KR101672751B1 - Ｂｍｓ 및 ｐｍｓ의 상호 연동에 의한 부하 관리 시스템 및 제어방법 - Google Patents

Ｂｍｓ 및 ｐｍｓ의 상호 연동에 의한 부하 관리 시스템 및 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101672751B1
KR101672751B1 KR1020160075295A KR20160075295A KR101672751B1 KR 101672751 B1 KR101672751 B1 KR 101672751B1 KR 1020160075295 A KR1020160075295 A KR 1020160075295A KR 20160075295 A KR20160075295 A KR 20160075295A KR 101672751 B1 KR101672751 B1 KR 101672751B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
module
battery
electric energy
load
pms
Prior art date
Application number
KR1020160075295A
Other languages
English (en)
Inventor
장수상
Original Assignee
주식회사 라텍
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 주식회사 라텍 filed Critical 주식회사 라텍
Priority to KR1020160075295A priority Critical patent/KR101672751B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101672751B1 publication Critical patent/KR101672751B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • 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
    • 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
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • H02J7/007194—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature of the battery
    • H02J7/0091—
    • 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
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • 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
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • 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
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • 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

Landscapes

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

Abstract

BMS 및 PMS의 상호 연동에 의한 부하 관리 시스템 및 제어방법이 개시된다. 발전기가 전기 에너지를 생성하고 생성되는 전기 에너지를 부하로 공급하도록 제어하는 PMS(power management system) 모듈; 그린 에너지원(green energy source)로부터 전기 에너지를 공급받아 배터리(battery)에 충전하고, 배터리에 충전된 전기 에너지를 AC 변환하여 상기 PMS 모듈을 통해 상기 부하로 공급하는 BMS(battery management system) 모듈; 상기 발전기의 부하율을 낮추기 위해 상기 PMS 모듈에 의해 상기 부하로 공급되는 전기 에너지의 공급량을 참조하여 상기 BMS 모듈이 상기 부하로 상기 배터리에 충전된 전기 에너지를 연동하여 공급하도록 제어하는 상호 연동 제어 모듈을 구성한다. 상술한 BMS 및 PMS의 상호 연동에 의한 부하 관리 시스템 및 제어방법에 의하면, 기존과 달리 PMS 모듈에 의한 상용 전원과 BMS 모듈에 의한 충전 전원의 사용을 효율적으로 제어하도록 구성됨으로써, 발전기의 과부하를 방지하고 최적의 운전 조건에서 발전기와 부하를 운전할 수 있는 효과가 있다. 아울러, 상용 전원과 배터리 전원을 효율적으로 배분하여 사용하도록 함으로써, 에너지 사용의 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

ＢＭＳ 및 ＰＭＳ의 상호 연동에 의한 부하 관리 시스템 및 제어방법{ENERGY MANAGEMENT SYSTEM BY MEANS OF MUTUAL INTERLOCKING BATTERY MANAGEMENT SYSTEM AND POWER MANAGEMENT SYSTEM AND CONTROLLING METHOD THEREOF}
본 발명은 부하 관리 시스템 및 제어방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 BMS(Battery Management System) 및 PMS(Power Management System)의 상호 연동에 의한 부하 관리 시스템 및 제어방법에 관한 것이다.
기존의 BMS(battery management system)s는 배터리에 전기 에너지를 저장하고 관리하며 필요에 따라 상용 전원 대신 사용할 수 있도록 구성된다.
그런데, 이러한 BMS는 배터리에 충전과 방전을 지속적으로 반복하도록 구성되는데, 이러한 충방전은 동시에 이루어지지 않으며, 적절한 타이밍(timing)에 충전 또는 방전이 이루어지도록 충방전 타이밍을 제대로 설정하는 것이 매우 중요하다.
배터리에는 늘 여분의 전기 에너지가 저장되어야 하며, 이러한 전기 에너지의 사용은 안전하고 효율적으로 이루어져야 한다.
하지만, 기존의 BMS는 주로 상용 전원의 공급이 끊기거나 불안정할 때에만 방전을 개시하여 상용 전원에 대한 2차적인 전원 공급원으로서의 기능에 주안점이 맞추어져 있다.
이러한 BMS는 필요에 따라서는 상용 전원과 함께 최적의 효율을 갖는 범위에서 충전과 방전이 이루어지도록 할 필요가 있다.
