KR102475285B1 - Multiple battery module integrated safety management system - Google Patents

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정준호
소윤섭
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주식회사 에스엠전자
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Abstract

A multiple battery module integrated safety management system of the present invention comprises: a main sensor; an auxiliary sensor having a larger number of turns than the main sensor; and an arc reading unit which receives an induced current signal generated by the magnetic field change from the main sensor and auxiliary sensor when an arc occurs, converts the induced current signal into a voltage signal, and compares the two converted voltage signals to read whether an arc has occurred on a DC line. Accordingly, it is possible to accurately detect whether the arc is generated by comparing two voltage signals without a complicated calculation process such as DWT analysis. Therefore, DWT analysis is omitted, and a system can be configured simply in terms of software and hardware, thereby reducing system construction costs.

Description

복수개의 배터리 모듈 통합 안전 관리 시스템{Multiple battery module integrated safety management system}Multiple battery module integrated safety management system {Multiple battery module integrated safety management system}

본 발명은 복수개의 배터리 모듈 통합 안전 관리 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated safety management system for a plurality of battery modules.

일반적으로, 2차 전지는 전기 자동차, 에너지 저장 시스템 및 무정전 전원 공급 장치와 같은 고용량을 필요로 하는 환경에서는 단위 2차 전지 셀(Cell)을 복수개 접합함으로써 하나의 배터리 모듈로 사용할 수 있으며, 경우에 따라 배터리 모듈을 복수개 접합하여 사용할 수 있다.In general, secondary batteries can be used as one battery module by bonding a plurality of unit secondary battery cells in environments requiring high capacity such as electric vehicles, energy storage systems, and uninterruptible power supplies. Accordingly, a plurality of battery modules may be joined and used.

복수개의 배터리 모듈을 함께 사용하는 경우, 과전류 및 과전압 등과 같은 이상 동작으로 인해 배터리 모듈이 과열되고, 이로 인해 배터리 모듈이 부풀어서 파손되는 등의 문제가 발생할 수 있다.When a plurality of battery modules are used together, the battery module overheats due to abnormal operations such as overcurrent and overvoltage, and as a result, problems such as swelling and damage of the battery module may occur.

이러한 문제점을 보완하기 위해 복수개의 배터리 모듈이 접합되어 사용되는 경우 항상 각 개별 모듈의 전압, 전류 및 온도 등의 여러 상태 정보를 측정 및 모니터링하고 단위 셀의 과충전 또는 과방전되는 것을 방지하는 기술이 필요하다.In order to compensate for this problem, when multiple battery modules are connected and used, technology is required to measure and monitor various status information such as voltage, current, and temperature of each individual module and prevent overcharging or overdischarging of unit cells. do.

종래의 배터리 안전 관리 시스템은, 이러한 문제를 해결하기 위하여 각 배터리마다 전류, 전압 및 온도와 같은 상태 정보를 획득하고, 획득한 상태 정보를 배터리 안전 관리 시스템 외부에 위치하는 RTU(Remote Terminal Unit)에 송신하며, RTU에서는 수신한 배터리의 상태 정보를 기반으로 배터리의 이상 유무를 진단하였다. 다만, 종래에는 하나의 배터리 상태 모니터링 시스템을 통해 복수개의 배터리 상태를 통합 센싱해야 하는 한계가 있었다.In order to solve this problem, a conventional battery safety management system acquires status information such as current, voltage, and temperature for each battery, and transmits the obtained status information to a remote terminal unit (RTU) located outside the battery safety management system. and the RTU diagnoses the presence or absence of an abnormality of the battery based on the received battery status information. However, conventionally, there is a limitation in that a plurality of battery states must be integrated and sensed through a single battery state monitoring system.

