KR102007666B1 - Battery system of ship and operation method for the same - Google Patents

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Abstract

선박용 배터리시스템 및 그 운용방법이 소개된다. 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배터리시스템 운용방법은 복수의 배터리셀이 직렬 연결된 배터리트레이가 복수로 구비되고, 상기 복수의 배터리트레이가 직렬 연결된 배터리랙을 포함하는 배터리시스템에 있어서, 상기 배터리랙의 이상상태 발생 시, 상기 배터리랙을 구성하는 복수의 배터리셀 중 고장셀을 파악하는 파악단계, 상기 파악단계에서 파악된 고장셀이 내장된 배터리트레이를 상기 배터리랙에서 전기적으로 제거하는 제거단계 및 상기 배터리트레이를 제거한 상기 배터리시스템의 전체전압이 요구전압을 충족하지 못하는 경우, 상기 배터리랙의 운용을 중지하는 중지단계를 포함한다.Marine battery system and its operation method are introduced. In the method of operating a marine battery system according to an embodiment of the present invention is a battery system comprising a plurality of battery trays are connected in series with a plurality of battery cells, the battery system comprises a battery rack connected in series, the battery rack Detecting step of identifying a fault cell of a plurality of battery cells constituting the battery rack, the removal step of electrically removing the battery tray with a built-in fault cell identified in the determination step when the abnormal state of the battery rack; And stopping the operation of the battery rack when the total voltage of the battery system from which the battery tray is removed does not meet a required voltage.

Description

선박용 배터리시스템 및 그 운용방법{BATTERY SYSTEM OF SHIP AND OPERATION METHOD FOR THE SAME}BATTERY SYSTEM OF SHIP AND OPERATION METHOD FOR THE SAME}

본 발명은 선박용 배터리시스템 및 그 운용방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 배터리셀을 포함하고 선박에 사용될 수 있는 배터리시스템 및 그 운용방법에 관한 것이다.The present invention relates to a marine battery system and a method of operating the same, and more particularly, to a battery system including a plurality of battery cells that can be used in ships and its operation method.

선박에는 추진용 모터 또는 운항제어용 관리시스템 등 전력을 이용한 다양한 전기시스템이 구비될 수 있고, 상기 전기시스템들은 고전압을 이용한 전력이 요구되는 경우가 많다.The vessel may be equipped with various electric systems using electric power, such as a propulsion motor or a flight control management system, and the electric systems are often required to use electric power using a high voltage.

위와 같이 선박의 전기시스템에 요구되는 고전압을 충족시키기 위해, 선박에 구비되는 배터리시스템은 복수의 배터리셀을 직렬로 연결하여 일정 수준의 고전압을 형성할 수 있다.In order to meet the high voltage required for the electrical system of the ship as described above, the battery system provided in the ship can form a high level of a high voltage by connecting a plurality of battery cells in series.

한편, 고전압 형성을 위해 직렬 연결된 복수의 배터리셀 중 어느 하나의 고장 또는 이상상태가 발생되는 경우, 직렬 연결의 특성상 해당 고장셀이 연결된 직렬시스템은 전체로서 기능을 상실할 수 있다.On the other hand, when a failure or abnormal state of any one of a plurality of battery cells connected in series for high voltage formation occurs, the series system to which the corresponding failure cell is connected may lose its function as a whole due to the characteristics of the series connection.

위와 같이 하나의 고장셀 발생 상황은 직렬 연결된 배터리시스템 전체의 기능상실로 이어질 수 있는 바, 배터리시스템의 전압을 일정수준으로 유지하면서 상기 고장셀의 영향을 적절히 배제하는 것은 중요한 과제가 된다.As described above, a fault cell occurrence situation may lead to a malfunction of the entire series of connected battery systems. Therefore, it is important to properly exclude the influence of the fault cells while maintaining the voltage of the battery system at a constant level.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as the background art are only for the purpose of improving the understanding of the background of the present invention, and should not be taken as acknowledging that they correspond to the related art already known to those skilled in the art.

본 발명은 전기적으로 연결된 복수의 배터리셀 중 고장셀을 포함하는 배터리시스템을 효과적으로 운용하고 안전하게 관리할 수 있는 선박용 배터리시스템 및 그 운용방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a marine battery system and a method of operating the same, which can effectively operate and safely manage a battery system including a fault cell among a plurality of electrically connected battery cells.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배터리시스템 운용방법은 복수의 배터리셀이 직렬 연결된 배터리트레이가 복수로 구비되고, 상기 복수의 배터리트레이가 직렬 연결된 배터리랙을 포함하는 배터리시스템에 있어서, 상기 배터리랙의 이상상태 발생 시, 상기 배터리랙을 구성하는 복수의 배터리셀 중 고장셀을 파악하는 파악단계, 상기 파악단계에서 파악된 고장셀이 내장된 배터리트레이를 상기 배터리랙에서 전기적으로 제거하는 제거단계 및 상기 배터리트레이를 제거한 상기 배터리시스템의 전체전압이 요구전압을 충족하지 못하는 경우, 상기 배터리랙의 운용을 중지하는 중지단계를 포함한다.Marine battery system operating method according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is provided with a plurality of battery trays are connected in series with a plurality of battery cells, the battery comprising a battery rack is connected to the plurality of battery trays in series In the system, when an abnormal state of the battery rack occurs, identifying the fault cell of the plurality of battery cells constituting the battery rack, the battery tray containing the fault cell identified in the identifying step in the battery rack A removal step of electrically removing and stopping the operation of the battery rack when the total voltage of the battery system from which the battery tray is removed does not meet a required voltage.

상기 복수의 배터리트레이에는 각각 해당 배터리트레이를 구성하는 복수의 배터리셀 상태를 점검하는 점검부가 마련되고, 상기 파악단계에서는, 상기 점검부를 이용하여 각 배터리트레이에서 고장셀을 파악할 수 있다.Each of the plurality of battery trays is provided with a check unit for checking a state of a plurality of battery cells constituting the corresponding battery tray, and in the determining step, the fault cell may be identified by each battery tray using the check unit.

상기 복수의 배터리트레이는 각각 한 쌍의 외부단자가 구비되고, 작동 시 상기 한 쌍의 외부단자를 직접 연결하는 컨택터가 구비되며, 상기 제거단계에서는, 상기 고장셀이 내장된 배터리트레이의 컨택터를 작동시켜 상기 배터리랙으로부터 해당 배터리트레이를 전기적으로 제거할 수 있다.Each of the plurality of battery trays is provided with a pair of external terminals, and is provided with a contactor for directly connecting the pair of external terminals during operation. In the removing step, the contactor of the battery tray in which the faulty cell is embedded is provided. Operate to electrically remove the battery tray from the battery rack.