또한, 배터리는 그 충방전 시간이 지속적으로 유지되기 때문에 온도에 민감해지기 쉽다.
이러한 배터리의 동작 조건을 감안하여 배터리의 충방전을 제어할 필요가 있다.
10-1553351
본 발명의 목적은 BMS 및 PMS의 상호 연동에 의한 부하 관리 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 BMS 및 PMS의 상호 연동에 의한 부하 제어방법을 제공하는 데 있다.
상술한 본 발명의 목적에 따른 BMS 및 PMS의 상호 연동에 의한 부하 관리 시스템은, 발전기가 전기 에너지를 생성하고 생성되는 전기 에너지를 부하로 공급하도록 제어하는 PMS(power management system) 모듈; 그린 에너지원(green energy source)로부터 전기 에너지를 공급받아 배터리(battery)에 충전하고, 배터리에 충전된 전기 에너지를 AC 변환하여 상기 PMS 모듈을 통해 상기 부하로 공급하는 BMS(battery management system) 모듈; 상기 발전기의 부하율을 낮추기 위해 상기 PMS 모듈에 의해 상기 부하로 공급되는 전기 에너지의 공급량을 참조하여 상기 BMS 모듈이 상기 부하로 상기 배터리에 충전된 전기 에너지를 연동하여 공급하도록 제어하는 상호 연동 제어 모듈을 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 BMS 모듈은, 상기 배터리를 충전하기 위한 배터리 충전기(battery charger); 상기 배터리에 충전된 전기 에너지를 상기 PMS 모듈을 통해 상기 부하로 공급하는 제1 제어 스위치; 상기 그린 에너지원으로부터 전기 에너지를 공급받아 상기 배터리 충전기로 충전하는 제2 제어 스위치; 상기 그린 에너지원으로부터 공급받는 전기 에너지를 상기 PMS 모듈을 통해 상기 부하로 직접 공급하도록 스위칭 동작을 수행하는 제3 제어 스위치; 상기 제2 제어 스위치 및 상기 제3 제어 스위치 간에 구비되며, 상기 그린 에너지원으로부터 공급받는 전기 에너지를 DC 전원에서 AC 전원으로 변환하는 그리드 타이 인버터(grid tie inverter); 상기 배터리의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 BMS 모듈은, 상기 온도 센서에서 측정된 온도에 따라 상기 BMS 모듈이 상기 배터리로 충전하는 동작을 일시 중지하도록 제어하는 것으로 구성될 수 있다.
한편, 상기 PMS 모듈은, 상기 발전기의 운전 및 제어와 상기 부하의 운전, 부하량 감지를 수행하도록 구성될 수 있다.
다른 한편, 상기 상호 연동 제어 모듈은, 상기 발전기의 부하율이 소정 임계치 이상 높아지는 경우, 상기 발전기의 부하율을 상기 임계치 이하로 유지하고 상기 BMS 모듈에 의해 상기 배터리에 충전된 전기 에너지를 상기 부하로 공급하도록 제어하는 것으로 구성될 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적에 따른 BMS 및 PMS의 상호 연동에 의한 부하 제어방법은, PMS(power management system) 모듈의 제어에 따라 발전기가 전기 에너지를 생성하고 생성되는 전기 에너지를 부하로 공급하는 단계; BMS(battery management system) 모듈의 제어에 따라 그린 에너지원(green energy source)로부터 전기 에너지를 공급받아 배터리(battery)에 충전하는 단계; 상호 연동 제어 모듈이 상기 PMS 모듈에 의해 상기 부하로 공급되는 전기 에너지의 공급량을 참조하는 단계; 상기 참조 결과에 따라 상기 상호 연동 제어 모듈이 상기 PMS 모듈의 전기 공급과 연동하여 상기 배터리에 충전된 전기 에너지를 AC 변환하여 상기 PMS 모듈을 통해 상기 부하로 공급하는 단계를 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, 상기 BMS 모듈의 제어에 따라 그린 에너지원로부터 전기 에너지를 공급받아 배터리에 충전하는 단계는, 온도 센서를 이용하여 상기 배터리의 온도를 측정하고 측정된 온도에 따라 상기 BMS 모듈이 상기 배터리로 충전하는 동작을 일시 중지하도록 제어하는 것으로 구성될 수 있다.