또한, 배터리 각각에 한 개의 배터리 상태 모니터링 시스템을 배치하는 경우도 있으나, 이러한 경우 배터리 상태 모니터링 시스템과 RTU이 유선 통신함에 따라 신호라인 배선이 매우 복잡해지고 이의 유지 보수에도 많은 비용이 드는 부가적인 문제가 있었다.In addition, in some cases, one battery condition monitoring system is placed in each battery, but in this case, as the battery condition monitoring system and the RTU communicate by wire, the signal line wiring is very complicated and maintenance costs are high. there was.

또한, 배터리는 충전과 방전이 반복되고, 일정하지 않은 전압이 인가되는 경우 아크(arc)가 발생할 가능성이 매우 높다. 또한, 지락이나 배터리 용량 초과, 타 물건과의 접촉 등에 의해 비정상적으로 전류가 흐르게 되면, 전력 제어 설비 내부의 부스바, 케이블, 전선간의 접촉부, 단자 접촉부에서 아크가 반복적으로 발생할 수 있다. 아크 발생은 화재나 폭발 등으로 이어질 수 있다. 따라서 배터리 안전 관리 시스템은, 아크 발생시 이를 신속하고 정확하게 감지하여 화재나 폭발을 예방하는 것이 중요하다.In addition, when the battery is repeatedly charged and discharged and a non-constant voltage is applied, there is a very high possibility of arcing. In addition, if current flows abnormally due to a ground fault, excess battery capacity, contact with other objects, etc., arcs may repeatedly occur at contact points between busbars, cables, wires, and terminal contacts inside the power control facility. Arcing can lead to fire or explosion. Therefore, it is important for the battery safety management system to quickly and accurately detect arc occurrence to prevent fire or explosion.

종래 배터리 안전 관리 시스템에 설치되는 아크 검출 장치는 전류 센서(Current Transformer)의 고주파 특성에 의한 아크 검출 방식을 사용하였다. 즉, 소스와 부하를 연결하는 전원 라인에 연결된 전류 센서부터 전류변화량에 따른 전압 신호를 인가받아 아크 발생시 나타나는 고주파 특성만을 필터링하여 증폭과 FFT(Fast Fourier Transform) 분석을 통해 아크를 검출하였다. 이때 정확한 아크 검출을 위해서 DWT(Discrete Wavelet Transform) 분석을 실시한다. 그 이유는 DWT 분석을 거치지 않으면 인버터 작동과 같이 아크가 아닌 경우를 아크로 오인할 수 있기 때문이다. 그러나 DWT 분석을 하기 위해서는 고사양의 배터리 안전 관리 시스템이 필요하며, 이러한 고사양의 시스템을 구축하기 위해 소프트웨어적, 하드웨어적으로 많은 비용이 들어간다.An arc detection device installed in a conventional battery safety management system uses an arc detection method based on high frequency characteristics of a current transformer. That is, the arc was detected through amplification and FFT (Fast Fourier Transform) analysis by filtering only the high-frequency characteristics that appear when an arc was generated by receiving a voltage signal according to the amount of current change from a current sensor connected to a power line connecting the source and the load. At this time, DWT (Discrete Wavelet Transform) analysis is performed for accurate arc detection. This is because non-arc cases, such as inverter operation, can be mistaken for arcs without DWT analysis. However, in order to perform DWT analysis, a high-spec battery safety management system is required, and a lot of software and hardware costs are required to build such a high-spec system.

한국공개특허(10-2019-0012718)Korea Patent Publication (10-2019-0012718)

본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 복수개의 배터리 모듈 통합 안전 관리 시스템을 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a plurality of battery module integrated safety management system that can solve the above problems.