상기 중지단계에서, 상기 배터리시스템에 마련된 제어부가 상기 배터리랙에 전기적으로 연결된 각 배터리셀의 방전종지전압을 합산하여 상기 배터리시스템의 상기 전체전압으로 파악할 수 있다.In the stopping step, the control unit provided in the battery system may determine the total voltage of the battery system by adding the discharge end voltage of each battery cell electrically connected to the battery rack.

상기 중지단계에서, 상기 제어부는 상기 배터리랙과 연결된 선박의 전기시스템에서 사용되는 교류전압의 피크값을 상기 요구전압으로 파악할 수 있다.In the stopping step, the controller may determine the peak value of the AC voltage used in the electrical system of the ship connected to the battery rack as the required voltage.

상기 중지단계에서, 상기 제어부에는 상기 요구전압을 충족시킬 수 있는 최소 배터리트레이 개수가 미리 설정되고, 상기 배터리랙에 전기적으로 연결된 배터리트레이의 개수가 상기 최소 배터리트레이 개수보다 적은 경우, 상기 배터리시스템의 운용을 중지할 수 있다.In the stopping step, if the minimum number of battery trays that can satisfy the required voltage is set in advance, and the number of battery trays electrically connected to the battery rack is less than the minimum number of battery trays, Operation can be stopped.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배터리시스템은 복수의 배터리셀이 직렬 연결된 복수의 배터리트레이, 상기 복수의 배터리트레이가 직렬 연결된 배터리랙, 상기 복수의 배터리트레이에 각각 마련되고, 해당 배터리트레이를 구성하는 복수의 배터리셀 상태를 점검하는 점검부, 상기 복수의 배터리트레이 각각에 구비되고, 작동 시 해당 배터리트레이를 상기 배터리랙으로부터 전기적으로 제거하는 컨택터 및 고장셀이 내장된 배터리트레이의 컨택터를 작동시켜 상기 배터리랙으로부터 전기적으로 제거하고, 상기 배터리랙의 전체전압이 현재 요구되는 요구전압을 충족하지 못하는 경우, 상기 배터리랙의 운용을 중지하는 제어부를 포함한다.On the other hand, a marine battery system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is a plurality of battery trays are connected in series with a plurality of battery cells, a battery rack is connected to the plurality of battery trays in series, each of the plurality of battery trays A checker configured to check a state of a plurality of battery cells constituting the battery tray, a contactor and a fault cell provided in each of the plurality of battery trays and electrically removing the battery tray from the battery rack during operation. And a controller to electrically remove the battery rack by operating a contactor of the built-in battery tray and to stop the operation of the battery rack when the total voltage of the battery rack does not meet the required voltage.

상기 복수의 배터리트레이는 각각 한 쌍의 외부단자가 구비되고, 상기 컨택터는 작동 시 해당 배터리트레이에서 상기 한 쌍의 외부단자를 직접 연결시킬 수 있다.Each of the plurality of battery trays is provided with a pair of external terminals, and the contactor may directly connect the pair of external terminals in the corresponding battery tray during operation.

상기 제어부는 상기 배터리랙을 구성하는 각 배터리셀의 방전종지전압을 합산하여 상기 전체전압을 결정하고, 상기 배터리랙에 연결된 선박의 전기시스템에서 사용되는 교류전압의 피크값을 상기 요구전압으로 결정할 수 있다.The control unit may determine the total voltage by summing discharge end voltages of the battery cells constituting the battery rack, and determine a peak value of an AC voltage used in an electric system of a ship connected to the battery rack as the required voltage. have.

상술한 바와 같은 본 발명의 실시예들에 따르면, 배터리시스템에 구비된 복수의 배터리셀 중 어느 하나가 고장셀에 해당되더라도 배터리시스템을 효과적으로 운용할 수 있고, 안정적으로 관리할 수 있다.According to the embodiments of the present invention as described above, even if any one of the plurality of battery cells provided in the battery system corresponds to the fault cell, the battery system can be effectively operated and can be stably managed.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배터리시스템 운용방법에 대한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배터리시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배터리시스템에서 컨택터의 작동 전 상황을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배터리시스템에서 컨택터의 작동상황을 나타낸 도면이다. 1 is a flow chart for a marine battery system operating method according to an embodiment of the present invention.
2 is a view schematically showing a marine battery system according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a situation before the operation of the contactor in the marine battery system according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing the operation of the contactor in the marine battery system according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

본 명세서에서, 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.In this specification, duplicate descriptions of the same components are omitted.

또한 본 명세서에서, 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 본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.Also, in the present specification, when a component is referred to as being 'connected' or 'connected' to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, but in between It will be understood that may exist. On the other hand, in the present specification, when a component is referred to as 'directly connected' or 'directly connected' to another component, it should be understood that there is no other component in between.

또한, 본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로써, 본 발명을 한정하려는 의도로 사용되는 것이 아니다. Also, the terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention.

또한 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. Also, in this specification, the singular forms may include the plural forms unless the context clearly indicates otherwise.

또한 본 명세서에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품, 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것일 뿐, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.Also, as used herein, the term 'comprises' or 'having' is only intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more. It is to be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of other features, numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof.

또한 본 명세서에서, '및/또는' 이라는 용어는 복수의 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 본 명세서에서, 'A 또는 B'는, 'A', 'B', 또는 'A와 B 모두'를 포함할 수 있다.Also in this specification, the term 'and / or' includes any combination of the plurality of listed items or any of the plurality of listed items. In the present specification, 'A or B' may include 'A', 'B', or 'both A and B'.

도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배터리시스템(100) 운용방법에 대한 순서도가 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배터리시스템(100)이 도시되어 있다. 1 is a flowchart illustrating a method of operating a marine battery system 100 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a marine battery system 100 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배터리시스템(100) 운용방법은 복수의 배터리셀(110)이 직렬 연결된 배터리트레이(120)가 복수로 구비되고, 상기 복수의 배터리트레이(120)가 직렬 연결된 배터리랙(130)을 포함하는 배터리시스템(100)에 있어서, 상기 배터리랙(130)의 이상상태 발생 시, 상기 배터리랙(130)을 구성하는 복수의 배터리셀(110) 중 고장셀(115)을 파악하는 파악단계(S100), 상기 파악단계(S100)에서 파악된 고장셀(115)이 내장된 배터리트레이(120)를 상기 배터리랙(130)에서 전기적으로 제거하는 제거단계(S200) 및 상기 배터리트레이(120)를 제거한 상기 배터리시스템(100)의 전체전압이 요구전압을 충족하지 못하는 경우, 상기 배터리랙(130)의 운용을 중지하는 중지단계(S300)를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, a method for operating a marine battery system 100 includes a plurality of battery trays 120 connected in series with a plurality of battery cells 110, and a plurality of battery trays 120 connected in series. In the battery system 100 including the rack 130, when an abnormal state of the battery rack 130 occurs, the fault cell 115 of the plurality of battery cells 110 constituting the battery rack 130 is opened. Grasping step (S100) to grasp, the removal step (S200) and the battery to electrically remove the battery tray 120 is built in the fault cell 115 identified in the grasp step (S100) from the battery rack 130 If the total voltage of the battery system 100 from which the tray 120 is removed does not meet the required voltage, a stop step (S300) of stopping the operation of the battery rack 130 is included.

