KR101529046B1 - Method and Apparatus for on-line monitoring the life of batteries included in a battery bank - Google Patents

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Abstract

배터리 뱅크에서 수명이 다한 배터리를 효율적으로 식별하는 배터리 뱅크 내의 수명 모니터링 방법이 제시되는데, 일단 초기에는 배터리 뱅크가 수명이 다하였음을 나타내는 기준값이 온도임계치를 결정하고, DC/DC 컨버터로 배터리 뱅크 유닛을 소정의 전류값으로 방전하면서 배터리의 온도를 측정하여 정상동작기준값을 결정한 후 배터리 뱅크가 시스템에 전원을 공급하는 정상동작 중에 DC/DC 컨버터로 배터리를 방전하면서 개별 배터리의 온도를 측정하여 그 값이 정상동작기준값을 대비 온도임계치를 넘어서면 수명이 다한 것으로 판단한다. There is provided a life monitoring method in a battery bank that effectively identifies a battery having an end of life in the battery bank. In the beginning, a reference value indicating that the battery bank has reached the end of its life determines a temperature threshold, and a battery bank unit The battery temperature is measured while the battery is being discharged at a predetermined current value, the normal operation reference value is determined, and the battery is discharged to the DC / DC converter during normal operation in which the battery bank supplies power to the system, If the normal operation reference value exceeds the contrast temperature threshold, it is judged that the service life has expired.

Figure R1020130118728
Figure R1020130118728

Description

배터리 뱅크 내 배터리의 온라인 수명 모니터링 방법 및 장치{Method and Apparatus for on-line monitoring the life of batteries included in a battery bank}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for monitoring the online life of a battery in a battery bank,

본 발명은 배터리 뱅크 유닛의 수명을 온라인으로 모니터링하고 수명이 다한 배터리 뱅크 유닛에서 개별 배터리의 수명을 다시금 체크하여 배터리 뱅크를 효율적으로 사용하기 위한 방법과 장치에 관한 발명이다.The present invention relates to a method and apparatus for monitoring the life of a battery bank unit on-line and reusing the lifetime of each battery in a battery bank unit having a short life span to efficiently use the battery bank.

배터리 뱅크 유닛은 배터리 뱅크라는 규모가 큰 배터리 단위 집합체의 일부를 말한다. 하나의 배터리가 배터리 뱅크 유닛을 이룰 수도 있지만, 보통은 직병렬로 연결된 배터리 다수가 하나의 배터리 뱅크 유닛을 이룬다. 이러한 배터리 뱅크 유닛 다수가 모여 큰 규모의 배터리 뱅크를 이루게 된다. A battery bank unit refers to a part of a large-sized battery unit assembly called a battery bank. Although one battery may constitute a battery bank unit, most of the batteries connected in series and in parallel form one battery bank unit. Many of these battery bank units are assembled to form a large-scale battery bank.

배터리 뱅크 유닛의 집합체인 대규모의 배터리 뱅크는 IDC(인터넷 데이터 센터)나 UPS(무정전 전원장치) 등 산업전기 분야 여러 곳에서 쓰이게 된다. A large battery bank, a collection of battery bank units, is used in many industrial electrical applications, including IDC (Internet Data Center) and UPS (Uninterruptible Power Supply).

배터리 제작 업체의 경우 동일 제작 롯(lot)-예를 들어 일정한 기간과 장소 - 에서 생산된 배터리를 유닛으로서 배터리 뱅크를 이루어 사용하도록 권장하지, 서로 다른 롯에서 생산된 배터리를 함께 배터리 뱅크의 일부로 구성시켜 사용하는 것을 금하고 있다. 즉, 같은 조건에서 배터리를 제작한다 하더라도 몇 달 시간 차이가 생기면 일찍 생산된 것은 후에 생산된 것에 비해 이미 수명이 짧을 수 밖에 없으므로 배터리 뱅크 전체의 수명이 일찍 생산된 배터리에 의해 결정될 수 밖에 없게 된다. In the case of battery manufacturers, it is recommended to use the same production lot (for example, a certain period and place) - a battery bank is used as a unit, and the batteries produced in different lots are configured together as a part of the battery bank Is prohibited. In other words, even if the battery is manufactured under the same conditions, if the time difference is several months, the battery produced earlier is inevitably shorter in life than that produced later, so the battery life of the entire battery bank is determined by the battery produced earlier.

결국 배터리 뱅크의 개별 유닛의 수명이 제대로 모니터링되지 않으면 가장 취약한 배터리 뱅크 유닛의 수명 연한에 따라 배터리 뱅크 대부분의 충전지가 충분히 사용할 수 있음에도 불구하고 전체 배터리 뱅크를 폐기 및 교체할 수 밖에 없는 것이 산업계의 현실이다. As a result, if the life span of the individual unit of the battery bank is not properly monitored, the entire battery bank can not be used or replaced even though most of the battery banks can be used according to the life of the weakest battery bank unit. to be.

따라서, 배터리 뱅크 유닛이 개별적으로 착탈 가능하고 이들 배터리 뱅크 유닛의 수명이 제대로 모니터링될 수 있다면 배터리 뱅크를 효율적으로 사용하며 배터리 뱅크로 인한 비용도 감소시킬 수 있을 것이다. 또한, 수명에 이상이 있는 배터리 뱅크 유닛을 식별하면서 동시에 배터리 뱅크 유닛 내에서 어떤 개별 배터리가 이상이 있는지를 최종적으로 판별해 낼 수 있다면 더욱 배터리 활용 면에서 효과적일 것이다. Thus, if the battery bank units are individually detachable and the life spans of these battery bank units can be properly monitored, the battery bank can be used efficiently and the cost due to the battery bank can be reduced. In addition, it would be more effective in terms of battery utilization if it is possible to identify the battery bank unit that is defective in its lifetime and to finally determine which individual battery in the battery bank unit is defective.

현재 산업계에서는 개별적으로 배터리 뱅크 유닛을 시스템에서 분리하여 독립적으로 사용가능 여부를 판단하는 정도로 수명진단을 수행하고 있다. 예를 들어 분리한 배터리 뱅크 유닛의 저항을 측정하여 원래 최초 사용개시 시점의 저항값의 150% 이내이면 경고 상태로 파악하고, 측정된 저항이 최초 사용개시 시점 저항값의 200% 이상이면 이상이 있는 배터리 뱅크 유닛을 판단하여 이를 폐기한다.Currently, the industry is conducting a life-time diagnosis to separate the battery bank unit from the system and judge whether it can be used independently. For example, if the resistance of the separated battery bank unit is measured, it is regarded as a warning state if it is within 150% of the resistance value at the start of the first use. If the measured resistance is more than 200% The battery bank unit is determined and discarded.

이러한 방식은 사용자로 하여금 매번 시스템에서 배터리 뱅크 유닛을 분리해야 하는 번거러움을 초래할 뿐만 아니라 시스템 동작도 정지시켜야 하는 불편함 역시 피할 수 없다. 따라서, 시스템 운전을 정지하지 않고 배터리 뱅크 유닛을 시스템으로부터 분리하지 않으면서 시스템 동작과 함께 실시간으로 온라인 상으로 개별 배터리 뱅크 유닛의 수명 정보를 모니터링 하고 배터리 뱅크 유닛 내에서 최종적으로 어떤 개별 배터리가 이상이 있는지를 판별해 내는 것이 필요하다.This method not only inconveniences the user from having to separate the battery bank unit from the system every time, but also inconveniences that the system operation must be stopped. Therefore, it is possible to monitor the life information of each individual battery bank unit on-line in real time together with the system operation without disconnecting the battery bank unit from the system without stopping the system operation, and finally, It is necessary to distinguish whether

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 대용량의 전원을 공급하는 배터리 뱅크의 수명을 효율적으로 모니터링하기 위해 배터리 뱅크 내 배터리의 수명을 개별적으로 모니터링하는 방법을 제공하는데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for individually monitoring the life of a battery in a battery bank to efficiently monitor the life of the battery bank that supplies a large amount of power.

또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 대용량의 전원을 공급하는 배터리 뱅크의 수명을 효율적으로 관리하기 위하여 배터리 뱅크 내 배터리 수명을 모니터링 하여 배터리 뱅크 유지에 소요되는 비용을 절감할 수 있는 배터리 뱅크 내 배터리의 수명 모니터링 장치를 제공하는데 있다. It is another object of the present invention to provide a battery in a battery bank that can monitor the life of the battery in the battery bank to reduce the cost of maintaining the battery bank to effectively manage the life of the battery bank that supplies a large amount of power, And a monitoring device for monitoring the life of the device.

상기의 과제를 해결하기 위한 배터리 수명 모니터링 방법으로서 배터리가 수명이 다하였음을 나타내는 기준값인 온도임계치를 결정하고, DC/DC 컨버터로 배터리 뱅크 유닛을 소정의 전류값으로 방전하면서 상기 배터리 뱅크 유닛에 포함된 배터리 각각의 온도를 측정하여 정상동작기준값을 결정하는 단계; N(N은 1이상의 자연수)개의 배터리 뱅크 유닛 중 하나의 배터리 뱅크 유닛을 선택하여 DC/DC 컨버터를 통해 충전 후 소정 전류값으로 방전시키면서 상기 선택된 배터리 뱅크 유닛 내의 배터리 각각의 온도를 측정하는 단계를 포함하되, 나머지 N-1개의 배터리 뱅크 유닛 중 적어도 일부는 시스템에 전원을 공급하는 정상동작을 수행하고, 및 상기 측정된 온도와 상기 정상동작기준값과의 차이가 상기 온도임계치를 넘어선 배터리를 식별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 뱅크 내의 배터리 수명 모니터링 방법이 제공된다. In order to solve the above problems, a battery life monitoring method includes determining a temperature threshold, which is a reference value indicating that the battery has reached the end of its life, and discharging the battery bank unit into the battery bank unit while discharging the battery bank unit to a predetermined current value with a DC / Determining a normal operation reference value by measuring a temperature of each battery; Selecting one battery bank unit among N (N is a natural number equal to or greater than 1) battery bank units and discharging the battery bank unit through a DC / DC converter to a predetermined current value, and measuring the temperature of each battery in the selected battery bank unit Wherein at least some of the remaining N-1 battery bank units perform a normal operation of supplying power to the system, and wherein a difference between the measured temperature and the normal operating reference value identifies a battery that exceeds the temperature threshold A method for monitoring battery life in a battery bank is provided.

바람직하게는 배터리 뱅크 유닛의 수명 특성값에 대한 수명 임계치를 결정하고, a) 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 중 하나의 배터리 뱅크 유닛을 선택하여 DC/DC 컨버터를 통해 충전 후 방전시키킬 때에 상기 선택된 배터리 뱅크 유닛의 초기 수명 특성값을 결정하는 단계; 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 각각의 초기 수명 특성값이 결정될 때까지 a)단계를 반복하고, 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛을 상기 DC/DC 컨버터를 통해 방전시키면서 수명 특성값이 상기 수명 임계치에 도달한 배터리 뱅크 유닛을 식별하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, a lifetime threshold value for the lifetime characteristic value of the battery bank unit is determined, and when a battery bank unit of one of the N battery bank units is selected and discharged via the DC / DC converter, Determining an initial lifetime characteristic value of the bank unit; The method comprising: a) repeating a) until an initial lifetime characteristic value of each of the N battery bank units is determined, discharging the N battery bank units through the DC / DC converter, Further comprising the step of identifying the bank unit.

바람직하게 상기 초기 수명 특성값은 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 각각이 일정 전류 출력을 유지하며 방전되는데 있어서 소정 전압에 다다르는 시간 혹은 완전 방전까지 소요되는 시간으로 결정되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the initial lifetime characteristic value is determined as a time required to reach a predetermined voltage or a time required for a complete discharge in discharging while maintaining the constant current output of each of the N battery bank units.

바람직하게, 상기 수명 임계치는 상기 초기 수명 특성값보다 작은 소정의 시간값으로 결정되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the life threshold value is determined as a predetermined time value smaller than the initial life property value.

바람직하게, 상기 초기 수명 특성값은 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 각각이 일정 전류 출력을 유지하며 방전되는데 있어서 완전 방전되는 시점 또는 소정 전압에 이르는 시점까지 방전된 총 에너지량으로 결정되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the initial lifetime characteristic value is determined as a total amount of energy discharged until a time point when the N battery bank units are discharged with a constant current output, until the battery is fully discharged or reaches a predetermined voltage.

바람직하게, 상기 수명 임계치는 상기 초기 수명 특성값보다 작은 소정의 총 에너지량으로 결정되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the lifetime threshold value is determined as a predetermined total energy amount smaller than the initial lifetime characteristic value.

바람직하게, 상기 배터리 뱅크 유닛을 식별하는 단계는 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 중 하나의 배터리 뱅크 유닛을 구별하여 상기 DC/DC 컨버터를 통해 완전 충전 후 완전 방전시키면서 상기 구별된 배터리 뱅크 유닛이 상기 수명 임계치를 만족하는지 여부를 판단하여 식별하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the step of identifying the battery bank unit distinguishes one of the N battery bank units and completely discharges the battery bank unit through the DC / DC converter after the battery is fully charged, Is satisfied or not.

바람직하게, 상기 배터리 각각의 정상동작기준값은 상기 배터리에 상기 DC/DC 컨버터를 통해 소정의 전류를 흘리면서 상기 배터리 온도가 포화점에 이른 온도와 주변온도와의 차이값으로 결정되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the normal operation reference value of each of the batteries is determined as a difference value between a temperature at which the battery temperature reaches a saturation point and an ambient temperature while a predetermined current is passed through the DC / DC converter to the battery.