상기 목적을 달성하기 위한 복수개의 배터리 모듈 통합 안전 관리 시스템은,A plurality of battery module integrated safety management systems for achieving the above object,

배터리 셀 각각의 출력 단자에 결합 부착되는 PCB(Printed Circuit Board) 보드 형태로 구현되어, 배터리 셀의 전력(전압, 전류), 배터리 셀 +/- 단자 온도, SOC(State of charge), SOH(State Of Health), 내부 저항을 측정하여 근거리 무선 통신방식으로 출력하는 복수개의 BMS(Battery Management System);It is implemented in the form of a PCB (Printed Circuit Board) board coupled and attached to the output terminal of each battery cell, and the battery cell's power (voltage, current), battery cell +/- terminal temperature, SOC (State of charge), SOH (State Of Health), a plurality of BMS (Battery Management System) that measures internal resistance and outputs it in a short-range wireless communication method;

상기 복수개의 BMS 각각이 획득 및 전송하는 측정 데이터를 채널별 수신 및 저장함과 동시에, 채널별 측정 데이터로부터 배터리 셀 출력, 배터리 셀 전압, 충반전 전류, 충방전율, 충전 에너지, 최소 및 최대 온도, 최소 및 최대 전압, 시스템 전체 전압, 배터리 셀 내부 저항 평균, 최대 온도 배터리 셀 온도/위치, 통신 상태와 같은 부가 정보를 추가 추출한 후 채널별 측정 데이터와 함께 사용자 안내하는 RTU(Remote Terminal Unit); Measurement data obtained and transmitted by each of the plurality of BMSs is received and stored for each channel, and battery cell output, battery cell voltage, charge/reverse current, charge/discharge rate, charge energy, minimum and maximum temperature, minimum and RTU (Remote Terminal Unit), which additionally extracts additional information such as maximum voltage, total system voltage, battery cell internal resistance average, maximum temperature, battery cell temperature/position, and communication status, and then guides the user with measurement data for each channel;

상기 복수개의 BMS가 상기 RTU에 접속 및 통신할 수 있도록 하는 사설 네트워크를 형성 및 운영하는 공유기; 및a router that forms and operates a private network through which the plurality of BMSs can access and communicate with the RTU; and

상기 공유기와 상기 RTU 사이에 연결된 DC 선로에 설치되어, 배터리 시스템의 DC 선로에 발생하는 아크를 검출하는 아크 검출기를 포함하며,An arc detector installed on a DC line connected between the router and the RTU to detect an arc generated in a DC line of a battery system,

상기 아크 검출기는,The arc detector,

DC 선로가 통과하는 메인센서;Main sensor through which the DC line passes;

DC 선로가 통과하며, 상기 메인센서와 나란히 배치되며 일정간격 떨어진 보조센서; 및An auxiliary sensor through which a DC line passes, disposed side by side with the main sensor and spaced apart from the main sensor; and

아크 발생시 자기장 변화로 인해 발생한 유도 전류 신호를 상기 메인센서 및 상기 보조센서로부터 각각 받아 전압 신호로 변환하고, 변환된 2개의 전압 신호를 비교하여 DC 선로에 아크가 발생하였는지 여부를 판독하는 아크 판독부를 포함하는 것을 특징으로 한다. An arc reading unit that receives an induced current signal generated by a change in magnetic field when an arc is generated from the main sensor and the auxiliary sensor, converts it into a voltage signal, and compares the two converted voltage signals to read whether an arc has occurred on the DC line. It is characterized by including.

본 발명은 메인센서와, 메인센서보다 큰 권선수를 갖는 보조센서와, 아크 발생시 자기장 변화로 인해 발생한 유도 전류 신호를 메인센서 및 보조센서로부터 각각 받아 전압 신호로 변환하고, 변환된 2개의 전압 신호를 비교하여 DC 선로에 아크가 발생하였는지 여부를 판독하는 아크 판독부를 구비한다. 이로 인해, DWT 분석과 같은 복잡한 연산 과정 없이도, 2개의 전압 신호를 비교하여 아크 발생 여부를 정확히 검출할 수 있다. 따라서 DWT 분석이 생략되어 시스템을 소프트웨어적, 하드웨어적으로 단순하게 구성할 수 있어, 시스템 구축 비용을 절감할 수 있다.The present invention receives a main sensor, an auxiliary sensor having a larger number of turns than the main sensor, and an induced current signal generated due to a magnetic field change when an arc is generated from the main sensor and the auxiliary sensor, respectively, and converts them into voltage signals, and converts the two voltage signals into two converted voltage signals. Equipped with an arc reading unit that compares and reads whether an arc has occurred in the DC line. Due to this, it is possible to accurately detect whether an arc is generated by comparing two voltage signals without a complicated calculation process such as DWT analysis. Therefore, DWT analysis is omitted, and the system can be configured simply in terms of software and hardware, thereby reducing system construction costs.