선박에는 추진용 모터 등 전력을 소비하는 다양한 전기장치가 구비될 수 있고, 본 발명은 위와 같은 다양한 전기장치를 포함하는 전기시스템(50)에 전력을 공급하는 배터리시스템(100)이 제시된다.The vessel may be provided with a variety of electrical devices that consume power, such as a propulsion motor, the present invention is presented a battery system 100 for supplying power to the electrical system 50 including the various electrical devices as described above.

선박의 전기시스템(50)은 220V 또는 380V 등 단일의 배터리셀(110)이 가지는 전압의 수십배에 달하는 전압으로 운용되는 경우가 많고, 이에 따라 상기 배터리시스템(100)은 복수의 배터리셀(110)을 직렬 연결하여 구성될 수 있다.The electrical system 50 of the ship is often operated at a voltage that is several tens of times the voltage of a single battery cell 110, such as 220V or 380V, accordingly, the battery system 100 is a plurality of battery cells 110 It can be configured by connecting in series.

즉, 본 발명의 일실시예에서 상기배터리시스템(100)은 복수의 배터리셀(110)이 직렬 연결된 배터리트레이(120)가 복수로 구비되고, 상기 복수의 배터리트레이(120)가 직렬 연결된 배터리랙(130)을 이용하여 상기 전기시스템(50)의 요구전압을 충족시킬 수 있다.That is, in one embodiment of the present invention, the battery system 100 includes a plurality of battery trays 120 in which a plurality of battery cells 110 are connected in series, and a battery rack in which the plurality of battery trays 120 are connected in series. The required voltage of the electrical system 50 may be satisfied using the 130.

상기 배터리셀(110)의 개수 또는 배터리트레이(120)의 개수는 상기 배터리시스템(100)으로부터 전력을 공급받는 전기시스템(50)의 요구전압에 따라 결정될 수 있다.The number of battery cells 110 or the number of battery trays 120 may be determined according to the required voltage of the electrical system 50 that receives power from the battery system 100.

본 발명의 일실시예에서, 파악단계(S100)에서는 상기 배터리랙(130)의 이상상태 발생 시 상기 배터리랙(130)을 구성하는 복수의 배터리셀(110) 중 고장셀(115)을 파악한다. 본 발명에서 배터리랙(130)의 이상상태는 결국 어느 하나의 배터리셀(110)이 고장상태에 이른 것을 의미한다.In one embodiment of the present invention, in the identifying step (S100) when the abnormal state of the battery rack 130, the fault cell 115 of the plurality of battery cells 110 constituting the battery rack 130 is identified. . The abnormal state of the battery rack 130 in the present invention means that any one of the battery cells 110 has reached a failure state.

고장셀(115)의 증상은 다양할 수 있는데, 예컨대 열폭주, 내부 또는 외부 단락, 기계적 결함 등이 있을 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배터리시스템(100)은 요구전압 충족을 위해, 결과적으로 복수의 배터리셀(110)이 직렬 연결된 전기적 연결 구조를 취하게 되는데, 이 경우 어느 하나의 배터리셀(110)이 이상상태 또는 고장상태에 해당하면, 직렬 연결 특성상 배터리시스템(100) 전체의 운용이 불가해진다.Symptoms of fault cell 115 may vary, such as thermal runaway, internal or external short circuits, mechanical defects, and the like. The marine battery system 100 according to an embodiment of the present invention has a structure in which a plurality of battery cells 110 are electrically connected in series to meet a required voltage, and in this case, any one battery cell 110. ) Corresponds to an abnormal state or a failure state, the entire operation of the battery system 100 is impossible due to the series connection characteristics.

파악단계(S100)에서는 배터리랙(130)에서 이상상태가 발생하면 조치가 요구되는 고장셀(115)을 파악한다. 고장셀(115)을 파악하는 방법은 다양할 수 있는데, 예컨대 각 배터리트레이(120)별로 마련되는 배터리매니징시스템(BMS) 또는 통전여부 등 고장상태를 판단하는 별도의 점검장치를 이용하여 각 배터리트레이(120)에 구비되는 배터리셀(110)의 이상상태를 점검할 수 있다.In step S100, when an abnormal state occurs in the battery rack 130, the fault cell 115 for which an action is required is identified. How to identify the fault cell 115 may be various, for example, each battery using a battery management system (BMS) provided by each battery tray 120 or a separate check device for determining the failure state, such as whether or not the power supply An abnormal state of the battery cell 110 provided in the tray 120 may be checked.

또는, 작업자가 배터리랙(130)의 이상상태 파악 시 각 배터리트레이(120) 또는 각 배터리셀(110)에 대한 고장상태를 직접 진단할 수도 있을 것이다.Alternatively, when the worker grasps the abnormal state of the battery rack 130, the operator may directly diagnose a failure state for each battery tray 120 or each battery cell 110.

한편, 제거단계(S200)에서는 상기 파악단계(S100)에서 파악된 고장셀(115)이 내장된 배터리트레이(120)를 상기 배터리랙(130)에서 전기적으로 제거한다. 배터리랙(130)에서 전기적으로 제거되는 배터리트레이(120)는 물리적으로 기존 위치를 유지한 채 배터리랙(130)과의 전기적 연결이 단절되는 방식으로 제거될 수 있다.On the other hand, in the removal step (S200) is electrically removed from the battery rack 130, the battery tray 120 in which the fault cell 115 is identified in the determination step (S100). The battery tray 120 electrically removed from the battery rack 130 may be removed in a manner in which electrical connection with the battery rack 130 is disconnected while physically maintaining the existing position.

다만, 상기 고장셀(115)을 포함하는 배터리트레이(120)가 배터리랙(130)상에서 전기적으로 배제되더라도 상기 배터리트레이(120)를 경유하던 상기 배터리랙(130) 전체의 전기적 연결은 유지되도록 한다.However, even if the battery tray 120 including the fault cell 115 is electrically excluded from the battery rack 130, the electrical connection of the entire battery rack 130 via the battery tray 120 is maintained. .

예컨대, 상기 고장셀(115)을 포함하는 배터리트레이(120)를 배터리랙(130)에서 전기적으로 분리하고, 상기 배터리트레이(120)와 직접 이웃하는 다른 2개의 배터리셀(110)들을 직접 직렬 연결되도록 할 수 있다.For example, the battery tray 120 including the fault cell 115 is electrically disconnected from the battery rack 130, and two other battery cells 110 directly adjacent to the battery tray 120 are directly connected in series. You can do that.

