KR102320183B1 - 복수의 배터리들의 잔류 용량들을 추정하는 방법, 그 방법을 수행하기 위한 시스템 및 상기 시스템을 포함하는 빌딩 - Google Patents

복수의 배터리들의 잔류 용량들을 추정하는 방법, 그 방법을 수행하기 위한 시스템 및 상기 시스템을 포함하는 빌딩 Download PDF

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Abstract

이것은 전기 에너지 배전망 (55)에 연결된 복수의 배터리들 (50)의 잔류 용량들을 추정하는 방법이다. 상기 방법은 다음의 단계들을 포함한다: 복수의 배터리들 각각의 에이징의 상태를 판별하는 모인 정보 (20, 25) 및/또는 상기 배터리들의 사용 계획에 관련된 정보 및/또는 사용자 지시를 기초로 하여 상기 복수의 배터리들 중으로부터 배터리 (50)를 선택하는 단계, 에너지 저장 과정 동안에, 상기 에이징의 상태에 종속하여, 미리 정의된 최대 레벨의 충전을 달성할 때까지 상기 선택된 배터리 (50)를 우선순위에 의해 충전하는 단계, 상기 선택된 배터리가 상기 저장 과정 동안에 상기 최대 레벨의 충전에 도달한다면, 에너지 방출 과정 동안에, 상기 선택된 배터리를 미리 정의된 최소 레벨의 충전을 달성할 때까지 에이징의 상태에 종속하여 우선순위에 의해 방전하는 단계, 그 후에 상기 선택된 배터리 (50)에 의해 뽑아내진 에너지의 레벨 (EResChk)을 측정하는 단계.

Description

복수의 배터리들의 잔류 용량들을 추정하는 방법, 그 방법을 수행하기 위한 시스템 및 상기 시스템을 포함하는 빌딩 {Method of estimating the residual capacities of a plurality of batteries, system for performing the method and building including the system}
본 발명은 연결된 복수의 배터리들의 잔류 용량들을 추정하는 방법, 그 방법을 수행하기 위한 시스템 및 상기 시스템을 포함하는 빌딩 에 관련된다.
본 발명은 배터리 유형에 무관하게 적용될 수 있다.
전력 배전망에 공급하기 위해서 복수의 배터리들을 연결하는 것이 알려져 있다. 특히, 전기 차량 배터리들은 고정적인 환경들에서 사용되기 위해서 재생될 수 있다. 이 배터리들이 전기 차량들에서처럼 온보드 사용을 위한 충분한 에너지를 가지지 않기 때문에, 반면에 그 배터리들은 고정적인 환경에서 사용될 수 있으며, 이는 그 배터리들이 에너지를 저장할 수 있고 그리고 필요시에는 다른 때에 그 에너지를 돌려보낼 수 있기 때문이다.
사용 현장에서는, 자연 전력 생산 플랜트 (예를 들면, 풍력 전력 또는 광기전성 전력)를 관리하기 위한 배터리 충전/방전 판별 기기가 US20120249048로부터 이미 알려져 있으며, 상기 기기는 자연 전기 에너지의 생산의 구간들 동안에 에너지를 저장하기 위한 에너지 저장 과정 그리고 상기 생산 구간들 외에서 이 에너지를 반환하기 위한 에너지 방출 과정을 포함한다. US20120249048은 시간에 따라서 변하는 배터리 상태 정보, 특히 배터리의 충전의 상태, 배터리의 에이징 (ageing)의 상태, 그리고 배터리가 충전되거나 방전될 때에 배터리의 단자들에서의 전압 또는 전류 측정치들을 이용하여 배터리 공급을 제어하는 것을 기술한다
이런 유행의 기기는 매우 정밀하지 않다는 약점을 나타내며 그리고 배터리의 실제로 사용 가능한 에너지를 추정하기 위해 필요한 모든 요소들을 고려하지는 않는다는 것이 관찰되었다. 더욱이, 그것은 배터리의 에이징 상태와 같은 배터리의 다양한 특징들 추정을 위한 측정치들을 취하기 위해서 오퍼레이터에 의한 주기적인 체크 간섭을 포함한다. 이것의 결과는 전력 배전망에 공급하기 위해 연결된 배터리들의 운영 (예를 들면, 스태프 및 유지보수 장비)의 비용들에서의 증가, 그리고 그 체크 동작들 동안에 배터리들의 사용할 수 없는 기간들이다.