바람직하게, 상기 식별된 배터리를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the method further comprises displaying the identified battery.

상기의 또 다른 과제를 해결하기 위한 배터리 뱅크 내 배터리의 수명 모니터링 장치로서, N(N은 1 이상의 자연수)개의 배터리 뱅크 유닛을 포함하되 하나의 배터리 뱅크 유닛은 복수의 배터리를 포함하고, 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛에 각각 연결되면서 상기 연결된 배터리 뱅크 유닛을 각각 충전 또는 방전시키는 N개의 DC/DC 컨버터; 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 중 어느 하나의 배터리 뱅크 유닛이 선택되어 상기 배터리 뱅크 유닛에 연결된 DC/DC 컨버터가 상기 배터리 뱅크 유닛을 충전 후 소정의 전류값으로 방전할 때에 상기 배터리 뱅크 유닛이 포함하는 배터리 각각의 온도를 측정하여 상기 배터리 각각의 정상동작기준값 및 상기 배터리 각각이 수명이 다하였음을 판단하는 기준값인 온도임계치를 결정하는 배터리 관리 장치를 포함하되, 상기 배터리 관리 장치는 N개의 배터리 뱅크 유닛 중 적어도 일부가 시스템에 전원을 공급하는 동안 다시 하나의 배터리 뱅크 유닛을 선택하여 상기 배터리 뱅크 유닛에 연결된 DC/DC 컨버터를 통해 상기 선택된 배터리 뱅크 유닛을 충전 후 소정의 전류값으로 방전하는 동안 상기 배터리 뱅크 유닛에 포함된 배터리 각각의 온도를 측정하여 상기 측정된 온도가 배터리 각각의 정상동작기준값 대비 온도임계치를 넘어서는 배터리를 식별하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for monitoring the life of a battery in a battery bank, the apparatus comprising: a battery bank unit including N (N is a natural number equal to or greater than 1) battery banks, N DC / DC converters respectively connected to the battery bank units to charge or discharge the connected battery bank units, respectively; When any of the N battery bank units is selected and a DC / DC converter connected to the battery bank unit discharges the battery bank unit to a predetermined current value after charging the battery bank unit, a battery included in the battery bank unit And a battery management device for determining a normal operation reference value of each of the batteries and a temperature threshold value, which is a reference value for determining whether the battery has reached the end of its life, by measuring the temperature of each of the N battery bank units While at least partly supplying power to the system, selecting one battery bank unit and discharging the selected battery bank unit through a DC / DC converter connected to the battery bank unit and discharging the battery bank unit to a predetermined current value, The temperature of each of the batteries included in the unit is measured, And the battery is characterized in that the measured temperature exceeds a temperature threshold value of each battery relative to a normal operation reference value.

바람직하게는, 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 중 순차적으로 하나씩 선택하여 완전 충전 후 완전 방전시키면서 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛의 초기 수명 특성값을 결정하는 마스터 컨트롤러를 더 포함하되, 상기 마스터 컨트롤러는 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛의 수명 특성값에 대한 수명 임계치를 결정하고 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 중 상기 수명 특성값이 상기 수명 임계치에 도달한 배터리 뱅크 유닛을 식별하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the master controller further comprises a master controller for selecting one of the N battery bank units sequentially and determining the initial lifetime characteristic value of the N battery bank units while performing a full charge and a full discharge, And determines a life threshold value for the life characteristic value of the battery bank unit and identifies the battery bank unit in which the life characteristic value of the N battery bank units reaches the life threshold value.

바람직하게는, 상기 초기 수명 특성값은 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 각각이 소정의 전류값을 유지하며 방전되는데 있어서 소정 전압에 다다르는 시간으로 결정되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the initial lifetime characteristic value is determined as a time to reach a predetermined voltage in discharging while maintaining each of the N battery bank units at a predetermined current value.

바람직하게는, 상기 수명 임계치는 상기 초기 수명 특성값보다 작은 소정의 시간값인 것을 특징으로 한다. Preferably, the life threshold value is a predetermined time value smaller than the initial life property value.

바람직하게는, 상기 초기 수명 특성값은 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 각각이 소정의 전류값을 유지하며 방전되는데 있어서 완전 방전되는 시점 또는 소정 전압에 이르는 시점까지 방전된 총 에너지량을 합산하여 결정되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the initial lifetime characteristic value is determined by summing up the total amount of energy discharged to the time point when the N battery bank units maintain a predetermined current value and when they are completely discharged or reach the predetermined voltage .

바람직하게는, 상기 수명 임계치는 상기 초기 수명 특성값보다 작은 소정의 값인 것을 특징으로 한다. Preferably, the life threshold value is a predetermined value smaller than the initial life property value.

바람직하게는, 상기 마스터 컨트롤러가 상기 수명 임계치에 도달한 배터리 뱅크 유닛을 식별하는 것은 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 중 하나의 배터리 뱅크 유닛을 구별하여 완전 충전 후 상기 구별된 배터리 뱅크 유닛을 상기 배터리 뱅크 유닛에 연결된 DC/DC 컨버터를 통해 완전 방전시키면서 상기 구별된 배터리 뱅크 유닛의 수명 특성값이 상기 수명 임계치를 만족하는지 여부를 판단하여 상기 배터리 뱅크 유닛을 식별하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the identification of the battery bank unit having reached the lifetime threshold value by the master controller distinguishes one of the N battery bank units and, after full charging, distinguishes the identified battery bank unit from the battery bank unit The controller determines whether the life characteristic value of the distinguished battery bank unit satisfies the life threshold value by completely discharging the battery bank unit through the DC / DC converter connected to the battery bank unit.

바람직하게는, 상기 정상동작기준값은 상기 배터리 온도가 포화점에 이른 온도와 주변온도와의 차이값으로 결정되는 것을 특징으로 한다. Preferably, the normal operation reference value is determined as a difference between a temperature at which the battery temperature reaches a saturation point and an ambient temperature.

바람직하게는, 상기 식별된 배터리를 디스플레이하는 디스플레이 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. Preferably, the display device further comprises a display device for displaying the identified battery.

상기의 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위한 배터리 뱅크 내 배터리의 수명 모니터링 장치는, N(N은 1 이상)개의 배터리 뱅크 유닛을 포함하되 하나의 배터리 뱅크 유닛은 복수의 배터리를 포함하고, 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 각각에 연결되는 스위치; 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛을 충전 또는 방전시키는 DC/DC 컨버터; 상기 DC/DC 컨버터가 방전하기 위해 선택된 배터리 뱅크 유닛과 상기 DC/DC 컨버터를 상기 스위치를 통해 연결하도록 하는 절환기; 및 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛을 구성하는 개별 배터리 각각의 정상동작기준값 및 상기 개별 배터리가 수명이 다하였음을 나타내는 온도임계치를 결정하고, 상기 개별 배터리 온도를 측정하여 상기 측정된 온도가 상기 각각의 정상동작기준값 대비 상기 온도임계치를 넘어서는 배터리를 식별하는 배터리 관리 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for monitoring the life of a battery in a battery bank, the apparatus comprising: N (N is one or more) battery bank units, one battery bank unit including a plurality of batteries, A switch connected to each of the battery bank units; A DC / DC converter for charging or discharging the N battery bank units; A switch for connecting the DC / DC converter with the selected battery bank unit for discharging the DC / DC converter through the switch; And determining a normal operation reference value of each of the individual batteries constituting the N battery bank units and a temperature threshold indicating that the individual batteries have reached the end of life, measuring the individual battery temperature, And a battery management device for identifying a battery that exceeds the temperature threshold value with respect to the operation reference value.

본 발명에 따른 일측면에 따르면 복수의 배터리 뱅크 유닛으로 구성된 배터리 뱅크로 시스템에 안정적인 전원을 공급하면서 일부의 배터리 뱅크 유닛을 따로 제어하여 DC/DC 컨버터로 충전 및 방전 동작을 수행함으로써 개별적인 배터리 뱅크 유닛의 수명을 온라인으로 모니터링 할 수 있다. 또한, 수명이 다한 배터리 뱅크 유닛 내에서도 개별 배터리의 온도를 모니터링하여 이상이 있는 특정 배터리를 식별하여 교체 대상인 배터리를 식별하여 배터리 뱅크 전체 수명을 효율적으로 관리할 수 있다.According to one aspect of the present invention, a stable battery voltage is supplied to a system using a battery bank composed of a plurality of battery bank units, and a part of battery bank units are separately controlled to perform charging and discharging operations by a DC / DC converter, Can be monitored online. In addition, even in a battery bank unit having a short life span, the temperature of each battery can be monitored to identify a specific battery with a problem, thereby identifying a battery to be replaced, thereby efficiently managing the life of the battery bank.

도 1은 배터리 뱅크 유닛을 포함하는 배터리 뱅크의 전기적 연결을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 효율적인 배터리 뱅크 내 배터리의 수명 모니터링을 위한 전체 시스템도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 효율적인 배터리 뱅크 내 배터리의 수명 모니터링을 위한 전체 시스템도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일실시예에 따라 개별 배터리 수명 모니터링을 위한 배터리의 정상동작기준값과 비정상온도임계치를 나타내는 그래프이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일실시예에 따라 초기 수명 특성값과 수명 임계치에 대한 관계를 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 승강압형 DC/DC 컨버터 회로의 일례이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 효율적인 배터리 수명 모니터링을 위한 방법을 보여주는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따라 효율적인 배터리 및 배터리 뱅크 유닛 수명 모니터링을 위한 방법을 보여주는 순서도이다.1 shows an electrical connection of a battery bank including a battery bank unit.
2 is an overall system diagram for monitoring the life of a battery in an efficient battery bank according to an embodiment of the present invention.
3 is an overall system diagram for monitoring the life of a battery in an efficient battery bank according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 4A through 4C are graphs showing a normal operation reference value and an abnormal temperature threshold value of a battery for monitoring individual battery life according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIGS. 5A through 5C are graphs showing the relationship between the initial lifetime characteristic value and the lifetime threshold according to an embodiment of the present invention. FIG.
6 is an example of a lift-up / down type DC / DC converter circuit according to an embodiment of the present invention.
7 is a flow chart illustrating a method for efficient battery life monitoring in accordance with an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart showing a method for efficiently monitoring the life of a battery and a battery bank unit according to another embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함된다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Like reference numerals designate like elements throughout the specification. It is to be understood that the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification.

배터리 뱅크 유닛은 일단 본 발명의 일실시예를 기술하기 위한 편의 상 배터리 뱅크의 일부로서 착탈가능한 일단위 유닛을 일컫는 것으로 한다. 배터리 뱅크 유닛은 하나의 배터리일 수도 있고 다수의 배터리가 직렬 및/또는 병렬로 전기적으로 연결된 집합체일 수 있으나 통상적으로는 다수의 개별 배터리가 연결된 일단위 유닛을 지칭한다. 하나의 배터리 뱅크의 구성요소가 되는 각각의 배터리 뱅크 유닛은 에너지 용량이 비슷하고 출력전압도 상당한 정도로 서로 동일한 것이 바람직하다. The battery bank unit is referred to as a unit unit which is detachable as a part of the battery bank once for convenience of describing an embodiment of the present invention. The battery bank unit may be a single battery or a plurality of batteries may be an aggregate electrically connected in series and / or in parallel, but usually refers to a single unit to which a plurality of individual batteries are connected. It is preferable that each of the battery bank units constituting one battery bank have a similar energy capacity and the output voltages are substantially equal to each other.

도 1을 참조하여 기존의 배터리 뱅크 유닛의 수명을 모니터링하는 방법은 다음과 같다. Referring to FIG. 1, a method of monitoring the lifetime of a conventional battery bank unit is as follows.

배터리 뱅크(100)는 다수의 배터리 뱅크 유닛(101, 109)을 포함하고 있다. 배터리 뱅크(100)는 보통 전체 용량을 늘리기 위해서 다수의 배터리 뱅크 유닛을 병렬로 연결한다. 배터리 뱅크의 전압은 배터리 뱅크 유닛의 전압과 동일한 것이 일반적이다. 하지만 복수의 배터리 뱅크 유닛이 직렬로 연결되어 배터리 뱅크의 출력 전압이 승압될 수 있음은 당연하다.The battery bank 100 includes a plurality of battery bank units 101 and 109. The battery bank 100 normally connects a plurality of battery bank units in parallel in order to increase the total capacity. The voltage of the battery bank is generally the same as the voltage of the battery bank unit. However, it is natural that a plurality of battery bank units may be connected in series and the output voltage of the battery bank may be boosted.

배터리 뱅크 유닛 하나가 예를 들어 100V의 전압을 출력하고자 하는데 연결될 수 있는 개별 배터리(1011)의 전압이 5V이면 개별 배터리는 직렬로 20개가 연결되어야 하고, 충분한 시간동안 배터리 뱅크가 전원을 지속적으로 공급하기 위해서는 직렬로 20개가 연결된 단위인 배터리 뱅크 유닛이 병렬로 다수가 연결되어야 한다. If one battery bank unit wants to output a voltage of 100V, for example, if the voltage of the individual battery 1011 that can be connected is 5V, then 20 individual batteries must be connected in series, and the battery bank must continuously supply power A plurality of battery bank units having 20 units connected in series should be connected in parallel.