구체적으로, 고장셀(115)을 포함하는 배터리트레이(120)와 직접 이웃하는 배터리트레이(120)간 연결선을 제거하고, 상기 직접 이웃하는 두 배터리트레이(120)를 연결선으로 직접 연결할 수도 있고, 후술할 내용과 같이 컨택터(150)를 작동시켜 고장셀(115)이 포함된 배터리트레이(120)의 2개의 외부단자(122)를 상호 단락시키는 방법이 가능하다.Specifically, the connection line between the battery tray 120 including the faulty cell 115 and the directly neighboring battery tray 120 may be removed, and the two directly neighboring battery trays 120 may be directly connected by a connection line, which will be described later. As described above, a method of operating the contactor 150 to short-circuit the two external terminals 122 of the battery tray 120 including the fault cell 115 is possible.

위와 같이, 본 발명의 일실시예는 고장셀(115)을 포함하여 직렬 연결상의 전기적 연결 기능을 상실한 배터리트레이(120)를 배터리랙(130)으로부터 전기적으로 분리함으로써, 고장셀(115)을 포함하는 배터리트레이(120)를 제외한 배터리랙(130)의 전기적 기능을 유지할 수 있어 효과적이고 안정적인 배터리시스템(100) 운용이 가능하게 된다.As described above, one embodiment of the present invention includes a fault cell 115 by electrically separating the battery tray 120 that has lost the electrical connection function on the series connection including the fault cell 115 from the battery rack 130. It is possible to maintain the electrical function of the battery rack 130 except for the battery tray 120 to enable an effective and stable battery system 100 operation.

다만, 고장셀(115)이 발생되어 어느 하나 또는 복수의 배터리트레이(120)가 제거된 배터리시스템(100)은 직렬 연결 특성상 전체전압이 점차 감소하게 된다. 이러한 경우, 선박의 전기시스템(50)이 운용되기 위한 요구전압을 만족시키지 못하는 상황에 이를 수 있다.However, in the battery system 100 in which the fault cell 115 is generated and one or more battery trays 120 are removed, the total voltage gradually decreases due to the series connection characteristics. In this case, the electric system 50 of the ship may reach a situation that does not satisfy the required voltage for operation.

따라서, 본 발명의 일실시예는 중지단계(S300)에서 상기 배터리트레이(120)를 제거한 상기 배터리시스템(100)의 전체전압이 요구전압을 충족하지 못하는 경우, 상기 배터리랙(130)의 운용을 중지한다.Therefore, when the total voltage of the battery system 100 in which the battery tray 120 is removed in the stop step S300 does not meet the required voltage, the operation of the battery rack 130 is stopped. Stop it.

배터리시스템(100)의 전체전압이란 상기 배터리시스템(100)에 전기적으로 직렬 연결된 배터리셀(110)의 전압을 합산한 것과 같고, 요구전압이란 상기 배터리시스템(100)으로부터 전력을 공급받는 선박의 전기시스템(50)에 운용을 위해 설계적으로 설정된 전압을 의미한다.The total voltage of the battery system 100 is equal to the sum of the voltages of the battery cells 110 electrically connected in series with the battery system 100, and the required voltage is the electricity of the ship supplied with power from the battery system 100. It refers to a voltage designed by the system 50 for operation.

앞서 설명된 제거단계(S200)를 통해 복수의 배터리트레이(120)가 전기적으로 제거되는 경우, 결과적으로 배터리시스템(100)의 전체전압이 상기 요구전압 이하가 되는 경우가 발생될 수 있다.When the plurality of battery trays 120 are electrically removed through the above-described removal step S200, the total voltage of the battery system 100 may be lower than the required voltage as a result.

이 경우, 선박의 전기시스템(50)이 가동 불가한 경우가 있겠으나, 가동이 가능할 수 있지만 불안정한 상태가 될 수 있으며, 위와 같이 불안정한 가동상태가 유지되어 위험이 발생하지 않도록, 본 발명의 일실시예는 현재 배터리시스템(100)의 전체전압이 미리 결정된 요구전압을 만족시키지 못하면 운용을 중지시키게 된다.In this case, the ship's electrical system 50 may be inoperable, but may be movable, but may become unstable, so that the unstable operating state is maintained as described above so that no danger occurs. For example, if the total voltage of the current battery system 100 does not satisfy the predetermined required voltage, the operation is stopped.

위와 같은 운용방법을 통해 본 발명의 일실시예는 직렬 연결된 복수의 배터리셀(110)로 구성되는 배터리시스템(100)에서 고장셀(115)이 발생하더라도 안전하고 효과적으로 배터리시스템(100)을 운용할 수 있게 된다.One embodiment of the present invention through the operation method as described above can safely and effectively operate the battery system 100 even if a fault cell 115 occurs in the battery system 100 consisting of a plurality of battery cells 110 connected in series. It becomes possible.

한편, 본 발명의 일실시예에서는 상기 복수의 배터리트레이(120)에는 각각 해당 배터리트레이(120)를 구성하는 복수의 배터리셀(110) 상태를 점검하는 점검부(140)가 마련되고, 상기 파악단계(S100)에서는, 상기 점검부(140)를 이용하여 각 배터리트레이(120)에서 고장셀(115)을 파악할 수 있다.On the other hand, in one embodiment of the present invention, the plurality of battery tray 120 is provided with a check unit 140 for checking the state of the plurality of battery cells 110 constituting the battery tray 120, respectively, the grasp In step S100, the fault cell 115 may be grasped by each battery tray 120 using the checker 140.

본 발명의 일실시예에서 복수의 배터리셀(110)로 구성되는 복수의 배터리트레이(120)는 각각 내장된 배터리셀(110)을 관리하기 위한 점검부(140)가 구비될 수 있다. 점검부(140)는 예컨대 배터리트레이(120)의 온도, 전압상태, 통전상태 등을 점검 또는 모니터링하는 배터리관리시스템(BMS)일 수 있으며, 배터리트레이(120)의 전반적인 관리시스템과 별개로 각 배터리셀(110)의 통전상태를 파악하는 측정장치로 구성될 수도 있다.In one embodiment of the present invention, the plurality of battery trays 120 constituted by the plurality of battery cells 110 may be provided with a checker 140 for managing the built-in battery cells 110, respectively. The checker 140 may be, for example, a battery management system (BMS) that checks or monitors a temperature, a voltage state, an energized state, and the like of the battery tray 120, and each battery is independent of the overall management system of the battery tray 120. It may be configured as a measuring device to determine the energized state of the cell (110).

점검부(140)는 배터리셀(110)의 각 온도나 전압상태 또는 통전상태 등을 측정 및 점검할 수 있으며, 본 발명의 일실시예는 상기 점검부(140)를 통해 각 배터리트레이(120)별로 배터리셀(110)의 이상상태 또는 고장상태를 효과적으로 파악할 수 있다.The inspection unit 140 may measure and check each temperature, voltage state, or energization state of the battery cell 110, and an embodiment of the present invention may include each battery tray 120 through the inspection unit 140. The abnormal state or failure state of the battery cell 110 can be effectively determined.