본 발명은 배터리 셀의 +/- 단자에 결합 부착되는 PCB(Printed Circuit Board)) 보드 형태로 구현되며, 근거리 무선 통신 기능을 가지는 BMS을 제안함으로써, 이를 통해 배터리 시스템에 구비되는 복수개의 배터리 셀 각각 상태를 보다 상세하고 효율적으로 모니터링할 수 있도록 해준다. The present invention is implemented in the form of a printed circuit board (PCB) board coupled to +/- terminals of a battery cell and proposes a BMS having a short-range wireless communication function, through which each of a plurality of battery cells provided in a battery system It allows for more detailed and efficient monitoring of conditions.

또한 BMS에서 복수개의 배터리 셀 각각의 내부 저항을 추가적으로 측정 및 모니터링할 수 있도록 함으로써, 보다 다양하고 세밀한 배터리 상태 모니터링 동작도 수행될 수 있도록 해준다. In addition, by enabling the BMS to additionally measure and monitor the internal resistance of each of a plurality of battery cells, more diverse and detailed battery condition monitoring operations can be performed.

그리고 채널별 측정 데이터와 시스템 단위의 데이터를 한 화면을 통해 함께 제공하되, 복수개의 배터리 아이콘을 이용하여 채널별 측정 데이터를 요약 정보와 상세 정보 상태로 다단 제공할 수 있도록 한다. 즉, 정보 제공의 시인성을 높이면서 정보 제공 수준 또한 극대화할 수 있도록 해준다.In addition, measurement data for each channel and data for a system unit are provided together through one screen, but measurement data for each channel can be provided in multiple stages in summary information and detailed information status using a plurality of battery icons. That is, while increasing the visibility of information provision, it is possible to maximize the level of information provision.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 배터리 모듈 통합 안전 관리 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 BMS의 상세 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 셀 밸런싱부의 상세 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 내부 저항 측정기의 구동 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 RTU에 제공되는 모니터링 화면의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 검출기의 상세 구성을 나타낸 도면이다.
도 7은 아크가 발생하였을 때, 메인센서로부터 획득된 전압 신호(L1)와 보조센서로부터 획득된 전압 신호(L2)를 나타내는 오실로스코프의 실제 화면을 나타낸 사진이다.
1 is a diagram showing a plurality of battery module integrated safety management system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a detailed configuration of a BMS according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing a detailed configuration of a cell balancing unit according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram for explaining a driving principle of an internal resistance meter according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating an example of a monitoring screen provided to an RTU according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram showing a detailed configuration of an arc detector according to an embodiment of the present invention.
7 is a photograph showing an actual screen of an oscilloscope showing a voltage signal L1 obtained from a main sensor and a voltage signal L2 obtained from an auxiliary sensor when an arc occurs.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 배터리 모듈 통합 안전 관리 시스템을 자세히 설명한다.Hereinafter, a plurality of battery module integrated safety management system according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 복수개의 배터리 모듈 통합 안전 관리 시스템은, BMS(Battery Management System)(110), 공유기(120), RTU((Remote Terminal Unit)(130), 아크 검출기(140)로 구성된다.As shown in Figure 1, a plurality of battery module integrated safety management system according to an embodiment of the present invention, BMS (Battery Management System) 110, router 120, RTU ((Remote Terminal Unit) (130) ), and an arc detector 140.

