KR101785662B1 - 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로장치 - Google Patents

백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로장치 Download PDF

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Abstract

백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치에 관한 것으로, 자세하게는 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치가 배터리로부터 전력을 공급받는 경우, 배터리가 과방전 되기 전에 배터리로부터 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치로의 전력 공급을 차단하는 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치에 관한 것이다.
제안된 발명이 해결하고자 하는 하나의 과제는 AC 상용 전원이 공급되지 않는 정전 상태에서도 배터리로부터 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치가 포함하는 배터리 관리 시스템으로 전원을 공급 또는 차단하는 것이다.
일 양상에 있어서, 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치는 AC 상용 전원으로부터 교류 전력을 공급받되, 하나 이상의 배터리를 포함하며 계통으로 전력을 공급하는 배터리부, 각 배터리의 충전 또는 방전 상태를 모니터링하는 부 배터리 관리 시스템부, 부 배터리 관리 시스템부로 제공되는 전력을 제어하는 부 스위칭 모드 파워 서플라이부, AC상용 전원이 자신에게 공급되면 AC상용 전원과 부 스위칭 모드 파워서 플라이부를 연결하는 제 4 스위치를 온 시키고, AC상용 전원이 자신에게 공급되지 않는 경우 배터리부의 출력단과 부 스위칭 모드 파워 서플라이부를 연결하는 제 5 스위치를 온시키는 릴레이 코일, 배터리부의 출력단과 제 5 스위치 사이에 연결된 배터리부 전원 차단부, 배터리부의 현재 용량에 따라 배터리부 전원 차단부가 포함하는 스위칭 소자를 오프시키는 주 배터리 관리 시스템부 및 주 배터리 관리 시스템부로 제공되는 전력을 제어하는 주 스위칭 모드 파워 서플라이부를 포함한다.

Description

백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로장치{Apparatus for protecting a battery}
배터리 보호 회로장치에 관한 것으로, 자세하게는 백업전원으로서 활용이 가능한 기능을 포함한 배터리 보호 회로장치에 관한 것이다. 백업전원으로 ESS가 동작할 경우 기존 배터리 에너지 저장 시스템용 보호 기능뿐만 아니라 보호 회로장치에 의한 자체적인 배터리 과 방전을 막기 위하여 과 방전 직전에 배터리로부터 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치로의 전력 공급을 자동으로 차단하는 기능을 포함한 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치에 관한 것이다.
기존 배터리 에너지 저장 시스템(BESS, Battery Energy storage system)은 정전 시 백업 전원으로 배터리를 활용하지 않고 계통 전원이 활성화 되어 있을 경우에만 동작하도록 설계된다. 이 때의 배터리 활용효율을 극대화 시키기 위하여 배터리 시스템 내 회로의 전원공급은 AC 상용전원을 이용하는 것이 일반적이다.
즉, 종래의 배터리 에너지 저장 시스템은 정전이 발생한 경우 전력을 지속 공급하도록 할 수 없다. 그러나 가정이나 빌딩에 설치되는 배터리 에너지 저장 시스템은 정전 시 비상 전원으로의 역할을 수행할 수 있어야 한다. 즉, 가정용 혹은 빌딩용 배터리 에너지 저장 시스템은 비상 발전 기능을 갖출 필요가 있다.
배터리 에너지 저장 시스템이 비상발전 기능을 갖추기 위해서는 정전 시에도 배터리의 보호회로가 포함하는 배터리 관리 시스템(BMS)와 파워 릴레이 어셈블리(PRA)에 전력이 지속 공급되어 배터리 활용 가능상태를 유지하여야 한다.
종래의 배터리 보호 회로는 잠깐의 정전 상황으로도 배터리 자체를 사용할 수 없는 구조로 이루어져 있다. 잠깐의 정전 상황에도 배터리 전원이 차단되면, 배터리의 출력단에 연결된 전력변환장치의 전원 또한 오프 되어 배터리에 저장된 에너지를 활용할 수 없게 된다.