한편, 상기 PMS 모듈의 제어에 따라 발전기가 전기 에너지를 생성하고 생성되는 전기 에너지를 부하로 공급하는 단계는, 상기 발전기의 운전 및 제어와 상기 부하의 운전을 수행하도록 구성될 수 있다.
다른 한편, 상기 참조 결과에 따라 상기 상호 연동 제어 모듈이 상기 PMS 모듈의 전기 공급과 연동하여 상기 배터리에 충전된 전기 에너지를 AC 변환하여 상기 PMS 모듈을 통해 상기 부하로 공급하는 단계는, 상기 발전기의 부하율이 소정 임계치 이상 높아지는 경우, 상기 상호 연동 제어 모듈이 상기 발전기의 부하율을 상기 임계치 이하로 유지하고 상기 BMS 모듈에 의해 상기 배터리에 충전된 전기 에너지를 상기 부하로 공급하도록 제어하는 것으로 구성될 수 있다.
상술한 BMS 및 PMS의 상호 연동에 의한 부하 관리 시스템 및 제어방법에 의하면, 기존과 달리 PMS 모듈에 의한 상용 전원과 BMS 모듈에 의한 충전 전원의 사용을 효율적으로 제어하도록 구성됨으로써, 발전기의 과부하를 방지하고 최적의 운전 조건에서 발전기와 부하를 운전할 수 있는 효과가 있다. 아울러, 상용 전원과 배터리 전원을 효율적으로 배분하여 사용하도록 함으로써, 에너지 사용의 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.
또한, 배터리의 온도를 측정하여 고온의 조건에서 배터리를 운용하지 않도록 하여 배터리의 수명을 늘릴 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 및 PMS의 상호 연동에 의한 부하 관리 시스템의 블록 구성도이다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 실시예에 따른 BMS 인터페이스 화면과 PMS 인터페이스 화면의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 및 PMS의 상호 연동에 의한 부하 제어방법의 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 및 PMS의 상호 연동에 의한 부하 관리 시스템의 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 및 PMS의 상호 연동에 의한 부하 관리 시스템(100)은 PMS(power management system) 모듈(110), BMS(battery management system) 모듈(120) 및 상호 연동 제어 모듈(130)을 포함하도록 구성될 수 있다.
BMS 및 PMS의 상호 연동에 의한 부하 관리 시스템(100)은 BMS 모듈(120)에 의해 제어되는 배터리(40)의 전원을 상용 전원이 차단되는 비상 시에만 활용하는 것이 아니라, 발전기(10)의 과부하가 발생하거나 부하(20)의 부하량이 많아지는 등의 공급 조건이나 사용 조건을 고려하여 배터리(40)의 전원을 병행하여 사용할 수 있도록 구성된다.
이에, 발전기(10)나 부하(20)에 과부하가 걸리는 것을 방지하고 발전기(10)나 부하(20)에 문제가 발생하여 전원 공급에 차질이 생기는 것을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 배터리(40)의 온도를 상시 측정하여 배터리(40)의 과열로 인한 고장이나 배터리(40)의 수명 단축 등의 문제가 발생하는 것을 미리 방지할 수 있다.
이하, 세부적인 구성에 대하여 설명한다.
PMS 모듈(110)은 발전기(10)의 운전 및 제어를 수행하고, 아울러 선풍기, 에어컨디셔너(air conditioner), TV(television) 등의 부하(20)에 대한 운전과 그 부하량을 감지하도록 구성될 수 있다.
부하량 즉, 부하(20)의 사용 전력량이 너무 많은 경우에는 PMS 모듈(110)은 이를 상호 연동 제어 모듈(130)로 실시간으로 통지하도록 구성될 수 있다.
PMS 모듈(110)은 발전기(10)가 전기 에너지를 생성하고 그 생성되는 전기 에너지를 부하(20)로 공급하도록 제어하는 것으로 구성될 수 있다.
BMS 모듈(120)은 전기 에너지를 공급받아 배터리(40)에 충전하도록 구성될 수 있다. 여기서, 전기 에너지는 그린 에너지원(green energy source)(30)으로부터 공급받을 수 있으며, 필요에 따라서는 발전기(10)의 용량에 여유가 있을 때에 발전기(10)의 전기 에너지를 PMS 모듈(110)로부터 공급받아 배터리(40)에 충전할 수도 있다. 상호 연동 제어 모듈(130)은 그린 에너지원(30)의 전기 공급이 원활하지 않을 때에는 PMS 모듈(110)의 실시간 용량에 여유가 있는지 판단하여 PMS 모듈(110)로부터 전기 에너지를 공급받아 배터리(40)를 충전하도록 제어할 수 있다.