배터리 뱅크 유닛(101)의 수명이 다해서 교체를 위해 배터리 뱅크 유닛을 착탈하기 위해서는 보통 시스템에 전원을 공급하는 배터리 뱅크(100) 전체의 전기적 연결을 끊고 배터리 뱅크 유닛(101)을 배터리 뱅크로부터 분리한다. 다음으로 배터리 뱅크 유닛을 충전 후 자체 방전시켜 얼마 시간 동안 소정의 방전 레벨을 유지하는지를 체크한다. 그 다음 체크 결과에 따라 배터리 뱅크 유닛(101)의 수명이 어느 정도 남아있는지를 예측하고 다시 배터리 뱅크(100)에 재장착한다. 그런데, 이러한 방식으로는 실시간으로 배터리 뱅크 유닛의 수명이 어느 정도 남아 있는지 체크할 수 없고 그 결과 전체 배터리 뱅크(100)를 언제까지 사용할 수 있을지를 효율적으로 예측하기는 더더욱 어렵다. 더군다나 배터리 뱅크 유닛(101)은 다수의 개별 배터리를 포함하므로, 하나의 배터리 뱅크 유닛 내에서 어떤 개별 배터리가 수명이 다하였는지는 더더욱 파악하기 쉽지 않다. In order to remove the battery bank unit 101 from the battery bank unit 101 due to the lifetime of the battery bank unit 101, the battery bank unit 101 is generally disconnected from the battery bank by electrically disconnecting the entire battery bank 100 supplying power to the system . Next, it is checked whether the predetermined discharge level is maintained for a certain time by self-discharging after charging the battery bank unit. Then, according to the result of the check, it is predicted how long the life of the battery bank unit 101 remains, and the battery bank 100 is re-mounted again. However, in this way, it is not possible to check how long the life of the battery bank unit remains in real time, and as a result, it is even more difficult to efficiently predict how long the entire battery bank 100 can be used. Furthermore, since the battery bank unit 101 includes a plurality of individual batteries, it is not easy to understand which individual battery has reached its end of life in one battery bank unit.

이와 같이 배터리 뱅크를 구성하는 개별 배터리 뱅크 유닛 및 배터리 뱅크 유닛에 포함된 개별 배터리의 수명을 시스템 운영 도중 실시간으로 모니터링 할 수 없으므로 사용자는 단순히 경험적으로 수명 연한이 짧은 배터리 뱅크 유닛 혹은 배터리에 맞춰 전체 배터리 뱅크를 교체하는 경우가 비일비재하다. 배터리 뱅크에 아직도 충분히 사용 가능한 배터리 및 배터리 뱅크 유닛이 다수 있을 수 있음에도 불구하고 이러한 방식은 비용적으로 비효율적이다. Since the life of the individual batteries included in the individual battery bank units and the battery bank units constituting the battery bank can not be monitored in real time during the operation of the system, the user can simply use the battery bank unit having a short life span or the battery The case of replacing a bank is inevitable. Although there may be many battery and battery bank units still fully available in the battery bank, this approach is costly inefficiency.

최근 배터리로 많이 사용되고 있는 리튬 이온 혹은 리튬 폴리머 배터리는 과충전, 과전류 통류 시 폭발 위험이 보고되고 있는데, 이러한 위험은 다수의 배터리를 포함하는 배터리 뱅크 유닛에 대하여 개별 배터리에 대한 수명 모니터링 및 제어가 필요한 이유를 설명해준다.Recently, lithium-ion or lithium polymer batteries, which are widely used as batteries, are reported to explode when they are overcharged or overcurrent. This risk is due to the necessity of monitoring and controlling the lifetime of individual batteries for battery bank units containing many batteries .

도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 효율적인 배터리 뱅크 내의 배터리 수명 모니터링을 위한 전체 시스템도이다.2 is an overall system diagram for monitoring battery life within an efficient battery bank, in accordance with an embodiment of the present invention.

기본적으로 본 발명의 일실시예에 따르면, 배터리 뱅크가 시스템에 설치되었을 때, 별도의 배터리 뱅크 유닛의 착탈없이 개별 배터리마다 개별 배터리를 관리하는 배터리 관리 장치를 통해 배터리의 정상동작기준값 데이터를 저장한 후 비정상 동작이라고 판단될 수 있는 온도로 상승하는 경우 수명이 다한 것으로 판단하여 이를 구별해 내는 배터리 수명 모니터링 방법을 제시한다. 또한, 개별 배터리 뿐 만 아니라 배터리 뱅크 유닛마다 최대 에너지 저장능력을 검출하여 이를 데이터로 저장하고, 시간의 흐름에 따라 각 배터리 뱅크 유닛의 에너지 저장 감소 정도를 온라인으로 측정하여 사용자에게 향후 잉여 수명정도의 정보를 전달함으로써 효율적인 대용량 배터리의 운용방법도 제시한다.Basically, according to an embodiment of the present invention, when the battery bank is installed in the system, the normal operation reference value data of the battery is stored through the battery management device that manages individual batteries for each individual battery without detachment of the separate battery bank unit When the temperature of the battery reaches a temperature that can be determined as abnormal operation, it is determined that the battery life has expired and a battery life monitoring method is described. In addition, not only the individual battery but also the maximum energy storage capacity per battery bank unit is detected and stored as data, and the degree of energy saving reduction of each battery bank unit is measured online over time, It also suggests how to operate an efficient large-capacity battery by transmitting information.

도 2를 참조하면 PC(240)를 통해 사용자는 전체 시스템에 명령과 상태 모니터링이 가능하다. PC(240)를 통해 사용자의 명령(command)이 입력되면 마스터 컨트롤러(210)는 전체 시스템 동작을 제어한다. 특별히 마스터 컨트롤러(210)는 통신을 통해 하나의 배터리 뱅크 유닛(101, 103, 109)에 연결된 각각의 DC/DC 컨버터(221, 223, 229)의 전력변환 스위칭을 제어한다. 즉, 마스터 컨트롤러(210)는 DC/DC 컨버터(221, 223, 229) 에 전압 지령과 전류 지령 등의 게이트 명령 신호를 발생시킬 수 있다. 이 때 통신은 다중 멀티 드롭이 가능한 RS-485와 같은 통신 프로토콜이 적합할 것이다. RS-485외에도 멀티 드롭이 가능한 어떤 방식의 통신 프로토콜도 사용될 수 있다. Referring to FIG. 2, the user can monitor commands and status of the entire system through the PC 240. When a user's command is input through the PC 240, the master controller 210 controls the entire system operation. Specifically, the master controller 210 controls the power conversion switching of each of the DC / DC converters 221, 223, and 229 connected to one battery bank unit 101, 103, and 109 through communication. That is, the master controller 210 can generate a gate command signal such as a voltage command and a current command to the DC / DC converters 221, 223, and 229. At this time, communication will be suitable for communication protocols such as RS-485, which can be multi-dropable. In addition to RS-485, any type of communication protocol capable of multi-drop can be used.

배터리 뱅크(100)는 다수의 배터리 뱅크 유닛(101, 103, 109)으로 이루어진다. 일단 설명의 편의 상 도 2의 배터리 뱅크(100)에 포함된 배터리 뱅크 유닛의 수를 11개라고 하자. The battery bank 100 includes a plurality of battery bank units 101, 103, and 109. For convenience of explanation, let the number of battery bank units included in the battery bank 100 of FIG. 2 be 11.

일실시예로써, 하나의 배터리 뱅크 유닛의 양단 전압이 200V라고 하면 배터리 뱅크(100)는 배터리 뱅크 유닛 각각을 병렬로 연결하였다고 가정할 때 역시나 200V 출력이 가능하다. 그런데, 본 발명의 일실시예 상 적어도 하나의 배터리 뱅크 유닛은 DC/DC 컨버터 동작에 의해 수명 모니터링 상태에 있다고 가정하기 때문에 실제로 배터리 뱅크의 출력에 기여하는 배터리 뱅크 유닛은 최대 10개가 되고 하나의 배터리 뱅크 유닛은 DC/DC 컨버터에 의해 분리 제어되어 수명 모니터링이 수행된다. 이러한 방식에 의하여 본 발명의 일실시예에 따른 시스템은 배터리 수명 모니터링을 위해 시스템을 정지할 필요없이 정상적으로 배터리 뱅크가 시스템에 전원을 공급하는 상태에서 온라인 상으로 DC/DC 컨버터를 통해 개별 배터리의 수명 모니터링이 가능하다.Assuming that both ends of one battery bank unit are 200V, assuming that the battery bank 100 connects each of the battery bank units in parallel, it is also possible to output 200V. However, since at least one battery bank unit is assumed to be in the lifetime monitoring state by the DC / DC converter operation in the embodiment of the present invention, the number of battery bank units contributing to the output of the battery bank actually becomes 10, The bank unit is separated and controlled by a DC / DC converter to perform lifetime monitoring. In this way, the system according to an embodiment of the present invention can maintain the life of the individual battery through the DC / DC converter on-line while the battery bank normally supplies power to the system without stopping the system for battery life monitoring Monitoring is possible.

배터리를 구입한 최초 시점에서 일단 마스터 컨트롤러(210)는 배터리 뱅크(100)의 배터리 뱅크 유닛 중 어느 하나 - 설명의 편의 상 101 배터리 뱅크 유닛 - 를 선택하였다고 가정하자. 마스터 컨트롤러(210)는 DC/DC 컨버터를 통해 배터리 뱅크 유닛(101)의 개별 배터리를 완전 충전 후 방전시킨다. 이 때 배터리 관리 장치(111, 121, 191)는 주변 온도 대비 배터리가 온도가 상승할 때 포화점에 오를 때까지 기다려 배터리 각각의 포화점 온도를 측정하여 정상동작기준값으로 저장한다. 이 때 개별 배터리의 정상동작기준값은 절대적인 온도를 사용할 수도 있지만, 주변온도 대비 상승폭 온도로 저장하는 것이 바람직하다. 왜냐하면 환경이 바뀌어 주변온도가 변해도 정상동작기준값을 그대로 사용할 수 있는 장점이 있기 때문이다. 예를 들어 배터리 뱅크 유닛(101)의 배터리 1011은 주변온도 28도 대비 30도 상승폭으로 정상동작기준값 값을 가질 수 있는데 이 때, 배터리 관리 장치(111)는 온도 센서를 통해 이러한 정상동작기준값 값을 측정한다. 또 배터리 1012는 주변온도 28도 대비 32도 상승폭으로 정상동작기준값 값을 가질 수 있는데, 이 때 배터리 관리 장치(121)는 마찬가지로 온도 센서를 통해 배터리 1012의 정상동작기준값 값을 측정한다. 배터리마다 정상동작기준값 값이 조금씩 차이가 날 수 있는데, 이는 배터리마다의 ESR(Equivalent Series Resistance)의 차이 때문이다. 즉, 같은 조건에서 정상동작기준값이 조금 큰 값을 가지는 배터리는 다른 배터리보다 ESR이 조금 더 크다는 것을 간접적으로 알 수 있다.It is assumed that at the beginning of the purchase of the battery, the master controller 210 has selected one of the battery bank units of the battery bank 100 - the battery bank unit 101 for convenience of explanation. The master controller 210 discharges the individual batteries of the battery bank unit 101 through the DC / DC converter after a full charge. At this time, the battery management devices 111, 121, and 191 wait until the saturation point is reached when the temperature of the battery rises with respect to the ambient temperature, and measure the saturation point temperatures of the respective batteries and store them as a normal operation reference value. At this time, although the absolute temperature can be used as the normal operation reference value of the individual battery, it is preferable to store the temperature as the rising temperature relative to the ambient temperature. This is because, even if the environment changes and the ambient temperature changes, the normal operation reference value can be used as it is. For example, the battery 1011 of the battery bank unit 101 may have a normal operation reference value at a 30-degree rise relative to the ambient temperature of 28 degrees. At this time, the battery management unit 111 may calculate the normal operation reference value . Also, the battery 1012 can have a normal operation reference value at an ambient temperature of 28 degrees with a 32 degree rise. At this time, the battery management device 121 measures the normal operation reference value of the battery 1012 through the temperature sensor. The normal operation reference value may be slightly different for each battery because of the difference in ESR (Equivalent Series Resistance) of each battery. That is, a battery having a slightly larger value of the normal operation reference value under the same condition can indirectly show that the ESR is slightly larger than that of the other battery.

