KR101733742B1 - System for charging/discharging secondary battery and driving method thereof - Google Patents

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Abstract

2차 전지 충방전 시스템은 복수의 2차 전지 충방전 장치, 상기 복수의 2차 전지 충방전 장치 중에서 제1의 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지에 충전된 전력을 방전시켜 제2의 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지를 충전시키는 DC 회생 모드를 제어하는 스케줄러, 및 상기 DC 회생 모드에서 상기 제1의 2차 전지 충방전 장치 및 상기 제2의 2차 전지 충방전 장치를 연결하는 DC 링크부를 포함한다. 2차 전지의 충방전 과정에서 AC 회생 및 DC 회생이 가능하다. 2차 전지의 방전 전력을 회생하는 과정에서의 전력 변환 효율을 높일 수 있고 발열량을 낮출 수 있다.The secondary battery charging and discharging system includes a plurality of secondary battery charging and discharging devices and a secondary battery charging and discharging device for discharging electric power charged in the secondary battery connected to the first secondary battery charging and discharging device among the plurality of secondary battery charging and discharging devices, A scheduler for controlling a DC regeneration mode for charging a secondary battery connected to the secondary battery charging / discharging device, and a control unit for controlling the first regenerative battery charging / discharging device and the second secondary battery charging / And includes a DC link portion for connecting. AC regeneration and DC regeneration are possible during charging / discharging of the secondary battery. The power conversion efficiency in the process of regenerating the discharge power of the secondary battery can be increased and the heat generation amount can be lowered.

Description

2차 전지 충방전 시스템 및 그 구동 방법{System for charging/discharging secondary battery and driving method thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a secondary battery charge /

본 발명은 2차 전지 충방전 시스템 및 그 구동 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 AC 회생 및 DC 회생이 가능한 2차 전지 충방전 시스템 및 그 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a secondary battery charge / discharge system and a driving method thereof, and more particularly, to a secondary battery charge / discharge system capable of AC regeneration and DC regeneration and a driving method thereof.

최근 휴대폰, PDA(personal digital assistant), 넷북(Netbook), 노트북 등의 휴대형 기기의 사용이 증가되고 있다. 휴대형 기기는 사용 특성상 충방전이 가능한 2차 전지를 이용하여 전원을 공급받는다. 휴대형 기기에 사용되는 2차 전지는 소형화, 저중량화와 함께 충전용량이 증대되어야 한다.2. Description of the Related Art In recent years, portable devices such as mobile phones, personal digital assistants (PDAs), netbooks, and notebooks have been increasingly used. Portable devices are powered by a rechargeable secondary battery. The rechargeable battery used in portable devices needs to be miniaturized, reduced in weight and increased in charge capacity.

2차 전지의 제조공정에서 2차 전지의 충전용량을 증대시키기 위하여 2차 전지의 충전 및 방전이 반복적으로 수행된다. 또한, 2차 전지의 수명 평가 및 출력 평가를 위하여 2차 전지의 충전 및 방전이 반복적으로 수행된다. 2차 전지의 충전 및 방전이 반복적으로 수행되는 충방전 과정에서, 2차 전지의 방전 전력을 방전용 부하를 통해 소비하는 것은 생성된 전력을 무의미하게 낭비하는 것이다.Charging and discharging of the secondary battery are repeatedly performed in order to increase the charging capacity of the secondary battery in the manufacturing process of the secondary battery. Also, charging and discharging of the secondary battery are repeatedly performed to evaluate the lifetime and output of the secondary battery. In the charging / discharging process in which the charging and discharging of the secondary battery are repeatedly performed, consuming the discharging power of the secondary battery through the discharging load is a waste of generated power.

2차 전지의 방전 전력을 낭비하지 않고 효율적으로 회생하여 사용할 수 있는 방법이 필요하다. There is a need for a method that can efficiently regenerate and use the discharge power of the secondary battery without wasting it.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 2차 전지의 충방전 과정에서 방전 전력을 효율적으로 회생하여 사용할 수 있는 2차 전지 충방전 시스템 및 그 구동 방법을 제공함에 있다. Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention provides a secondary battery charging / discharging system and a driving method thereof that can efficiently regenerate discharge power during charging / discharging of a secondary battery.

본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지 충방전 시스템은 복수의 2차 전지 충방전 장치, 상기 복수의 2차 전지 충방전 장치 중에서 제1의 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지에 충전된 전력을 방전시켜 제2의 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지를 충전시키는 DC 회생 모드를 제어하는 스케줄러, 및 상기 DC 회생 모드에서 상기 제1의 2차 전지 충방전 장치 및 상기 제2의 2차 전지 충방전 장치를 연결하는 DC 링크부를 포함한다. A secondary battery charge / discharge system according to an embodiment of the present invention includes a plurality of secondary battery charge / discharge devices, a secondary battery connected to the first secondary battery charge / discharge device among the plurality of secondary battery charge / And a DC regeneration mode for charging the secondary battery connected to the second secondary battery charging and discharging device by discharging the first secondary battery charging and discharging device and the second secondary battery charging and discharging device in the DC regeneration mode, And a DC link unit for connecting the secondary battery charging / discharging device of FIG.

상기 스케줄러는 상기 복수의 2차 전지 충방전 장치에 연결된 복수의 2차 전지에 충전된 전력을 방전시켜 AC 전원에 전달하는 AC 회생 모드를 제어할 수 있다.The scheduler can control an AC regeneration mode in which electric power charged in a plurality of secondary cells connected to the plurality of secondary battery charging / discharging devices is discharged to an AC power source.

상기 복수의 2차 전지 충방전 장치 각각은, AC 전원에서 제공되는 AC 전력과 고전압의 DC 전력 간에 전력을 양방향으로 변환하는 AC/DC 전력 변환부, 상기 AC/DC 전력 변환부에 연결되고, 상기 고전압의 DC 전력과 저전압의 DC 전력 간에 전력을 양방향으로 변환하는 제1 DC/DC 전력 변환부, 상기 제1 DC/DC 전력 변환부에 연결되고, 상기 저전압의 DC 전력과 2차 전지의 충방전 전력 간에 전력을 양방향으로 변환하는 제2 DC/DC 전력 변환부, 및 상기 AC/DC 전력 변환부, 상기 제1 DC/DC 전력 변환부 및 상기 제2 DC/DC 전력 변환부의 전력 변환 효율을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.Wherein each of the plurality of secondary battery charging and discharging devices comprises: an AC / DC power converting unit for bidirectionally converting power between AC power supplied from an AC power source and DC power having a high voltage; A first DC / DC power conversion unit for converting power between high-voltage DC power and low-voltage DC power in both directions, a first DC / DC power conversion unit connected to the first DC / DC power conversion unit, A second DC / DC power converter for converting electric power between electric power in both directions, and a second DC / DC power converter for controlling the power conversion efficiency of the AC / DC power converter, the first DC / DC power converter and the second DC / DC power converter And a control unit.

상기 제2 DC/DC 전력 변환부는 상기 2차 전지에서 방전되는 방전 전력을 제1 전압의 DC 전력 및 제2 전압의 DC 전력 중 어느 하나로 변환하고, 상기 제2 전압은 상기 제1 전압보다 높은 전압일 수 있다.Wherein the second DC / DC power converter converts the discharge power discharged from the secondary battery to one of DC power of a first voltage and DC power of a second voltage, wherein the second voltage is higher than the first voltage Lt; / RTI >

상기 제어부는 상기 AC 회생 모드에서 상기 복수의 2차 전지의 방전 전력이 상기 제1 전압의 DC 전력으로 변환되도록 하고, 상기 DC 회생 모드에서 상기 복수의 2차 전지의 방전 전력이 상기 제2 전압의 DC 전력으로 변환되도록 할 수 있다.Wherein the control unit causes the discharge power of the plurality of secondary cells to be converted into the DC voltage of the first voltage in the AC regeneration mode and the discharge power of the plurality of secondary cells in the DC regeneration mode DC power.

상기 스케줄러는 상기 AC 회생 모드에서 상기 DC 링크부를 턴-오프시켜 상기 제1의 2차 전지 충방전 장치와 상기 제2의 2차 전지 충방전 장치의 연결을 차단시킬 수 있다. The scheduler may turn off the DC link unit in the AC regeneration mode to cut off the connection between the first secondary battery charging / discharging device and the second secondary battery charging / discharging device.

상기 스케줄러는 상기 DC 회생 모드에서 상기 DC 링크부를 턴-온시켜 상기 제1의 2차 전지 충방전 장치와 상기 제2의 2차 전지 충방전 장치를 전기적으로 연결시킬 수 있다. The scheduler may turn on the DC link unit in the DC regeneration mode to electrically connect the first secondary battery charging / discharging device and the second secondary battery charging / discharging device.