그린 에너지원(30)으로서는 태양 전지 모듈이나 풍력 발전 모듈 등이 있을 수 있다.
궁극적으로는 BMS 모듈(120)은 그린 에너지원(30)으로부터 공급받는 전기 에너지를 배터리(40)에 충전한 후 AC 변환하여 PMS 모듈(110)을 통해 부하로(20)로 공급하도록 구성될 수 있다.
세부적으로는 BMS 모듈(120)은 SMPS(switch mode power suppy)(121), 제어기(122), 디스플레이(123), 배터리 충전기(battery charger)(124), 제1 제어 스위치(125), 제2 제어 스위치(126), 제3 제어 스위치(127), 그리드 타이 인버터(grid tie inverter)(128a)(128b), TPRX2(129)를 포함하도록 구성될 수 있다.
여기서, SMPS(121)는 PMS 모듈(110)로부터 전기 에너지를 공급받아 제어기(122), 디스플레이(123) 등을 구동하도록 구성될 수 있다.
제어기(122)는 디스플레이(123)는 물론 기타 다른 BMS 모듈(120)의 구성을 제어하며, BMS 모듈(120)의 충방전 제어를 수행한다. 이때, 상호 연동 제어 모듈(130)의 제어 명령을 수행할 수 있다.
배터리 충전기(124)는 배터리(40)를 충전하기 위한 구성으로서, 다수 개가 구비될 수 있다.
배터리 충전기(124)는 PMS 모듈(110)로부터 공급받는 전기 에너지를 각각의 배터리(40)에 충전하도록 구성될 수 있다.
제어기(122)는 PMS 모듈(110)로부터 공급받는 전기 에너지의 공급량이나 배터리(40)의 현재 충전량 등을 고려하여 필요한 수의 배터리 충전기(124)를 구동할 수 있다.
한편, 제어기(122)는 제1 제어 스위치(123), 제2 제어 스위치(124), 제3 제어 스위치(125) 등을 제어하도록 구성될 수 있다.
제1 제어 스위치(125)는 배터리(40)에 충전된 전기 에너지를 방전하기 위한 스위칭 동작을 수행한다.
제2 제어 스위치(126)는 그린 에너지원(30)으로부터 전기 에너지를 공급받기 위한 스위칭 동작을 수행한다.
제3 제어 스위치(127)는 제2 제어 스위치(126)를 통해 공급받는 전기 에너지를 PMS 모듈(110)을 통해서 부하(20)로 직접 공급하거나 또는 배터리 충전기(124)를 통해 배터리(40)를 충전하도록 구성될 수 있다. 상호 연동 제어 모듈(130)은 그린 에너지원(30)으로부터 전기 에너지의 공급이 되고 있고 배터리(40)가 완충된 경우, 부하로 배터리(40)의 전원이 공급될 필요가 있는 경우 PMS 모듈(110)로 직접 전기 에너지를 공급할 수 있다. 그렇지 않은 경우에는 배터리(40)로 전기 에너지가 충전된다.
여기서, 그리드 타이 인버터(128a)는 제1 제어 스위치(125)를 통해 유입되는 전기 에너지를 DC 전원에서 AC 전원으로 변환하여 TPRX2(129) 및 PMS 모듈(110)을 통해 부하(20)로 공급하도록 구성될 수 있다.
그리고 그리드 타이 인버터(128b)는 제2 제어 스위치(126) 및 제3 제어 스위치(127) 간에 구비되며, 제2 제어 스위치(126)를 통해 유입되는 전기 에너지를 DC 전원에서 AC 전원을 변환하여 부하로(20)로 전달하도록 구성될 수 있다.
한편, 도 1에는 도시되지 않았지만 배터리(40)에는 각 배터리(40)의 온도를 측정하기 위한 온도 센서가 구비될 수 있다.
온도 센서에 의해 측정된 온도에 의해 배터리(40)의 충전 여부가 결정될 수 있다. 온도가 너무 높아지면 충전에 문제가 생기므로 상호 연동 제어 모듈(130)에 의해 충전이 결정된다.