따라서, 본 발명의 일실시예는 각 배터리트레이(120)의 상태를 점검하는 점검부(140)를 통해 해당 배터리트레이(120)의 배터리셀(110)을 점검하고, 고장셀(115) 감지 시 해당 배터리트레이(120)를 배터리랙(130)으로부터 전기적으로 제거 또는 분리하게 된다.Therefore, one embodiment of the present invention to check the battery cell 110 of the battery tray 120 through the check unit 140 for checking the state of each battery tray 120, when the fault cell 115 is detected The battery tray 120 is electrically removed or separated from the battery rack 130.

한편, 본 발명의 일실시예는상기 복수의 배터리트레이(120)는 각각 한 쌍의 외부단자(122)가 구비되고, 작동 시 상기 한 쌍의 외부단자(122)를 직접 연결하는 컨택터(150)가 구비되며, 상기 제거단계(S200)에서는, 상기 고장셀(115)이 내장된 배터리트레이(120)의 컨택터(150)를 작동시켜 상기 배터리랙(130)으로부터 해당 배터리트레이(120)를 전기적으로 제거할 수 있다.On the other hand, in one embodiment of the present invention, the plurality of battery trays 120 are each provided with a pair of external terminals 122, the contactor 150 for directly connecting the pair of external terminals 122 during operation ) Is provided, and in the removing step S200, the contactor 150 of the battery tray 120 in which the fault cell 115 is installed is operated to remove the corresponding battery tray 120 from the battery rack 130. It can be removed electrically.

도 3 내지 4에는 이웃하는 배터리트레이(120)와 전기적으로 연결된 어느 하나의 배터리트레이(120)가 도시되어 있고, 배터리트레이(120)에 마련된 컨택터(150)가 개략적으로 도시되어 있다.3 to 4 illustrate one battery tray 120 electrically connected to a neighboring battery tray 120, and a contactor 150 provided in the battery tray 120 is schematically illustrated.

배터리트레이(120)는 내부에 배치된 복수의 배터리셀(110)과 연결되는 외부단자(122)가 마련될 수 있다. 외부단자(122)는 바람직하게는 양극단자 및 음극단자를 포함하여 한 쌍으로 구비될 수 있다.The battery tray 120 may be provided with an external terminal 122 connected to the plurality of battery cells 110 disposed therein. The external terminal 122 may be preferably provided in a pair including a positive terminal and a negative terminal.

컨택터(150)는 상기 한 쌍의 외부단자(122)를 선택적으로 연결하는데, 비작동상황에서는 개방상태에 해당하며, 작동상황에서 단락되어 상기 한 쌍의 외부단자(122)를 전기적으로 연결 또는 단락시킨다.The contactor 150 selectively connects the pair of external terminals 122, which corresponds to an open state in a non-operating state, and is electrically shorted in an operating state to electrically connect the pair of external terminals 122. Short circuit.

도 3에는 본 발명의 일실시예에 따라 컨택터(150)가 작동되지 않은 배터리트레이(120)의 모습이 도시되어 있다. 고장셀(115)이 존재하지 않는 배터리트레이(120)는 외부단자(122)가 이웃하는 배터리트레이(120)의 외부단자(122)와 직렬 연결된다. 따라서, 복수의 배터리트레이(120)에 구비된 복수의 배터리셀(110)은 모두 직렬 연결된 상태가 된다.3 illustrates a state of the battery tray 120 in which the contactor 150 is not operated in accordance with one embodiment of the present invention. The battery tray 120 in which the fault cell 115 does not exist is connected in series with the external terminal 122 of the battery tray 120 adjacent to the external terminal 122. Therefore, the plurality of battery cells 110 provided in the plurality of battery trays 120 are all connected in series.

도 4에는 고장셀(115)이 발생된 배터리트레이(120)의 모습이 도시되어 있다. 고장셀(115)이 발생된 배터리트레이(120)는 내부에서 배터리셀(110)의 직렬 연결에 따른 전류가 형성되지 못하고 단절되어, 해당 배터리트레이(120)는 물론 이웃하는 배터리트레이(120)를 포함하여 전류가 차단되게 된다.4 shows a state of the battery tray 120 in which the fault cell 115 is generated. The battery tray 120 in which the fault cell 115 is generated is disconnected due to a failure in forming a current due to the series connection of the battery cells 110 therein, and thus, the battery tray 120 as well as the neighboring battery tray 120 are disconnected. Current is blocked.

본 발명의 일실시예는 이러한 상황을 개선하고자 컨택터(150)를 작동시킨다. 컨택터(150)가 작동된 배터리트레이(120)는 외부단자(122)사 상호 단락된 상태가 되며, 이에 따라 전류가 해당 배터리트레이(120)의 내부에 존재하는 배터리셀(110)을 거치지 않고 곧바로 이웃하는 배터리트레이(120)로 흐른다.One embodiment of the present invention operates the contactor 150 to improve this situation. The battery tray 120 in which the contactor 150 operates is short-circuited with the external terminals 122, so that current does not go through the battery cell 110 existing inside the battery tray 120. Immediately flows to the neighboring battery tray 120.

즉, 본 발명의 일실시예는 배터리트레이(120)상에 배터리셀(110)을 직렬 연결하는 전류 경로와 더불어 컨택터(150)에 의해 외부단자(122)간에 선택적으로 형성되는 전류 경로를 포함하게 되고, 고장셀(115) 발생으로 상기 배터리셀(110)의 전류 경로가 단절되더라도 상기 컨택터(150)에 의한 전류 경로를 통해 이웃하는 배터리트레이(120)간에 전류가 흐를 수 있도록 함으로써, 해당 배터리트레이(120)를 배터리랙(130)의 전기적 연결에서 배제하는 것이다.That is, one embodiment of the present invention includes a current path selectively formed between the external terminals 122 by the contactor 150 together with a current path connecting the battery cells 110 in series on the battery tray 120. In addition, even when the current path of the battery cell 110 is disconnected due to the failure cell 115, the current flows between the neighboring battery trays 120 through the current path by the contactor 150. The battery tray 120 is excluded from the electrical connection of the battery rack 130.

컨택터(150)는 릴레이 등으로 마련될 수 있고, 컨택터(150)의 작동은 작업자의 스위치 조작 또는 컨택터(150)와 연결된 제어부(190)에 의해 제어될 수 있다. The contactor 150 may be provided as a relay, and the operation of the contactor 150 may be controlled by a switch 190 of a worker or a controller 190 connected to the contactor 150.