상기 스케줄러는 상기 복수의 2차 전지 충방전 장치로부터 SOC(State of Charge)를 포함하는 배터리 상태 신호를 전달받아 2차 전지의 방전이 필요한 상기 제1의 2차 전지 충방전 장치를 선택할 수 있다.The scheduler receives a battery status signal including a state of charge (SOC) from the plurality of secondary battery charging / discharging devices, and can select the first secondary battery charging / discharging device requiring discharge of the secondary battery.

상기 스케줄러는 상기 복수의 2차 전지 충방전 장치로부터 상기 복수의 2차 전지 각각의 전압, 전류를 포함하는 센싱 신호를 전달받고, 상기 복수의 2차 전지 각각의 SOC를 산출하여 2차 전지의 방전이 필요한 상기 제1의 2차 전지 충방전 장치를 선택할 수 있다.Wherein the scheduler receives a sensing signal including voltage and current of each of the plurality of secondary batteries from the plurality of secondary battery charging and discharging devices and calculates an SOC of each of the plurality of secondary batteries, It is possible to select the first secondary battery charge /

본 발명의 다른 실시예에 따른 2차 전지 충방전 시스템의 구동 방법은 복수의 2차 전지 충방전 장치 중에서 방전을 수행할 2차 전지 충방전 장치를 선택하는 단계, 상기 선택된 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지로부터 방전되는 방전전력을 AC 회생 모드를 수행하여 회생시킬 것인지, DC 회생 모드를 수행하여 회생시킬 것인지 여부를 단계, 상기 AC 회생 모드를 수행하는 경우, 상기 선택된 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지의 방전 전력을 AC 회생 전력으로 변환하는 단계, 및 상기 DC 회생 모드를 수행하는 경우, 상기 선택된 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지의 방전 전력을 다른 하나의 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지를 충전시키는 DC 회생 전력으로 변환하는 단계를 포함한다.A method of driving a secondary battery charging / discharging system according to another embodiment of the present invention includes selecting a secondary battery charging / discharging device to perform discharging among a plurality of secondary battery charging / discharging devices, Whether or not the discharge power discharged from the secondary battery connected to the secondary battery is regenerated by performing an AC regeneration mode or regenerated by performing a DC regeneration mode; Converting the discharge power of the secondary battery connected to the apparatus into AC regenerative power, and, when performing the DC regeneration mode, discharging the discharge power of the secondary battery connected to the selected secondary battery charge / To DC regenerative power charging the secondary battery connected to the battery charge / discharge device.

상기 방전을 수행할 2차 전지 충방전 장치를 선택하는 단계는, 상기 복수의 2차 전지 충방전 장치로부터 SOC를 포함하는 배터리 상태 신호를 수신하는 단계를 포함하고, 상기 배터리 상태 신호를 기반으로 상기 방전을 수행할 2차 전지 충방전 장치가 선택될 수 있다. Wherein the step of selecting the secondary battery charging / discharging device to perform the discharging includes receiving a battery state signal including the SOC from the plurality of secondary battery charging / discharging devices, A secondary battery charge / discharge device to perform discharge can be selected.

상기 방전을 수행할 2차 전지 충방전 장치를 선택하는 단계는, 상기 복수의 2차 전지 충방전 장치로부터 각각에 연결된 복수의 2차 전지의 전압, 전류를 포함하는 센싱 신호를 전달받아 상기 복수의 2차 전지 각각의 SOC를 산출하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 2차 전지 각각의 SOC를 기반으로 상기 방전을 수행할 2차 전지 충방전 장치가 선택될 수 있다.The step of selecting the secondary battery charging / discharging device to perform the discharging includes receiving a sensing signal including voltages and currents of a plurality of secondary batteries connected to each of the plurality of secondary battery charging / discharging devices, Calculating a SOC of each of the secondary batteries, and selecting a secondary battery charging / discharging device to perform the discharging based on the SOC of each of the plurality of secondary batteries.

상기 복수의 2차 전지 충방전 장치 중에서 방전을 수행할 2차 전지 충방전 장치가 소정 개수 이상인 경우 상기 AC 회생 모드가 선택되고, 상기 방전을 수행할 2차 전지 충방전 장치가 소정 개수 이하이면 상기 DC 회생 모드가 선택될 수 있다.Wherein the AC regeneration mode is selected when the number of the secondary battery charging / discharging devices to perform discharging is more than a predetermined number among the plurality of secondary battery charging / discharging devices, and when the number of the secondary battery charging / DC regeneration mode can be selected.

상기 선택된 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지의 방전 전력을 AC 회생 전력으로 변환하는 단계는, 상기 선택된 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지의 방전 전력을 제1 전압의 제1 DC 전력으로 변환하는 단계, 상기 제1 전압의 제1 DC 전력을 고전압의 제2 DC 전력으로 변환하는 단계, 및 상기 고전압의 제2 DC 전력을 상기 AC 회생 전력으로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the step of converting the discharge power of the secondary battery connected to the selected secondary battery charging and discharging device into the AC regenerative power comprises the step of converting the discharge power of the secondary battery connected to the selected secondary battery charging and discharging device into the first DC Converting the first DC power of the first voltage to a second DC power of a high voltage, and converting the second DC power of the high voltage to the AC regenerative power.

상기 선택된 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지의 방전 전력을 DC 회생 전력으로 변환하는 단계는, 상기 선택된 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지의 방전 전력을 제2 전압의 제1 DC 전력으로 변환하는 단계, 상기 제1 DC 전력을 상기 다른 하나의 2차 전지 충방전 장치에 전달하는 단계, 및 상기 다른 하나의 2차 전지 충방전 장치에서 상기 제1 DC 전력을 상기 DC 회생 전력으로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the step of converting the discharge power of the secondary battery connected to the selected secondary battery charging and discharging device into the DC regeneration power comprises the step of converting the discharging electric power of the secondary battery connected to the selected secondary battery charging / Converting the first DC power into the DC regenerative power in the other one of the secondary battery charging and discharging devices, and converting the first DC power into the DC regenerative power And a step of converting the data.

상기 제2 전압은 상기 제1 전압보다 높은 전압일 수 있다.The second voltage may be a voltage higher than the first voltage.

2차 전지의 충방전 과정에서 AC 회생 및 DC 회생이 가능하다. 2차 전지의 방전 전력을 회생하는 과정에서의 전력 변환 효율을 높일 수 있고 발열량을 낮출 수 있다.AC regeneration and DC regeneration are possible during charging / discharging of the secondary battery. The power conversion efficiency in the process of regenerating the discharge power of the secondary battery can be increased and the heat generation amount can be lowered.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지 충방전 시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지 충방전 시스템에 포함되는 2차 전지 충방전 장치를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지 충방전 시스템에서 2차 전지 충전 과정을 수행하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지 충방전 시스템에서 2차 전지의 방전 전력의 회생 과정을 수행하는 방법을 도시한 흐름도이다.1 is a block diagram illustrating a secondary battery charge / discharge system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram illustrating a secondary battery charge / discharge apparatus included in a secondary battery charge / discharge system according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of charging a secondary battery in a secondary battery charge / discharge system according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of regenerating discharge power of a secondary battery in a secondary battery charge / discharge system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.In addition, in the various embodiments, components having the same configuration are represented by the same reference symbols in the first embodiment. In the other embodiments, only components different from those in the first embodiment will be described .

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지 충방전 시스템을 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a secondary battery charge / discharge system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 2차 전지 충방전 시스템(200)은 복수의 AC 전원부(16-1, ..., 16-n), 복수의 2차 전지 충방전 장치(10-1, ..., 10-n) 및 스케줄러(18)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a secondary battery charge / discharge system 200 includes a plurality of AC power sources 16-1, ..., 16-n, a plurality of secondary battery charge / discharge devices 10-1, ..., , 10-n, and a scheduler 18.

복수의 AC 전원부(16-1, ..., 16-n)는 AC 전력을 생산하는 발전 시스템 및 생산된 AC 전력을 복수의 2차 전치 충방전 장치(100)에 제공하는 전원 장치를 포함한다. 예를 들어, 복수의 AC 전원부(160)는 화력, 수력, 원자력 발전 등을 통해 전력을 생산하는 발전소, 생산된 전력을 송전선로나 배전선로를 통하여 보내기 위해 전압이나 전류의 성질을 바꾸는 변전소나 송전소 등을 포함하는 상용 계통일 수 있다. 여기서는 복수의 AC 전원부(16-1, ..., 16-n) 각각이 복수의 2차 전지 충방전 장치(10-1, ..., 10-n)에 각각 연결되는 것으로 나타내었으나, 반드시 AC 전원부가 복수일 필요는 없다.The plurality of AC power supply units 16-1, ..., 16-n includes a power generation system that generates AC power and a power supply device that provides the produced AC power to the plurality of secondary precharge and discharge apparatuses 100 . For example, the plurality of AC power units 160 may be a power plant that generates electricity through thermal power, hydroelectric power, or nuclear power, a substation that converts the characteristics of a voltage or a current to transmit the generated power through a transmission line or a distribution line, And the like. Although each of the plurality of AC power supply units 16-1, ..., and 16-n is shown as being connected to the plurality of secondary battery charging and discharging devices 10-1, ..., 10-n, There is no need to have a plurality of AC power sources.