배터리 수명이 다하면 이 ESR이 증가하게 되는데, ESR의 증가는 배터리 충전/방전 시 배터리 온도가 비정상적으로 상승하는 결과를 초래한다. 따라서, DC/DC 컨버터(221)를 통해 배터리 뱅크 유닛(101)을 동작시켜 개별 배터리(1011, 1012, 1019)를 소정의 전류값으로 방전시켜 포화되는 온도를 배터리 관리 장치(111, 121, 191)가 모니터링한다. 만일 측정되는 온도가 배터리 초기에 측정하여 둔 정상동작기준값 대비 배터리가 수명이 다한 것으로 판단되는 소정의 온도임계치를 벗어나게 되면 배터리 수명이 다한 것으로 판단할 수 있다. 앞선 예에서 배터리 1011은 주변온도 28도 대비 30도 정상동작기준값 값을 가지는데, 만일 온도임계치는 150%가 설정되어 정상동작기준값 30도 대비 측정되는 배터리 온도가 50도라면 30도의 150%인 45도를 넘어서 해당 배터리 수명이 다한 것으로 판단된다. 배터리 관리 장치(111)는 따라서 배터리 1011의 수명이 다한 것을 마스터 컨트롤러(210)에 알려주고 마스터 컨트롤러(210)는 개별 배터리 식별번호 - 예를 들면 10번 배터리 뱅크 유닛의 1번 배터리 - 를 디스플레이하여 사용자로 하여금 정확한 교체 대상 배터리를 알려준다.As the battery life expires, this ESR increases. An increase in ESR results in an abnormally high battery temperature during battery charge / discharge. Therefore, by operating the battery bank unit 101 through the DC / DC converter 221 and discharging the individual batteries 1011, 1012, and 1019 to a predetermined current value, the saturating temperatures are stored in the battery management units 111, 121, and 191 ). If the measured temperature deviates from a predetermined temperature threshold that is determined to be the end of the life of the battery with respect to the normal operation reference value measured at the beginning of the battery, it can be determined that the battery life has expired. In the previous example, the battery 1011 has a normal operation reference value of 30 degrees relative to the ambient temperature of 28 degrees. If the temperature threshold is 150%, and the battery temperature measured at 30 degrees is 50 degrees, It is judged that the battery life has expired. The battery management device 111 thus informs the master controller 210 that the battery 1011 has reached the end of its life, and the master controller 210 displays an individual battery identification number, for example, the battery # 1 of the battery bank unit 10, To indicate the correct replacement battery.

정상동작기준값을 절대온도가 아닌 주변온도(Ambient Temperature) 대비 상대온도값을 취하는 이유는 앞서 언급한 바와 같이 배터리 뱅크의 수명 모니터링을 하는 동안 배터리 뱅크 주변온도가 언제든지 변할 수 있기 때문이다. 따라서, 정상동작기준값은 주변온도 대비 차이값인 상대온도 값으로 정하는 것이 바람직하다. 또한 위 예에서 온도임계치를 150%로 설정하였는데, 온도임계치는 더 높은 값 - 예를 들어 200% - 으로 설정하여 수명 임계치에 이른 것으로 판단할 수 있다. 온도임계치는 백분율 뿐만 아니라 상대온도 값으로 설정할 수도 있다. 위 예에서 온도임계치를 예를 들어 30으로 설정하여 정상동작기준값값과 비교할 수 있다. 즉, 배터리 동작 중 측정한 온도와 정상동작기준값을 비교한 결과 그 차이값이 30이 넘는 시간이 소정의 시간동안 계속되면 해당 배터리는 수명이 다한 것으로 판단할 수 있다. 물론 온도임계치는 여러 실험과 경험 상 적정값을 사용자가 선택하는 것이 바람직하다.The reason for taking the normal operation reference value as the relative temperature value relative to the ambient temperature rather than the absolute temperature is that the battery bank ambient temperature can be changed at any time during the life monitoring of the battery bank as mentioned above. Therefore, it is preferable that the normal operation reference value is defined as a relative temperature value which is a difference with respect to the ambient temperature. Also, in the above example, the temperature threshold is set to 150%, and the temperature threshold is set to a higher value - for example, 200% - to determine that the life threshold has been reached. The temperature threshold can be set to a relative temperature value as well as a percentage. In the above example, the temperature threshold value may be set to, for example, 30 to compare with the normal operation reference value. That is, when the temperature measured during the battery operation is compared with the normal operation reference value, if the time difference exceeds 30, the battery can be determined to have reached the end of its life. Of course, it is desirable for the user to select appropriate values of the temperature threshold for various experiments and experience.

이러한 주변 온도 대비 개별 배터리의 온도 차이를 통해 수명을 모니터링하기 위한 그래프가 도 4a 내지 도 4c에 도시되어 있다. A graph for monitoring the lifetime through the temperature difference of the individual batteries with respect to the ambient temperature is shown in Figs. 4A to 4C.

도 4a에서는 최초 배터리 사용 시 주변온도(Tamb, 410) 대비 소정시간 동안 DC/DC 컨버터를 통해 배터리를 충전 후 소정의 전류로 방전하여 배터리 온도(Tbat, 420)가 포화점(421)에 다다를 때까지 동작시키면서 정상동작기준값을 결정하는 것을 도시한다. 배터리 온도(420)가 포화점(421)에 다다르면 주변온도(410) 대비 온도차(△Tnorm, 430)를 결정한다. 본 발명의 일실시예에 의하면 이 온도차이가 해당 배터리의 정상동작기준값으로 결정된다.In FIG. 4A, when the first battery is used, the battery is charged through the DC / DC converter for a predetermined time with respect to the ambient temperature (Tamb) 410 and then discharged to a predetermined current. When the battery temperature Tbat 420 reaches the saturation point 421 And the normal operation reference value is determined. When the battery temperature 420 reaches the saturation point 421, the temperature difference ΔTnorm 430 is determined with respect to the ambient temperature 410. According to an embodiment of the present invention, the temperature difference is determined as a normal operation reference value of the battery.

도 4b에서는 본 발명의 일실시예에 따라 배터리 사용이 반복되는 경우에 있어서 시스템을 운전하면서 DC/DC 컨버터를 통해 배터리를 충전 후 소정 전류로 방전하면서 배터리 온도(Tbat)를 측정하고 이를 통해 개별 배터리의 수명 모니터링을 하는 경우의 그래프를 도시한다. In FIG. 4B, the battery temperature Tbat is measured while charging the battery through the DC / DC converter while discharging the battery through the DC / DC converter while the system is being operated in the repeated use of the battery according to an embodiment of the present invention, In the case of monitoring the lifetime of the battery.

배터리의 온도는 배터리의 잦은 사용으로 인해 내부 ESR 증가로 인해 포화점에 이르는 온도(△T1)가 상승하게 된다. 현재 포화점에 이르는 온도(△T1)는 정상동작기준값(△Tnorm) 대비 온도임계치(△Tt)에 다다르지 않았다. 따라서 아직은 배터리 수명이 다하지 않은 것으로 판단할 수 있다. The temperature of the battery increases due to the frequent use of the battery and the temperature (ΔT1) reaching the saturation point due to the increase of internal ESR. The temperature? T1 reaching the current saturation point does not reach the temperature threshold? Tt with respect to the normal operation reference value? Tnorm. Therefore, it can be judged that the battery life is not yet complete.

도 4c에서는 본 발명의 일실시예에 따라 배터리 사용이 반복되는 경우에 있어서 시스템을 운전하면서 DC/DC 컨버터를 통해 배터리를 충전 후 소정 전류로 방전하면서 배터리 온도(Tbat)를 측정하고 이를 통해 개별 배터리의 수명 모니터링을 하는 또 다른 경우의 그래프를 도시한다. 배터리는 방전 뿐 아니라 충전 시에도 당연히 전류 흐름에 의해 내부 열이 발생하므로 소정의 전류로 방전하는 방식에 의해 온도를 측정할 수도 있지만 충전 시에도 동일한 온도 측정을 통한 수명 모니터링이 가능하다.In FIG. 4C, the battery temperature Tbat is measured while charging the battery through the DC / DC converter while discharging the battery through the DC / DC converter while the system is being operated in the repeated use of the battery according to an embodiment of the present invention, Lt; RTI ID = 0.0 > a < / RTI > lifetime. Since the internal heat is generated by the current flow naturally when the battery is charged as well as the discharge, the temperature can be measured by discharging at a predetermined current. However, the life can be monitored through the same temperature measurement even when charging.

앞선 실시예에서와 마찬가지로 DC/DC 컨버터로 소정의 전류로 충전 또는 방전할 때 배터리 온도(Tbat)를 측정하여 수명이 다하였는지 여부를 판단한다. 온도 측정을 위해 온도센서가 사용될 것이다. 방전(혹은 충전 시) 배터리 온도(Tbat)는 일정 시간이 경과하면 주변온도 대비 포화점에 다다르게 되는데 이 때 온도(△T2)와 정상동작기준값(△Tnorm) 차이를 비교한 결과 도 4c에서는 이 차이값이 온도임계치(△Tt)를 초과하였다. 따라서 이 배터리는 수명이 다하였다고 판단하게 된다. The battery temperature Tbat is measured when the DC / DC converter is charged or discharged with a predetermined current, as in the previous embodiment, and it is determined whether the battery life has expired. A temperature sensor will be used for temperature measurement. The battery temperature (Tbat) reaches the saturation point with respect to the ambient temperature after a predetermined time elapses. At this time, the difference between the temperature (ΔT2) and the normal operation reference value (ΔTnorm) The value exceeded the temperature threshold [Delta] Tt. Therefore, it is determined that the battery has reached the end of its life.

위 설명에서는 개별 배터리의 온도를 측정하여 배터리의 수명을 판단하는 방법을 제시하였는데, 개별 배터리의 수명을 판단하기에 앞서 개별 배터리가 속한 배터리 뱅크 유닛의 수명을 일차적으로 판단하고 그 다음 개별 배터리의 수명을 판단하는 방법을 아래에서 설명하도록 한다. In the above description, a method of determining the life of the battery by measuring the temperature of the individual battery is proposed. Prior to determining the lifetime of the individual battery, the lifetime of the battery bank unit to which the individual battery belongs is firstly determined, As shown in FIG.

도 2로 돌아가면 일단 마스터 컨트롤러(210)는 배터리 뱅크(100)의 배터리 뱅크 유닛 중 하나- 설명의 편의 상 101 배터리 뱅크 유닛-를 선택하였다고 가정하자. 마스터 컨트롤러(210)는 DC/DC 컨버터(221)를 통해 배터리 뱅크 유닛(101)을 완전 충전 후 방전시키면서 선택된 배터리 뱅크 유닛(101)의 초기 수명 특성값을 결정한다. 2, it is assumed that the master controller 210 selects one of the battery bank units of the battery bank 100 - the battery bank unit 101 for convenience of explanation. The master controller 210 determines the initial life characteristic value of the selected battery bank unit 101 by discharging the battery bank unit 101 through the DC / DC converter 221 after the full charge.

초기 수명 특성값은 배터리 뱅크 유닛(101)이 일정 전류를 유지하며 방전되는데 있어서 소정 전압에 다다르는 시간으로 결정할 수 있다. 예를 들면 DC/DC 컨버터(221)를 통해 50A 전류를 유지하면서 방전할 때, 예를 들어 배터리 뱅크 유닛의 기본 출력 전압 200V이 강하하여 190V(5% 감압)로 떨어질 때까지 걸리는 시간으로 초기 수명 특성값을 설정할 수 있다. The initial lifetime characteristic value may be determined as a time to reach a predetermined voltage in discharging while maintaining the constant current of the battery bank unit 101. [ For example, when discharging while maintaining the current of 50 A through the DC / DC converter 221, for example, the time required for the basic output voltage 200 V of the battery bank unit to fall to 190 V (5% reduced pressure) You can set property values.

초기 수명 특성값을 정하는 다른 일실시예로는 총 방전 에너지량을 택하는 것이다. 즉, 배터리 뱅크 유닛을 완전 충전 후 완전 방전될 때까지 시간을 측정하는 것이다. DC/DC 컨버터를 통해서 배터리 뱅크 유닛으로부터 일정값의 전류를 출력시키도록 하여 최종적으로 완전 방전될 때까지의 시간을 측정하여 이를 초기 수명 특성값으로 한다. Another embodiment for determining the initial lifetime characteristic value is to select the total discharge energy amount. That is, the time is measured until the battery bank unit is completely discharged after being fully charged. A predetermined value of current is outputted from the battery bank unit through the DC / DC converter, and the time until the final discharge is finally measured is determined as the initial life characteristic value.

완전 방전은 여기서 배터리 뱅크 유닛에서 전하가 완전히 빠져나오는 것을 의미할 수도 있고, 아니면 배터리 뱅크 유닛의 출력 전압이 사용자가 정한 소정 레벨로 강하하는 것을 의미할 수도 있다. 완전 방전 시의 전압을 보통 방전종지 전압이라 한다. The full discharge may mean that the charge is completely discharged from the battery bank unit, or the output voltage of the battery bank unit may drop to a predetermined level set by the user. The voltage at the time of complete discharge is referred to as a normal discharge end voltage.

마스터 컨트롤러(210)는 모든 배터리 뱅크 유닛을 순차적으로 완전 충전 및 완전 방전하는 등의 방법으로 초기 수명 특성값을 측정하여 이를 마스터 컨트롤러 내지는 시스템 내부의 메모리(도시되지 않음)에 저장하여 놓는다. 하나의 배터리 뱅크 유닛의 초기 수명 특성값을 측정할 때 다른 나머지 배터리 뱅크 유닛은 시스템에 전원을 공급하는 정상동작을 하도록 하여 시스템을 멈추지 않고 온라인으로 수명을 모니터링 할 수 있도록 한다. 따라서, 이러한 목적 상 본 발명의 일실시예 따른 배터리 뱅크 유닛은 시스템이 요구하는 배터리 뱅크 유닛 숫자보다 적어도 한 개 이상을 더 구비하여 놓는다. The master controller 210 measures the initial lifetime characteristic value by, for example, sequentially and completely discharging all the battery bank units, and stores it in a memory (not shown) in the master controller or the system. When measuring the initial lifetime characteristic value of one battery bank unit, the remaining battery bank units perform a normal operation of supplying power to the system so that the lifetime can be monitored online without stopping the system. Therefore, for this purpose, the battery bank unit according to an embodiment of the present invention further includes at least one or more than the number of battery bank units required by the system.

