어신호 입력부;를 포함하고,
    상기 멀티플렉서가 어느 하나의 서미스터를 선택시, 전원 스위치부는 기준저항과 전원전압 단자 사이를 연결함으로써, 선택된 서미스터는 멀티플렉서 및 전원 스위치부를 통하여 전원전압 단자와 연결되되, 선택되지 않은 서미스터는 전원전압 단자와 단절되며,
    상기 멀티플렉서가 어떠한 서미스터도 선택하지 않는 비선택시에, 상기 전원 스위치부는 상기 기준저항과 전원전압 단자 사이를 차단하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어신호를 전달하는 것으로, 상기 제어신호 입력부로부터 전원 스위치부로 연장되는 제1 전송라인과, 상기 제어신호 입력부로부터 멀티플렉서로 연장되는 제2 전송라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1, 제2 전송라인은 실질적으로 동일한 제어신호를 각 전원 스위치부 또는 멀티플렉서로 전달하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전송라인과 제2 전송라인은 각각의 제어비트를 전송하는 적어도 둘 이상의 데이터 라인들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 전송라인과 제2 전송라인은 상기 제어신호 입력부에서 분기되어 각각 전원 스위치부 또는 멀티플렉서로 연장되는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어신호는 상기 멀티플렉서에 의해 선택되는 서미스터를 순차적으로 바꾸도록 경시적으로 변경되는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전원 스위치부는 상기 제어비트들의 신호에 따라 온/오프 전환되는 적어도 하나의 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전원 스위치부는,
    상기 제어비트들의 신호에 따라 온/오프 전환되는 제1 전원 스위치; 및
    상기 제1 전원 스위치의 온/오프 동작에 연동하여 상기 기준저항과 전원전압 단자 사이를 연결/차단하는 제2 전원 스위치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 전원 스위치부는, 상기 제어비트들의 신호를 조합하여 상기 제1 전원 스위치로 출력하는 연산부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 연산부는, 제어비트들을 입력으로 하여 논리합 연산을 수행하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 연산부는, 각각 제어비트가 입력되며 다이오드가 직렬 연결되어 있고, 출력 측은 서로 결선되어 있는 적어도 둘 이상의 데이터 라인들을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템.
  14. 발전 시스템 및 계통과 연계하여 부하에 전력을 공급하는 전력저장시스템으로서,
    다수의 배터리 유니트들과, 상기 배터리 유니트들의 온도를 검출해내기 위한 복수의 서미스터들을 포함하는 배터리부;
    상기 복수의 서미스터들에 대한 멀티플렉싱을 수행하여, 복수의 서미스터들에 대해 순차적으로 기준저항과 함께 전원전압을 분배시키고, 분압 전압을 출력하는 온도 검출부; 및
    상기 온도 검출부와 통신 가능하게 연결된 제어부;를 포함하고,
    상기 온도 검출부는,
    상기 복수의 서미스터들에 대한 멀티플렉싱을 수행하는 것으로, 선택된 어느 한 서미스터를 기준저항에 대해 접속시키는 멀티플렉서;
    상기 기준저항과 전원전압 단자 사이에 개재되어 전원공급을 단속하는 전원 스위치부; 및
    상기 멀티플렉서 및 전원 스위치부에 대한 제어신호를 수신하는 제어신호 입력부;를 포함하며,
    상기 멀티플렉서가 어느 하나의 서미스터를 선택시, 전원 스위치부는 기준저항과 전원전압 단자 사이를 연결함으로써, 선택된 서미스터는 멀티플렉서 및 전원 스위치부를 통하여 전원전압 단자와 연결되되, 선택되지 않은 서미스터는 전원전압 단자와 단절되며,
    상기 멀티플렉서가 어떠한 서미스터도 선택하지 않는 비선택시에, 상기 전원 스위치부는 상기 기준저항과 전원전압 단자 사이를 차단하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템.
  15. 삭제
  16. 제14항에 있어서,
    상기 멀티플렉서와 전원 스위치부에는 실질적으로 동일한 제어신호가 입력되는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 전원 스위치부는 상기 제어신호에 따라 온/오프 전환되는 적어도 하나의 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 전원 스위치부는,
    상기 제어신호의 각 비트를 조합하여 하이 또는 로우 레벨의 신호를 출력하는 연산부;
    상기 연산부의 출력에 따라 온/오프 전환되는 제1 전원 스위치; 및
    상기 제1 전원 스위치의 온/오프 동작에 연동하여 상기 기준저항과 전원전압 단자 사이를 연결/차단하는 제2 전원 스위치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 발전 시스템에서 출력되는 전압을 직류 링크 전압으로 변환하는 전력 변환부;
    상기 배터리부의 출력 전압과 상기 직류 링크 전압 간의 상호 변환이 가능한 양방향 컨버터;
    상기 직류 링크 전압의 크기를 일정하게 유지하는 DC 링크부;
    상기 직류 링크 전압을 상기 계통의 교류 전압으로 변환하고, 상기 계통의 교류 전압을 상기 직류 링크 전압으로 변환하는 양방향 인버터; 및
    상기 전력 변환부, 상기 양방향 컨버터 및 상기 양방향 인버터를 제어하는 통합 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 통합 제어기는 전력저장시스템의 전력 흐름에 관한 동작 모드를 제어하며, 상기 제어부는 상기 통합 제어기의 제어 하에서 상기 배터리부의 충방전 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 전력저장시스템.
KR1020100091100A 2010-09-16 2010-09-16 전력저장시스템 KR101451806B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100091100A KR101451806B1 (ko) 2010-09-16 2010-09-16 전력저장시스템
US13/082,827 US8872380B2 (en) 2010-09-16 2011-04-08 Energy storage system
CN201110166808.3A CN102403753B (zh) 2010-09-16 2011-06-15 储能系统
JP2011150750A JP5414747B2 (ja) 2010-09-16 2011-07-07 電力貯蔵システム
EP20110181283 EP2432068B1 (en) 2010-09-16 2011-09-14 Energy storage system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100091100A KR101451806B1 (ko) 2010-09-16 2010-09-16 전력저장시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120029500A KR20120029500A (ko) 2012-03-27
KR101451806B1 true KR101451806B1 (ko) 2014-10-17