복수의 2차 전지 충방전 장치(10-1, ..., 10-n)는 각각에 연결된 2차 전지(17-1, ..., 17-n)의 충전 및 방전을 수행한다. 여기서는 복수의 2차 전지 충방전 장치(10-1, ..., 10-n)는 각각에 하나의 2차 전지가 연결되는 것으로 나타내었으나, 각각의 2차 전지 충방전 장치(10-1, 10-2, ..., 10-n)에는 복수의 2차 전지가 연결될 수 있다.The plurality of secondary battery charging / discharging devices 10-1 to 10-n perform charging and discharging of the secondary batteries 17-1 to 17-n connected to the secondary batteries. Here, although one secondary battery is shown connected to each of the plurality of secondary battery charging / discharging devices 10-1, ..., 10-n, each of the secondary battery charging / discharging devices 10-1, 10-2, ..., 10-n may be connected to a plurality of secondary batteries.

복수의 2차 전지 충방전 장치(10-1, ..., 10-n) 각각은 DC 링크부(13-1, ..., 13-n)를 포함한다. Each of the plurality of secondary battery charging / discharging devices 10-1, ..., 10-n includes DC link portions 13-1, ..., 13-n.

DC 링크부(13-1, ..., 13-n)는 복수의 2차 전지 충방전 장치(10-1, 10-2, ..., 10-n)를 서로 전기적으로 연결시킨다. 특히, DC 링크부(13-1, ..., 13-n)는 DC 회생 모드에서 복수의 2차 전지 충방전 장치(10-1, ..., 10-n)를 서로 연결시켜 복수의 2차 전지(17-1, ..., 17-n) 간에 DC 회생 모드가 수행될 수 있도록 한다.DC link units 13-1, ..., 13-n electrically connect the plurality of secondary battery charging / discharging devices 10-1, 10-2, ..., 10-n to each other. In particular, the DC link units 13-1, ..., and 13-n connect the plurality of secondary battery charging and discharging devices 10-1, ..., 10-n to each other in the DC regeneration mode, So that the DC regeneration mode can be performed between the secondary batteries 17-1, ..., 17-n.

스케줄러(18)는 2차 전지 충방전 시스템(200)의 구동 모드를 제어한다. 2차 전지 충방전 시스템(200)의 구동 모드는 2차 전지의 충전 모드, AC 회생 모드 및 DC 회생 모드를 포함한다. 충전 모드는 AC 전력으로 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지를 충전시키는 모드이다. AC 회생 모드는 복수의 2차 전지 충방전 장치(10-1, ..., 10-n)에 연결된 복수의 2차 전지에 충전된 전력을 방전시켜 AC 전원부(16-1, ..., 16-n)에 전달하는 모드이다. DC 회생 모드는 복수의 2차 전지 충방전 장치(10-1, ..., 10-n) 중에서 제1의 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지에 충전된 전력을 방전시켜 제2의 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지를 충전시키는 모드이다. The scheduler 18 controls the driving mode of the secondary battery charge / discharge system 200. The drive mode of the secondary battery charge / discharge system 200 includes a charge mode of the secondary battery, an AC regeneration mode, and a DC regeneration mode. The charging mode is a mode for charging the secondary battery connected to the secondary battery charging / discharging device with AC power. The AC regeneration mode discharges the electric power charged in the plurality of secondary cells connected to the plurality of secondary battery charging / discharging devices 10-1, ..., 10-n, 16-n. The DC regeneration mode discharges the electric power charged in the secondary battery connected to the first secondary battery charging / discharging device among the plurality of secondary battery charging / discharging devices 10-1 to 10-n, And charging the secondary battery connected to the secondary battery charge / discharge device.

스케줄러(18)는 충전 모드 및 AC 회생 모드에서 DC 링크부(13-1, ..., 13-n)를 턴-오프시켜 제1의 2차 전지 충방전 장치와 제2의 2차 전지 충방전 장치의 연결을 차단시킬 수 있다. 그리고 스케줄러(18)는 DC 회생 모드에서 DC 링크부(13-1, ..., 13-n)를 턴-온시켜 제1의 2차 전지 충방전 장치와 제2의 2차 전지 충방전 장치를 전기적으로 연결시킬 수 있다. The scheduler 18 turns off the DC link units 13-1, ..., and 13-n in the charge mode and the AC regeneration mode to turn off the first and second secondary battery charge / The connection of the discharge device can be cut off. Then, the scheduler 18 turns on the DC link units 13-1, ..., 13-n in the DC regeneration mode so that the first and second secondary battery charge / Can be electrically connected.

스케줄러(18)는 복수의 2차 전지 충방전 장치(10-1, ..., 10-n)의 충전과 방전 과정을 스케줄링하거나, 특정 조건에 의해 충전과 방전 동작을 전환하거나 정지시킬 수 있다. 예를 들어, 스케줄러(18)는 복수의 2차 전지 충방전 장치(10-1, ..., 10-n) 각각으로부터 복수의 2차 전지(17-1, ..., 17-n) 각각의 배터리 상태 신호 또는 센싱 신호를 전달받을 수 있다. 배터리 상태 신호는 SOC(State of Charge), SOH(State of Health) 등을 포함할 수 있다. 센싱 신호는 2차 전지의 전압, 전류, 온도를 포함할 수 있고, 스케줄러(18)는 센싱 신호를 이용하여 2차 전지의 SOC, SOH 등을 산출할 수 있다. 스케줄러(18)는 복수의 2차 전지(17-1, ..., 17-n) 각각의 SOC, SOH를 기반으로 복수의 2차 전지 충방전 장치(10-1, ..., 10-n) 각각의 동작을 제어하는 모드 제어신호를 생성할 수 있다. 모드 제어신호는 복수의 2차 전지 충방전 장치(10-1, ..., 10-n) 각각의 충방전 및 DC 링크부(13-1, ..., 13-n)의 온-오프를 지시한다. 스케줄러(18)는 모드 제어신호를 복수의 2차 전지 충방전 장치(10-1, ..., 10-n)에 전달한다.The scheduler 18 may schedule charging and discharging processes of the plurality of secondary battery charging and discharging devices 10-1 to 10-n, or may switch or stop charging and discharging operations according to a specific condition . For example, the scheduler 18 receives a plurality of secondary batteries 17-1, ..., 17-n from each of the plurality of secondary battery charging / discharging devices 10-1 to 10- Each battery status signal or sensing signal can be received. The battery status signal may include a state of charge (SOC), a state of health (SOH), and the like. The sensing signal may include the voltage, current, and temperature of the secondary battery, and the scheduler 18 may calculate the SOC, SOH, etc. of the secondary battery using the sensing signal. The scheduler 18 is connected to the plurality of secondary battery charging and discharging devices 10-1 to 10-n based on the SOC and SOH of each of the plurality of secondary batteries 17-1 to 17- lt; RTI ID = 0.0 > n). < / RTI > The mode control signal is used to control the charging / discharging of each of the plurality of secondary battery charging / discharging devices 10-1, ..., 10-n and the on-off of the DC link portions 13-1, ..., . The scheduler 18 transfers the mode control signal to the plurality of secondary battery charging / discharging devices 10-1, ..., 10-n.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지 충방전 시스템에 포함되는 2차 전지 충방전 장치를 도시한 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a secondary battery charge / discharge apparatus included in a secondary battery charge / discharge system according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 2차 전지 충방전 시스템(200)에 포함되는 복수의 2차 전지 충방전 장치 중에서 임의의 2차 전지 충방전 장치(100)를 나타낸다. 2차 전지 충방전 장치(100)는 복수의 2차 전지(170-1, ..., 170-k)가 연결될 수 있는 것으로 가정한다.Referring to FIG. 2, an optional secondary battery charge / discharge apparatus 100 is shown among a plurality of secondary battery charge / discharge apparatuses included in the secondary battery charge / discharge system 200. It is assumed that the secondary battery charge / discharge apparatus 100 can be connected to a plurality of secondary batteries 170-1, ..., and 170-k.