여기서, 배터리(40)의 온도가 너무 높아지면, 상호 연동 제어 모듈(130)의 제어에 따라 BMS 모듈(120)이 그 온도 센서에서 측정된 온도에 따라 배터리(40)의 충전 동작을 일시 중지하고 온도가 내려가면 다시 재개하도록 구성될 수 있다.
한편, 상호 연동 제어 모듈(130)은 발전기(10)의 부하율을 낮추기 위해 PMS 모듈(110)에 의해 부하(20)로 공급되는 전기 에너지의 공급량을 참조하여 BMS 모듈(120)이 부하(20)로 배터리(40)에 충전된 전기 에너지를 연동하여 공급하도록 제어하는 것으로 구성될 수 있다. 발전기에 과부하가 걸리면 발전기의 고장으로 이어질 수 있으며, 과부하가 걸리기 전에 발전기(10)의 부하율을 낮추고 BMS 모듈(120)의 전기 에너지 공급을 병용하도록 구성될 수 있다.
구체적으로 상호 연동 제어 모듈(130)은 발전기(10)의 부하율이 소정 임계치 이상 높아지는 경우, 발전기(10)의 부하율을 임계치 이하로 유지하고 BMS 모듈(120)에 의해 배터리(40)에 충전된 전기 에너지를 부하(20)로 공급하도록 제어하는 것으로 구성될 수 있다.
도 2a 내지 도 2f는 본 발명의 실시예에 따른 BMS 인터페이스 화면과 PMS 인터페이스 화면의 예시도이다.
도 2a 내지 도 2c는 BMS 모듈(120)의 인터페이스 화면이고 도 2d 내지 도 2f는 PMS 모듈(110)의 인터페이스 화면을 나타낸다.
도 2a는 각 배터리(40)의 충전량, 온도를 도시하고 있으며, 배터리(40)의 상태를 확인하여 수동 제어가 가능하도록 구성된다.
도 2b 및 도 2c는 각 배터리 충전기(124)의 동작 상태와 그리트 타이 인버터(128a)(128b)의 동작 상태가 도시되어 있다. 필요에 따라 사용자가 직접 동작을 개시하고 중단할 수 있다.
도 2d는 PMS 모듈(130)의 시뮬레이션(simulation) 화면을 나타낸다. 각 부하(20)의 부하량을 나타내고 있다. 도 2e 및 도 2f는 발전기(10)의 동작 상태 및 과부하 상태 그리고 부하(20)의 동작 상태 및 과부하 상태를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS 및 PMS의 상호 연동에 의한 부하 제어방법의 흐름도이다.
도 3을 참조하면, PMS(power management system) 모듈(110)의 제어에 따라 발전기(10)가 전기 에너지를 생성하고 생성되는 전기 에너지를 부하(20)로 공급한다(S101).
여기서, PMS 모듈(110)은 발전기(10)의 운전 및 제어와 부하(20)의 운전을 수행하도록 구성될 수 있다.
다음으로, BMS(battery management system) 모듈(120)의 제어에 따라 그린 에너지원(green energy source)(30)으로부터 전기 에너지를 공급받아 배터리(battery)(40)에 충전한다(S102).
이때, BMS 모듈(120)은 온도 센서를 이용하여 배터리(40)의 온도를 측정하고 측정된 온도에 따라 BMS 모듈(120)이 배터리(40)로 충전하는 동작을 일시 중지하도록 제어하는 것으로 구성될 수 있다
다음으로, 상호 연동 제어 모듈(130)이 PMS 모듈(110)에 의해 부하(20)로 공급되는 전기 에너지의 공급량을 참조한다(S103)
다음으로, 위 참조 결과에 따라 상호 연동 제어 모듈(130)이 PMS(110) 모듈의 전기 공급과 연동하여 배터리(40)에 충전된 전기 에너지를 AC 변환하여 PMS 모듈(110)을 통해 부하로 공급한다(S104).