Family

ID=44763885

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100091100A KR101451806B1 (ko) 2010-09-16 2010-09-16 전력저장시스템

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8872380B2 (ko)
EP (1) EP2432068B1 (ko)
JP (1) JP5414747B2 (ko)
KR (1) KR101451806B1 (ko)
CN (1) CN102403753B (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180079727A (ko) 2017-01-02 2018-07-11 주식회사 엘지화학 온도감지장치의 소비전류 저감 시스템 및 방법
KR20190037883A (ko) 2017-09-29 2019-04-08 현대오트론 주식회사 배터리 관리 시스템 및 그것의 동작 방법

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101156535B1 (ko) * 2010-01-18 2012-06-21 삼성에스디아이 주식회사 전력 저장 장치와 그 동작 방법 및 전력 저장 시스템
US9184605B2 (en) * 2011-03-28 2015-11-10 Changs Ascending Enterprise Co., Ltd. High voltage battery system for vehicle applications
JP6019614B2 (ja) * 2012-02-28 2016-11-02 オムロン株式会社 蓄電制御装置、蓄電制御装置の制御方法、プログラム、および蓄電システム
FR2996694B1 (fr) * 2012-10-04 2015-09-18 Commissariat Energie Atomique Circuit de gestion de la charge d'une batterie
CN103066662B (zh) * 2013-01-07 2015-08-05 雷星亮 应急电源
KR101440427B1 (ko) * 2013-02-04 2014-09-18 숭실대학교산학협력단 신재생 에너지원에 대한 전력 조절 장치
CN105409088A (zh) * 2013-06-13 2016-03-16 上海火亮新能源科技有限公司 电池能量存储系统和控制方法
CN103825333B (zh) * 2014-03-06 2016-05-11 王晓秋 一种蓄电池在线欠压辅助充电控制电路的控制方法
US10797490B2 (en) * 2014-03-26 2020-10-06 Intersil Americas LLC Battery charge system with transition control that protects adapter components when transitioning from battery mode to adapter mode
US9751427B2 (en) * 2014-09-03 2017-09-05 Ford Global Technologies, Llc Vehicle traction battery thermal conditioning
CN105589045B (zh) * 2015-12-10 2019-03-26 哈尔滨工业大学 一种并联电池组过温断路检测方法
US10141776B2 (en) 2016-06-20 2018-11-27 General Electric Company Distribution of power commands in an energy storage system
WO2018028827A1 (de) * 2016-08-12 2018-02-15 Adensis Gmbh Batteriespeichersystem zur speicherung von elektrischer energie und verfahren
JP6639367B2 (ja) * 2016-10-13 2020-02-05 トヨタ自動車株式会社 サテライト基板を用いた車両用電源監視システム
WO2018187912A1 (zh) * 2017-04-10 2018-10-18 深圳古瑞瓦特新能源股份有限公司 一种锂电池储能系统及控制锂电池储能系统的方法
KR102209933B1 (ko) * 2017-10-16 2021-01-29 주식회사 엘지화학 배터리 온도 검출 시스템 및 방법
WO2019145997A1 (ja) * 2018-01-23 2019-08-01 Tdk株式会社 直流給電システム
TWI663809B (zh) * 2018-03-16 2019-06-21 宏碁股份有限公司 具過溫度保護並記錄過溫資訊之充電器
US10978893B2 (en) * 2018-04-12 2021-04-13 Sling Media Pvt. Ltd. Battery safety card
KR102507400B1 (ko) * 2018-05-11 2023-03-06 주식회사 엘지에너지솔루션 온도 측정 회로 진단 장치
JP6932108B2 (ja) * 2018-06-28 2021-09-08 株式会社デンソーテン 制御装置および制御方法
JP7145392B2 (ja) * 2018-11-29 2022-10-03 トヨタ自動車株式会社 電源システム
US11327901B2 (en) * 2019-03-01 2022-05-10 GM Global Technology Operations LLC Modular dynamically allocated capacity storage systems implemented as respective batteries each having multiple source terminals
CN110445230A (zh) * 2019-07-22 2019-11-12 深圳市华思旭科技有限公司 储能电源
CN113258539A (zh) * 2021-04-30 2021-08-13 深圳能芯半导体有限公司 一种锂电池超低功耗模式控制电路和方法
CN113726178B (zh) * 2021-08-31 2023-02-14 华源智信半导体(深圳)有限公司 开关变换器及其检测电路