수명 임계치는 해당 배터리 뱅크 유닛의 사양에 맞추어 미리 설정하여 놓는다. 예를 들어 초기 수명 특성값이 총 방전 에너지량으로서 출력 전류 50A일 때 완전 방전까지의 시간이라고 하면 수명 임계치는 초기 수명 특성값보다도 작은 값일 것이고 사용자가 선택하는 "해당 배터리 뱅크 유닛이 정상적인 동작을 수행하는 것으로 인식되는 시간"을 수명 임계치로 선택할 수 있다. 초기 수명 특성값과 수명 임계치의 설명을 위해 도 5를 참조하도록 한다. The life threshold is set in advance according to the specification of the battery bank unit. For example, if the initial lifetime characteristic value is the total discharge energy amount and the output current is 50 A, then the lifetime threshold value will be a value smaller than the initial lifetime characteristic value. If the user selects "the battery bank unit performs a normal operation Quot; the time recognized as "the lifetime threshold value ". Reference is made to Fig. 5 for the description of the initial lifetime characteristic value and the lifetime threshold.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 일실시예에 따라 초기 수명 특성값과 수명 임계치에 대한 관계를 도시한 그래프이다. FIGS. 5A through 5C are graphs showing the relationship between the initial lifetime characteristic value and the lifetime threshold according to an embodiment of the present invention. FIG.

먼저 도 5a는 방전시간 대비 배터리 뱅크 유닛을 1회 충전 시 에너지 사용 가능량을 나타내는 그래프이다. 도 5a에서 Y축은 배터리 뱅크 유닛 1회 충전 시 에너지 사용 가능량(Er)을 나타낸다. X 축은 배터리 뱅크 유닛의 방전 시간이다. First, FIG. 5A is a graph showing the energy use amount when the battery bank unit is charged once to the discharge time. 5A, the Y axis represents the energy availability (Er) at the time of one charge of the battery bank unit. The X axis is the discharge time of the battery bank unit.

501 의 경우 배터리 뱅크 유닛의 초기 상태로서 배터리 뱅크 유닛은 최대 수명을 가진 상태이고 방전까지는 T3까지 가장 긴 시간이 유지된다. 물론 이 때 방전되는 에너지는 시간당 동일해야 한다. 501 is the initial state of the battery bank unit, and the battery bank unit has the maximum lifetime and the longest time until the discharge is sustained to T3. Of course, the energy discharged at this time must be the same per hour.

배터리 뱅크 유닛의 사용이 많아질수록 수명은 점점 줄어들기 시작하여 1회 충전 시 에너지 사용 가능량 Er은 최초 최대 수명(Emax)값에서 점점 수명 종료(Eend) 값으로 옮겨가고, 배터리 뱅크 유닛의 수명은 다해가면서 그래프는 501 --> 503으로 점차 옮겨간다. 방전 시간은 T3 --> T1으로 점점 짧아진다.As the use of the battery bank unit increases, the service life begins to gradually decrease. As a result, the energy availability Er is shifted from the initial maximum life (Emax) value to the end of life (Eend) value at the time of one charge, and the life of the battery bank unit As you go along, the graph gradually moves to 501 -> 503. Discharge time is gradually shortened to T3 -> T1.

그래프에서 운전 시 배터리 뱅크 유닛에서 공급할 수 있는 에너지량은 원래 배터리 뱅크 유닛으로부터의 출력전압과 출력전류 및 지속시간의 곱이지만, 만일 출력전류가 일정하다면 상수로서 출력전압과 시간의 곱으로만 계산하여도 상관없다. 배터리 뱅크 유닛이 완충되면 아직 방전이 이루어지지 않은 t=0 시점에서 잔존 에너지는 최대 충전 에너지 상태(Eend ≤ Er ≤Emax)에 있다. 일정한 전류로 DC/DC 컨버터에 의해 방전이 이루어지게 되면 1회 충전 에너지 사용 가능량은 점점 줄어들게 되고 배터리 뱅크 유닛의 최초 완전 충전 후 완전 방전까지는 t=T(T1 ≤ T ≤ T3)의 시간이 걸리고 따라서 이 때 초기 수명 특성값은 T3이 된다. 설명의 편의를 위해 해당 배터리 뱅크 유닛에는 수명 특성값이 있어서, 이 수명 특성값은 이제 T3이다.  The amount of energy that can be supplied from the battery bank unit during operation in the graph is the product of the output voltage from the original battery bank unit multiplied by the output current and duration, but if the output current is constant, . When the battery bank unit is fully charged, the remaining energy is at the maximum charge energy state (Eend < = Er < = Emma) at t = 0, When the DC / DC converter discharges at a constant current, the usable amount of one charge energy gradually decreases, and it takes time t = T (T1 ≤ T ≤ T3) from the first full charge to the complete discharge of the battery bank unit At this time, the initial lifetime characteristic value becomes T3. For convenience of explanation, the battery bank unit has a life characteristic value, which is now T3.

수명 특성값을 시간값이 아닌 에너지값으로 취하고자 한다면 Er, T와 원점이 이루는 삼각형의 면적(총 방전 에너지량)을 수명 특성값으로 정할 수 있다. If the life characteristic value is taken as an energy value instead of a time value, the area of the triangle formed by Er, T and the origin (total discharge energy amount) can be defined as the life characteristic value.

배터리 뱅크 유닛의 사용빈도가 높아지면 1회 충전 시 에너지 사용 가능량이 줄어들게 되고 초기 수명 특성값을 측정할 때와 동일한 조건으로 방전할 때 완전 방전되는 시점은 T3에 비해 점점 T2, T1로 작아지게 된다. 즉, 시간이 지나면 수명 특성값은 T3 -> T2 -> T1이 된다. 사용자는 특정 배터리 뱅크 유닛의 수명 특성값이 T1 이하가 되면 배터리 뱅크 유닛으로서의 수명이 한계에 달하였다고 보고 T1를 수명 임계치로 정할 수 있다. 또는 Eend, T1 및 원점이 이루는 삼각형의 면적을 수명 임계치로 정할 수 있다. 수명 특성값인 삼각형의 면적이 Eend, T1 및 원점이 이루는 삼각형 면적에 다다르게 되면 마스터 컨트롤러(210)는 배터리 뱅크 유닛의 수명이 다한 것으로 판단하게 된다. When the frequency of use of the battery bank unit is increased, the energy use amount is reduced at the time of one charge, and when discharging under the same condition as that of the measurement of the initial life characteristic value, . That is, the lifetime characteristic value becomes T3 -> T2 -> T1 over time. The user can set T1 as the lifetime threshold value when the lifetime characteristic value of the specific battery bank unit becomes T1 or less and the lifetime as the battery bank unit reaches the limit. Alternatively, the area of the triangle formed by Eend, T1, and the origin can be defined as the lifetime threshold. When the area of the triangle as the lifetime characteristic value reaches the triangle area formed by Eend, T1 and the origin, the master controller 210 determines that the battery bank unit has reached the end of its life.

또 다른 실시예로 초기 수명 특성값이 정해지면 수명 임계치는 이 초기 수명 특성값의 일정 비율로 정할 수 있다. 즉, 배터리 뱅크 유닛 사용 경험에 따라 초기 수명 특성값 대비 수명 특성값이 예로써 70%에 이르게 되면 배터리 뱅크 유닛의 수명이 다한 것으로 보고 수명 임계치를 결정할 수도 있다. 위의 일정 비율은 배터리 종류나 시스템 운전 조건에 따라 다르게 설정할 수도 있을 것이다.In another embodiment, if the initial lifetime characteristic value is determined, the lifetime threshold value may be set to a certain ratio of the initial lifetime characteristic value. That is, depending on the experience of using the battery bank unit, if the lifetime characteristic value relative to the initial lifetime characteristic value reaches 70% as an example, the lifetime of the battery bank unit is considered to be exhausted and the lifetime threshold value may be determined. The above ratio may be set differently depending on the type of battery or the operating condition of the system.

도 5b는 시간이 경과함에 따른 배터리 뱅크 유닛의 최대 보존 에너지량을 나타내는 그래프이다. 도 5b를 참조하면 Y축은 배터리 에너지량이고 X축은 배터리 사용시간이다. 배터리 뱅크 유닛을 사용하면서 시간이 지나면 그래프는 점점 X축의 수명종료 시점으로 옮겨가게 된다. 배터리 사용시간이 점점 누적되어 값이 커지면 배터리 에너지량 - 즉, 에너지를 배터리 뱅크 유닛에 보존할 수 있는 양-은 점점 줄어들게 된다. 시간이 지나 어느 시점에서 하나의 배터리 뱅크 유닛이 수명종료 시점에 다다르면 보존할 수 있는 에너지량은 최소 에너지량이 되고 그 배터리 뱅크 유닛은 더 이상 사용하기에 부적합한 배터리 뱅크 유닛이 되므로 교체하여야 한다. 물론 앞선 실시예를 통해서 개별 배터리의 온도를 측정하는 배터리 관리 장치에 의해 그 중에서도 어느 배터리의 수명이 다했는지를 정확히 파악하여 배터리 뱅크 유닛의 다수의 배터리 중 어느 배터리가 수명이 다하였는지를 정확히 판단할 수 있어서 배터리 뱅크 유닛 전체가 아닌 수명이 다한 일부의 배터리만 교체할 수 있다.FIG. 5B is a graph showing the maximum stored energy amount of the battery bank unit over time. FIG. Referring to FIG. 5B, the Y axis represents battery energy and the X axis represents battery usage time. Over time, using the battery bank unit, the graph gradually moves to the end of life on the X axis. As the battery usage time increases and the value increases, the amount of battery energy - that is, the amount of energy that can be stored in the battery bank unit - is gradually reduced. At a certain point in time, when one battery bank unit reaches its end of life, the amount of energy that can be stored is the minimum amount of energy, and the battery bank unit becomes a battery bank unit that is no longer suitable for use. Of course, in the battery management apparatus for measuring the temperature of each battery, it is possible to precisely determine which one of the plurality of batteries of the battery bank unit has reached the end of its life , It is possible to replace only some of the batteries that have reached the end of their life, not the entire battery bank unit.

도 5c는 배터리 뱅크 유닛이 방전 종지전압에 이르기까지의 시간 동안 충전전압의 변화를 나타내는 그래프이다.5C is a graph showing a change in the charging voltage during a period of time until the battery bank unit reaches the discharge end voltage.

도 5c에서 Y축은 배터리 뱅크 유닛의 충전전압 값이고, X축은 방전시간이다. 방전이 진행될 수록 배터리 뱅크 유닛의 출력 전압은 기울어진 S 자 형을 보여준다. 즉, 일정 시간까지 충전전압에서 전압강하 값이 크지 않다가 일정 방전 시간이 넘어서면 급격하게 방전 종지전압에 다다르게 된다.5C, the Y-axis is the charging voltage value of the battery bank unit, and the X-axis is the discharging time. As the discharge progresses, the output voltage of the battery bank unit shows a slanted S-shape. That is, the voltage drop value at the charging voltage is not large until a predetermined time, but when the discharge time is exceeded, the discharge end voltage suddenly reaches the discharge end voltage.

다시 도 2로 돌아가서 좀더 상세히 설명하도록 한다. 마스터 컨트롤러(210)는 배터리 뱅크 유닛(101, 103, 109) 전체에 대해 순차적으로 초기 수명 특성값을 측정하는 것을 완료하였으면, 주기적으로 배터리 뱅크 유닛(101, 103, 109)에 대하여 완전 충전 및 완전 방전을 수행하면서 특정 배터리 뱅크 유닛 대비 수명 특성값이 초기 수명 특성값으로부터 점점 작아져 이 값이 수명 임계치에 도달하는지를 모니터링하게 된다. 초기 수명 특성값을 측정할 때나 특정 배터리 뱅크 유닛이 수명 임계치에 도달하는지를 측정할 때나 모두 특정 배터리 뱅크 유닛은 나머지 배터리 뱅크 유닛들이 시스템에 전원을 공급하는 정상 동작을 하는 동안 이들 정상 동작을 하는 배터리 뱅크 유닛들로부터 분리되어 제어된다. 즉, 나머지 배터리 뱅크 유닛이 전원을 공급하는 정상 동작을 하고 해당 배터리 뱅크 유닛은 DC/DC 컨버터(221, 223, 229)중 어느 하나를 통해 전원(260)과 정류회로(270)를 통해 완전 충전된다. Let's go back to Figure 2 and explain it in more detail. When the master controller 210 has completed measuring the initial life characteristic values sequentially for all of the battery bank units 101, 103 and 109, the master controller 210 periodically performs full charge and full discharge for the battery bank units 101, The life characteristic value of the specific battery bank unit is gradually decreased from the initial life characteristic value to monitor whether the life characteristic value reaches the life threshold value. When measuring the initial lifetime characteristic value or when measuring whether a particular battery bank unit has reached its lifetime threshold, the particular battery bank unit is in the normal operation mode in which the remaining battery bank units supply power to the system, Is controlled separately from the units. That is, the remaining battery bank unit performs a normal operation of supplying power, and the corresponding battery bank unit is fully charged through the power source 260 and the rectifier circuit 270 through any one of the DC / DC converters 221, 223, do.