본 발명의 일실시예는 배터리트레이(120)에 상기 컨택터(150)를 구비함으로써, 고장셀(115)이 포함된 배터리트레이(120)의 물리적인 연결수단을 제거하거나, 해당 배터리트레이(120)를 물리적으로 분리 제거하지 않더라도, 간단하고 효과적으로 해당 배터리트레이(120)를 전기적으로 제거 또는 배제시킬 수 있어 유리하다.According to an embodiment of the present invention, by providing the contactor 150 in the battery tray 120, the physical connection means of the battery tray 120 including the fault cell 115 is removed or the corresponding battery tray 120 is provided. Although not physically separated), it is advantageous that the battery tray 120 can be electrically removed or excluded simply and effectively.

한편, 본 발명의 일실시예는 상기 중지단계에서, 상기 배터리시스템(100)에 마련된 제어부(190)가 상기 배터리랙(130)에 전기적으로 연결된 각 배터리셀(110)의 방전종지전압을 합산하여 상기 배터리시스템(100)의 상기 전체전압으로 파악할 수 있다.Meanwhile, in one embodiment of the present invention, in the stopping step, the control unit 190 provided in the battery system 100 adds the discharge end voltages of the respective battery cells 110 electrically connected to the battery rack 130. The total voltage of the battery system 100 may be understood.

선박의 전기시스템(50)에 안정적인 전력 공급을 위해서는, 배터리시스템(100)의 출력전압에 대해 안정성 또는 신뢰성을 확보하는 것이 중요한데, 본 발명의 일실시예는 배터리시스템(100)의 사용 상황에서 다양하게 출력될 수 있는 각 배터리셀(110)의 출력전압을 고려하여, 상기 배터리셀(110)의 방전종지전압을 기준으로 전체전압을 결정하는 것이다.In order to supply a stable power to the ship's electrical system 50, it is important to ensure stability or reliability with respect to the output voltage of the battery system 100, an embodiment of the present invention is various in the use situation of the battery system 100 The total voltage is determined based on the discharge end voltage of the battery cell 110 in consideration of the output voltage of each battery cell 110 that can be output.

제어부(190)는 배터리랙(130) 또는 각 배터리트레이(120)와 신호적으로 연결될 수 있는데, 도 1, 3, 4에는 이러한 제어부(190)가 모식적으로 도시되어 있다. 제어부(190)는 현재 배터리랙(130)과 연결된 배터리트레이(120)의 수를 파악하고, 어느 하나의 배터리트레이(120)에 포함되는 배터리셀(110)의 개수를 이용하여 해당 배터리랙(130)의 전체전압을 산출할 수 있다.The controller 190 may be connected to the battery rack 130 or each of the battery trays 120 in a signal manner, and the controller 190 is schematically illustrated in FIGS. 1, 3, and 4. The controller 190 determines the number of battery trays 120 currently connected to the battery rack 130 and uses the number of battery cells 110 included in any one of the battery trays 120. ) Can be calculated.

한편, 본 발명의 일실시예는 상기 중지단계에서, 상기 제어부(190)가 상기 배터리랙(130)과 연결된 선박의 전기시스템(50)에서 사용되는 교류전압의 피크값을 상기 요구전압으로 파악할 수 있다.On the other hand, in one embodiment of the present invention, the control unit 190 can determine the peak value of the AC voltage used in the electrical system 50 of the ship connected to the battery rack 130 as the required voltage. have.

배터리시스템(100)을 이용한 선박의 전기시스템(50) 운용은 전력 공급이 상기 전기시스템(50)을 운용함에 충분하도록 유지하는 것이 중요한데, 상기 전기시스템(50)에서 설계된 교류전압을 그대로 요구전압으로 파악하지 않고, 그 피크값을 요구전압으로 파악하여 전력 공급에 대한 안정성을 확보한다.The operation of the ship's electrical system 50 using the battery system 100 is important to maintain sufficient power supply to operate the electrical system 50, the AC voltage designed in the electrical system 50 as the required voltage as it is Without knowing, the peak value is identified as the required voltage to secure the stability of the power supply.

선박의 배터리시스템(100)은 직류를 제공하도록 마련될 수 있으나, 선박의 전기시스템(50)은 교류를 이용하도록 설계될 수 있고, 이 때의 전기시스템(50)에 설계된 교류전압(sin파의 rms값)은 피크값(sin파의 최대값)에 해당되지 않지만, 전기시스템(50)의 요구전압을 피크값으로 파악함으로써 예상하지 못한 상황에서 안정적인 전력 공급이 가능하고, 안정적인 요구전압 충족이 가능해진다.The ship's battery system 100 may be provided to provide direct current, but the ship's electrical system 50 may be designed to use alternating current, and at this time the alternating current voltage (sin wave) rms value) does not correspond to the peak value (sin wave maximum value), but by identifying the required voltage of the electric system 50 as the peak value, it is possible to supply a stable power in an unexpected situation and to meet a stable demand voltage. Become.

한편, 본 발명의 일실시예에서 상기 제어부(190)는 상기 중지단계에서 상기 요구전압을 충족시킬 수 있는 최소 배터리트레이(120) 개수가 미리 설정되고, 상기 배터리랙(130)에 전기적으로 연결된 배터리트레이(120)의 개수가 상기 최소 배터리트레이(120) 개수보다 적은 경우, 상기 배터리시스템(100)의 운용을 중지할 수 있다.Meanwhile, in one embodiment of the present invention, the controller 190 has a minimum number of battery trays 120 that can satisfy the required voltage in the stopping step, and is preset and electrically connected to the battery rack 130. When the number of trays 120 is smaller than the minimum number of battery trays 120, the operation of the battery system 100 may be stopped.

배터리트레이(120)별로 전기적인 연결상태 또는 분리상태를 관리하는 본 발명의 일실시예에서, 배터리랙(130)의 전체전압은 현재 배터리랙(130)에 전기적으로 연결된 배터리트레이(120) 개수로 대변된다.In one embodiment of the present invention for managing the electrical connection or disconnection state for each battery tray 120, the total voltage of the battery rack 130 to the number of battery tray 120 electrically connected to the current battery rack 130 It is represented.

이에 따라, 본 발명의 일실시예는 제어부(190)에 미리 선박의 전기시스템(50)에서 요구되는 요구전압을 고려항 최소 배터리트레이(120) 개수가 설정되고, 고장셀(115)이 발생되어 전기적으로 제거된 배터리트레이(120)를 제외한 상기 배터리랙(130)의 배터리트레이(120)의 개수가 상기 최소 배터리트레이(120) 개수보다 적은 경우, 제어부(190)는 상기 배터리시스템(100)의 운용을 중지하여 예측하지 못한 불의의 상황을 방지한다.Accordingly, in one embodiment of the present invention, the minimum number of battery trays 120 in consideration of the required voltage required by the ship's electrical system 50 is set in advance in the control unit 190, and a fault cell 115 is generated. When the number of battery trays 120 of the battery rack 130 except for the battery tray 120 that is electrically removed is less than the minimum number of battery trays 120, the controller 190 of the battery system 100 Stop operations to prevent unforeseen injustices.