[BMS(110)][BMS(110)]

BMS(110)는 복수개가 배터리 시스템에 구비되는 복수개의 배터리 셀 각각에 결합 부착된다. The BMS 110 is coupled and attached to each of a plurality of battery cells provided in a battery system.

BMS(110) 각각은 배터리 셀의 전력(전압, 전류), 배터리 셀 +/- 단자 온도, 배터리 셀 노화 상태(SOC; State of charge, SOH; State Of Health), 내부 저항을 측정 및 통보하고, 또한 셀 밸런싱 동작을 수행하도록 한다.Each of the BMSs 110 measures and reports the battery cell's power (voltage, current), battery cell +/- terminal temperature, battery cell aging state (SOC; State of Charge, SOH; State Of Health), internal resistance, In addition, a cell balancing operation is performed.

특히, 본 발명의 BMS(110)는 도 2에 도시된 바와 같이, 배터리 셀의 +/- 단자에 결합 부착되는 PCB(Printed Circuit Board)) 보드 형태로 구현되도록 함으로써, BMS로 인한 시스템 부피 증가가 최소화될 수 있도록 한다. 또한 무선 통신 방식으로 측정 데이터를 전송할 수 있도록 함으로써, 복잡한 신호라인 배선 추가도 전혀 필요 없도록 한다.In particular, as shown in FIG. 2, the BMS 110 of the present invention is implemented in the form of a PCB (Printed Circuit Board) board coupled to the +/- terminals of the battery cell, thereby reducing the system volume increase due to the BMS. to be minimized. In addition, by allowing measurement data to be transmitted in a wireless communication method, additional complicated signal line wiring is not required at all.

본 발명의 BMS(110)는 전력 센서(111), 제1 및 제2 온도 센서(112, 113), 배터리 셀 노화 상태 측정부(114), 셀 밸런싱부(115), 내부 저항 측정기(116) 및 BMS 제어부(117) 등을 포함한다.The BMS 110 of the present invention includes a power sensor 111, first and second temperature sensors 112 and 113, a battery cell aging state measuring unit 114, a cell balancing unit 115, and an internal resistance meter 116 and a BMS control unit 117 and the like.

그리고 본 발명의 BMS(110)는 상기 구성 요소를 실장하며 배터리 셀의 +/- 단자에 결합 부착되는 PCB 보드 형태로 구현되도록 함으로써, BMS(110)에 의해 시스템 부피가 증가되는 것이 최소화될 수 있도록 한다.In addition, the BMS 110 of the present invention mounts the components and is implemented in the form of a PCB board coupled and attached to the +/- terminals of the battery cells, so that the increase in system volume by the BMS 110 can be minimized. do.

이때, PCB 보드의 신호 단자와 배터리 셀의 +/- 단자에 접하도록 하되, 배터리 셀의 +/- 단자간 거리보다 PCB 보드내 신호 단자간 거리가 약 0.5mm 만큼 더 크게 제작하도록 한다. 이는 PCB 보드가 배터리에 결합 부착되는 경우, PCB 보드가 조금 휘어지면서 PCB 보드내 신호 단자가 배터리 셀의 +/- 단자쪽으로 밀리는 인장력이 발생하고, 이로 인해 PCB 보드내 신호 단자와 배터리 셀의 +/- 단자간 쪼임 상태가 보다 오래 동안 보다 안정적으로 유지될 수 있도록 하기 위함이다.At this time, the signal terminal of the PCB board and the +/- terminal of the battery cell are in contact with each other, but the distance between the signal terminals in the PCB board is larger than the distance between the +/- terminals of the battery cell by about 0.5 mm. This is because when the PCB board is bonded and attached to the battery, the PCB board is slightly bent and a tensile force is generated in which the signal terminal in the PCB board is pushed toward the +/- terminal of the battery cell, which causes the signal terminal in the PCB board and the +/- terminal of the battery cell - This is to ensure that the clamping state between terminals can be maintained more stably for a longer period of time.