2차 전지 충방전 장치(100)는 AC/DC 전력 변환부(110), 제1 DC/DC 전력 변환부(120), DC 링크부(130), 복수의 제2 DC/DC 전력 변환부(140-1, ..., 140-k) 및 제어부(150)를 포함한다.The secondary battery charging and discharging apparatus 100 includes an AC / DC power converting unit 110, a first DC / DC power converting unit 120, a DC link unit 130, a plurality of second DC / DC power converting units 140-1, ..., 140-k, and a control unit 150. [

AC/DC 전력 변환부(110)는 AC 전원부(160)에 연결된다. AC/DC 전력 변환부(110)는 AC 전원부(160)에서 전달되는 AC 전력을 고전압의 DC 전력으로 변환하여 제1 DC/DC 전력 변환부(120)에 전달한다. 그리고 AC/DC 전력 변환부(110)는 제1 DC/DC 전력 변환부(120)에서 전달되는 고전압의 DC 전력을 AC 전력으로 변환하여 AC 전원부(160)에 전달한다. 즉, AC/DC 전력 변환부(110)는 AC 전력과 DC 전력 간에 전력을 양방향으로 변환하는 양방향 인버터의 기능을 수행할 수 있다. AC 전력은 단상 AC 전력 또는 3상 AC 전력일 수 있다. The AC / DC power conversion unit 110 is connected to the AC power unit 160. The AC / DC power conversion unit 110 converts AC power delivered from the AC power unit 160 into high-voltage DC power and transmits the high-voltage DC power to the first DC / DC power conversion unit 120. The AC / DC power conversion unit 110 converts high-voltage DC power delivered from the first DC / DC power conversion unit 120 into AC power and transmits the AC power to the AC power unit 160. That is, the AC / DC power conversion unit 110 may perform the function of a bidirectional inverter that converts power between AC power and DC power in both directions. AC power can be single phase AC power or three phase AC power.

제1 DC/DC 전력 변환부(120)는 AC/DC 전력 변환부(110)에 연결되고, AC/DC 전력 변환부(110)에서 전달되는 고전압의 DC 전력을 저전압의 DC 전력을 변환하여 제1 노드(N1)에 전달한다. 그리고 제1 DC/DC 전력 변환부(120)는 제1 노드(N1)의 저전압 DC 전력을 고전압의 DC 전력을 변환하여 AC/DC 전력 변환부(110)에 전달한다. 즉, 제1 DC/DC 전력 변환부(120)는 고전압의 DC 전력과 저전압의 DC 전력 간에 전력을 양방향으로 변환하는 양방향 컨버터의 기능을 수행할 수 있다.The first DC / DC power converting unit 120 is connected to the AC / DC power converting unit 110 and converts the high-voltage DC power transmitted from the AC / DC power converting unit 110 to low- 1 node N1. The first DC / DC power conversion unit 120 converts the low voltage DC power of the first node N1 into a high voltage DC power and transmits the DC voltage to the AC / DC power conversion unit 110. That is, the first DC / DC power converting unit 120 can perform a function of a bidirectional converter that converts power between high-voltage DC power and low-voltage DC power in both directions.

DC 링크부(130)는 제1 노드(N1)에 연결되며, 다른 하나의 2차 전지 충방전 장치에 포함되는 DC 링크부에 연결된다. DC 링크부(130)는 스케줄러(18)로부터 전달되는 모드 제어신호에 의해 온-오프되는 스위치 기능을 포함하는 반도체 소자 등으로 구성될 수 있다. 예를 들어, DC 링크부(130)는 p-채널 전계 효과 트랜지스터 또는 n-채널 전계 효과 트랜지스터를 채용할 수 있다.The DC link unit 130 is connected to the first node N1 and is connected to the DC link unit included in the other secondary battery charging / discharging device. The DC link unit 130 may include a semiconductor device including a switch function to be turned on and off by a mode control signal transmitted from the scheduler 18. For example, the DC link portion 130 may employ a p-channel field effect transistor or an n-channel field effect transistor.

2차 전지는 니켈-카드뮴 전지(nickel-cadmium battery), 납 축전지, 니켈-수소 전지(nickel metal hydride battery), 리튬-이온 전지(lithium ion battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery) 등을 포함한다.The secondary battery includes a nickel-cadmium battery, a lead-acid battery, a nickel metal hydride battery, a lithium-ion battery, and a lithium polymer battery. do.

복수의 제2 DC/DC 전력 변환부(140-1, ..., 140-k)는 제1 노드(N1)에 연결된다. 복수의 제2 DC/DC 전력 변환부(140-1, ..., 140-k) 각각에는 2차 전지가 적어도 하나씩 연결될 수 있다. 복수의 제2 DC/DC 전력 변환부(140-1, ..., 140-k) 각각은 제1 노드(N1)의 저전압 DC 전력을 2차 전지 충전을 위한 충전 전력으로 변환하여 연결된 2차 전지에 전달한다. 그리고 복수의 제2 DC/DC 전력 변환부(140-1, ..., 140-k) 각각은 연결된 2차 전지에서 방전되는 방전 전력을 저전압 DC 전력으로 변환하여 제1 노드(N1)에 전달한다. 즉, 복수의 제2 DC/DC 전력 변환부(140-1, ..., 140-k)는 제1 노드(N1)의 저전압 DC 전력과 복수의 2차 전지(170-1, ..., 170-k)의 충방전 전력 간에 전력을 양방향으로 변환하는 양방향 컨버터의 기능을 수행할 수 있다. The plurality of second DC / DC power conversion units 140-1 through 140-k are connected to the first node N1. At least one secondary battery may be connected to each of the plurality of second DC / DC power conversion units 140-1 to 140-k. Each of the plurality of second DC / DC power conversion units 140-1 to 140-k converts the low voltage DC power of the first node N1 into a charging power for charging the secondary battery, Transfer it to the battery. Each of the plurality of second DC / DC power conversion units 140-1 to 140-k converts the discharge power discharged from the connected secondary battery to low voltage DC power and transmits the low voltage DC power to the first node N1 do. That is, the plurality of second DC / DC power conversion units 140-1, ..., 140-k are connected to the low voltage DC power of the first node N1 and the plurality of secondary batteries 170-1, ..., , And 170-k) in the bidirectional converter.

한편, 복수의 제2 DC/DC 전력 변환부(140-1, ..., 140-k)는 다중 레벨 DC/DC 컨버터의 기능을 포함할 수 있다. 다중 레벨 DC/DC 컨버터는 입력 전력을 2 이상 레벨의 전압을 갖는 출력 전력으로 변환할 수 있는 DC/DC 컨버터이다. 다중 레벨 DC/DC 컨버터의 기능을 포함하는 복수의 제2 DC/DC 전력 변환부(140-1, ..., 140-k) 각각은 연결된 2차 전지에서 방전되는 방전 전력을 제1 전압의 DC 전력 및 제2 전압의 DC 전력 중 어느 하나로 변환할 수 있다. Meanwhile, the plurality of second DC / DC power conversion units 140-1 to 140-k may include functions of a multi-level DC / DC converter. A multi-level DC / DC converter is a DC / DC converter capable of converting input power into output power having a voltage of two or more levels. Each of the plurality of second DC / DC power conversion units 140-1 to 140-k, which includes the function of the multi-level DC / DC converter, DC power of the first voltage and DC power of the second voltage.

제어부(150)는 2차 전지 충방전 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(150)는 복수의 2차 전지(170-1, ..., 170-k)로부터 SOC(State of Charge), SOH(State of Health) 등을 포함하는 배터리 상태 신호를 전달받을 수 있다. 또는 제어부(150)는 복수의 2차 전지(170-1, ...,17-k) 각각의 전압, 전류, 온도를 포함하는 센싱 신호를 전달받을 수 있다. 제어부(150)는 센싱 신호를 기반으로 각 2차 전지의 SOC, SOH 등을 산출할 수 있다. 제어부(150)는 배터리 상태 신호 또는 센싱 신호를 스케줄러(18)에 전달한다.The controller 150 controls the overall operation of the secondary battery charge / discharge apparatus 100. The controller 150 may receive a battery status signal including a state of charge (SOC), a state of health (SOH), and the like from the plurality of secondary batteries 170-1 to 170-k. Alternatively, the control unit 150 may receive a sensing signal including voltage, current, and temperature of each of the plurality of secondary batteries 170-1, ..., and 17-k. The control unit 150 may calculate the SOC, SOH, etc. of each secondary battery based on the sensing signal. The controller 150 transmits a battery status signal or a sensing signal to the scheduler 18.