완전 방전 역시 배터리 뱅크 유닛으로부터 DC/DC 컨버터(221, 223, 229)중 어느 하나를 통해 이루어진다. 예로써, 배터리 뱅크 유닛 모두의 초기 수명 특성값이 저장된 상태이고 이제 각 배터리 뱅크 유닛들이 수명 임계치에 도달하였는지를 측정하고자 한다. 배터리 뱅크 유닛들은 시스템에 전원을 공급하는 정상동작을 수행하고 103 배터리 뱅크 유닛의 수명 임계치 도달여부를 측정하고자 한다. 103 배터리 뱅크 유닛은 전기적으로 DC/DC 컨버터(223)에 의해 방전된다. 방전 경로는 SW(250)가 닫히고 인버터(280)와 부하(290)를 통해 방전되는 경로이다. 이는 일실시예일 뿐이며, 예를 들어 스마트 그리드 응용으로 전력계통에서 다른 전원 소스에 전원을 공급하는 방식으로 방전이 이루어질 수도 있다. 다만, 조건은 초기 수명 특성값을 측정할 때와 같이 일정한 전류값으로 방전하는 동일 조건 유지가 필요하다.The full discharge is also performed from any one of the DC / DC converters 221, 223, and 229 from the battery bank unit. By way of example, the initial lifetime characteristic values of all of the battery bank units are stored, and it is now desired to measure whether each battery bank unit has reached its lifetime threshold. The battery bank units perform the normal operation of supplying power to the system and attempt to measure the lifetime threshold of 103 battery bank units. The battery bank unit 103 is electrically discharged by the DC / DC converter 223. The discharge path is a path through which the SW 250 is closed and discharged through the inverter 280 and the load 290. This is only an example, and discharging may be accomplished in a way, for example, by powering other power sources in the power system with smart grid applications. However, it is necessary to maintain the same condition of discharging at a constant current value as in measuring the initial life characteristic value.

만일 103 배터리 뱅크 유닛의 수명 특성값이 초기 수명 특성값에 비해 수명 임계치에 도달하지 않았다고 판단되면 103 배터리 뱅크 유닛을 스위치를 통해 다른 배터리 뱅크 유닛에 연결시켜서 시스템 전원 공급에 기여하도록 하고 동시에 105 배터리 뱅크 유닛을 스위치 절환을 통해 시스템에 전원을 공급하는 상태에서 분리한다. 이제, DC/DC 컨버터(225)를 통해 배터리 뱅크 유닛 105는 방전 동작을 수행한다. 측정 결과 105 배터리 뱅크 유닛의 수명 특성값이 수명 임계치 이하의 값을 나타내는 것으로 측정되었다. 이제 수명이 다한 105 배터리 뱅크 유닛은 마스터 컨트롤러(210)에 의해 식별되어 디스플레이에(230)에 표시되고 사용자가 이를 인지한다. 배터리 뱅크(100)에서 105 배터리 뱅크 유닛은 수명이 거의 다한 것으로 파악되므로 사용자는 필요에 따라 105 배터리 뱅크 유닛 만을 다른 배터리 뱅크 유닛으로 교체할 수 있다. If it is determined that the life characteristic value of the battery bank unit 103 does not reach the life threshold value with respect to the initial life characteristic value, the battery bank unit 103 may be connected to another battery bank unit through the switch to contribute to the system power supply, Disconnect the unit from the power supply to the system via switch-over. Now, through the DC / DC converter 225, the battery bank unit 105 performs a discharging operation. Measurement result 105 The life characteristic value of the battery bank unit was measured to represent a value below the life threshold value. The battery bank unit 105, which has reached the end of its life, is now identified by the master controller 210 and displayed on the display 230, and the user is aware of this. Since 105 battery bank units in the battery bank 100 are considered to be almost full, the user can replace only 105 battery bank units with other battery bank units as needed.

디스플레이(230)는 사용자 인터페이스 편의에 맞추어 터치 디스플레이를 채용할 수도 있다.The display 230 may employ a touch display in accordance with the user interface convenience.

위 실시예에서는 총 11개의 배터리 뱅크 유닛을 준비하여 10개는 시스템에 전원을 공급하는 정상 동작을 하는데 사용하고 1개의 배터리 뱅크 유닛은 순차적으로 돌아가면서 수명 특성값을 측정하는데 사용하는 일례를 기술하였다. 사용자의 선택에 따라서는 예를 들어 정상 동작을 위한 배터리 뱅크 유닛의 숫자보다 충분히 많은 숫자의 배터리 뱅크 유닛을 전기적으로 언제든지 절환하여 연결될 수 있도록 준비하는 것도 좋은 방법이다. In the above embodiment, a total of eleven battery bank units are prepared, ten are used for normal operation to supply power to the system, and one battery bank unit is used to sequentially measure the lifetime characteristic value . Depending on the user's selection, for example, it is also a good idea to prepare a battery bank unit that is sufficiently larger than the number of battery bank units for normal operation to be electrically connected at any time to be connected.

예를 들어 총 10개의 배터리 뱅크 유닛이 필요한 시스템에서 배터리 뱅크 유닛 15개를 준비해 놓는다. 15개의 배터리 뱅크 유닛 전체의 초기 수명 특성값은 앞선 설명에서와 같이 구하여 시스템의 메모리에 저장하여 놓는다. 다만, 이 중 4개의 배터리 뱅크 유닛은 사용하지 않고 언제든지 대체할 수 있도록 준비만 해 놓는다. 만일 1개의 배터리 뱅크 유닛의 수명이 다한 것으로 판단되었을 때, 마스터 컨트롤러는 스위치 절환을 통해 수명이 다한 배터리 뱅크 유닛은 전기적으로 더 이상 연결하지 않고 쓰지 않고 준비해 두었던 나머지 4개의 배터리 뱅크 유닛 중 하나를 이제 배터리 뱅크의 일 구성요소 배터리 뱅크 유닛으로 자동 편입시킨다. 운전 중 또 다른 배터리 뱅크 유닛의 수명이 다한 것으로 판단되면 사용자는 이제 남아있는 3개의 여유분 대체 배터리 뱅크 유닛 중 하나를 배터리 뱅크의 일 구성요소 배터리 뱅크 유닛으로 편입시킨다. 물론 대체 배터리 뱅크 유닛 중 하나를 배터리 뱅크의 일 구성요소 배터리 뱅크 유닛으로 편입시킬 때 자동으로 할 수도 있지만 사용자의 이벤트에 의해 편입시킬 수도 있다. 즉, 사용자가 디스플레이를 통해 수명이 다한 배터리 뱅크 유닛을 확인하고, "대체 수행" 신호를 인가하면 마스터 컨트롤러(210)는 대체 가능한 배터리 뱅크 유닛을 배터리 뱅크의 일 구성요소로 편입시킨다.For example, we have 15 battery bank units in a system that requires a total of 10 battery bank units. The initial lifetime characteristic values of all 15 battery bank units are obtained as described above and stored in the memory of the system. However, four of these battery bank units are ready to be replaced at any time without using them. If it is determined that one battery bank unit has reached the end of its life, the master controller can switch one of the remaining four battery bank units, One component of the battery bank is automatically incorporated into the battery bank unit. If it is determined that the life of another battery bank unit has expired during operation, the user inserts one of the remaining remaining spare battery bank units into one component battery bank unit of the battery bank. Of course, one of the alternative battery bank units may be automatically incorporated when it is incorporated into one component battery bank unit of the battery bank, but may be incorporated by user's event. That is, when the user confirms the battery bank unit having reached the end of its life through the display and applies the "alternative performing" signal, the master controller 210 incorporates the replaceable battery bank unit into one component of the battery bank.

또한 도 2에서 사용된 배터리 뱅크 유닛은 서로 간 이종(異種)이어도 상관없다. 어차피 수명 특성값을 통해 수명을 실시간으로 모니터링 하기 때문에 출력 전압 및 전류 조건이 다른 배터리 뱅크 유닛과 거의 동일하다고 한다면 이종 배터리를 채용한 배터리 뱅크 유닛이어도 아무 문제가 없다. 화학적으로 다른 종류의 배터리로 이루어진 배터리 뱅크 유닛을 사용해도 문제가 없는 이유는 배터리 뱅크 유닛의 충전/방전에 직접적으로 관여하는 DC/DC 컨버터가 독자적으로 전압 및 전류를 제어할 수 있기 때문이다. The battery bank units used in Fig. 2 may be different from each other. If the output voltage and current conditions are almost the same as those of the other battery bank units, it is no problem even if the battery bank unit employs a different type of battery because the lifetime is monitored in real time by the life characteristic value. The reason why there is no problem in using a chemically different type of battery bank unit is that the DC / DC converter directly involved in charge / discharge of the battery bank unit can independently control voltage and current.

산업계에서는 대용량 납축전지 배터리 뱅크를 사용하다가 이를 리튬-이온 혹은 리튬-폴리머 배터리 뱅크로 혼용하여 사용하고 싶어도 수명이 현격히 다른 문제 등으로 인해 혼용이 금기시되어 왔다. 그러나, 본 발명의 일실시예에 따른 수명 모니터링 방법을 채용하면 화학적 성질이 서로 다른 이종 배터리를 혼용하여 배터리 뱅크를 만들어 사용하여도 상관없다. 다만, 배터리 뱅크 유닛 내에서는 되도록 동종 배터리를 사용하는 것이 권장된다. 납 축전지 뱅크에서 리튬-이온, 리튬-폴리머 배터리로 교체하면 부피가 1/4로 줄어들 수 있으므로 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 뱅크 유닛의 수명 모니터링 방식을 채용하면 배터리 뱅크 사용 호환성이 증가하고 공간 활용성도 증대시킬 수 있으며 무엇보다도 배터리 뱅크 유닛의 부분 교체가 가능하여 전체 시스템에 소용되는 비용도 줄일 수 있다. The industry has been using lithium-ion or lithium-polymer battery banks in combination with large-capacity lead-acid battery banks, but the use of such batteries has been forbidden due to the fact that the life span is significantly different. However, if the lifetime monitoring method according to an embodiment of the present invention is employed, a battery bank may be formed by using a hybrid battery having different chemical properties. However, it is recommended to use the same type of battery as possible in the battery bank unit. When the battery is replaced with a lithium-ion or lithium-polymer battery in the lead-acid battery bank, the volume can be reduced to 1/4. Therefore, when the life- And the battery bank unit can be partially replaced, thereby reducing the cost of the entire system.

도 2에서 사용된 DC/DC 컨버터(221, 223, 229)는 승강압형(Buck-Boost) DC/DC 컨버터를 사용한다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 승압형 DC/DC 컨버터 회로의 일례이다. 본 발명에서 채용된 DC/DC 컨버터는 정확한 전류제어를 통해서 배터리 뱅크 유닛의 정확한 방전을 제어한다. The DC / DC converters 221, 223, and 229 used in FIG. 2 use a Buck-Boost DC / DC converter. 6 is an example of a step-up DC / DC converter circuit according to an embodiment of the present invention. The DC / DC converter employed in the present invention controls accurate discharge of the battery bank unit through accurate current control.

입력 측 전압 Vi(620)은 도 2에서 SW(250)에 의해 연결되는 전원(260)과 충전부(270)에 대응된다고 할 수 있다. 상세한 DC/DC 컨버터의 동작은 본 발명이 속하는 전력전자 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 기술이므로 생략하기로 한다. 또한 앞에서 밝힌 바와 같이 도 6에 따른 DC/DC 컨버터는 가장 단순한 단상 DC/DC 컨버터의 일례이며 시스템에 따라 다양한 Buck-Boost DC/DC 컨버터를 채용할 수 있음은 물론이다.The input voltage Vi 620 corresponds to the power supply 260 and the charging unit 270 connected by the SW 250 in FIG. The detailed operation of the DC / DC converter will be omitted because it is a technique that can be easily carried out by a person having ordinary skill in the power electronics technology field to which the present invention belongs. As described above, the DC / DC converter according to FIG. 6 is an example of the simplest single-phase DC / DC converter. It is needless to say that various Buck-Boost DC / DC converters can be adopted according to the system.

도 3은 본 발명의 또 다른 일실시예에 따른 효율적인 배터리 수명 모니터링을 위한 전체 시스템도이다.3 is an overall system diagram for an efficient battery life monitoring according to another embodiment of the present invention.

도 2에서는 각각의 배터리 뱅크 유닛(101, 103, 109)마다 각각 DC/DC 컨버터(221, 223, 229)가 연결되어 있었다. 따라서, 배터리 뱅크 유닛이 11개이면 11개의 DC/DC 컨버터가 필요하였다. 도 3에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 한 대의 DC/DC 컨버터(220)를 사용하는 시스템으로 대체한다. 다만, 초기 수명 특성값을 측정하거나 수명 특성값이 수명 임계치에 도달하였는지를 측정하기 위해서 하나의 배터리 뱅크 유닛을 완전 충방전하는 동작을 수행하기 위해서는 마스터 컨트롤러(211)가 스위치 절환을 통해 해당 배터리 뱅크 유닛과 DC/DC 컨버터(220)를 연결시킨다. 예를 들어 109 배터리 뱅크 유닛의 수명 특성값이 수명 임계치에 도달하였는지를 판단하기 위해 마스터 컨트롤러(211)는 DC/DC 컨버터(220)를 배터리 뱅크 유닛과 연결시키기 위해 SW9를 닫고(close) 나머지 SW1, SW3은 개방(open)한다. 나머지 동작은 앞선 도 2에서의 동작과 동일하다. In FIG. 2, DC / DC converters 221, 223, and 229 are connected to the respective battery bank units 101, 103, and 109, respectively. Therefore, if there are 11 battery bank units, 11 DC / DC converters were required. In Fig. 3, a system using one DC / DC converter 220 is used to solve this problem. In order to perform an operation of fully charging and discharging one battery bank unit in order to measure an initial life characteristic value or to measure whether the life characteristic value reaches the life threshold value, the master controller 211 switches the battery bank unit And the DC / DC converter 220 are connected to each other. For example, to determine whether the life characteristic value of the 109 battery bank unit has reached the life threshold, the master controller 211 closes SW9 to connect the DC / DC converter 220 to the battery bank unit, SW3 is opened. The remaining operation is the same as the operation in FIG.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 효율적인 배터리 수명 모니터링을 위한 방법을 보여주는 순서도이다.7 is a flow chart illustrating a method for efficient battery life monitoring in accordance with an embodiment of the present invention.