여기서, 상호 연동 제어 모듈(130)은 발전기(10)의 부하율이 소정 임계치 이상 높아지는 경우, 상호 연동 제어 모듈(130)이 발전기(10)의 부하율을 임계치 이하로 유지하고 BMS 모듈(120)에 의해 배터리(40)에 충전된 전기 에너지를 부하(20)로 공급하도록 제어하는 것으로 구성될 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: PMS 모듈 120: BMS 모듈
121: SMPS 122: 제어기
123: 디스플레이 124: 배터리 충전기
125: 제1 제어 스위치 126: 제2 제어 스위치
127: 제3 제어 스위치 128a: 그리드 타이 인버터
128b: 그리드 타이 인버터 129: TPRX2
130: 상호 연동 제어 모듈

Claims (9)

  1. 발전기(10)가 전기 에너지를 생성하고 생성되는 전기 에너지를 부하(20)로 공급하도록 제어하는 PMS(power management system) 모듈(110);
    그린 에너지원(green energy source)(30)으로부터 전기 에너지를 공급받아 배터리(battery)(40)에 충전하고, 배터리(40)에 충전된 전기 에너지를 AC 변환하여 상기 PMS 모듈(110)을 통해 상기 부하(20)로 공급하는 BMS(battery management system) 모듈(120);
    상기 발전기(10)의 부하율을 낮추기 위해 상기 PMS 모듈(110)에 의해 상기 부하(20)로 공급되는 전기 에너지의 공급량을 참조하여 상기 BMS 모듈(120)이 상기 부하(20)로 상기 배터리(40)에 충전된 전기 에너지를 연동하여 공급하도록 제어하는 상호 연동 제어 모듈(130)을 포함하고,
    상기 BMS 모듈(120)은,
    상기 배터리(40)를 충전하기 위한 배터리 충전기(battery charger)(124);
    상기 배터리에 충전된 전기 에너지를 상기 PMS 모듈을 통해 상기 부하로 공급하는 제1 제어 스위치(125);
    상기 그린 에너지원(30)으로부터 전기 에너지를 공급받아 상기 배터리 충전기(124)로 충전하는 제2 제어 스위치(126);
    상기 그린 에너지원(30)으로부터 공급받는 전기 에너지를 상기 PMS 모듈(110)을 통해 상기 부하(20)로 직접 공급하도록 스위칭 동작을 수행하는 제3 제어 스위치(127);
    상기 제2 제어 스위치(126) 및 상기 제3 제어 스위치(127) 간에 구비되며, 상기 그린 에너지원(30)으로부터 공급받는 전기 에너지를 DC 전원에서 AC 전원으로 변환하는 그리드 타이 인버터(grid tie inverter)(128b);
    상기 배터리(40)의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함하도록 구성되며,
    상기 BMS 모듈(120)은,
    상기 온도 센서에서 측정된 온도에 따라 상기 BMS 모듈(120)이 상기 배터리(40)로 충전하는 동작을 일시 중지하도록 제어하고,
    상기 PMS 모듈(110)은,
    상기 발전기(10)의 운전 및 제어와 상기 부하(20)의 운전, 부하량 감지를 수행하도록 구성되며,
    상기 상호 연동 제어 모듈(130)은,
    상기 발전기(10)의 부하율이 소정 임계치 이상 높아지는 경우, 상기 발전기(10)의 부하율을 상기 임계치 이하로 유지하고 상기 BMS 모듈(120)에 의해 상기 배터리(40)에 충전된 전기 에너지를 상기 부하(20)로 공급하도록 제어하고,
    상기 BMS 모듈(120)은 SMPS(switch mode power suppy)(121), 제어기(122), 디스플레이(123)를 포함하도록 구성되며,
    상기 SMPS(121)는 PMS 모듈(110)로부터 전기 에너지를 공급받아 제어기(122), 디스플레이(123)를 구동하고,
    상기 제어기(122)는 디스플레이(123)와 다른 BMS 모듈(120)의 구성을 제어하며, BMS 모듈(120)의 충방전 제어를 수행하고,
    상기 제어기(122)는 PMS 모듈(110)로부터 공급받는 전기 에너지의 공급량이나 배터리(40)의 현재 충전량을 고려하여 필요한 수의 배터리 충전기(124)를 구동하며,
    상기 상호 연동 제어 모듈(130)은 그린 에너지원(30)으로부터 전기 에너지의 공급이 되고 있고 배터리(40)가 완충된 경우, 부하로 배터리(40)의 전원이 공급될 필요가 있는 경우 PMS 모듈(110)로 직접 전기 에너지를 공급하는 것을 특징으로 하는 BMS 및 PMS의 상호 연동에 의한 부하 관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
KR1020160075295A 2016-06-16 2016-06-16 Ｂｍｓ 및 ｐｍｓ의 상호 연동에 의한 부하 관리 시스템 및 제어방법 KR101672751B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160075295A KR101672751B1 (ko) 2016-06-16 2016-06-16 Ｂｍｓ 및 ｐｍｓ의 상호 연동에 의한 부하 관리 시스템 및 제어방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160075295A KR101672751B1 (ko) 2016-06-16 2016-06-16 Ｂｍｓ 및 ｐｍｓ의 상호 연동에 의한 부하 관리 시스템 및 제어방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101672751B1 true KR101672751B1 (ko) 2016-11-04