제어부(150)는 스케줄러(18)로부터 전달되는 모드 제어신호에 따라 AC/DC 전력 변환부(110), 제1 DC/DC 전력 변환부(120), 복수의 제2 DC/DC 전력 변환부(140-1, ..., 140-k)의 전력 변환 효율을 제어할 수 있다. The control unit 150 controls the AC / DC power conversion unit 110, the first DC / DC power conversion unit 120, the plurality of second DC / DC power conversion units 140-1, ..., 140-k.

이하, 2차 전지 충방전 시스템(200)의 구동 모드에 대하여 설명한다.Hereinafter, the driving mode of the secondary battery charge / discharge system 200 will be described.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지 충방전 시스템에서 2차 전지 충전 과정을 수행하는 방법을 도시한 흐름도이다. 3 is a flowchart illustrating a method of charging a secondary battery in a secondary battery charge / discharge system according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 3을 참조하면, 스케줄러(18)는 복수의 2차 전지 충방전 장치(10-1, ..., 10-n) 중 적어도 어느 하나에 충전 모드의 수행을 지시하는 모드 제어신호를 생성한다(S110). 스케줄러(18)는 충전 모드를 수행할 2차 전지 충방전 장치에 충전 모드의 수행을 지시하는 모드 제어신호를 전달한다. 1 to 3, the scheduler 18 supplies a mode control signal instructing execution of a charge mode to at least one of the plurality of secondary battery charging / discharging devices 10-1 to 10-n (S110). The scheduler 18 transmits a mode control signal for instructing the charging / discharging device to perform the charging mode to perform the charging mode.

충전 모드의 수행을 지시하는 모드 제어신호를 수신한 2차 전지 충방전 장치(100)의 제어부(150)는 AC/DC 전력 변환부(110)에 전력 변환 제어신호를 전달하여 AC 전원부(160)의 AC 전력을 고전압의 제1 DC 전력으로 변환시킨다(S120). AC/DC 전력 변환부(110)는 전력 변환 제어신호에 따라 전력 변환 효율을 조절하여 AC 전력을 고전압의 제1 DC 전력으로 변환하여 출력한다.The control unit 150 of the secondary battery charging and discharging apparatus 100 receiving the mode control signal instructing the execution of the charging mode transmits the power conversion control signal to the AC / DC power converting unit 110, To the first DC power of high voltage (S120). The AC / DC power conversion unit 110 converts the AC power into the first DC power of high voltage by adjusting the power conversion efficiency according to the power conversion control signal.

제어부(150)는 제1 DC/DC 전력 변환부(120)에 전력 변환 제어 신호를 전달하여 제1 DC 전력을 저전압의 제2 DC 전력으로 변환시킨다(S130). 제1 DC/DC 전력 변환부(120)는 전력 변환 제어신호에 따라 전력 변환 효율을 조절하여 고전압의 제1 DC 전력을 저전압의 제2 DC 전력으로 변환하여 출력한다. 저전압의 제2 DC 전력은 제1 노드(N1)에 전달된다. 충전 모드에서 DC 링크부(130)는 다른 2차 전지 충방전 장치와 전기적 연결을 차단하는 오프 상태일 수 있다.The controller 150 transmits the power conversion control signal to the first DC / DC power converter 120 to convert the first DC power into the second DC power of the low voltage (S130). The first DC / DC converter 120 converts the first DC power of the high voltage into the second DC power of the low voltage by adjusting the power conversion efficiency according to the power conversion control signal. And the second DC power of the low voltage is transmitted to the first node N1. In the charging mode, the DC link unit 130 may be in an off state to disconnect the electrical connection with other secondary battery charging / discharging devices.

제어부(150)는 복수의 제2 DC/DC 전력 변환부(140-1, ..., 140-k) 중 적어도 어느 하나에 전력 변환 신호를 전달하여 제2 DC 전력을 충전 전력으로 변환시킨다(S140). 제어부(150)는 복수의 2차 전지(170-1, ..., 170-k)의 SOC, SOH 등을 이용하여 충전이 필요한 2차 전지를 검출할 수 있다. 제어부(150)는 복수의 제2 DC/DC 전력 변환부(140-1, ..., 140-k) 중에서 충전이 필요한 2차 전지에 연결된 제2 DC/DC 전력 변환부에 전력 변환 제어신호를 전달하여 제2 DC 전력을 충전 전력으로 변환시킬 수 있다. The controller 150 transmits the power conversion signal to at least one of the plurality of second DC / DC power conversion units 140-1 to 140-k to convert the second DC power into the charging power S140). The control unit 150 can detect the secondary battery that needs to be charged by using the SOC, SOH, etc. of the plurality of secondary batteries 170-1, ..., and 170-k. The control unit 150 controls the second DC / DC power conversion unit connected to the secondary battery that requires charging among the plurality of second DC / DC power conversion units 140-1 through 140-k, To convert the second DC power into the charging power.

제2 DC/DC 전력 변환부에서 변환된 충전 전력은 2차 전지에 전달되어 2차 전지를 충전시킨다(S150).The charge power converted in the second DC / DC power converter is transferred to the secondary battery to charge the secondary battery (S150).

상술한 바와 같이, 제어부(150)는 충전이 필요한 2차 전지에 연결된 제2 DC/DC 전력 변환부에만 전력 변환 신호를 전달하여 복수의 2차 전지(170-1, ..., 170-k)가 선택적으로 충전되도록 할 수 있다. As described above, the control unit 150 transmits a power conversion signal only to the second DC / DC power conversion unit connected to the secondary battery, which needs to be charged, so that the plurality of secondary batteries 170-1, ..., 170-k May be selectively charged.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 2차 전지 충방전 시스템에서 2차 전지의 방전 전력의 회생 과정을 수행하는 방법을 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of regenerating discharge power of a secondary battery in a secondary battery charge / discharge system according to an embodiment of the present invention.

도 1, 2 및 4를 참조하면, 스케줄러(18)는 복수의 2차 전지 충방전 장치(10-1, ..., 10-n) 중에서 방전을 수행할 2차 전지 충방전 장치를 선택한다(S210). 스케줄러(18)는 복수의 2차 전지 충방전 장치(10-1, ..., 10-n)로부터 전달되는 배터리 상태 신호 또는 센싱 신호를 이용하여 방전을 수행한 2차 전지 충방전 장치를 선택할 수 있다. 예를 들어, 스케줄러(18)는 SOC가 소정의 임계치 이상인 2차 전지가 연결된 2차 전지 충방전 장치를 방전을 수행할 2차 전지 충방전 장치로 선택할 수 있다.1, 2 and 4, the scheduler 18 selects a secondary battery charging / discharging device to perform discharging among the plurality of secondary battery charging / discharging devices 10-1 to 10-n (S210). The scheduler 18 selects a secondary battery charging / discharging device that has performed discharging using a battery state signal or a sensing signal transmitted from the plurality of secondary battery charging / discharging devices 10-1 to 10-n . For example, the scheduler 18 may select a secondary battery charging / discharging device to which a secondary battery having an SOC of a predetermined threshold value or higher is connected, as a secondary battery charging / discharging device to perform discharging.

스케줄러(18)는 AC 회생 모드를 수행할 것인지, DC 회생 모드를 수행할 것인지를 판단한다(S220). 즉, 스케줄러(18)는 선택된 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지로부터 방전되는 전력을 AC 회생 모드를 수행하여 회생시킬 것인지, DC 회생 모드를 수행하여 회생시킬 것인지 여부를 판단한다. 예를 들어, 스케줄러(18)는 복수의 2차 전지 충방전 장치(10-1, ..., 10-n) 중에서 방전을 수행할 2차 전지 충방전 장치가 소정 개수 이상인 경우 AC 회생 모드를 선택하고, 방전을 수행할 2차 전지 충방전 장치가 소정 개수 이하이면 DC 회생 모드를 수행할 수 있다. The scheduler 18 determines whether to perform the AC regeneration mode or the DC regeneration mode (S220). That is, the scheduler 18 determines whether the power discharged from the secondary battery connected to the selected secondary battery charging / discharging device is regenerated by performing the AC regeneration mode or regenerated by performing the DC regeneration mode. For example, when the number of the secondary battery charging / discharging devices to perform discharging among the plurality of secondary battery charging / discharging devices 10-1 to 10-n is more than a predetermined number, the scheduler 18 sets the AC regeneration mode If the number of the secondary battery charging / discharging devices to be discharged is less than a predetermined number, the DC regeneration mode can be performed.

<AC 회생 모드><AC regeneration mode>

AC 회생 모드를 수행하는 경우, 스케줄러(18)는 AC 회생 모드의 수행을 지시하는 모드 제어신호를 생성한다(S221). 스케줄러(18)는 방전을 수행할 2차 전지 충방전 장치에 AC 회생 모드의 수행을 지시하는 모드 제어신호를 전달한다.In the case of performing the AC regeneration mode, the scheduler 18 generates a mode control signal instructing execution of the AC regeneration mode (S221). The scheduler 18 transmits a mode control signal instructing execution of the AC regeneration mode to the secondary battery charging / discharging device to perform discharging.