이 환경에서, 본 발명의 목표는 상기에서 언급된 약점들 중 적어도 몇몇을 극복하는 것이며, 특히 운영 비용들을 최적화하기 위한 것이다. 다른 목표는 전력 배전망에 공급하기 위한 최소의 에너지 레벨을 보장하고, 배터리에 의해 실제로 사용 가능한 에너지를 추정하기 위해서 각 배터리의 잔여 용량 체크의 정밀도를 향상시키고 그리고 컴포넌트들의 에이징으로 인한 그 컴포넌트들의 저하를 고려하는 것이다. 다른 목표는 복수의 배터리들의 잔류 용량들을 관리하기 위해 필요한 장비를 줄이는 것이다. 다른 목표는 복수의 배터리들을 동작 상태에서 유지하기 위한 지시들에 고수하는데 있어서 있을 수 있는 위반들 및 배터리들의 저하의 상태를 고려하는 것에 관련된 비용들을 감소시키는 것이다; 다른 말로 하면, 시간이 지나도 상기 방법의 운영에 대한 신뢰성 및 안전이 목적이다. 마지막으로, 본 발명은 상기 방법을 자동화하고 그리고 배터리의 주변으로부터 그 배터리를 절연시키기 위해 필요한 힘든 수동의 개입들을 피하려고 하는 것을 목표로 한다.
이 제안된 솔루션은 상기 방법이 다음의 단계들을 포함한다는 것이다:
- 상기 복수의 배터리들로부터의 배터리들 각각의 에이징의 상태를 판별하기 위해 물리적 양들에 관련된 정보를 모으는 단계,
- 모여진 정보 및/또는 배터리들의 사용 계획에 관한 정보 및/또는 사용자 지시를 기초로 하여 상기 복수의 배터리들로부터 배터리를 선택하는 단계,
- 상기 에너지 저장 과정 동안에, 에이징의 상태에 종속하여, 미리 정의된 최대 충전 레벨에 도달할 때까지 상기 선택된 배터리를 우선 충전하는 단계,
- 상기 선택된 배터리가 상기 저장 과정 동안에 최대 충전 레벨에 도달했다면, 상기 에너지 방출 과정 동안에 에이징의 상태에 종속하여, 미리 정의된 최소 충전 레벨에 도달할 때까지 상기 선택된 배터리를 우선 방전하거나, 또는 상기 선택된 배터리가 상기 미리 정의된 최대 충전 레벨에 아직 도달하지 않았다면 상기 선택된 배터리를 비활성으로 만들고, 그 후에 상기 선택된 배터리에 의해 산출된 에너지 레벨을 측정하는 단계,
- 상기 배터리에 의해 산출된 상기 에너지 레벨 측정에 기초하여 상기 선택된 배터리의 잔류 용량을 계산하는 단계.
이 솔루션은 상기 언급된 문제점들을 극복하는 것을 제공한다.
상기 산출된 에너지 레벨을 측정하는 단계 그리고 그에 이어서 잔류 용량 계산의 단계는 상기 에너지 저장 시스템의 운영의 비용들이 특히 장비들 및 유지보수 비용들에 관해서 최적화될 수 있다는 것을 의미한다. 이 단계들은 서로에게 연결된 이 복수의 배터리들의 동작 상태를 규칙적으로 체크하기 위해서 상기 배터리들의 에이징의 상태, 상기 배터리들의 사용 계획 (및/또는 사용자 지시)을 고려하는 것을 지원한다. 또한, 이 단계들은 상기 시스템의 동작 저하를 추적하는 것을 지원하며 그리고 가능한 그 저하를 보상하도록 시도하는 것을 지원한다. 이 단계들은 그러므로 상기 추정 방법을 구현하는 시스템의 강건함을 향상시키는 것을 지원한다.
일 실시예에서, 상기 방법은, 상기 산출된 에너지 레벨을 측정하기 위한 과정 동안에, 시스템이 저장 과정으로 거꾸로 나아갈 때에, 상기 배터리가 상기 미리 정의된 최소 충전 레벨보다 더 큰 충전의 상태를 여전히 나타낸다면 상기 배터리를 비활성으로 만드는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은, 상기 선택된 배터리를 상기 방출 과정 동안에 방전하기 위해서, 미리 정해진 방전 전력 값을 고정하는 단계를 포함하며, 상기 선택된 배터리는 이 미리 정해진 방전 전력 값에서만 방전하며, 상기 선택된 배터리는 상기 망이 상기 방전 전력 값보다 더 작은 공급 전력 값을 필요로 한다면 방전을 중지한다.
일 실시예에서, 상기 방법은:
- 배터리 내 물리적 양들의 편차의 존재를 검출하기 위해서 물리적 양들에 관련된 상기 모여진 정보를 또한 프로세싱하는 단계,
- 상기 물리적 양들의 편차를 나타낸 배터리를 충전하기 위해 우선 선택하며, 상기 배터리들의 사용 계획에 관한 정보 및/또는 상기 사용자 지시는 그러면 더 낮은 순위를 취하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 단계들은 규칙적으로, 바람직하게는 주기적으로 트리거된다.
일 실시예에서, 상기 방법은 고정적인 저장 시스템에 의해 구현된다.