일단 DC/DC 컨버터로 배터리 뱅크 유닛 내의 배터리를 소정의 전류값으로 충전 후 방전하면서 상기 배터리 뱅크 유닛에 포함된 배터리 각각의 온도를 측정하여 배터리 온도가 포화점에 이른 경우 주변온도와의 차이값으로 결정되는 배터리별 정상동작기준값을 결정한다(S710).Once the battery in the battery bank unit is discharged with a predetermined current value by the DC / DC converter, the temperature of each battery included in the battery bank unit is measured. When the battery temperature reaches the saturation point, The determined normal operation reference value for each battery is determined (S710).

더불어 배터리가 수명이 다하였는지를 판정하기 위하여 상기 정상동작기준값 대비 차이값 내지는 소정비율로 결정되는 온도임계치를 결정한다(S720). In addition, in order to determine whether the battery has reached the end of its life, a temperature threshold value determined as a difference or a predetermined ratio with respect to the normal operation reference value is determined (S720).

시스템에 포함된 N개의 배터리 뱅크 유닛 중 하나의 배터리 뱅크 유닛을 선택하여 해당 배터리 뱅크 유닛에 연결된 DC/DC 컨버터를 통해 충전 후 일정 전류값으로 방전시키면서 배터리 뱅크 유닛 내의 배터리 각각의 온도를 배터리 관리 장치를 통해 측정한다(S730). 이 때 나머지 N-1개의 배터리 뱅크 유닛 중 적어도 일부는 시스템에 전원을 공급하는 정상동작을 수행한다.A battery bank unit of one of the N battery bank units included in the system is selected and discharged through a DC / DC converter connected to the corresponding battery bank unit to a constant current value, (S730). At this time, at least some of the remaining N-1 battery bank units perform a normal operation of supplying power to the system.

다음으로, 상기 측정된 온도와 주변온도와의 차이값이 상기 정상동작기준값 대비 상기 온도임계치를 넘어선 경우 배터리 관리 장치는 해당 배터리를 수명이 다한 것으로 식별한다(S740).Next, if the difference between the measured temperature and the ambient temperature exceeds the temperature threshold value with respect to the normal operation reference value, the battery management device identifies the battery as having reached the end of its life (S740).

식별된 배터리는 디스플레이 장치를 통해 교체 대상으로서 디스플레이된다(S750).The identified battery is displayed as a replacement object through the display device (S750).

도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 효율적인 배터리 뱅크 유닛 및 배터리 수명 모니터링을 위한 방법을 보여주는 순서도이다.8 is a flowchart illustrating an efficient battery bank unit and a method for battery life monitoring according to an embodiment of the present invention.

마스터 컨트롤러는 배터리 뱅크 유닛의 수명 임계치를 결정하고 배터리 관리 장치는 개별 배터리의 정상동작기준값 및 배터리 수명이 다했음을 판단하기 위한 온도임계치를 결정한다(S801). 앞서 이미 설명된 바 있지만, 수명 임계치는 일정 전류로 배터리 뱅크 유닛을 완전충전 후 완전 방전할 때까지의 소정의 시간 내지는 완전 충전 후 완전 방전까지의 소정의 에너지량으로 정할 수 있다. 또는 배터리 뱅크 유닛 각각이 일정 전류 출력을 유지하며 방전되는데 있어서 소정 전압에 다다르는 시간으로 정할 수도 있다. The master controller determines a lifetime threshold of the battery bank unit, and the battery management device determines a temperature threshold for determining that the normal operation reference value and the battery life of the individual battery are satisfied (S801). As described above, the lifetime threshold value can be set to a predetermined amount of energy from a predetermined time from the full charge of the battery bank unit to a full discharge, or a full discharge after the full charge, at a constant current. Or the time required to reach a predetermined voltage in discharging the battery bank unit while maintaining a constant current output, respectively.

정상동작기준값은 DC/DC 컨버터로 배터리를 방전하면서 온도가 포화점이 될 때 주변온도 대비 온도차이값으로 결정될 수 있다. 온도임계치는 배터리 수명을 판단할 수 있도록 상기 정상동작기준값 기준 차이값 내지는 정상동작기준값 대비 소정의 비율로 결정된다. The normal operation reference value can be determined as the temperature difference value with respect to the ambient temperature when the temperature becomes the saturation point while discharging the battery to the DC / DC converter. The temperature threshold is determined at a predetermined ratio with respect to the normal operation reference value difference or the normal operation reference value so that the battery life can be determined.

다음으로 복수의 배터리 뱅크 유닛 중 하나의 배터리 뱅크 유닛을 선택하여 DC/DC 컨버터를 통해 완전 충전 후 완전 방전시키면서 선택된 배터리 뱅크 유닛의 초기 수명 특성값을 결정한다(S803). 초기 수명 특성값은 수명 임계치와 동종이 되도록 한다. 즉, 배터리 뱅크 유닛을 완전히 충전한 후 완전 방전할 때까지의 시간 내지는 완전 충전 후 완전 방전까지의 에너지량으로 정한다. Next, one battery bank unit of the plurality of battery bank units is selected, and the initial life characteristic value of the selected battery bank unit is determined by completely discharging the battery bank unit through the DC / DC converter (S803). The initial lifetime characteristic value should be the same as the lifetime threshold. That is, the amount of energy from the time when the battery bank unit is completely charged to the time when the battery is completely discharged to the time when it is completely discharged is determined as the amount of energy.

그 다음으로 선택된 배터리 뱅크 유닛을 제외한 나머지 배터리 뱅크 유닛들 중 적어도 일부의 배터리 뱅크 유닛은 상기 선택된 뱅크 유닛의 초기 수명 특성이 결정되는 동안 시스템에 전원을 공급하는 정상 동작을 수행한다(S805). At least some battery bank units of the remaining battery bank units except for the next selected battery bank unit perform a normal operation of supplying power to the system while determining the initial lifetime characteristics of the selected bank unit (S805).

위 S803 단계와 S805 단계는 모든 배터리 뱅크 유닛 각각의 초기 수명 특성값이 결정될 때까지 반복한다(S807). Steps S803 and S805 are repeated until the initial lifetime characteristic values of all the battery bank units are determined (S807).

이제 복수의 배터리 뱅크 유닛들을 순차적으로 DC/DC 컨버터로 완전 충전 후 완전 방전한다(S809). 이러한 DC/DC 컨버터의 충방전 동작을 통해 해당 배터리 뱅크 유닛의 수명 특성값이 수명 임계치에 도달하는지 여부를 판별하여 수명이 다한 배터리 뱅크 유닛을 식별한다(S811). 만일 수명 특성값이 수명 임계치보다 크면 앞선 S809 단계를 반복하면서 다음 배터리 뱅크 유닛의 수명 특성값을 측정한다.Now, a plurality of battery bank units are sequentially discharged from the DC / DC converter and completely discharged (S809). In step S811, the charge / discharge operation of the DC / DC converter determines whether the life characteristic value of the corresponding battery bank unit reaches the life threshold value and identifies the battery bank unit that has reached the end of life. If the lifetime characteristic value is greater than the lifetime threshold value, the life characteristic value of the next battery bank unit is measured while repeating the above step S809.

만일 해당 배터리 뱅크 유닛의 수명 특성값이 수명 임계치보다 작거나 같다면 마스터 컨트롤러는 해당 배터리 뱅크 유닛의 수명이 다한 것으로 판별하게 되고 DC/DC 컨버터가 충전 후 방전될 때 배터리 관리 장치는 배터리의 온도를 지속적으로 측정하게 된다(S813).If the life characteristic value of the corresponding battery bank unit is less than or equal to the life threshold value, the master controller determines that the battery bank unit has reached the end of its life. When the DC / DC converter is discharged after being charged, (S813).

배터리 온도 측정 결과 주변온도 대비 측정온도와 정상동작기준값과의 차이가 온도임계치보다 크면 배터리는 수명이 다한 것으로 판정된다(S815). 물론 배터리 온도 측정 결과 주변온도 대비 측정온도가 정상동작기준값 대비 몇 % 인지가 온도임계치와 비교될 수 있다. 이는 온도임계치를 절대적인 온도차이로 설정한 것인가 아니면 정상동작기준값 대비 %로 설정한 것이지에 따라 달라질 것이다.If the difference between the ambient temperature and the normal operation reference value is greater than the temperature threshold as a result of the battery temperature measurement, it is determined that the battery has reached the end of its life (S815). Of course, the battery temperature measurement can be compared with the temperature threshold to determine how many percent of the ambient temperature versus the normal operating reference value. This will depend on whether the temperature threshold is set to an absolute temperature difference or to a% of the normal operating reference value.

이제 S811 단계와 S815 단계에서 수명이 다한 것으로 식별된 배터리 뱅크 유닛과 배터리를 각각 디스플레이한다(S817).In step S811, the battery bank unit and the battery identified as having reached the end of their life are displayed, respectively (step S817).

마지막으로 사용자의 선택에 따라 수명이 다한 배터리를 교체한다(S819).Finally, according to the user's selection, the battery whose life has expired is replaced (S819).

시스템은 예비로 마련되어 있는 배터리 뱅크 유닛을 위의 수명이 다한 것으로 식별된 배터리 뱅크 유닛을 자동으로 대체하도록 한다. 배터리 뱅크 유닛의 자동 대체는 사용자가 디스플레이에 수명이 다한 것으로 식별된 배터리 뱅크 유닛을 인지한 후 사용자의 이벤트-대체 실행 명령-에 의해 동작할 수도 있다. S615 동작은 필수적인 것이 아니며 사용자나 작업 필요성에 따라 선택적으로 수행할 수 있다.The system automatically replaces the battery bank unit identified as having the above life span. The automatic replacement of the battery bank unit may be operated by the user's event-replacement execution command after the user recognizes the battery bank unit identified as having reached the end of its life on the display. The S615 operation is not essential and can be selectively performed depending on the user or operation needs.

이상에서와 같이 상세한 설명과 도면을 통해 본 발명의 실시예를 개시하였다. 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며, 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 명세서로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, embodiments of the present invention have been disclosed through detailed description and drawings. The terms are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the scope of the present invention described in the meaning or the claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

210; 마스터 컨트롤러 220, 221, 223, 229; DC/DC 컨버터
230; 디스플레이 101, 103, 109; 배터리 뱅크 유닛
240; PC 250; SW
260; 전원 270; 정류회로
280; 인버터 290; 부하210; Master controllers 220, 221, 223, and 229; DC / DC converter
230; Displays 101, 103, and 109; Battery bank unit
240; PC 250; SW
260; Power supply 270; Rectifier circuit
280; Inverter 290; Load

Claims (19)