AC 회생 모드의 수행을 지시하는 모드 제어신호를 수신한 2차 전지 충방전 장치(100)의 제어부(150)는 제2 DC/DC 전력 변환부에 전력 변환 제어신호를 전달하여 2차 전지의 방전 전력을 제1 전압의 제1 DC 전력으로 변환시킨다(S230). 2차 전지에 연결된 제2 DC/DC 전력 변환부는 전력 변환 제어신호에 따라 전력 변환 효율을 조절하여 방전 전력을 제1 전압의 제1 DC 전력으로 변환하여 출력한다. 제1 전압의 제1 DC 전력은 제1 노드(N1)에 전달된다. AC 회생 모드에서 DC 링크부(130)는 다른 2차 전지 충방전 장치와 전기적 연결을 차단하는 오프 상태일 수 있다.The control unit 150 of the secondary battery charging / discharging device 100 receiving the mode control signal instructing the execution of the AC regeneration mode transmits the power conversion control signal to the second DC / DC power converting unit, The power is converted into the first DC power of the first voltage (S230). The second DC / DC power converter connected to the secondary battery converts the discharge power into the first DC power of the first voltage by adjusting the power conversion efficiency according to the power conversion control signal. The first DC power of the first voltage is transmitted to the first node N1. In the AC regeneration mode, the DC link unit 130 may be in an off state to cut off electrical connection with other secondary battery charging / discharging devices.

제어부(150)는 제1 DC/DC 전력 변환부(120)에 전력 변환 제어신호를 전달하여 제1 전압의 제1 DC 전력을 고전압의 제2 DC 전력으로 변환시킨다(S240). 제1 DC/DC 전력 변환부(120)는 전력 변환 제어신호에 따라 전력 변환 효율을 조절하여 제1 전압의 제1 DC 전력을 고전압의 제2 DC 전력으로 변환하여 출력한다. 제1 전압은 제2 DC 전력의 고전압보다 낮고, DC 회생 모드 시에 제2 DC/DC 전력 변환부에서 출력되는 제1 DC 전력의 제2 전압보다 낮은 전압이다.The controller 150 transmits the power conversion control signal to the first DC / DC power converter 120 to convert the first DC power of the first voltage into the second DC power of the high voltage at step S240. The first DC / DC power converter 120 converts the first DC power of the first voltage into the second DC power of the high voltage by adjusting the power conversion efficiency according to the power conversion control signal, and outputs the converted second DC power. The first voltage is lower than the high voltage of the second DC power, and is lower than the second voltage of the first DC power outputted from the second DC / DC power converter in the DC regeneration mode.

제어부(150)는 AC/DC 전력 변환부(110)에 전력 변환 제어신호를 전달하여 고전압의 제2 DC 전력을 AC 회생 전력으로 변환한다(S250). AC/DC 전력 변환부(110)는 전력 변환 제어신호에 따라 전력 변환 효율을 조절하여 고전압의 제2 DC 전력을 AC 회생 전력으로 변환하여 출력한다. AC 회생 전력은 AC 전원부(160)에 전달된다. The control unit 150 transmits the power conversion control signal to the AC / DC power conversion unit 110 to convert the second DC power of high voltage into AC regeneration power (S250). The AC / DC power conversion unit 110 converts the second DC power of high voltage into AC regenerative power by adjusting the power conversion efficiency according to the power conversion control signal. The AC regenerative power is transmitted to the AC power source unit 160.

<DC 회생 모드><DC regeneration mode>

DC 회생 모드를 수행하는 경우, 스케줄러(18)는 DC 회생 모드의 수행을 지시하는 모드 제어신호를 생성한다(S222). 스케줄러(18)는 방전을 수행할 2차 전지 충방전 장치에 DC 회생 모드의 수행을 지시하는 모드 제어신호를 전달한다.When performing the DC regeneration mode, the scheduler 18 generates a mode control signal indicating the execution of the DC regeneration mode (S222). The scheduler 18 delivers a mode control signal for instructing execution of the DC regeneration mode to the secondary battery charging / discharging device to perform discharging.

DC 회생 모드의 수행을 지시하는 모드 제어신호를 수신한 2차 전지 충방전 장치(100)의 제어부(150)는 제2 DC/DC 전력 변환부에 전력 변환 제어신호를 전달하여 2차 전지의 방전 전력을 제2 전압의 제1 DC 전력으로 변환시킨다(S260). 2차 전지에 연결된 제2 DC/DC 전력 변환부는 전력 변환 제어신호에 따라 전력 변환 효율을 조절하여 방전 전력을 제2 전압의 제1 DC 전력으로 변환하여 출력한다. 제2 전압의 제1 DC 전력은 제1 노드(N1)에 전달된다. DC 회생 모드에서 DC 링크부(130)는 방전을 수행할 2차 전지 충방전 장치를 다른 하나의 2차 전지 충방전 장치와 전기적으로 연결시키는 온 상태로 전환된다.The control unit 150 of the secondary battery charging and discharging apparatus 100 receiving the mode control signal instructing the execution of the DC regeneration mode transmits a power conversion control signal to the second DC / DC power converting unit, The power is converted into the first DC power of the second voltage (S260). The second DC / DC power converter connected to the secondary battery adjusts the power conversion efficiency according to the power conversion control signal to convert the discharge power into the first DC power of the second voltage and outputs the first DC power. The first DC power of the second voltage is transmitted to the first node N1. In the DC regeneration mode, the DC link unit 130 is switched to the ON state in which the secondary battery charging / discharging device for discharging is electrically connected to the other secondary battery charging / discharging device.

DC 회생 모드 시의 제1 DC 전력의 제2 전압은 AC 회생 모드 시에 제2 DC/DC 전력 변환부에서 출력되는 제1 DC 전력의 제1 전압보다 높은 전압일 수 있다. 예를 들어, AC 회생 모드 시에 제2 DC/DC 전력 변환부에서 출력되는 제1 DC 전력의 제1 전압은 12V이고, DC 회생 모드 시에 제2 DC/DC 전력 변환부에서 출력되는 제1 DC 전력의 제2 전압은 48V일 수 있다. AC 회생 모드 시에 12V의 낮은 전압으로 출력하면 제2 DC/DC 전력 변환부의 변환 효율을 높일 수 있다. DC 회생 모드 시에 48V의 상대적으로 높은 전압으로 출력하면 DC 링크부(130)를 통한 복수의 2차 전지 충방전 장치(10-1, ..., 10-n) 간의 연결 도선에 의해 발생할 수 있는 저항 손실을 줄일 수 있다.The second voltage of the first DC power in the DC regeneration mode may be higher than the first voltage of the first DC power outputted from the second DC / DC power converter in the AC regeneration mode. For example, in the AC regeneration mode, the first voltage of the first DC power outputted from the second DC / DC power converter is 12V, and the first DC voltage outputted from the second DC / DC power converter during the DC regeneration mode The second voltage of the DC power may be 48V. When the AC voltage is output at a low voltage of 12V in the AC regeneration mode, the conversion efficiency of the second DC / DC power converter can be increased. Output at a relatively high voltage of 48 V in the DC regeneration mode may be caused by a connection line between the plurality of secondary battery charging / discharging devices 10-1, ..., 10-n through the DC link unit 130 Which can reduce the resistance loss.

제1 노드(N1)의 제1 DC 전력은 턴-온된 DC 링크부(130)를 통하여 다른 하나의 2차 전지 충방전 장치에 전달된다(S270). 다른 하나의 2차 전지 충방전 장치는 2차 전지의 방전이 수행되지 않는 2차 전지 충방전 장치이다.The first DC power of the first node N1 is transmitted to the other secondary battery charging / discharging device through the turned-on DC link unit 130 (S270). The other secondary battery charge / discharge device is a secondary battery charge / discharge device in which the discharge of the secondary battery is not performed.

다른 하나의 충방전 장치는 전달되는 제1 DC 전력을 충전 전력으로 변환하여 연결되어 있는 2차 전지를 충전시킨다(S280). 이때, 다른 하나의 충방전 장치에 포함된 제어부는 스케줄러(18)에서 전달되는 모드 제어신호에 따라 제2 DC/DC 전력 변환부에 전력 변환 제어신호를 전달하여 전달된 제1 DC 전력을 충전 전력으로 변환시킬 수 있다. 즉, 제1의 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지에서 방전되는 전력은 제2의 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지를 충전시키는 DC 회생 전력으로 변환된다.The other charge / discharge device converts the transmitted first DC power into charge power to charge the connected secondary battery (S280). At this time, the controller included in the other charge / discharge device transfers the power conversion control signal to the second DC / DC power converter according to the mode control signal transmitted from the scheduler 18, . That is, the electric power discharged from the secondary battery connected to the first secondary battery charging / discharging device is converted into the DC regenerative electric power for charging the secondary battery connected to the second secondary battery charging / discharging device.