제안된 발명이 해결하고자 하는 하나의 과제는 AC 상용 전원이 공급되지 않는 정전 상태에서도 배터리로부터 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치가 포함하는 배터리 관리 시스템으로 전원을 공급 또는 차단하는 것이다.
일 양상에 있어서, 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치는 AC 상용 전원으로부터 교류 전력을 공급받되, 하나 이상의 배터리를 포함하며 계통으로 전력을 공급하는 배터리부, 각 배터리의 충전 또는 방전 상태를 모니터링하는 부 배터리 관리 시스템부, 부 배터리 관리 시스템부로 제공되는 전력을 제어하는 부 스위칭 모드 파워 서플라이부, AC상용 전원이 자신에게 공급되면 AC상용 전원과 부 스위칭 모드 파워서 플라이부를 연결하는 제 4 스위치를 온 시키고, AC상용 전원이 자신에게 공급되지 않는 경우 배터리부의 출력단과 부 스위칭 모드 파워 서플라이부를 연결하는 제 5 스위치를 온시키는 릴레이 코일, 배터리부의 출력단과 제 5 스위치 사이에 연결된 배터리부 전원 차단부, 배터리부의 현재 용량에 따라 배터리부 전원 차단부가 포함하는 스위칭 소자를 오프시키는 주 배터리 관리 시스템부 및 주 배터리 관리 시스템부로 제공되는 전력을 제어하는 주 스위칭 모드 파워 서플라이부를 포함한다.
다른 양상에 있어서, 상기 제 4 스위치는 AC상용 전원과 주 스위칭 모드 파워 서플라이부를 연결하고, 상기 제 5 스위치는, 배터리부의 출력단과 주 스위칭 모드 파워 서플라이부를 연결한다.
또 다른 양상에 있어서, 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치는 AC 상용 전원을 주 배터리 관리 시스템부 및 릴레이 코일과 연결시키는 제 1 스위치 및 배터리부를 전원 차단부와 연결시키는 제 2 스위치를 더 포함한다.
또 다른 양상에 있어서, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치는 동시에 온 또는 오프하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 양상에 있어서, 배터리부 전원 차단부는 제 2 스위치를 경유하여 배터리부의 플러스 단자와 연결된 포토 다이오드, 배터리부로부터 포토 다이오드에 전력이 공급됨에 따라 온되는 포토 트랜지스터, 일단이 포토스위칭 소자의 일단에 연결된 제 2 저항, 일단이 포토스위칭 소자의 일단 및 제 2 저항의 일단에 연결되어 포토 트랜지스터가 온됨에 따라 충전되는 커패시터, 커패시터의 타단에 연결되어 커패시터가 완충될 때까지 온되는 제 3 스위칭 소자, 일단이 제 3 스위칭 소자의 일단과 연결된 제 2 스위칭 소자, 입력단이 제 2 스위칭 소자의 일단 및 제 3 스위칭 소자의 일단과 연결되어, 제 2 스위칭 소자 또는 제 3 스위칭 소자가 온됨에 따라 온되는 제 1 스위칭 소자를 포함한다.
또 다른 양상에 있어서, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치가 온되면, 릴레이 코일은 제 4 스위치를 온 시켜 AC 상용 전원으로부터 주 스위칭 모드 파워 서플라이부 및 부 스위칭 모드 파워 서플라이부로 전원이 공급될 수 있도록 하고, 주 배터리 관리 시스템부는 제 2 스위칭 소자를 오프 시키는 것을 특징으로 한다.
또 다른 양상에 있어서, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치가 오프되면, 주 배터리 관리 시스템부는 제 2 스위칭 소자를 오프 시키는 것을 특징으로 한다.
또 다른 양상에 있어서, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치가 온되지만 AC 상용 전원 자체가 동작하지 않는 경우, 주 배터리 관리 시스템부는 제 2 스위칭 소자를 온 시키는 것을 특징으로 한다.
또 다른 양상에 있어서, 상기 주 배터리 관리 시스템부는 배터리부의 용량이 기설정된 기준 이하가 되면 제 2 스위칭 소자를 오프 시키는 것을 특징으로 한다.