한편, 도 2 내지 4에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 선박용 배터리시스템(100)은 복수의 배터리셀(110)이 직렬 연결된 복수의 배터리트레이(120), 상기 복수의 배터리트레이(120)가 직렬 연결된 배터리랙(130), 상기 복수의 배터리트레이(120)에 각각 마련되고, 해당 배터리트레이(120)를 구성하는 복수의 배터리셀(110) 상태를 점검하는 점검부(140), 상기 복수의 배터리트레이(120) 각각에 구비되고, 작동 시 해당 배터리트레이(120)를 상기 배터리랙(130)으로부터 전기적으로 제거하는 컨택터(150) 및 고장셀(115)이 내장된 배터리트레이(120)의 컨택터(150)를 작동시켜 상기 배터리랙(130)으로부터 전기적으로 제거하고, 상기 배터리랙(130)의 전체전압이 현재 요구되는 요구전압을 충족하지 못하는 경우, 상기 배터리랙(130)의 운용을 중지하는 제어부(190);를 포함한다.On the other hand, the marine battery system 100 according to an embodiment of the present invention shown in Figures 2 to 4, a plurality of battery trays 120, a plurality of battery cells 110 connected in series, the plurality of battery trays 120 Is provided in the battery rack 130 connected in series, the plurality of battery trays 120, the checker 140 for checking the state of the plurality of battery cells 110 constituting the battery tray 120, the plurality of Battery tray 120 is provided in each of the battery tray 120, the contactor 150 and the fault cell 115 to electrically remove the battery tray 120 from the battery rack 130 during operation Operates the contactor 150 of the battery rack 130 to electrically remove it, and if the total voltage of the battery rack 130 does not meet the current required voltage, operation of the battery rack 130 It includes; control unit 190 to stop.

복수의 배터리셀(110)은 직렬 연결되어 어느 하나의 배터리트레이(120)를 구성하고, 복수의 배터리트레이(120)는 직렬 연결되어 어느 하나의 배터리랙(130)을 구성한다. 점검부(140)는 BMS 등으로 마련될 수 있고 각 배터리트레이(120)에서 고장셀(115)을 파악하며, 컨택터(150)는 각 배터리트레이(120)에 마련되어 해당 배터리트레이(120)를 상기 배터리랙(130)에서 선택적으로 배제한다.The plurality of battery cells 110 are connected in series to constitute any one battery tray 120, and the plurality of battery trays 120 are connected in series to constitute any one battery rack 130. The checker 140 may be provided as a BMS, etc., and identify the fault cells 115 in each battery tray 120, and the contactor 150 is provided in each battery tray 120 to provide a corresponding battery tray 120. It is selectively excluded from the battery rack 130.

제어부(190)는 각 배터리트레이(120) 또는 배터리랙(130)과 신호적으로 연결될 수 있고, 배터랙의 현재 전제전압이 선박의 전기시스템(50)에 대한 요구전압을 충족하지 못하는 상황에서 상기 배터리시스템(100)의 운용을 중지시킨다.The controller 190 may be connected to each of the battery tray 120 or the battery rack 130 in a signal manner, and in the situation that the current preconditioning voltage of the battery rack does not meet the required voltage for the electrical system 50 of the ship The operation of the battery system 100 is stopped.

한편, 본 발명의 일실시예에 따르면 상기 복수의 배터리트레이(120)는 각각 한 쌍의 외부단자(122)가 구비되고, 상기 컨택터(150)는 작동 시 해당 배터리트레이(120)에서 상기 한 쌍의 외부단자(122)를 직접 연결시킬 수 있다.On the other hand, according to an embodiment of the present invention, the plurality of battery trays 120 are each provided with a pair of external terminals 122, and the contactor 150 is operated in the corresponding battery tray 120 during operation. The external terminal 122 of the pair may be directly connected.

또한, 상기 제어부(190)는 상기 배터리랙(130)을 구성하는 각 배터리셀(110)의 방전종지전압을 합산하여 상기 전체전압을 결정하고, 상기 배터리랙(130)에 연결된 선박의 전기시스템(50)에서 사용되는 교류전압의 피크값을 상기 요구전압으로 결정할 수 있다.In addition, the control unit 190 determines the total voltage by summing the discharge end voltage of each battery cell 110 constituting the battery rack 130, the electrical system of the ship connected to the battery rack 130 ( The peak value of the AC voltage used in 50) may be determined as the required voltage.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.While the invention has been shown and described with respect to particular embodiments, it will be appreciated that various changes and modifications can be made in the art without departing from the spirit of the invention provided by the following claims. It will be self-evident for those of ordinary knowledge.

S100 : 파악단계 S200 : 제거단계
S300 : 중지단계 50 : 전기시스템
100 : 배터리시스템 110 : 배터리셀
115 : 고장셀 120 : 배터리트레이
122 : 외부단자 130 : 배터리랙
140 : 점검부 150 : 컨택터
190 : 제어부S100: Identifying step S200: Removing step
S300: stop phase 50: electrical system
100: battery system 110: battery cell
115: fault cell 120: battery tray
122: external terminal 130: battery rack
140: check unit 150: contactor
190: control unit

Claims (9)