여기서는 복수의 제2 DC/DC 전력 변환부(140-1, ..., 140-k)가 다중 레벨 DC/DC 컨버터의 기능을 포함하여, AC 회생 모드에서 2차 전지의 방전 전력을 제1 전압의 제1 DC 전력으로 변환시키고, DC 회생 모드에서 2차 전지의 방전 전력을 제2 전압의 제1 DC 전력으로 변환시키는 것으로 설명하였다. 복수의 제2 DC/DC 전력 변환부(140-1, ..., 140-k)는 단일 레벨 DC/DC 컨버터의 기능을 수행할 수 있고, AC 회생 모드 및 DC 회생 모드에서 2차 전지의 방전 전력을 정해진 전압 레벨의 제1 DC 전력으로 변환시킬 수도 있다. Here, the plurality of second DC / DC power conversion units 140-1, ..., 140-k includes the function of a multi-level DC / DC converter to convert the discharge power of the secondary battery into the first And the discharge power of the secondary battery is converted into the first DC power of the second voltage in the DC regeneration mode. The plurality of second DC / DC power conversion units 140-1 to 140-k can perform the functions of the single-level DC / DC converter, and can operate in the AC regeneration mode and the DC regeneration mode. The discharge power may be converted into the first DC power at a predetermined voltage level.

상술한 바와 같이, 제안하는 2차 전지 충방전 시스템(200)는 2차 전지의 방전 전력을 AC 회생 모드 및 DC 회생 모드로 회생할 수 있으므로, 2차 전지의 방전 전력을 낭비하지 않고 효율적으로 회생하여 사용할 수 있다. As described above, since the proposed secondary battery charge / discharge system 200 can regenerate the discharge power of the secondary battery to the AC regeneration mode and the DC regeneration mode, the discharge power of the secondary battery can be efficiently regenerated Can be used.

AC 회생을 수행하지 않고 DC 회생만을 수행하는 2차 전지 충방전 시스템은 모든 2차 전지가 방전되는 경우 방전 전력을 저장하기 위한 대용량 커패시터나 배터리를 별도로 구비하여야 한다. 그러나 제안하는 2차 전지 충방전 시스템(200)은 모든 2차 전지가 방전되는 경우에는 AC 회생 모드를 수행할 수 있으므로 대용량의 커패시터나 배터리를 별도로 구비할 필요가 없다. A secondary battery charge / discharge system that performs only DC regeneration without performing AC regeneration needs to separately include a large capacity capacitor or a battery for storing discharge power when all the secondary cells are discharged. However, since the proposed secondary battery charging and discharging system 200 can perform the AC regeneration mode when all the secondary batteries are discharged, there is no need to separately provide a large capacity capacitor or battery.

한편, AC 회생을 수행하지 않고 DC 회생만을 수행하는 2차 전지 충방전 시스템은 대용량 커패시터나 배터리를 별도로 구비하는 대신 방열 소자를 이용하여 방전 전력을 열로써 소모할 수도 있다. 이는 2차 전지의 방전 전력을 낭비하는 결과를 초래하고, 방열 소자에서 발생하는 열에 의해 주변 기기에 악영향이 미칠 수 있다. 그러나 제안하는 2차 전지 충방전 시스템(200)은 AC 회생 모드를 수행함으로써 2차 전지의 방전 전력을 소모하지 않고 AC 전력으로 회생할 수 있으므로 전력 효율을 높일 수 있고 주변 기기에 발열에 의한 영향을 미치지 않는다. On the other hand, a secondary battery charge / discharge system that performs only DC regeneration without performing AC regeneration may consume discharge power using heat by using a heat dissipation element instead of separately providing a large-capacity capacitor or a battery. This results in wasting the discharge power of the secondary battery, and adversely affects peripheral devices due to heat generated in the heat dissipation element. However, the proposed secondary battery charging / discharging system 200 can regenerate the AC power without consuming the discharging power of the secondary battery by performing the AC regeneration mode, thereby improving the power efficiency and reducing the influence It does not go crazy.

지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are illustrative and explanatory only and are intended to be illustrative of the invention and are not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It is not. Therefore, those skilled in the art will appreciate that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

10-1~10-n, 100 : 2차 전지 충방전 장치
18 : 스케줄러
110 : AC/DC 전력 변환부
120 : 제1 DC/DC 전력 변환부
13-1~13-n, 130 : DC 링크부
140-1~140-k : 제2 DC/DC 전력 변환부
150 : 제어부
16-1~16-n, 160 : AC 전원부
17-1~17-n, 170-1~170-k : 2차 전지
200 : 2차 전지 충방전 시스템10-1 to 10-n, 100: secondary battery charge / discharge device
18: Scheduler
110: AC / DC power conversion unit
120: first DC / DC power conversion section
13-1 to 13-n, 130: DC link portion
140-1 to 140-k: the second DC / DC power conversion section
150:
16-1 to 16-n, 160: AC power source
17-1 to 17-n, 170-1 to 170-k: secondary batteries
200: Secondary battery charge / discharge system

Claims (16)