일 실시예에서, 상기 방법은 상기 산출된 에너지 레벨을 상기 선택된 배터리의 보증된 최소 에너지 레벨과 비교하는 단계를 포함하며:
- 상기 산출된 에너지 레벨이 상기 보증된 최소 에너지 레벨보다 더 크거나 동일하다면, 불충분 용량 체크 카운터가 리셋되며,
- 상기 산출된 에너지 레벨이 상기 보증된 최소 에너지 레벨보다 더 작으면:
- 그러면 상기 카운터는 한 단위 증가되며,
- 상기 카운터가 미리 정해진 문턱값을 초과하면, 그러면 이 배터리 (50)를 교체하라는 정보가 송신되며, 또는 상기 배터리 (50)의 충전-종료 (end-of-charge) 전압이 증가된다.
두 번째 목적에 따르면, 다른 목표는, 복수의 배터리들의 잔류 용량들을 추정하기 위한 시스템이 전술한 실시예들 중 어느 하나에 따른 방법을 구현하기 위한 수단을 포함하는 것이다.
세 번째 목적에 따르면, 상기 언급된 시스템을 포함하는 빌딩이 또한 제안된다.
본 발명의 효과는 본 명세서의 해당되는 부분들에 개별적으로 명시되어 있다.
도 1은 고정적인 저장 시스템의 예시적인 구조를 보여준다.
본 발명에 따라서, 상기 방법은 전력 배전망 (55)으로부터 오는 에너지를 복수의 배터리들 (50) 내에 저장하기 위한 제1 에너지 저장 과정 그리고 상기 에너지를 상기 전력 배전망 (55)으로 반환하기 위한 제2 에너지 방출 과정을 포함한다. 상기 방법은 다음의 단계들을 포함한다:
- 상기 복수의 배터리들 (50)로부터의 배터리들 (50) 각각의 에이징의 상태를 판별하기 위해 물리적 양들에 관련된 정보를 모으는 단계,
- 모여진 정보 및/또는 상기 배터리들의 사용 계획에 관련된 정보 및/또는 사용자 지시를 기초로 하여 상기 복수의 배터리들 (50)로부터 배터리 (50)를 선택하는 단계,
- 상기 제1 에너지 저장 과정 동안에, 에이징의 상태에 종속하여, 미리 정의된 최대 충전 레벨에 도달할 때까지 상기 선택된 배터리 (50)를 우선 충전하는 단계,
- 상기 제2 에너지 방출 과정 동안에, 미리 정의된 최소 충전 레벨에 도달할 때까지 상기 선택된 배터리를 우선 방전하거나, 또는 상기 선택된 배터리가 상기 미리 정의된 최대 충전 레벨에 아직 도달하지 않았다면 에이징의 상태에 종속하여, 상기 선택된 배터리를 비활성으로 만들고, 그 후에 상기 선택된 배터리 (50)에 의해 산출된 에너지 레벨 EResChk 을 측정하는 단계 - 상기 방법은 상기 시스템이 저장 과정으로 거꾸로 나아갈 때에, 상기 배터리가 상기 미리 정의된 최소 충전 레벨보다 더 큰 충전의 상태를 여전히 나타낸다면 상기 배터리를 비활성으로 만드는 것이 필요한 단계를 추가적으로 포함할 수 있다 -,
- 상기 배터리에 의해 산출된 에너지 레벨 (EResChk) 측정에 기초하여 상기 선택된 배터리 (50)의 잔류 용량을 계산하는 단계.
바람직하게는, 위에서 설명된 단계들의 세트는 고정 저장 시스템 (56)에 의해 구현된다.
상기 배터리의 에이징에 종속하여, 상기 배터리 (50)의 성능 레벨들은 그 사용 동안에 현저하게 바뀔 수 있다. 상기 고정 저장 시스템 (56)은 이 정보를 체크한다.
상기 고정 저장 시스템 (56)의 주 기능은 상기 복수의 배터리들 (50)이 자신들의 에너지 용량들의 최대에서 사용되는 것을 가능하게 하기 위해서 상기 복수의 배터리들 (50)을 형성하는 각 배터리 (50)의 상태에 관한 정보를 관리하는 것을 구현하는 것이다.
상기 고정 저장 (stationary storage) 시스템은 배터리의 에이징의 상태를 판별하기 위해서 물리적인 양들에 관련된 정보를 모을 수 있다. 이 정보는 다음의 것일 수 있다 (전부 망라한 목록은 아님):
- 상기 배터리의 다양한 포인트들에서의 온도,
- 배터리의 전체 전압 및 전류,
- 배터리의 각 셀의 전압,
- 배터리의 충전 상태
- 방전 모드에서 이용 가능한 남아있는 에너지, 방전 모드에서 이용 가능한 전력.