<전력 센서(111), 제1 및 제2 온도 센서(112, 113), 배터리 셀 노화 상태 측정부(114)><Power sensor 111, first and second temperature sensors 112 and 113, battery cell aging state measuring unit 114>

전력 센서(111)는 전력 센서 및 전류 센서를 통해 자신이 결합 부착된 배터리 셀의 전압 및 전류를 측정 및 통보한다. The power sensor 111 measures and reports the voltage and current of the battery cell to which it is coupled and attached through a power sensor and a current sensor.

제1 및 제2 온도 센서(112, 113)는 자신이 결합 부착된 배터리 셀의 + 단자와 - 단자에 인접되도록 PCB 보드 상에 배치되며, 이들을 통해 배터리 셀의 + 단자와 - 단자의 온도를 각각 측정 및 통보한다. The first and second temperature sensors 112 and 113 are disposed on the PCB board so as to be adjacent to the + and - terminals of the battery cell to which they are bonded, and the temperatures of the + and - terminals of the battery cell are measured through them, respectively. Measure and notify.

배터리 셀 노화 상태 측정부(114)는 SOC 및 SOH 측정 알고리즘을 구비하고, 이를 통해 배터리 셀의 SOC 및 SOH를 측정 및 통보하도록 한다.The battery cell aging state measuring unit 114 has an SOC and SOH measurement algorithm, through which the SOC and SOH of the battery cell are measured and notified.

<셀 밸런싱부(115)><Cell balancing unit 115>

셀 밸런싱부(115)는 RTU(130)의 제어하에 평균 전압 보다 높은 전압값을 출력하는 배터리 셀의 출력 전압을 강제 강하시켜, 모든 배터리 셀의 출력이 일정 값을 가질 수 있도록 한다. Under the control of the RTU 130, the cell balancing unit 115 forcibly drops the output voltages of battery cells outputting higher voltage values than the average voltage, so that the outputs of all battery cells have a constant value.

도 3(a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 샐 밸런싱부(115)는 배터리 셀의 + 단자와 - 단자에 사이에 직렬 연결된 캐패시터(C), 배터리 셀의 + 단자와 캐패시터 일측 사이에 삽입된 제1 트랜지스터(TR1), 배터리 셀의 - 단자와 캐패시터 타측 사이에 삽입된 제2 트랜지스터(TR2), 캐패시터(C)에 병렬 연결된 저항(R)을 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 3 (a), the cell balancing unit 115 of the present invention is a capacitor (C) connected in series between the + terminal and - terminal of the battery cell, inserted between the + terminal of the battery cell and one side of the capacitor It is configured to include a first transistor (TR1), a second transistor (TR2) inserted between the negative terminal of the battery cell and the other side of the capacitor, and a resistor (R) connected in parallel to the capacitor (C).

이러한 경우, 본 발명의 RTU(130)는 배터리 셀 각각의 출력 전압을 모두 수집 및 분석하여 배터리 셀 평균 전압(또는 배터리 셀 최소 전압)을 계산하고, 이를 기준으로 배터리 셀 각각의 전압 초과분을 산출하도록 한다.In this case, the RTU 130 of the present invention collects and analyzes all the output voltages of each battery cell to calculate the battery cell average voltage (or battery cell minimum voltage), and calculates the voltage excess of each battery cell based on this. do.