또 다른 양상에 있어서, 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치는 배터리부 전원 차단부의 출력단에 연결되어 공급된 전압을 제어하는 DC/DC 컨버터를 더 포함한다.
또 다른 양상에 있어서, 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치는 배터리부의 출력과 계통 사이에 연결된 제 3 스위치 및 주 배터리 관리 시스템부의 제어에 따라 제 3 스위치를 온오프 시키는 릴레이 제어부를 더 포함한다.
제안된 발명은 AC 상용 전원이 공급되지 않는 정전 상태에서도 배터리로부터 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치가 포함하는 배터리 관리 시스템으로 전원을 공급 또는 차단하여 배터리의 과방전을 방지 할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치의 전체적인 구성을 도시한다.
전술한, 그리고 추가적인 양상들은 첨부된 도면을 참조하여 설명하는 실시예들을 통해 구체화된다. 각 실시예들의 구성 요소들은 다른 언급이나 상호간에 모순이 없는 한 실시예 내에서 다양한 조합이 가능한 것으로 이해된다. 나아가 제안된 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 제안된 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 그리고, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 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. 나아가, 명세서 전체에서 신호는 전압이나 전류 등의 전기량을 의미한다.
도 1은 일 실시예에 따른 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치의 전체적인 구성을 도시한다.
일 실시예에 있어서, 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치는 AC 상용 전원(220)으로부터 교류 전력을 공급받되, 배터리부(110), 부 배터리 관리 시스템부, 부 스위칭 모드 파워 서플라이부(130), 릴레이 코일, 배터리부 전원 차단부(320), 주 배터리 관리 시스템부(150) 및 주 스위칭 모드 파워 서플라이부(160)를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 제 1 스위치(190)와 제 2스위치(200)는 동시에 온 되거나 오프된다.
일 실시예에 있어서, AC 상용 전원(220)은 제 1 스위치(190)가 온 되면 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치로 AC 전력, 즉 교류 전력을 공급한다. 자세하게, AC 상용 전원(220)은 AC 220V/60HZ의 전압을 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치로 공급 한다.
일 실시예에 있어서, 배터리부(110)의 출력은 제 2 스위치(200)가 온 되면 배터리 보호장치로 배터리부 출력전력, 즉 DC 전력을 공급한다.
일 실시예에 있어서, 배터리부(110)는 하나 이상의 배터리를 포함하며 계통에 연결된 전력변환장치로 전력을 공급하거나 공급받는다. 배터리부(110)는 직렬 또는 병렬 연결된 하나 이상의 배터리를 포함한다. 계통은 상용전원을 공급하는 전력 망이다. 전력 변환 장치는 예를 들어 계통 연계 및 독립 형 AC/DC 양방향 전력 변환 장치이다. 즉, 전력변환장치는 배터리가 전력을 공급하거나 수급 받고자 하는 객체이다.
일 실시 예에 있어서, 부 배터리 관리 시스템 부는 각 배터리의 충전 또는 방전 상태를 모니터링한다. 부 배터리 관리 시스템부(120)는 하나 이상의 부 배터리 관리 시스템을 포함한다. 부 배터리 관리 시스템은 전술한 배터리부(110)가 포함하는 배터리의 개수만큼 존재한다. 부 배터리 관리 시스템 각각은 배터리의 상태를 모니터링한다. 자세하게, 부 배터리 관리 시스템은 배터리의 과전류, 과충전, 과방전, 과열 및 과 저하 온도 등을 포함하는 배터리의 상태를 모니터링한다.
일 실시예에 있어서, 부 스위칭 모드 파워 서플라이부(130)는 부 배터리 관리 시스템부(120)로 제공되는 전력을 제어한다. 부 스위칭 모드 파워 서플라이부(130)는 하나 이상의 부 스위칭 모드 파워 서플라이를 포함한다. 부 스위칭 모드 파워 서플라이는 부 배터리 관리 시스템 개수와 동일하다. 부 스위칭 모드 파워 서플라이는 입력된 직류 또는 교류 전력을 부 배터리 관리 시스템의 정격 전력으로 변환하여 부 배터리 관리 시스템으로 공급한다.