어떤 배터리 (50)로 시간이 지나면 저하하며, 즉, 그 배터리의 전체 용량은 시간이 지나면 점차적으로 저하하며, 주로 두 가지 원인 때문이다:
- 배터리의 충전의 다양한 상태들에서 그리고 그 배터리가 처한 온도들에서 배터리 사용 시간에 관련된 시간적인 저하,
- 배터리 (50)의 사이클링에 관련된, 배터리 (50)에 의해 이미 방전된 에너지에 관련된 저하.
도 1에서 보이는 것처럼, 복수의 배터리들 (50)의 잔류 용량을 위한 상기 고정 저장 시스템 (56)은 다음의 요소들을 포함한다:
- 배터리 (50),
- 배터리 통제 시스템 (51),
- 고정 저장 제어시스템 (52),
- 충전기 (53),
- 인버터 (54).
이 요소들은 상기 고정 저장 시스템 (56)을 형성한다. 이 고정 저장 시스템 (56)은 교류 전류망 (55)에 연결된다.
상기 배터리 (50)용의 상기 저장 시스템 (51)은 배터리의 물리적 양들 (온도 측정치들, 셀들 각각의 전압, 전류 등)을 취득하는 것을 수행한다. 이 물리적 양들의 목적은 특히 상기 배터리 (50)의 에이징의 상태를 판별하기 위한 것이다. 상기 배터리 (50)를 위한 상기 통제 시스템 (51)은, 예를 들어, 다음의 것들을 결정하기 위해서 이 측정치들을 기반으로 하는 계산들을 수행한다:
- 상기 셀들의 최소 전압 VCellMin;
- 상기 충전이 fEOC = 1 또는 fEOC = 0에서 종결되었는가의 여부를 표시하는 제1 이진 값;
- 상기 배터리 (50)가 손상을 받지 않고 지원할 수 있는 충전 전력 PCHG,HVB 또는 방전 전력 PDCHG,HVB;
- 상기 배터리 (50)의 단자들에서 측정된 전압 VHVB 및 전류 IHVB;
- 배터리 (50)로부터 이용 가능한 에너지의 양 EHVB.
배터리 (50)를 위한 상기 통제 시스템 (50)은 상기 배터리 (50)의 에이징 상태를 판별하기 위해서 상기 물리적인 양들을 상기 고정 저장 제어 시스템 (52)으로 전달한다.
상기 충전기 (53) 및 상기 인터버 (54)는 달성 가능한 전력 PBCB 및 PINV 를 각각 상기 고정 저장 제어 시스템 (52)으로 전달한다.
일 실시예에서, 상기 배터리의 에이징의 상태를 판별하기 위해서 물리적 양들에 관련하여 모여진 상기 정보는 상기 배터리 내 상기 물리적인 양들의 편차의 존재를 검출하기 위해 또한 프로세싱된다. 그러면, 상기 물리적 양들에서의 편차를 나타낸 배터리 (50)가 충전되기 위해 우선 선택되며, 상기 배터리들의 사용 계획에 관련된 정보 및/또는 상기 사용자 지시는 더 낮은 순위를 취한다. 바람직하게는, 이 모인 정보를 프로세싱하는 것은 상기 고정 저장 제어 시스템 (56)이다.
이 고정 저장 제어 시스템 (52)은 특정의 에너지 제한들을 받기 쉽다. 예를 들면, 상기 고정 저장 제어 시스템 (52)은 한참 이용되는 때가 아닌 (off-peak) 구간들 동안에는 상기 배터리 (50)를 충전하고 그리고 많은 부하가 걸리는 구간들 동안에는 배터리를 방전시키도록 요청할 수 있다.
도 1에서 보이는 것처럼, 상기 고정 저장 제어 시스템 (52)은 자신의 수신한 정보에 종속하여 그리고 자신의 에너지 제한들에 종속하여 충전 지시 또는 방전 지시를 확립한다. 상기 지시들은 이행될 상기 충전기 (53) 또는 상기 인버터 (54)로 송신된다: 상기 배터리 (50)는 충전되거나 또는 방전된다.
서비스 공급의 맥락에서, 클라이언트에게 보증된 최소 에너지 레벨은 E2nd,MIN 이다. 상기 절차의 목적은 잔류 용량 EResChk이 상기 보증된 최소 에너지 레벨 E2nd,MIN 에 관하여 충분한가의 여부를 체크하는 것이다. 만일 그렇지 않다면, 예를 들면 상기 배터리 (50)를 더 충전시킴으로써 상기 보증된 최소 에너지 레벨 E2nd,MIN 을 보증하기 위해서 상기 고정 저장 제어 시스템 (52)의 행동을 수정하거나, 또는 상기 복수의 다른 배터리들 (50)에 연결된 배터리 (50)를 더 높은 잔류 용량을 가진 또 다른 배터리 (50)로 변경하는 것 중 어느 하나를 고려하는 것이 필요하다.
상기 고정 저장 제어 시스템 (52)은 관심 대상의 상기 계산들의 대부분을 본 발명의 일부로서 수행한다.