배터리가 수명이 다하였음을 나타내는 기준값인 온도임계치를 결정하고, DC/DC 컨버터로 배터리 뱅크 유닛을 소정의 전류값으로 방전하면서 상기 배터리 뱅크 유닛에 포함된 배터리 각각의 온도를 측정하여 정상동작기준값을 결정하는 단계;
N(N은 1이상의 자연수)개의 배터리 뱅크 유닛 중 하나의 배터리 뱅크 유닛을 선택하여 DC/DC 컨버터를 통해 충전 후 소정 전류값으로 방전시키면서 상기 선택된 배터리 뱅크 유닛 내의 배터리 각각의 온도를 측정하는 단계를 포함하되, 나머지 N-1개의 배터리 뱅크 유닛 중 적어도 일부는 시스템에 전원을 공급하는 정상동작을 수행하고, 및
상기 측정된 온도와 상기 정상동작기준값과의 차이가 상기 온도임계치를 넘어선 배터리를 식별하는 단계를 포함하고,
상기 배터리 각각의 정상동작기준값은 상기 배터리에 상기 DC/DC 컨버터를 통해 소정의 전류를 흘리면서 상기 배터리 온도가 포화점에 이른 온도와 주변온도와의 차이값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 배터리 뱅크 내의 배터리 수명 모니터링 방법.Determining a temperature threshold value as a reference value indicating that the battery has reached the end of its life, measuring the temperature of each battery included in the battery bank unit while discharging the battery bank unit to a predetermined current value by the DC / DC converter, Determining;
Selecting one battery bank unit among N (N is a natural number equal to or greater than 1) battery bank units and discharging the battery bank unit through a DC / DC converter to a predetermined current value, and measuring the temperature of each battery in the selected battery bank unit Wherein at least some of the remaining N-1 battery bank units perform a normal operation of supplying power to the system, and
And identifying a battery whose difference between the measured temperature and the normal operating reference value exceeds the temperature threshold,
Wherein the normal operation reference value of each of the batteries is determined as a difference value between a temperature at which the battery temperature reaches a saturation point and an ambient temperature while a predetermined current is passed through the DC / DC converter to the battery. How to monitor life. 제1항에 있어서, 배터리 뱅크 유닛의 수명 특성값에 대한 수명 임계치를 결정하고,
a) 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 중 하나의 배터리 뱅크 유닛을 선택하여 DC/DC 컨버터를 통해 충전 후 방전시키킬 때에 상기 선택된 배터리 뱅크 유닛의 초기 수명 특성값을 결정하는 단계;
상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 각각의 초기 수명 특성값이 결정될 때까지 a)단계를 반복하고,
상기 N개의 배터리 뱅크 유닛을 상기 DC/DC 컨버터를 통해 방전시키면서 수명 특성값이 상기 수명 임계치에 도달한 배터리 뱅크 유닛을 식별하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 뱅크 내의 배터리 수명 모니터링 방법.2. The method of claim 1, further comprising: determining a lifetime threshold for the life characteristic value of the battery bank unit,
a) determining an initial lifetime characteristic value of the selected battery bank unit when charging and discharging after selecting one of the N battery bank units through the DC / DC converter;
Repeating a) until an initial life characteristic value of each of the N battery bank units is determined,
Further comprising the step of identifying a battery bank unit whose life characteristic value has reached the life threshold value while discharging the N battery bank units through the DC / DC converter. 제2항에 있어서, 상기 초기 수명 특성값은 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 각각이 일정 전류 출력을 유지하며 방전되는데 있어서 소정 전압에 다다르는 시간 혹은 완전 방전까지 소요되는 시간으로 결정되는 것을 특징으로 하는 배터리 뱅크 내의 배터리 수명 모니터링 방법.3. The battery management system according to claim 2, wherein the initial life characteristic value is determined as a time required to reach a predetermined voltage or a time required for a full discharge in discharging the N battery bank units while maintaining a constant current output, To monitor the battery life within the battery. 제3항에 있어서, 상기 수명 임계치는 상기 초기 수명 특성값보다 작은 소정의 시간값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 배터리 뱅크 내의 배터리 수명 모니터링 방법.4. The method of claim 3, wherein the life threshold value is determined to be a predetermined time value smaller than the initial life characteristic value. 제2항에 있어서, 상기 초기 수명 특성값은 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 각각이 일정 전류 출력을 유지하며 방전되는데 있어서 완전 방전되는 시점 또는 소정 전압에 이르는 시점까지 방전된 총 에너지량으로 결정되는 것을 특징으로 하는 배터리 뱅크 내의 배터리 수명 모니터링 방법.3. The method as claimed in claim 2, wherein the initial lifetime characteristic value is determined by a total energy amount discharged until a time point when the N battery bank units are discharged with a constant current output, Wherein the battery is a battery. 제5항에 있어서, 상기 수명 임계치는 상기 초기 수명 특성값보다 작은 소정의 총 에너지량으로 결정되는 것을 특징으로 하는 배터리 뱅크 내의 배터리 수명 모니터링 방법.6. The method of claim 5, wherein the lifetime threshold is determined as a predetermined total energy less than the initial lifetime characteristic value. 제2항에 있어서, 상기 배터리 뱅크 유닛을 식별하는 단계는
상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 중 하나의 배터리 뱅크 유닛을 구별하여 상기 DC/DC 컨버터를 통해 완전 충전 후 완전 방전시키면서 상기 구별된 배터리 뱅크 유닛이 상기 수명 임계치를 만족하는지 여부를 판단하여 식별하는 것을 특징으로 하는 배터리 뱅크 내의 배터리 수명 모니터링 방법.3. The method of claim 2, wherein identifying the battery bank unit
And distinguishes one battery bank unit among the N battery bank units and determines whether the separated battery bank unit satisfies the life threshold value by completely discharging the battery after fully charging through the DC / DC converter. A method for monitoring battery life in a battery bank. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 식별된 배터리를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 뱅크 내의 배터리 수명 모니터링 방법.2. The method of claim 1, further comprising displaying the identified battery. 배터리 뱅크 내 배터리의 수명 모니터링 장치로서,
N(N은 1 이상의 자연수)개의 배터리 뱅크 유닛을 포함하되 하나의 배터리 뱅크 유닛은 복수의 배터리를 포함하고,
상기 N개의 배터리 뱅크 유닛에 각각 연결되면서 상기 연결된 배터리 뱅크 유닛을 각각 충전 또는 방전시키는 N개의 DC/DC 컨버터;
상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 중 어느 하나의 배터리 뱅크 유닛이 선택되어 상기 배터리 뱅크 유닛에 연결된 DC/DC 컨버터가 상기 배터리 뱅크 유닛을 충전 후 소정의 전류값으로 방전할 때에 상기 배터리 뱅크 유닛이 포함하는 배터리 각각의 온도를 측정하여 상기 배터리 각각의 정상동작기준값 및 상기 배터리 각각이 수명이 다하였음을 판단하는 기준값인 온도임계치를 결정하는 배터리 관리 장치를 포함하되,
상기 배터리 관리 장치는 N개의 배터리 뱅크 유닛 중 적어도 일부가 시스템에 전원을 공급하는 동안 다시 하나의 배터리 뱅크 유닛을 선택하여 상기 배터리 뱅크 유닛에 연결된 DC/DC 컨버터를 통해 상기 선택된 배터리 뱅크 유닛을 충전 후 소정의 전류값으로 방전하는 동안 상기 배터리 뱅크 유닛에 포함된 배터리 각각의 온도를 측정하여 상기 측정된 온도가 배터리 각각의 정상동작기준값 대비 온도임계치를 넘어서는 배터리를 식별하고,
상기 정상동작기준값은 상기 배터리 온도가 포화점에 이른 온도와 주변온도와의 차이값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 배터리 뱅크 내 배터리의 수명 모니터링 장치.An apparatus for monitoring the life of a battery in a battery bank,
N (where N is a natural number equal to or greater than 1) battery bank units, wherein one battery bank unit includes a plurality of batteries,
N DC / DC converters respectively connected to the N battery bank units to charge or discharge the connected battery bank units, respectively;
When any of the N battery bank units is selected and a DC / DC converter connected to the battery bank unit discharges the battery bank unit to a predetermined current value after charging the battery bank unit, a battery included in the battery bank unit And a battery management device for measuring a temperature of each of the batteries to determine a normal operation reference value of each of the batteries and a temperature threshold value as a reference value for determining that the life of each of the batteries is complete,
The battery management apparatus selects one battery bank unit again while at least a part of the N battery bank units supplies power to the system and charges the selected battery bank unit through a DC / DC converter connected to the battery bank unit The method comprising: measuring a temperature of each battery included in the battery bank unit during discharging at a predetermined current value; identifying a battery whose measured temperature exceeds a temperature threshold value of each battery relative to a normal operation reference value;
Wherein the normal operation reference value is determined as a difference between a temperature at which the battery temperature reaches a saturation point and an ambient temperature. 제10항에 있어서,
상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 중 순차적으로 하나씩 선택하여 완전 충전 후 완전 방전시키면서 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛의 초기 수명 특성값을 결정하는 마스터 컨트롤러를 더 포함하되,
상기 마스터 컨트롤러는 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛의 수명 특성값에 대한 수명 임계치를 결정하고 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 중 상기 수명 특성값이 상기 수명 임계치에 도달한 배터리 뱅크 유닛을 식별하는 것을 특징으로 하는 배터리 뱅크 내 배터리의 수명 모니터링 장치.11. The method of claim 10,
Further comprising a master controller for selecting one of the N battery bank units sequentially and determining an initial life characteristic value of the N battery bank units while performing a full charge and a full discharge,
Wherein the master controller determines a life threshold value for the life characteristic value of the N battery bank units and identifies a battery bank unit in which the life characteristic value of the N battery bank units has reached the life threshold value. An apparatus for monitoring the life of a battery in a bank. 제11항에 있어서, 상기 초기 수명 특성값은 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 각각이 소정의 전류값을 유지하며 방전되는데 있어서 소정 전압에 다다르는 시간으로 결정되는 것을 특징으로 하는 배터리 뱅크 내 배터리의 수명 모니터링 장치.12. The battery life monitoring device as claimed in claim 11, wherein the initial lifetime characteristic value is determined as a time to reach a predetermined voltage in discharging while each of the N battery bank units maintains a predetermined current value. . 제12항에 있어서, 상기 수명 임계치는 상기 초기 수명 특성값보다 작은 소정의 시간값인 것을 특징으로 하는 배터리 뱅크 내 배터리의 수명 모니터링 장치.13. The apparatus of claim 12, wherein the life threshold value is a predetermined time value smaller than the initial life characteristic value. 제11항에 있어서, 상기 초기 수명 특성값은 상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 각각이 소정의 전류값을 유지하며 방전되는데 있어서 완전 방전되는 시점 또는 소정 전압에 이르는 시점까지 방전된 총 에너지량을 합산하여 결정되는 것을 특징으로 하는 배터리 뱅크 내 배터리의 수명 모니터링 장치.12. The method as claimed in claim 11, wherein the initial lifetime characteristic value is determined by summing up the total amount of discharged energy up to a time point when the N battery bank units are discharged with a predetermined current value, And the battery life of the battery in the battery bank is monitored. 제14항에 있어서, 상기 수명 임계치는 상기 초기 수명 특성값보다 작은 소정의 값인 것을 특징으로 하는 배터리 뱅크 내 배터리의 수명 모니터링 장치.15. The apparatus of claim 14, wherein the life threshold value is a predetermined value smaller than the initial life characteristic value. 제11항에 있어서, 상기 마스터 컨트롤러가 상기 수명 임계치에 도달한 배터리 뱅크 유닛을 식별하는 것은
상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 중 하나의 배터리 뱅크 유닛을 구별하여 완전 충전 후 상기 구별된 배터리 뱅크 유닛을 상기 배터리 뱅크 유닛에 연결된 DC/DC 컨버터를 통해 완전 방전시키면서 상기 구별된 배터리 뱅크 유닛의 수명 특성값이 상기 수명 임계치를 만족하는지 여부를 판단하여 상기 배터리 뱅크 유닛을 식별하는 것을 특징으로 하는 배터리 뱅크 내 배터리의 수명 모니터링 장치.12. The method of claim 11, wherein the master controller identifies a battery bank unit that has reached the lifetime threshold
A battery bank unit of one of the N battery bank units is completely distinguished, and after the fully charged battery bank unit is fully discharged through a DC / DC converter connected to the battery bank unit, a life characteristic value And determines whether the battery bank unit satisfies the lifetime threshold value, and identifies the battery bank unit. 삭제delete 제10항에 있어서, 상기 식별된 배터리를 디스플레이하는 디스플레이 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 뱅크 내의 배터리 수명 모니터링 장치.11. The apparatus of claim 10, further comprising a display device for displaying the identified battery. 배터리 뱅크 내 배터리의 수명 모니터링 장치에 있어서,
N(N은 1 이상)개의 배터리 뱅크 유닛을 포함하되 하나의 배터리 뱅크 유닛은 복수의 배터리를 포함하고,
상기 N개의 배터리 뱅크 유닛 각각에 연결되는 스위치;
상기 N개의 배터리 뱅크 유닛을 충전 또는 방전시키는 DC/DC 컨버터;
상기 DC/DC 컨버터가 방전하기 위해 선택된 배터리 뱅크 유닛과 상기 DC/DC 컨버터를 상기 스위치를 통해 연결하도록 하는 절환기; 및
상기 N개의 배터리 뱅크 유닛을 구성하는 개별 배터리 각각의 정상동작기준값 및 상기 개별 배터리가 수명이 다하였음을 나타내는 온도임계치를 결정하고, 상기 개별 배터리 온도를 측정하여 상기 측정된 온도가 상기 각각의 정상동작기준값 대비 상기 온도임계치를 넘어서는 배터리를 식별하는 배터리 관리 장치를 포함하되,
상기 정상동작기준값은 상기 배터리 온도가 포화점에 이른 온도와 주변온도와의 차이값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 배터리 뱅크 내 배터리의 수명 모니터링 장치. An apparatus for monitoring the life of a battery in a battery bank,
N (where N is one or more) battery bank units, wherein one battery bank unit includes a plurality of batteries,
A switch connected to each of the N battery bank units;
A DC / DC converter for charging or discharging the N battery bank units;
A switch for connecting the DC / DC converter with the selected battery bank unit for discharging the DC / DC converter through the switch; And
Determining a normal operation reference value of each of the individual batteries constituting the N battery bank units and a temperature threshold indicating that the individual batteries have reached the end of life, measuring the individual battery temperature, And a battery management device for identifying a battery that exceeds the temperature threshold value with respect to a reference value,
Wherein the normal operation reference value is determined as a difference between a temperature at which the battery temperature reaches a saturation point and an ambient temperature.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0526988A (en) * 1991-07-19 1993-02-05 Casio Comput Co Ltd Life detecting apparatus for secondary battery
US5710503A (en) * 1996-02-01 1998-01-20 Aims Systems, Inc. On-line battery monitoring system with defective cell detection capability
JP2006080032A (en) * 2004-09-13 2006-03-23 Ntt Power & Building Facilities Inc Storage battery monitoring device
JP2012125121A (en) * 2010-12-10 2012-06-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Charging system and storage battery degradation determination method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0526988A (en) * 1991-07-19 1993-02-05 Casio Comput Co Ltd Life detecting apparatus for secondary battery
US5710503A (en) * 1996-02-01 1998-01-20 Aims Systems, Inc. On-line battery monitoring system with defective cell detection capability
JP2006080032A (en) * 2004-09-13 2006-03-23 Ntt Power & Building Facilities Inc Storage battery monitoring device
JP2012125121A (en) * 2010-12-10 2012-06-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Charging system and storage battery degradation determination method

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