일 실시예에 있어서, 릴레이 코일(140)은 AC상용 전원이 자신에게 공급되면 AC상용 전원과 부 스위칭 모드 파워서 플라이부를 연결하는 제 4 스위치(310)를 온 시키고, AC상용 전원이 자신에게 공급되지 않는 경우 배터리부(110)의 출력단과 배터리부 전원 차단부(320)부를 거쳐 스위칭 모드 파워 서플라이부(130)를 연결하는 제 5 스위치(300)를 온시킨다. 자세하게, AC 전원이 릴레이 코일(140)에 공급되면 자기장이 발생하여 제 4 스위치(310)를 온 시키고 제 5 스위치(300)를 오프 시킨다. AC 전원이 릴레이 코일(140)에 공급되지 않으면 자기장이 발생하지 않고, 이에 따라 제 4 스위치(310)는 오프되고, 제 5 스위치(300)는 온된다.
일 실시예에 있어서, 배터리부 전원 차단부(320)는 배터리부(110)의 출력단과 제 5 스위치(300) 사이에 연결된다. 배터리부 전원 차단부(320)가 포함하는 스위칭 소자 중 제 1 스위칭 소자(280)가 온 되면 배터리가 공급하는 전력이 절연 DC/DC 변환기(180)를 통해 닫혀 있는 제 5 스위치(300) 통해 부 스위칭 모드 파워서플라이(130)로 전달된다.
일 실시예에 있어서, 주 배터리 관리 시스템부(150)는 배터리부(110)의 현재 용량에 따라 배터리부 전원 차단부(320)가 포함하는 제 2 스위칭 소자(290)를 오프시킨다. 주 배터리 관리 시스템부(150)는 직렬 또는 병렬 중 적어도 하나의 방법으로 연결된 배터리를 포함하는 배터리부(110) 자체의 상태를 모니터링 하여, 일정 기준에 따라 배터리부 전원 차단부(320)가 포함하는 제 2 스위칭 소자(290)를 를 오프 시킨다. 예를 들어, 배터리부(110)의 용량이 배터리부(110)가 완전히 충전되었을때의 용량의 5퍼센트 미만인 경우 배터리부 전원 차단부(320)의 출력단에 위치한 제 2 스위칭 소자(290)를 오프시킨다. 제 2 스위칭 소자(290)의 오프는 제 1 스위칭 소자(280)의 오프로 이어져 배터리부 (110)의 출력 전력을 절연 DC/DC 변환기(180)로 공급하지 않는다.
일 실시예에 있어서, 주 스위칭 모드 파워 서플라이부(160)는 주 배터리 관리 시스템부(150)로 제공되는 전력을 제어공급한다. 자세하게, 주 스위칭 모드 파워 서플라이부(160)는 입력된 직류 또는 교류 전력을 주 배터리 관리 시스템부(150)의 정격 전력으로 변환하여 부주 배터리 관리 시스템(150)과 릴레이제어부(170)으로 공급한다.
일 실시예에 있어서, 제 4 스위치(310)는 AC상용 전원과 주 스위칭 모드 파워 서플라이부(160)를 연결하고, 제 5 스위치(300)는 배터리부(110)의 출력단과 주 스위칭 모드 파워 서플라이부(160)를 연결한다. 제 4 스위치(310)가 닫혀 있는 경우 AC 상용 전원(220)이 생성한 전력은 부 배터리 관리 시스템부(120) 및 주 배터리 관리 시스템부(150)로 전달된다. 제 5 스위치(300)가 닫혀 잇는 경우 배터리부 전원 차단부(320)의 출력단에 위치한 스위칭 소자가 오프되어 있지 않다면 배터리부(110)가 생성한 전력이 부 배터리 관리 시스템 부 및 주 배터리 관리 시스템부(150)로 전달된다.