그래서, 셀들의 최소 전압 VCellMin 이 충전-종료 전압 VCellEOC 보다 더 크거나 동일하다면 상기 충전이 상기 배터리 (50)에 대해 종결되는지의 여부를 표시하는 제1 이진값이 fDOC2nd = 1 과 동일하다. 상기 충전-종료 전압 VCellEOC 은 충전의 끝에서 소망되는 전압 값에 대응한다: 상기 전압 VCellEOC 은 잔류 용량 체크 절차의 결과에 따라서 조절될 수 있다. 그것의 초기 값은, 상기 충전된 배터리 (50)가 (fEOC2nd = 1) E2nd,MIN 보다 크거나 또는 동일한 양을 가지도록 하기 위해서, 상기 배터리 (40)의 에이징의 상태에 따라서 결정된다.
제2 이진값 fEODC2nd은 방전이 배터리 (50)에 대해 종결된 것을 표시한다; 방전 전력 PDCHG 가 문턱 (threshold) 전력보다 작거나 동일하다면, 그러면 fEODC2nd = 1이다.
상기 고정 전력 제어 시스템 (52)은 자신의 동작을 제한할 수 있다. 더 상세하게는, 그것은 상기 복수의 배터리들 (30)의 방전은 금지시키면서, 충전만이 가능하도록 할 수 있다. 그것은 상기 복수의 배터리들의 충전은 금지시키면서, 방전만이 가능하도록 할 수 있다. 물론, 상기 고정 저장 제어 시스템 (52)은 상기 충전 및 방전이 가능하도록 구성될 수 있다. 이 선택들은 상기 전력 배전망의 상태에 따라서 이루어진다. 예로서, 빌딩이 추가의 전기 에너지를 공급할 것을 필요로 하는 기간들이 존재할 수 있다 (그러면 상기 방법은 자신의 두 번째인 방출의 과정에 있음). 이 환경에서, 본 발명에서의 상기 공급은 추가의 전기 에너지의 이 공급을 가능하게 한다. 전력 배전망이 상기 빌딩에 과도하게 공급한다면, 그러면 상기 복수의 연결된 배터리들 (50)은 에너지 저장이라는 자신의 제1 과정에 있을 것이다. 이 환경에서, 상기 복수의 배터리들 (50)의 충전 또는 방전을 금지하는 것이 유용하다.
각 배터리에 대한 잔류 용량 체크 절차는 특히 다음의 네 단계들로 구성된다:
- 상기 절차를 트리거한다,
- 제1 이진값 (fEOC = 1 또는 fEOC2nd = 1)이 얻어질 때까지 상기 배터리를 충전한다,
- 제2 이진값 fEODC2nd = 1이 얻어질 때까지 상기 배터리를 방전한다. 방전 동안에, 방전된 에너지의 양 EResChk (kWh 단위)이 측정된다,
- 상기 고정 저장 제어 시스템의 행동을 상기 방전의 결과에 대해서 조절한다; 예를 들면, 상기 에너지 레벨 EResChk 이 상기 배터리 (50)의 보증된 최소 에너지 레벨 E2nd,MIN 보다 더 작으면, 예를 들어 이 배터리 (50)를 폐기할 것을 결정할 수 있을 것이다.
상기 잔류 용량 체크 절차를 트리하기 위해 몇몇의 메커니즘들이 적절하게 사용된다:
- 상기 복수의 배터리들 (50)로부터의 배터리들 (50) 각각의 에이징 상태를 판별하기 위해서 물리적인 양들에 관련된 정보를 모으는 단계, 모여진 정보 그리고/또는 상기 배터리들의 사용 계획에 관련된 정보 그리고/또는 사용자 지시에 기초하여 상기 복수의 배터리들 (50)로부터 배터리 (50)를 선택하는 단계, 제1 저장 과정 동안에 상기 선택된 배터리 (50)를 우선 충전하는 단계, 제2 공급 과정 동안에 상기 선택된 배터리를 우선 방전하는 단계, 상기 선택된 배터리 (50)에 의해 산출된 에너지의 레벨 EResChk을 측정하는 단계, 그리고 상기 배터리에 의해 산출된 에너지의 레벨 EResChk의 측정을 기반으로 하여 상기 선택된 배터리 (50)의 잔류 용량을 계산하는 단계가 정해진 빈도로 규칙적으로, 바람직하게는 주기적으로 트리거된다.