복수의 2차 전지 충방전 장치;
상기 복수의 2차 전지 충방전 장치 중에서 제1의 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지에 충전된 전력을 방전시켜 제2의 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지를 충전시키는 DC 회생 모드를 제어하는 스케줄러; 및
상기 DC 회생 모드에서 상기 제1의 2차 전지 충방전 장치 및 상기 제2의 2차 전지 충방전 장치를 연결하는 DC 링크부를 포함하고,
상기 스케줄러는 상기 복수의 2차 전지 충방전 장치에 연결된 복수의 2차 전지에 충전된 전력을 방전시켜 AC 전원에 전달하는 AC 회생 모드를 제어하고, 상기 AC 회생 모드에서 상기 DC 링크부를 턴-오프시켜 상기 제1의 2차 전지 충방전 장치와 상기 제2의 2차 전지 충방전 장치의 연결을 차단시키는 2차 전지 충방전 시스템.A plurality of secondary battery charge / discharge devices;
A DC regeneration circuit for charging the secondary battery connected to the second secondary battery charging / discharging device by discharging the electric power charged in the secondary battery connected to the first secondary battery charging / discharging device among the plurality of secondary battery charging / discharging devices A scheduler for controlling the mode; And
And a DC link unit connecting the first secondary battery charging / discharging device and the second secondary battery charging / discharging device in the DC regeneration mode,
Wherein the scheduler controls an AC regeneration mode in which electric power charged in a plurality of secondary batteries connected to the plurality of secondary battery charging and discharging devices is discharged and transferred to an AC power source, and in the AC regeneration mode, the DC link unit is turned off And disconnects the connection between the first secondary battery charging / discharging device and the second secondary battery charging / discharging device. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 복수의 2차 전지 충방전 장치 각각은,
AC 전원에서 제공되는 AC 전력과 고전압의 DC 전력 간에 전력을 양방향으로 변환하는 AC/DC 전력 변환부;
상기 AC/DC 전력 변환부에 연결되고, 상기 고전압의 DC 전력과 저전압의 DC 전력 간에 전력을 양방향으로 변환하는 제1 DC/DC 전력 변환부;
상기 제1 DC/DC 전력 변환부에 연결되고, 상기 저전압의 DC 전력과 2차 전지의 충방전 전력 간에 전력을 양방향으로 변환하는 제2 DC/DC 전력 변환부; 및
상기 AC/DC 전력 변환부, 상기 제1 DC/DC 전력 변환부 및 상기 제2 DC/DC 전력 변환부의 전력 변환 효율을 제어하는 제어부를 포함하는 2차 전지 충방전 시스템.The method according to claim 1,
Wherein each of said plurality of secondary battery charge /
An AC / DC power converter for bidirectionally converting power between AC power supplied from an AC power source and DC power having a high voltage;
A first DC / DC power conversion unit connected to the AC / DC power conversion unit and bi-directionally converting power between the high-voltage DC power and the low-voltage DC power;
A second DC / DC power conversion unit connected to the first DC / DC power conversion unit and bi-directionally converting power between the low-voltage DC power and the charge / discharge power of the secondary battery; And
And a control unit for controlling a power conversion efficiency of the AC / DC power conversion unit, the first DC / DC power conversion unit, and the second DC / DC power conversion unit. 제3 항에 있어서,
상기 제2 DC/DC 전력 변환부는 상기 2차 전지에서 방전되는 방전 전력을 제1 전압의 DC 전력 및 제2 전압의 DC 전력 중 어느 하나로 변환하고, 상기 제2 전압은 상기 제1 전압보다 높은 전압인 2차 전지 충방전 시스템.The method of claim 3,
Wherein the second DC / DC power converter converts the discharge power discharged from the secondary battery to one of DC power of a first voltage and DC power of a second voltage, wherein the second voltage is higher than the first voltage Charge / discharge system. 제4 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 AC 회생 모드에서 상기 복수의 2차 전지의 방전 전력이 상기 제1 전압의 DC 전력으로 변환되도록 하고, 상기 DC 회생 모드에서 상기 복수의 2차 전지의 방전 전력이 상기 제2 전압의 DC 전력으로 변환되도록 하는 2차 전지 충방전 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the control unit causes the discharge power of the plurality of secondary cells to be converted into the DC voltage of the first voltage in the AC regeneration mode and the discharge power of the plurality of secondary cells in the DC regeneration mode DC power to the secondary battery. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 스케줄러는 상기 DC 회생 모드에서 상기 DC 링크부를 턴-온시켜 상기 제1의 2차 전지 충방전 장치와 상기 제2의 2차 전지 충방전 장치를 전기적으로 연결시키는 2차 전지 충방전 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the scheduler turns on the DC link unit in the DC regeneration mode to electrically connect the first secondary battery charging / discharging device and the second secondary battery charging / discharging device. 제1 항에 있어서,
상기 스케줄러는 상기 복수의 2차 전지 충방전 장치로부터 SOC(State of Charge)를 포함하는 배터리 상태 신호를 전달받아 2차 전지의 방전이 필요한 상기 제1의 2차 전지 충방전 장치를 선택하는 2차 전지 충방전 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the scheduler receives a battery status signal including a state of charge (SOC) from the plurality of secondary battery charging and discharging devices to select the first secondary battery charging and discharging device requiring discharge of the secondary battery, Battery charge / discharge system. 제1 항에 있어서,
상기 스케줄러는 상기 복수의 2차 전지 충방전 장치로부터 상기 복수의 2차 전지 각각의 전압, 전류를 포함하는 센싱 신호를 전달받고, 상기 복수의 2차 전지 각각의 SOC를 산출하여 2차 전지의 방전이 필요한 상기 제1의 2차 전지 충방전 장치를 선택하는 2차 전지 충방전 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the scheduler receives a sensing signal including voltage and current of each of the plurality of secondary batteries from the plurality of secondary battery charging and discharging devices and calculates an SOC of each of the plurality of secondary batteries, The first secondary battery charging / discharging device requiring the first secondary battery charging / discharging device. 복수의 2차 전지 충방전 장치 중에서 방전을 수행할 2차 전지 충방전 장치를 선택하는 단계;
상기 선택된 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지로부터 방전되는 방전전력을 AC 회생 모드를 수행하여 회생시킬 것인지, DC 회생 모드를 수행하여 회생시킬 것인지 여부를 판단하는 단계;
상기 AC 회생 모드를 수행하는 경우, 상기 선택된 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지의 방전 전력을 AC 회생 전력으로 변환하고, 상기 복수의 2차 전지 충방전 장치 간의 연결을 차단시키는 단계; 및
상기 DC 회생 모드를 수행하는 경우, 상기 선택된 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지의 방전 전력을 다른 하나의 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지를 충전시키는 DC 회생 전력으로 변환하는 단계를 포함하는 2차 전지 충방전 시스템의 구동 방법.Selecting a secondary battery charging / discharging device to perform discharging among the plurality of secondary battery charging / discharging devices;
Determining whether a discharge power discharged from a secondary battery connected to the selected secondary battery charging / discharging device is regenerated by performing an AC regeneration mode or regenerated by performing a DC regeneration mode;
Converting the discharge power of the secondary battery connected to the selected secondary battery charging and discharging device into AC regenerative power and blocking the connection between the plurality of secondary battery charging and discharging devices when performing the AC regeneration mode; And
When performing the DC regeneration mode, converting the discharge electric power of the secondary battery connected to the selected secondary battery charging / discharging device into DC regenerative electric power for charging the secondary battery connected to the other secondary battery charging / discharging device Wherein the charging / discharging system comprises: 제10 항에 있어서,
상기 방전을 수행할 2차 전지 충방전 장치를 선택하는 단계는,
상기 복수의 2차 전지 충방전 장치로부터 SOC를 포함하는 배터리 상태 신호를 수신하는 단계를 포함하고, 상기 배터리 상태 신호를 기반으로 상기 방전을 수행할 2차 전지 충방전 장치가 선택되는 2차 전지 충방전 시스템의 구동 방법.11. The method of claim 10,
The step of selecting a secondary battery charging / discharging device to perform the discharging includes:
The method comprising: receiving a battery status signal including an SOC from the plurality of secondary battery charging / discharging devices, the secondary battery charging / discharging device performing the discharging based on the battery status signal, A method of driving a discharge system. 제10 항에 있어서,
상기 방전을 수행할 2차 전지 충방전 장치를 선택하는 단계는,
상기 복수의 2차 전지 충방전 장치로부터 각각에 연결된 복수의 2차 전지의 전압, 전류를 포함하는 센싱 신호를 전달받아 상기 복수의 2차 전지 각각의 SOC를 산출하는 단계를 포함하고, 상기 복수의 2차 전지 각각의 SOC를 기반으로 상기 방전을 수행할 2차 전지 충방전 장치가 선택되는 2차 전지 충방전 시스템의 구동 방법.11. The method of claim 10,
The step of selecting a secondary battery charging / discharging device to perform the discharging includes:
And a step of calculating a SOC of each of the plurality of secondary batteries by receiving a sensing signal including voltage and current of a plurality of secondary batteries connected to each of the plurality of secondary battery charging and discharging devices, Wherein the secondary battery charging / discharging device to perform the discharging is selected based on the SOC of each secondary battery. 제10 항에 있어서,
상기 복수의 2차 전지 충방전 장치 중에서 방전을 수행할 2차 전지 충방전 장치가 소정 개수 이상인 경우 상기 AC 회생 모드가 선택되고, 상기 방전을 수행할 2차 전지 충방전 장치가 소정 개수 이하이면 상기 DC 회생 모드가 선택되는 2차 전지 충방전 시스템의 구동 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the AC regeneration mode is selected when the number of the secondary battery charging / discharging devices to perform discharging is more than a predetermined number among the plurality of secondary battery charging / discharging devices, and when the number of the secondary battery charging / And a DC regeneration mode is selected. 제10 항에 있어서,
상기 선택된 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지의 방전 전력을 AC 회생 전력으로 변환하는 단계는,
상기 선택된 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지의 방전 전력을 제1 전압의 제1 DC 전력으로 변환하는 단계;
상기 제1 전압의 제1 DC 전력을 고전압의 제2 DC 전력으로 변환하는 단계; 및
상기 고전압의 제2 DC 전력을 상기 AC 회생 전력으로 변환하는 단계를 포함하는 2차 전지 충방전 시스템의 구동 방법.11. The method of claim 10,
Wherein the step of converting the discharge power of the secondary battery connected to the selected secondary battery charging / discharging device into AC regenerative power comprises:
Converting the discharge power of the secondary battery connected to the selected secondary battery charging / discharging device to a first DC power of a first voltage;
Converting the first DC power of the first voltage to a second DC power of a higher voltage; And
And converting the second DC power of the high voltage into the AC regenerative power. 제14 항에 있어서,
상기 선택된 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지의 방전 전력을 DC 회생 전력으로 변환하는 단계는,
상기 선택된 2차 전지 충방전 장치에 연결된 2차 전지의 방전 전력을 제2 전압의 제1 DC 전력으로 변환하는 단계;
상기 제1 DC 전력을 상기 다른 하나의 2차 전지 충방전 장치에 전달하는 단계; 및
상기 다른 하나의 2차 전지 충방전 장치에서 상기 제1 DC 전력을 상기 DC 회생 전력으로 변환하는 단계를 포함하는 2차 전지 충방전 시스템의 구동 방법.15. The method of claim 14,
The step of converting the discharge power of the secondary battery connected to the selected secondary battery charging / discharging device into DC regenerative power includes:
Converting the discharge power of the secondary battery connected to the selected secondary battery charging / discharging device to a first DC power of a second voltage;
Transferring the first DC power to the other one of the secondary battery charging and discharging devices; And
And converting the first DC power into the DC regenerative power in the other one of the secondary battery charging and discharging apparatuses. 제15 항에 있어서,
상기 제2 전압은 상기 제1 전압보다 높은 전압인 2차 전지 충방전 시스템의 구동 방법.16. The method of claim 15,
Wherein the second voltage is higher than the first voltage.
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