복수의 배터리셀이 직렬 연결된 배터리트레이가 복수로 구비되고, 상기 복수의 배터리트레이가 직렬 연결된 배터리랙을 포함하며, 상기 복수의 배터리트레이는 각각 한 쌍의 외부단자 및 작동시 상기 한 쌍의 외부단자를 직접 연결하는 컨택터가 구비되는 배터리시스템에 있어서,
상기 배터리랙의 이상상태 발생 시, 상기 배터리랙을 구성하는 복수의 배터리셀 중 고장셀을 파악하는 파악단계;
상기 파악단계에서 파악된 고장셀이 내장된 배터리트레이를 상기 배터리랙에서 전기적으로 제거하는 제거단계; 및
상기 배터리트레이를 제거한 상기 배터리시스템의 전체전압이 요구전압을 충족하지 못하는 경우, 상기 배터리랙의 운용을 중지하는 중지단계;를 포함하고,
상기 제거단계에서는, 상기 고장셀이 내장된 배터리트레이의 컨택터를 작동시켜 한 쌍의 외부단자를 단락시킴으로써, 상기 배터리랙으로부터 해당 배터리트레이를 전기적으로 제거하는 선박용 배터리시스템 운용방법.A plurality of battery trays are provided in series with a plurality of battery trays connected in series, and the plurality of battery trays include a battery rack connected in series. In the battery system having a contactor for directly connecting the,
Identifying an error cell among a plurality of battery cells constituting the battery rack when an abnormal state of the battery rack occurs;
A removal step of electrically removing the battery tray in which the faulty cell identified in the determining step is embedded from the battery rack; And
And stopping the operation of the battery rack when the total voltage of the battery system from which the battery tray is removed does not meet a required voltage.
In the removing step, operating the contactor of the battery tray in which the fault cell is built by shorting a pair of external terminals, the marine battery system operating method for electrically removing the battery tray from the battery rack. 제1항에 있어서,
상기 복수의 배터리트레이에는 각각 해당 배터리트레이를 구성하는 복수의 배터리셀 상태를 점검하는 점검부가 마련되고,
상기 파악단계에서는, 상기 점검부를 이용하여 각 배터리트레이에서 고장셀을 파악하는 선박용 배터리시스템 운용방법.The method of claim 1,
The plurality of battery trays are provided with a check unit for checking the state of the plurality of battery cells constituting the battery tray, respectively,
In the identifying step, the marine battery system operating method for identifying the fault cells in each battery tray using the inspection unit. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 중지단계에서, 상기 배터리시스템에 마련된 제어부가 상기 배터리랙에 전기적으로 연결된 각 배터리셀의 방전종지전압을 합산하여 상기 배터리시스템의 상기 전체전압으로 파악하는 선박용 배터리시스템 운용방법.The method of claim 1,
In the stopping step, the control unit provided in the battery system is a marine battery system operating method for summing the discharge end voltage of each battery cell electrically connected to the battery rack to determine the total voltage of the battery system. 제4항에 있어서,
상기 중지단계에서, 상기 제어부는 상기 배터리랙과 연결된 선박의 전기시스템에서 사용되는 교류전압의 피크값을 상기 요구전압으로 파악하는 선박용 배터리시스템 운용방법.The method of claim 4, wherein
In the stopping step, the control unit is a marine battery system operating method for identifying the peak value of the AC voltage used in the electrical system of the vessel connected to the battery rack as the required voltage. 제5항에 있어서,
상기 중지단계에서, 상기 제어부에는 상기 요구전압을 충족시킬 수 있는 최소 배터리트레이 개수가 미리 설정되고, 상기 배터리랙에 전기적으로 연결된 배터리트레이의 개수가 상기 최소 배터리트레이 개수보다 적은 경우, 상기 배터리시스템의 운용을 중지하는 선박용 배터리시스템 운용방법.The method of claim 5,
In the stopping step, if the minimum number of battery trays that can satisfy the required voltage is set in advance, and the number of battery trays electrically connected to the battery rack is less than the minimum number of battery trays, How to operate a marine battery system to stop operation. 각각 복수의 배터리셀이 직렬 연결되며 한 쌍의 외부단자가 구비되는 복수의 배터리트레이;
상기 복수의 배터리트레이가 직렬 연결된 배터리랙;
상기 복수의 배터리트레이에 각각 마련되고, 해당 배터리트레이를 구성하는 복수의 배터리셀 상태를 점검하는 점검부;
상기 복수의 배터리트레이 각각에 구비되고, 작동 시 상기 한 쌍의 외부단자를 직접 연결하여 해당 배터리트레이를 상기 배터리랙으로부터 전기적으로 제거하는 컨택터; 및
고장셀이 내장된 배터리트레이의 컨택터를 작동시켜 해당 배터리트레이의 한 쌍의 외부단자를 단락시킴으로써 상기 배터리랙으로부터 전기적으로 제거하고, 상기 배터리랙의 전체전압이 현재 요구되는 요구전압을 충족하지 못하는 경우, 상기 배터리랙의 운용을 중지하는 제어부;를 포함하는 선박용 배터리시스템.A plurality of battery trays each having a plurality of battery cells connected in series and having a pair of external terminals;
A battery rack in which the plurality of battery trays are connected in series;
A checker provided in each of the plurality of battery trays and checking a state of a plurality of battery cells constituting the battery tray;
A contactor provided in each of the plurality of battery trays and electrically connecting the pair of external terminals during operation to electrically remove the battery tray from the battery rack; And
The contactor of the battery tray with the fault cell is operated to short-circuit a pair of external terminals of the battery tray to electrically remove it from the battery rack, and the total voltage of the battery rack does not meet the current required voltage. If, the marine battery system comprising a; control unit for stopping the operation of the battery rack. 삭제delete 제7항에 있어서,
상기 제어부는 상기 배터리랙을 구성하는 각 배터리셀의 방전종지전압을 합산하여 상기 전체전압을 결정하고, 상기 배터리랙에 연결된 선박의 전기시스템에서 사용되는 교류전압의 피크값을 상기 요구전압으로 결정하는 선박용 배터리시스템.The method of claim 7, wherein
The controller determines the total voltage by summing discharge end voltages of the battery cells constituting the battery rack, and determines a peak value of an AC voltage used in an electric system of a ship connected to the battery rack as the required voltage. Marine battery system.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210050894A (en) 2019-10-29 2021-05-10 대우조선해양 주식회사 Battery enclosure emergency dump system for a ship and fire extinguishing method for a ship in case of fire generated in battery enclosure using the same
KR102289714B1 (en) 2021-01-15 2021-08-13 퍼스트 유한회사 Storage box for battery cell
KR102332774B1 (en) 2021-08-18 2021-12-01 주식회사 케이알엔지니어링 Apparatus for excretion a off-gas of battery module
KR20230126894A (en) 2022-02-24 2023-08-31 주식회사 제이엠피네트웍스 Battery rack unit for marine hybrid propulsion

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220157079A (en) 2021-05-20 2022-11-29 삼성중공업 주식회사 Ship having battery system
KR102375754B1 (en) * 2021-08-13 2022-03-18 울산과학기술원 System comprising battery in water for vessel and vessel comprising the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009033892A (en) 2007-07-27 2009-02-12 Panasonic Corp Independent power supply system
JP2013244760A (en) * 2012-05-23 2013-12-09 Fuji Electric Co Ltd Method and device for controlling electric propulsion system

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150085383A (en) * 2014-01-15 2015-07-23 삼성에스디아이 주식회사 Battery system, energy storage system including the battery system
KR101571954B1 (en) * 2014-01-23 2015-11-25 주식회사 포스코아이씨티 Battery Energy Storage System Capable of Emergency Operation and Method for Emergency Operation of Battery Energy Storage System Under Error of Battery Rack

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009033892A (en) 2007-07-27 2009-02-12 Panasonic Corp Independent power supply system
JP2013244760A (en) * 2012-05-23 2013-12-09 Fuji Electric Co Ltd Method and device for controlling electric propulsion system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210050894A (en) 2019-10-29 2021-05-10 대우조선해양 주식회사 Battery enclosure emergency dump system for a ship and fire extinguishing method for a ship in case of fire generated in battery enclosure using the same
KR102289714B1 (en) 2021-01-15 2021-08-13 퍼스트 유한회사 Storage box for battery cell
KR102332774B1 (en) 2021-08-18 2021-12-01 주식회사 케이알엔지니어링 Apparatus for excretion a off-gas of battery module
KR20230126894A (en) 2022-02-24 2023-08-31 주식회사 제이엠피네트웍스 Battery rack unit for marine hybrid propulsion

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