- 상기 복수의 배터리들 (50)로부터의 배터리들 (50) 각각의 에이징 상태를 판별하기 위해서 물리적인 양들에 관련된 정보를 모으는 단계, 모여진 정보 그리고/또는 상기 배터리들의 사용 계획에 관련된 정보 그리고/또는 사용자 지시에 기초하여 상기 복수의 배터리들 (50)로부터 배터리 (50)를 선택하는 단계, 제1 저장 과정 동안에 상기 선택된 배터리 (50)를 우선 충전하는 단계, 제2 공급 과정 동안에 상기 선택된 배터리를 우선 방전하는 단계, 상기 선택된 배터리 (50)에 의해 산출된 에너지의 레벨 EResChk을 측정하는 단계, 그리고 상기 배터리에 의해 산출된 에너지의 레벨 EResChk의 측정을 기반으로 하여 상기 선택된 배터리 (50)의 잔류 용량을 계산하는 단계가 사용자에 의해 주어진 지시에 의해 트리거되며 그리고 상기 고정 저장 시스템 (56)으로 (바람직하게는 상기 고정 저장 제어 시스템 (52)으로) 전달된다; 인간 오퍼레이터는 그러면 상기 절차를 트리거하기 위한 지시를 즉시 또는 정해진 시각 중 어느 하나에 줄 수 있다.
상기 복수의 배터리들 (50)로부터 상기 배터리 (50)를 선택하는 것은 모여진 상기 정보 그리고/또는 상기 언급된 사용자 지시가 추가될 수 있는 배터리들의 사용 계획에 관련된 정보를 기초로 하여 수행된다. "배터리들의 사용 계획에 관련된 정보"는 여기에서는 배터리들의 에이징에 관련된 정보에 독립적으로, 미리 정해진 그리고 임의적인 순서 또는 배터리의 유형이나 배터리의 공칭 용량과 같은 기준에 따른 순서에 관련된 정보를 의미하는 것으로 이해된다.
상기 고정 저장 시스템 (56)이 여러 배터리들로 구성될 때에, 하나의 배터리 (50)에서 상기 방법을 한꺼번에 시작하기 위해 조심해야 할 것이다. 그 아이디어는, 체크되고 있는 배터리 (50)가 예를 들면 에너지 공급의 상기 제2 과정 동안에 일시적으로 떠맡을 수 없는 작업을 상기 시스템 (56)의 다른 배터리들이 책임질 것으로 요청함으로써, 사용자를 위해 상기 시스템 (56)의 가용성의 최대 한도를 유지하는 것이다.
체크될 배터리 (50)의 충전을 완료하기 위해서, 상기 고정 저장 제어 시스템 (52)은 빌딩이 필요한 것이 에너지 저장일 때인 기간들을 활용한다. 이런 상황들 하에서, 저장의 제1 과정 동안에, 용량 체크될 배터리 (50)는 (완전한 시스템의 다른 배터리들을 능가하는) 우선순위를 취할 것이며 그리고 자신의 충전 레벨을 증가시키기 위해 (배터리의 충전기를 구동하는 상기 고정 저장 제어 시스템 (52)으로) 상기 시퀀스를 활용할 것이다
반대로, 충전되고 있으며 그리고 상기 미리 정의된 최대 충전 레벨을 아직 초과하지 않은 배터리 (50)는 에너지 공급의 상기 제2 과정에서는 비활성으로 유지될 것이며, 이 경우에 사용자가 필요한 것은 에너지를 공급하는 것이다; 상기 시스템 (50)의 다른 배터리들 (50)은 그러면 공급하도록 만들어질 것이다. 그것이 본 발명의 주요한 요소이다. 이것이, 상기 고정 저장 제어 시스템 (52)이 상기 배터리의 방전을 금지하고, 배터리의 충전 레벨은 상기 미리 정의된 최대 충전 레벨보다 더 작으며 그리고 다음의 것들을 확립하는 것의 이유이다:
- 방전 전력 PDCHG 은 영이다;
- PCHG,MIN = min(PCHG,LIM, PCHG,HVB, PBCB) 이며, 여기에서 PCHG,MIN 은 상기 저장 시스템의 측정 도구들의 정밀도에 종속한 충전을 위해 최대의 달성 가능한 전력이다; PCHG,HVB 은 상기 배터리가 손상받지 않으면서 지원할 수 있는 충전 전력이다; PBCB 은 상기 충전기 (53)의 달성 가능한 전력이다;
- PCHG,MAX = min(PCHG,HVB, PBCB)이며, 여기에서 PCHG,MAX 은 충전을 위해 최대의 달성 가능한 전력이다;
- ECHG = E2nd,MIN - E2nd 이며, 여기에서 ECHG 는 상기 충전을 위해 이용 가능한 에너지이다; E2nd 는 상기 배터리의 이용 가능한 에너지이다; E2nd,MIN 은 보증된 최소 에너지 레벨이다;
- 상기 방전 에너지 EDCHG 은 0이다.
상기 고정 저장 제어 시스템 (52)은 충전 지시들을 또한 확립하며, 이 지시들을 에너지 니즈에 종속하여 상기 충전기 (53)로 송신한다. 이 단계는 fEOC2nd = 1 또는 fEOC = 1 이면 종결된다.