일 실시예에 있어서, 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치는 제 1 스위치(190) 및 제 2 스위치(200)를 더 포함한다.
일 실시예에 있어서, 제 1 스위치(190)는 AC 상용 전원(220)을 주 배터리 관리 시스템부(150) 및 릴레이 코일(140)과 연결시킨다. 제 1 스위치(190)가 온되면 주 배터리 관리 시스템부(150) 및 릴레이 코일(140)로 AC 상용 전원(220)으로부터 전력이 공급되고, 릴레이 코일(140)은 제 4 스위치(310)를 온시킨다.
일 실시예에 있어서, 제 2 스위치(200)는 배터리부(110)를 전원 차단부와 연결시킨다. 도 1을 참조하면 배터리부(110)와 가장 인접한 접점으로부터 배터리부 전원 차단부(320)로 공급되는 전력은 배터리부 전원 차단부(320)의 어느 하나의 다이오드와 연결된다. 배터리부(110)와 먼 접접으로부터 배터리부 전원 차단부(320)로 제 2 스위치(200)를 경유하여 공급되는 전력은 배터리부 전원 차단부(320)의 다른 다이오드와 연결된다.
일 실시예에 있어서, 제 1 스위치(190) 및 제 2 스위치(200)는 동시에 온 또는 오프 한다. 제 1 스위치(190) 및 제 2 스위치(200)를 제어하는 구성은 도 1에 도시되어 있지 않다. 제 1 스위치(190)와 제 2 스위치(200)는 같이 온되어 있는 상태 또는 같이 오프되어 있는 상태로만 존재한다.
일 실시예에 있어서, 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치는 배터리부 전원 차단부(320), 포토 다이오드(230), 포토 트랜지스터(240), 제 2 저항(250), 커패시터(260), 제 3 스위칭 소자(270), 제 2 스위칭 소자(290) 및 제 1 스위칭 소자(280)를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 제 2 스위치(200)가 온 되면 배터리부(110)로부터 포토 다이오드(230)를 경유하여 커패시터(900)으로 전력이 공급된다.
일 실시예에 있어서, 커패시터(900)가 충전되는 동안만 포토 다이오드(230)에 전력이 공급되고 이에 의하여 포토 트랜지스터(240)가 온 된다.
일 실시예에 있어서, 포토 트랜지스터(240)의 온은 저항(250)에 배터리 전압을 전달하게 되고 이 전압에 의하여 커패시터(260)를 통하여 제 3 스위칭 소자(270)으로 전류가 흘러 커패시터(260)에 전하가 충전되고 이 충전 전류는 제 2 스위칭 소자(290)을 온 시킨다.
일 실시예에 있어서, 제 3 스위칭 소자(270)은 커패시터가 충전될 동안만 온을 유지하고 충전이 완료되면 제 3 스위칭 소자(270)은 오프된다. 제 3 스위칭 소자(270)이 온 되는 동안 제 1 스위칭 소자(280)은 온이 되고 이로 인하여 배터리부 (110)의 출력전력은 절연 DC/DC 변환기(180)에 전달되어 제 5 스위치 (500)의 온에 의하여 부스위칭모드 파워서플라이 (130)과 주스위치모드 파워서플라이(160)에 전력을 공급하게 되어 모든 보호회로장치에 전원을 공급한다.
일 실시예에 있어서, 전원을 공급받아 동작하는 주 배터리 관리시스템 부(150)은 저항(250)에 전압이 인가되어 있음을 감지하여 제 2 스위칭 소자(290)을 온 시킨다. 이로 인하여 커패시터(260)가 충전이 끝나서 제 3 스위칭 소자(270)이 오프되어도 제 2 스위칭 소자(290)의 온으로 제 1 스위칭 소자(280)의 온 상태가 유지된다. AC 상용전원(220)이 없을 때 이러한 순서로 제 2 스위치(200)가 온되어 보호회로장치의 전원 공급이 유지된다.