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980043956A (ko) * 1996-12-05 1998-09-05 박병재 배터리의 온도 변화 모니터링 장치 및 그 방법
KR20030030129A (ko) * 2001-10-08 2003-04-18 강태영 배터리 계측장치 및 방법
KR100389890B1 (ko) * 1995-11-27 2003-09-19 삼성전자주식회사 배터리의전압및온도를측정하는장치
KR20080011657A (ko) * 2005-04-05 2008-02-05 에너지씨에스 멀티플렉서와 스위치 기반 전기화학 셀 감시 및 관리시스템 및 방법

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54128489U (ko) * 1978-02-28 1979-09-06
US4139276A (en) 1978-03-27 1979-02-13 International Business Machines Corporation Electrochromic display devices comprising substituted fluorene compounds
GB9505769D0 (en) 1995-03-22 1995-05-10 Switched Reluctance Drives Ltd Pulsed temperature monitoring circuit and method
JPH1023671A (ja) 1996-07-03 1998-01-23 Omron Corp パワーコンディショナおよび分散型電源システム
JPH11299122A (ja) 1998-02-10 1999-10-29 Denso Corp 充電状態制御方法及び装置
US6215202B1 (en) * 1998-05-21 2001-04-10 Bechtel Enterprises Inc. Shunt connected superconducting energy management system having a single switchable connection to the grid
JP3749963B2 (ja) 1998-06-22 2006-03-01 株式会社デンソー 組み電池の過放電保護装置
JP2000258194A (ja) * 1999-03-05 2000-09-22 Keyence Corp 測定器
US6188189B1 (en) * 1999-12-23 2001-02-13 Analog Devices, Inc. Fan speed control system
JP2001268800A (ja) 2000-03-16 2001-09-28 Kawasaki Steel Corp 太陽光発電制御方法及び装置
US6757590B2 (en) 2001-03-15 2004-06-29 Utc Fuel Cells, Llc Control of multiple fuel cell power plants at a site to provide a distributed resource in a utility grid
EP1311048A3 (en) 2001-11-09 2005-02-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Power controller, power generation system and control method of power controller
JP2004180467A (ja) 2002-11-29 2004-06-24 Hitachi Home & Life Solutions Inc 系統連系形電源システム
JP2005224071A (ja) 2004-02-09 2005-08-18 Denso Corp 電池制御装置
JP2005287091A (ja) 2004-03-26 2005-10-13 Matsushita Electric Works Ltd 充電装置
JP4121511B2 (ja) * 2004-03-30 2008-07-23 三洋電機株式会社 電源装置
KR100677742B1 (ko) 2004-07-23 2007-02-02 삼성전자주식회사 디지털 온도 센서, 디지털 온도 측정 시스템 및 방법
US20060132102A1 (en) 2004-11-10 2006-06-22 Harvey Troy A Maximum power point tracking charge controller for double layer capacitors
JP4514143B2 (ja) 2005-03-31 2010-07-28 本田技研工業株式会社 電源装置およびその制御方法
US20060261783A1 (en) * 2005-05-23 2006-11-23 Paul Gamboa Electronic battery module (EBM) with bidirectional DC-DC converter
US20070029976A1 (en) 2005-07-19 2007-02-08 Garcia Jorge L Method and apparatus for monitoring battery cell temperature
KR100648135B1 (ko) 2005-07-28 2006-11-24 (주)엡스코어 직류전원 보상용 무정전 전원공급장치
JP4553206B2 (ja) 2006-02-07 2010-09-29 国立大学法人 長崎大学 分散型電源配電システムおよび分散型電源装置
KR20080044676A (ko) 2006-11-17 2008-05-21 삼성물산 주식회사 직류컨버터를 이용한 전원공급 시스템
TWI332743B (en) 2006-11-30 2010-11-01 Ind Tech Res Inst Control device and method of renewable energy system signgle-phase power conditioner
JP4837632B2 (ja) 2007-07-24 2011-12-14 フジプレアム株式会社 電力貯蔵型太陽光発電システム
JP2009052991A (ja) 2007-08-24 2009-03-12 Sanyo Electric Co Ltd 車両用の電源装置
US7986539B2 (en) * 2007-09-26 2011-07-26 Enphase Energy, Inc. Method and apparatus for maximum power point tracking in power conversion based on dual feedback loops and power ripples
KR100947038B1 (ko) 2007-10-10 2010-03-23 주식회사 씨엠파트너 최대수요전력 제한 기능을 갖는 하이브리드 유피에스시스템