체크될 배터리 (50)의 방전에 관하여, 상기 절차는 충전을 위해 사용된 절차와 유사하다. 특히, 상기 고정 저장 제어 시스템 (52)은 사용자가 필요로 하는 것이 에너지 공급인 제2 과정의 공급을 활용할 것이며, 이는 잔류 용량 체크될 배터리 (50)를 우선으로 사용하기 위한 것이다.
상기 측정의 반복 가능성 및 대표성의 품질을 보장하기 위해서, 상기 배터리 (50)의 방전 전력 상에 추가적인 제한이 부가된다. 방전 과정 동안에 상기 선택된 배터리 (50)를 방전하기 위해서 상기 고정 저장 제어 시스템 (52)은 미리 정해진 방전 전력 값을 고정시키며, 상기 선택된 배터리 (50)는 이 미리 정해진 방전 전력 값에서만 방전한다. 바람직하게는, 상기 미리 정해진 방전 전력 값은 최대 방전 전력 값이며, 상기 망이 상기 최대 방전 전력 값보다 더 작은 공급 전력 값을 필요로 한다면 상기 선택된 배터리 (50)는 방전을 중지한다. 상기 공급 전력은, 상기 망이 자신에게 연결된 전기 장비에게 공급하기 위해서 요구한 전력에 대응한다. 이런 상황들 하에서, 이 전력보다 더 큰 사용자의 필요성들만이 상기 배터리 (50)가 방전을 계속하도록 허용할 것이다.
이 단계 동안에, 상기 고정 축정 제어 시스템 (52)은 충전하는 것을 금지하며 그리고 다음의 것들을 확립한다:
- PDCHG,MIN = min(PDCHG,HVB, PINV)이며, 여기에서 PDCHG,MIN 은 상기 저장 시스템의 측정 도구들의 정밀도에 종속한 방전을 위해 최소의 달성 가능한 전력이다; PDCHG,HVB 은 상기 배터리 (50)가 손상을 받지 않고 지원할 수 있는 방전 전력이다; PINV 은 상기 인버터 (54)의 달성 가능한 전력이다;
- 상기 방전 전력은 0이다;
- PDCHG,MAX = min(PDCHG,HVB, PINV)이며, 여기에서 PDCHG,MAX 은 상기 저장 시스템의 측정 도구들의 정밀도에 종속한 방전을 위한 최대의 달성 가능한 전력이다;
- 상기 충전 에너지 ECHG 는 0이다;
- 상기 방전 에너지 EDCHG 는 상기 배터리의 이용 가능한 충전 에너지 E2nd와 동일하다.
상기 고정 저장 제어 시스템 (52)은 방전 지시들을 또한 확립하며, 자신의 에너지 필요성에 종속하여 상기 인버터 (54)로 그 지시들을 송신한다. 방전 테스트들의 반복 가능성을 보장하기 위해서, 상기 고정 저장 제어 시스템 (52) (바람직하게는 상기 고정 저장 제어 시스템 (56))은 상기 최소 방전 전력을 증가시켜서, PDCHG,MIN = PDCHG,MAX 이도록 한다.
상기 고정 저장 제어 시스템 (52)은 에너지가 필요할 때마다 상기 배터리 (50)의 상기 산출된 에너지 EResChk 의 카운트를 수행하여, 방전을 허가하는 것을 가능하게 한다. 상기 산출된 에너지 레벨은 다음과 같이 계산된다:
Figure 112016066830026-pct00001
VHVB 는 전압으로, 그 전압에서 배터리가 방전한다. IHVB 는 전류의 세기로, 그 세기에서 배터리가 방전한다. 이 단계는 fEODC = 1이면 종결된다. 이것들은 상기 배터리 단자들에서 측정된 전압 값 및 전류 값이다.
그래서, 상기 선택된 배터리가 완전하게 방전된 이후에, 상기 고정 저장 시스템은 상기 선택된 배터리 (50)에 의해 산출된 에너지의 레벨 EResChk을 계산한다. 상기 산출된 에너지 레벨 EResChk 은 상기 배터리 (50)의 상기 보증된 최소 에너지 레벨 E2nd,MIN 과 비교된다.
상기 산출된 에너지 레벨 EResChk 이 상기 배터리 (50)의 상기 보증된 최소 에너지 레벨 E2nd,MIN 보다 더 크면, 불충분한 용량 체크 카운터를 포함한, 상기 고정 저장 제어 시스템 (52)을 갖춘 상기 고정 저장 시스템 (56)은 이 카운터를 리셋한다.
상기 산출된 에너지 레벨 EResChk 이 상기 배터리 (50)의 상기 보증된 최소 에너지 레벨 E2nd,MIN 보다 더 작으면:
- 상기 산출된 에너지 레벨 EResChk 및 상기 보증된 최소 에너지 레벨 E2nd,MIN 의 매 비교마다 상기 카운터는 한 단위씩 증가된다;
- 상기 카운터가 미리 정해진 문턱값을 초과한다면, 그러면 이 배터리 (50)를 교체하라는 정보가 상기 저장 시스템 (52)에 의해 송신되며, 또는, 상기 배터리 (50)의 충전-종료 전압이 증가된다.