일 실시예에 있어서, 제 1 스위칭 소자(280)는 입력단이 제 2 스위칭 소자(290)의 일단 및 제 3 스위칭 소자(270)의 일단과 연결되어, 제 2 스위칭 소자(290) 또는 제 3 스위칭 소자(270)가 온됨에 따라 온된다. 제 2 스위칭 소자(290) 및 제 3 스위칭 소자(270)가 온 되는 과정은 전술 하였다. 제 2 스위칭 소자(290)와 제 3 스위칭 소자(270) 중 적어도 하나가 온되면 제 1 스위칭 소자(280)는 온된다.
전술한 제 1 내지 제 3 스위칭 소자(270)는 트랜지스터로 예를 들면, GTO(gate turnoff thyristors), 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor, 이하 IGBT), IGCT(Integrated Gate Commutated Thyristors), BJT(Bipolar Junction Transistors), MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) 중 적어도 하나의 반도체 스위칭 소자로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 스위치(190) 및 상기 제 2 스위치(200)가 온되면 릴레이 코일(140)은 제 4 스위치(310)를 온 시켜 AC 상용 전원(220)으로부터 주 스위칭 모드 파워 서플라이부(160) 및 부 스위칭 모드 파워 서플라이부(130)로 전원이 공급될 수 있도록 하고, 주 배터리 관리 시스템부(150)는 제 2 스위칭 소자(290)를 오프 시킨다. AC 상용 전원으로부터 전력이 주 스위칭 모드 파워 서플라이부(160) 및 부 스위칭 모드 파워 서플라이부(130)로 공급되는 상황이라면, 배터리부(110)로부터 전력이 공급될 필요가 없다. 이경우, 주 배터리 관리 시스템부(150)는 제 2 스위칭 소자(290)를 오프시켜 배터리부 전원 차단부(320)가 전력을 전달할 수 없도록 한다. 제 3 스위칭 소자(270)는 커패시터(260)가 완충될 때 까지만 온되기에, 결과 적으로 배터리부 전원 차단부(320)는 커패시터(260)가 완충될 때 까지만 전력을 출력한다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 스위치(190) 및 상기 제 2 스위치(200)가 오프되면, 주 배터리 관리 시스템부(150)는 제 2 스위칭 소자(290)를 오프시킨다. 배터리로부터 계통으로 전력을 전달할 필요가 없는 경우 제 1 스위치(190) 및 제 2 스위치(200)를 모두 오프 시킨다. 이 경우, 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치가 포함하는 구성, 예를 들면 주배터리 관리 시스템부, 부 배터리 관리 시스템부(120)로도 전력이 공급될 필요가 없기 때문에, 주 배터리 관리 시스템부(150)는 제 2 스위칭 소자(290)를 오프 시킨다.
일 실시예에 있어서, 상기 제 1 스위치(190) 및 상기 제 2 스위치(200)가 온되지만 AC 상용 전원(220) 자체가 동작하지 않는 경우, 주 배터리 관리 시스템부(150)는 제 2 스위칭 소자(290)를 온 시킨다. 제 1 스위치(190) 및 제 2 스위치(200)가 온 되지만 AC 상용 전원(220) 자체가 동작하지 않는 경우는 정전의 경우이다. 이 경우 배터리부(110)가 출력하는 전력을 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치가 포함하는 각 구성으로 공급할 필요가 있다. 제 3 스위칭 소자(270)가 오프되더라도 제 2 스위칭 소자(290)가 온되면 제 1 스위칭 소자(280)가 온되기에 배터리부(110)가 출력하는 전력은 배터리부 전원 차단부(320)를 경유할 수 있다. AC 상용 전원(220)이 공급되지 않으면 릴레이 코일(140)은 제 5 스위치(300)를 온 시킨다. 결국, 배터리부(110)가 공급한 전력은 주 배터리 관리 시스템부(150) 및 부 배터리 관리 시스템으로 전달될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 주 배터리 관리 시스템부(150)는 배터리부(110)의 용량이 기설정된 기준 이하가 되면 제 2 스위칭 소자(290)를 오프시킨다. 배터리부(110)가 생성한 전력을 배터리 보호 회로가 포함하는 각 구성으로 전달하되, 배터리부(110)가 과방전 상태 직전까지 배터리부(110)로부터 전력을 전달할 필요가 있다. 배터리부(110)가 과방전 직전 상태라고 판단되면, 주 배터리 관리 시스템부(150)는 제 2 스위칭 소자(290)를 오프시켜서 배터리부(110)로부터 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치가 포함하는 각 구성으로 전력이 전달될 수 없도록 한다. 예를 들어, 배터리부(110)가 과방전 직전 상태인 경우는 배터리부(110)의 전체 용량의 5퍼센트 미만이 되는 경우이다.