JP5213412B2 (ja) 2007-10-29 2013-06-19 三洋電機株式会社 電源装置の温度検出方法
JP2009153338A (ja) 2007-12-21 2009-07-09 Panasonic Electric Works Co Ltd 直流配電システム
US20090189574A1 (en) 2008-01-23 2009-07-30 Alpha Technologies, Inc. Simplified maximum power point control utilizing the pv array voltage at the maximum power point
KR101084214B1 (ko) * 2009-12-03 2011-11-18 삼성에스디아이 주식회사 계통 연계형 전력 저장 시스템 및 전력 저장 시스템 제어 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100389890B1 (ko) * 1995-11-27 2003-09-19 삼성전자주식회사 배터리의전압및온도를측정하는장치
KR19980043956A (ko) * 1996-12-05 1998-09-05 박병재 배터리의 온도 변화 모니터링 장치 및 그 방법
KR20030030129A (ko) * 2001-10-08 2003-04-18 강태영 배터리 계측장치 및 방법
KR20080011657A (ko) * 2005-04-05 2008-02-05 에너지씨에스 멀티플렉서와 스위치 기반 전기화학 셀 감시 및 관리시스템 및 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180079727A (ko) 2017-01-02 2018-07-11 주식회사 엘지화학 온도감지장치의 소비전류 저감 시스템 및 방법
KR20190037883A (ko) 2017-09-29 2019-04-08 현대오트론 주식회사 배터리 관리 시스템 및 그것의 동작 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN102403753B (zh) 2015-11-25
EP2432068B1 (en) 2014-03-19
KR20120029500A (ko) 2012-03-27
CN102403753A (zh) 2012-04-04
EP2432068A1 (en) 2012-03-21
JP2012065538A (ja) 2012-03-29
US20120068545A1 (en) 2012-03-22
JP5414747B2 (ja) 2014-02-12
US8872380B2 (en) 2014-10-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101451806B1 (ko) 전력저장시스템
JP6261232B2 (ja) バッテリーパック、バッテリーパックのセルバランシング方法及びこれを含むエネルギー保存システム
KR101463115B1 (ko) 배터리 팩, 배터리 팩의 전압 측정 방법 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템
KR101074785B1 (ko) 배터리 관리 시스템 및 이의 제어 방법, 및 배터리 관리 시스템을 포함한 에너지 저장 시스템
JP6445828B2 (ja) バッテリーパック、バッテリーパックを備えるエネルギー保存システム、バッテリーパックの充電方法
CN103094989B (zh) 用于管理电池单体的方法、以及能量存储系统
US9088164B2 (en) Battery system, controlling method of the same, and power storage system including the battery pack
US9231407B2 (en) Battery system, method of controlling the same, and energy storage system including the battery system
KR101243909B1 (ko) 전력 저장 시스템 및 그 제어 방법
US20150192973A1 (en) Energy management system
US9263776B2 (en) Battery system and energy storage system including the same
CN104701926A (zh) 电池系统和将电池连接到电池系统的方法
KR102234290B1 (ko) 에너지 저장 시스템 및 그의 구동방법
KR101473324B1 (ko) 배터리 관리 장치, 배터리 셀 밸런싱 방법, 및 전력 저장 시스템
KR20170019971A (ko) 배터리 팩 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템
US20140078632A1 (en) Battery pack, controlling method of the same, and energy storage system including the battery pack
US20170141598A1 (en) Electric battery comprising an electronic management system
US9455580B2 (en) Battery management system and method
CN103580108B (zh) 电池组及其单元平衡方法和包括该电池组的能量存储系统
CN201222649Y (zh) 一种可充电池的过放电保护电路
CN117559591A (zh) 电池管理电路和供电设备

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
E90F Notification of reason for final refusal
J201 Request for trial against refusal decision
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20130304

Effective date: 20140825

S901 Examination by remand of revocation
GRNO Decision to grant (after opposition)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170920

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180917

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191001

Year of fee payment: 6