Claims (10)

  1. 전력 배전망 (55)에 연결된 복수의 배터리들 (50)의 잔류 용량들을 추정하기 위한 방법으로,
    상기 방법은 상기 전력 배전망 (55)으로부터 오는 에너지를 상기 복수의 배터리들 (50) 내에 저장하기 위한 저장 과정 그리고 상기 에너지를 상기 전력 배전망 (55)으로 반환하기 위한 방출 과정을 포함하며, 상기 방법은:
    복수의 배터리들 중에서 제1 배터리를 선택하는 단계;
    상기 에너지 저장 과정 동안에, 상기 제1 배터리를 충전하는 단계;
    상기 제1 배터리가 미리 정해진 최대 충전 레벨에 도달했는가의 여부를 상기 에너지 저장 과정 동안에 충전되었던 결과로서 판별하는 단계;
    상기 에너지 방출 과정 동안에, 상기 제1 배터리가 상기 미리 정해진 최대 충전 레벨에 도달하지 않았다는 것이 발견되면 상기 제1 배터리를 비활성으로 만드는 단계;
    상기 에너지 방출 과정 동안에, 상기 제1 배터리가 상기 미리 정해진 최대 충전 레벨에 도달했다는 것이 발견되면 상기 제1 배터리를 방전하며 그리고 방전된 상기 제1 배터리에 의해 산출된 에너지 레벨 (EResChk)을 측정하는 단계; 그리고
    상기 제1 배터리에 의해 산출된 상기 측정된 에너지 레벨에 기초하여 상기 에너지 방출 과정 동안에 방전된 상기 제1 배터리의 잔류 용량을 계산하는 단계를 포함하는, 잔류 용량 추정 방법.
  2. 제1항에 있어서,:
    - 상기 복수의 배터리들 (50)로부터의 배터리들 각각의 에이징의 상태를 판별하기 위해 물리적 양들에 관련된 정보 (20, 35)를 모으는 단계 - 이는 모여진 정보 (20, 25)에 기초하여 상기 제1 배터리가 상기 복수의 배터리들 (50)로부터 선택되도록 하기 위한 것임 -를 더 포함하는, 잔류 용량 추정 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 잔류 용량 추정 방법이 상기 저장 과정으로 돌아갈 때에, 상기 산출된 에너지 레벨 (EResChk)을 측정하는 과정 동안에, 상기 제1 배터리가 미리 정의된 최소 충전 레벨보다 더 큰 충전의 상태를 여전히 나타낸다면 상기 제1 배터리를 비활성으로 만드는, 잔류 용량 추정 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 배터리를 상기 방출 과정 동안에 방전하기 위해서, 미리 정해진 방전 전력 값을 고정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 제1 배터리는 이 미리 정해진 방전 전력 값에서만 방전하며,
    상기 제1 배터리는 상기 전력 배전망 (55)이 상기 미리 정해진 방전 전력 값보다 더 작은 공급 전력 값을 필요로 한다면 방전을 중지하는, 잔류 용량 추정 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    - 배터리 내 물리적 양들의 편차의 존재를 검출하기 위해서 물리적 양들에 관련된 상기 모여진 정보를 프로세싱하는 단계,
    - 물리적 양들의 편차를 나타낸 배터리 (50)를 충전하기 위해 상기 제1 배터리로 선택하는 단계를 더 포함하는, 잔류 용량 추정 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 저장 과정 및 상기 방출 과정은 주기적으로 수행되는, 잔류 용량 추정 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 잔류 용량 추정 방법은 고정 저장 시스템에 의해 구현되는, 잔류 용량 추정 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 배터리에 의해 산출된 에너지 레벨 (EResChk)을 그 제1 배터리의 보증된 최소 에너지 레벨 (E2nd,MIN)과 비교하는 단계를 더 포함하며,
    - 상기 산출된 에너지 레벨이 상기 보증된 최소 에너지 레벨보다 더 크거나 동일하다면, 불충분 용량 체크 카운터가 리셋되며,
    - 상기 산출된 에너지 레벨이 상기 보증된 최소 에너지 레벨보다 더 작으면:
    - 그러면 상기 카운터는 한 단위 증가되며,
    - 상기 카운터가 미리 정해진 문턱값을 초과하면, 그러면 이 배터리를 교체하라는 정보가 송신되며, 또는 상기 배터리의 충전-종료 전압이 증가되는, 잔류 용량 추정 방법.
  9. 복수의 배터리들 (50)의 잔류 용량들을 추정하기 위한 시스템으로,
    제1항 또는 제2항에서 청구된 방법을 구현하기 위한 수단을 포함하는 시스템.
  10. 제9항에서 청구된 시스템을 포함하는 빌딩.
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