일 실시예에 있어서, 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치는 DC/DC 컨버터(180)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, DC/DC 컨버터(180)는 배터리부 전원 차단부(320)의 출력단에 연결되어 공급된 전압을 제어한다. DC/DC 컨버터(180)는 입력된 전압의 크기를 변환하여 주 스위칭 모드 파워 서플라이 및 부 스위칭 모드 파워 서플라이로 정격 전압을 공급한다.
일 실시예에 있어서, 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치는 제 3 스위치(210) 및 릴레이 제어부(170)를 더 포함한다.
일 실시예에 있어서, 제 3 스위치(210)는 배터리부(110)의 출력과 계통 사이에 연결된다. 배터리부(110)로부터 계통으로 전력을 공급할 필요가 없는 경우 제 3 스위치(210)를 오프 시킨다.
일 실시예에 있어서, 릴레이 제어부(170)는 주 배터리 관리 시스템부(150)의 제어에 따라 제 3 스위치(210)를 온 오프 시킨다. 배터리부(110)가 과방전인 경우 주 배터리 관리 시스템부(150)는 릴레이 제어부(170)를 제어하여 제 3 스위치(210)를 오프 시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서 제1 스위치 (190)와 제2스위치 (200)가 오프되거나 주 배터리 관리 시스템부에 판단에 의하여 제 2 스위칭 소자(290)이 오프되면 배터리부(110)으로부터 어떠한 전류도 흐르지 않으므로 보호회로 장치에 의한 배터리부의 방전량이 없다.
백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치는 전원이 오프되면 방전량이 전혀 없다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해 져야 할 것이다.
명세서에서 기술한 부란, "하드웨어 또는 소프트웨어의 시스템을 변경이나 플러그인 가능하도록 구성한 블록"을 의미하는 것으로서, 즉 하드웨어나 소프트웨어에 있어 특정 기능을 수행하는 하나의 단위 또는 블록을 의미한다.
110: 배터리부
120: 부 배터리 관리 시스템부
130: 부 스위칭 모드 파워 서플라이부
140: 릴레이 코일
150: 주 배터리 관리 시스템부
160: 주 스위칭 모드 파워 서플라이부
170: 릴레이 제어부
180: DC/DC 컨버터
190: 제 1 스위치
200: 제 2 스위치
210: 제 3 스위치
220: AC 상용 전원
230: 포토 다이오드
240: 포토 트랜지스터
250: 제 2 저항
260: 커패시터
270: 제 3 스위칭 소자
280: 제 1 스위칭 소자
290: 제 2 스위칭 소자
300: 제 5 스위치
310: 제 4 스위치
320: 배터리 전원 차단부
900: 커패시터
901: 제 4 저항

Claims (11)

  1. AC 상용 전원으로부터 교류 전력을 공급받되,
    하나 이상의 배터리를 포함하며 계통으로 전력을 공급하는 배터리부;
    각 배터리의 충전 또는 방전 상태를 모니터링하는 부 배터리 관리 시스템부;
    부 배터리 관리 시스템부로 제공되는 전력을 제어하는 부 스위칭 모드 파워 서플라이부;
    AC상용 전원이 자신에게 공급되면 AC상용 전원과 부 스위칭 모드 파워서 플라이부를 연결하는 제 4 스위치를 온 시키고,
    AC상용 전원이 자신에게 공급되지 않는 경우 배터리부의 출력단과 부 스위칭 모드 파워 서플라이부를 연결하는 제 5 스위치를 온시키는 릴레이 코일;
    배터리부의 출력단과 제 5 스위치 사이에 연결된 배터리부 전원 차단부;
    배터리부의 현재 용량에 따라 배터리부 전원 차단부가 포함하는 스위칭 소자를 오프시키는 주 배터리 관리 시스템부;
    주 배터리 관리 시스템부로 제공되는 전력을 제어하는 주 스위칭 모드 파워 서플라이부;
    AC 상용 전원을 상기 주 배터리 관리 시스템부 및 상기 릴레이 코일과 연결시키는 제 1 스위치; 및