Family

ID=57530262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160075295A KR101672751B1 (ko) 2016-06-16 2016-06-16 Ｂｍｓ 및 ｐｍｓ의 상호 연동에 의한 부하 관리 시스템 및 제어방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101672751B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109149699A (zh) * 2018-09-12 2019-01-04 江苏博强新能源科技股份有限公司 储能电池管理系统和方法
KR102177159B1 (ko) 2019-08-27 2020-11-10 주식회사 파워이십일 신재생에너지 pms 테스트 장치
KR20210076592A (ko) 2019-12-16 2021-06-24 박형곤 멀티 배터리의 순환 방전을 이용한 전원 공급 시스템
CN114123461A (zh) * 2021-11-09 2022-03-01 葛洲坝能源重工有限公司 移动式电化学储能组站不停电系统及控制方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140137545A (ko) * 2013-05-23 2014-12-03 (주)서전기전 에너지 저장 모듈을 구비한 지능형 배전반 시스템
KR101553351B1 (ko) 2013-10-02 2015-09-15 주식회사 코캄일렉트로닉스 시스템 bms 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140137545A (ko) * 2013-05-23 2014-12-03 (주)서전기전 에너지 저장 모듈을 구비한 지능형 배전반 시스템
KR101553351B1 (ko) 2013-10-02 2015-09-15 주식회사 코캄일렉트로닉스 시스템 bms 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109149699A (zh) * 2018-09-12 2019-01-04 江苏博强新能源科技股份有限公司 储能电池管理系统和方法
KR102177159B1 (ko) 2019-08-27 2020-11-10 주식회사 파워이십일 신재생에너지 pms 테스트 장치
KR20210076592A (ko) 2019-12-16 2021-06-24 박형곤 멀티 배터리의 순환 방전을 이용한 전원 공급 시스템
CN114123461A (zh) * 2021-11-09 2022-03-01 葛洲坝能源重工有限公司 移动式电化学储能组站不停电系统及控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101754157B1 (ko) 에너지저장시스템 및 이의 에너지 효율 향상 방법
JP3469228B2 (ja) 蓄電装置の充放電制御装置及び充放電制御方法並びに電力貯蔵システム
US20140239724A1 (en) Power conditioner and power conditioning method
EP2605359A1 (en) Storage battery system and method for controlling same
KR101672751B1 (ko) Ｂｍｓ 및 ｐｍｓ의 상호 연동에 의한 부하 관리 시스템 및 제어방법
KR20170036330A (ko) 에너지 저장 시스템
CN102651572B (zh) 一种零时备电系统和零时备电方法
KR20200048913A (ko) 폐배터리 기반의 독립형 가정용 에너지 저장 시스템
CN107872065B (zh) 一种电网储能系统出力的控制方法及装置
WO2011042781A1 (ja) 電力供給システム
KR20140137545A (ko) 에너지 저장 모듈을 구비한 지능형 배전반 시스템
JP2006311676A (ja) 電源システム
JP2024009124A (ja) 電力制御装置、蓄電池システム、蓄電池の充電電力制御方法及びプログラム
JP2015198555A (ja) 電力制御方法、電力制御装置、及び電力制御システム
KR20190062812A (ko) 에너지 저장 시스템
KR20180136177A (ko) 에너지 저장 시스템
JP2009071922A (ja) 直流バックアップ電源装置およびその制御方法
JP5450685B2 (ja) 電力変換装置
JP2018042320A (ja) 蓄電システム
KR102257906B1 (ko) 에너지 저장 시스템
CN111344927A (zh) 智能平衡能量充电控制系统
KR101215396B1 (ko) 방전전류제어를 이용한 하이브리드 스마트그리드 무정전전원장치
CN103078354A (zh) 备用电池保护系统
KR102463396B1 (ko) 에너지 저장 시스템
KR20190093405A (ko) 리튬 이온 배터리 호환 배터리 컨트롤 장치 및 그 제어 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190809

Year of fee payment: 4