    상기 배터리부를 상기 배터리부 전원 차단부와 연결시키는 제 2 스위치;
    를 포함하고,
    상기 제 4 스위치는 AC상용 전원과 주 스위칭 모드 파워 서플라이부를 연결하고, 상기 제 5 스위치는 배터리부의 출력단과 주 스위칭 모드 파워 서플라이부를 연결하는 것을 특징으로 하는 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치는
    동시에 온 또는 오프하는 것을 특징으로 하는 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 배터리부 전원 차단부는
    제 2 스위치를 경유하여 배터리부의 플러스 단자와 연결된 포토 다이오드;
    배터리부로부터 포토 다이오드에 전력이 공급됨에 따라 온되는 포토 트랜지스터;
    일단이 포토스위칭 소자의 일단에 연결된 제 2 저항;
    일단이 포토스위칭 소자의 일단 및 제 2 저항의 일단에 연결되어 포토 트랜지스터가 온됨에 따라 충전되는 커패시터;
    커패시터의 타단에 연결되어 커패시터가 완충될 때까지 온되는 제 3 스위칭 소자;
    일단이 제 3 스위칭 소자의 일단과 연결된 제 2 스위칭 소자;
    입력단이 제 2 스위칭 소자의 일단 및 제 3 스위칭 소자의 일단과 연결되어, 제 2 스위칭 소자 또는 제 3 스위칭 소자가 온됨에 따라 온되는 제 1 스위칭 소자;
    를 포함하는 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치가 온되면,
    릴레이 코일은 제 4 스위치를 온 시켜 AC 상용 전원으로부터 주 스위칭 모드 파워 서플라이부 및 부 스위칭 모드 파워 서플라이부로 전원이 공급될 수 있도록 하고,
    주 배터리 관리 시스템부는 제 2 스위칭 소자를 오프 시키는 것을 특징으로 하는 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치가 오프되면,
    주 배터리 관리 시스템부는 제 2 스위칭 소자를 오프 시키는 것을 특징으로 하는 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 스위치 및 상기 제 2 스위치가 온되지만 AC 상용 전원 자체가 동작하지 않는 경우,
    주 배터리 관리 시스템부는 제 2 스위칭 소자를 온 시키는 것을 특징으로 하는 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치.
  9. 제 6 항에 있어서, 상기 주 배터리 관리 시스템부는
    배터리부의 용량이 기설정된 기준 이하가 되면 제 2 스위칭 소자를 오프 시키는 것을 특징으로 하는 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    배터리부 전원 차단부의 출력단에 연결되어 공급된 전압을 제어하는 DC/DC 컨버터;
    를 더 포함하는 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    배터리부의 출력과 계통 사이에 연결된 제 3 스위치; 및
    주 배터리 관리 시스템부의 제어에 따라 제 3 스위치를 온오프 시키는 릴레이 제어부;
    를 더 포함하는 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101457986B1 (ko) 2013-08-09 2014-11-10 주식회사 아이티엠반도체 배터리팩 과충전 방지회로

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11616368B2 (en) 2017-12-22 2023-03-28 Lg Innotek Co., Ltd. Power supply system including DC-to-DC converter and control method therefor
KR20230065680A (ko) 2021-11-05 2023-05-12 넥스콘테크놀러지 주식회사 Ess 백업 전원장치

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