그리고 RTU(130)를 PWM 기반으로 제어 신호를 생성 및 제공함으로써, 셀 밸린싱에 의한 발열을 최소화하면서, 배터리 셀 각각의 전압 초과분에 기반하여 제어 신호의 듀티 폭을 조정하고, 이에 따라 배터리 셀 전압 초과분에 비례하여 BMS(110) 각각의 셀 밸런싱 수행 구간을 증가시킬 수 있도록 한다. 그 결과, 배터리 셀 전압 초과분이 샐 밸런싱부(115)를 통해 보다 안전하게 모두 방전되어, 배터리 셀 모두의 최종 출력은 동일 전압값을 가질 수 있도록 한다. In addition, by generating and providing control signals based on PWM for the RTU 130, the duty width of the control signals is adjusted based on the voltage excess of each battery cell while minimizing heat generation due to cell balancing, and accordingly, the battery cell voltage In proportion to the excess amount, the cell balancing performance section of each BMS 110 can be increased. As a result, the excess battery cell voltage is more safely discharged through the cell balancing unit 115, so that the final outputs of all the battery cells can have the same voltage value.

이에 RTU(130)가 샐 밸런싱을 위해 듀티 폭이 조정된 제어 신호를 생성 및 출력하면, 도 3(b)와 같이 샐 밸런싱부(115) 각각은 제어 신호에 따라 제1 및 제2 트랜지스터(TR1,2)를 일시 작동 시키고, 작동 된 제1 및 제2 트랜지스터(TR1,2)는 배터리 셀 전압 초과분이 캐패시터(C)에 인가되어 충전되도록 한다.Accordingly, when the RTU 130 generates and outputs a control signal having an adjusted duty width for cell balancing, each of the cell balancing units 115 generates first and second transistors TR1 according to the control signal as shown in FIG. 3(b). ,2) is temporarily operated, and the operated first and second transistors TR1 and 2 apply an excess battery cell voltage to the capacitor C to be charged.

그리고 도 3(c)와 같이 제1 및 제2 트랜지스터(TR1,2)의 비작동 구간이 되면, 제1 및 제2 트랜지스터(TR1,2)는 배터리 셀과의 연결을 차단하고, 캐패시터(C)에 충전된 배터리 셀 전압 초과분이 저항(R)을 통해 모두 방전되도록 한다.And, as shown in FIG. 3(c), when the first and second transistors TR1 and 2 are in the inactive period, the first and second transistors TR1 and 2 block the connection with the battery cell, and the capacitor (C ) so that the battery cell voltage excess charged in ) is all discharged through the resistor (R).

이와 같이 본 발명은 트랜지스터를 통해 배터리 셀 전압 초과분을 캐패시터에 충전하는 액티브 방식과, 저항을 통해 전압 초과분을 모두 방전시키는 패시브 방식이 결합된 새로운 샐 밸런싱 방식을 제안하도록 한다.As described above, the present invention proposes a new cell balancing method in which an active method of charging excess battery cell voltage to a capacitor through a transistor and a passive method of discharging all of the excess voltage through a resistor are combined.

특히, 본 발명에서 제안한 샐 밸런싱 방식은 저항이 배터리 셀 전압 초과분을 방전시키는 동안에는 저항과 배터리 셀 신호라인과의 연결이 차단되도록 함으로써, 저항에 의해 누설 전류가 발생하고 절연 저항이 증가되는 현상의 발생을 사전 차단하도록 한다. 즉, 샐 밸런싱 회로의 부하 저항에 의해 누설 전류 및 절연 고장 오 검출 가능성을 사전 차단하도록 한다.In particular, the cell balancing method proposed in the present invention blocks the connection between the resistor and the battery cell signal line while the resistor discharges the excess battery cell voltage, so that leakage current occurs and insulation resistance increases. to block in advance. That is, the leakage current and the possibility of erroneous detection of insulation failure are prevented in advance by the load resistance of the cell balancing circuit.

<내부 저항 측정기(116)><Internal resistance meter (116)>

내부 저항 측정기(116)는 배터리 셀의 내부 저항을 측정 및 통보하도록 한다. The internal resistance meter 116 measures and reports the internal resistance of the battery cell.

도 4에 도시된 바와 같이, 내부 저항 측정기(116)는 샐 밸런싱부(115)에 의한 부하 저항을 R로 설정하고, 배터리 셀 출력 전압을 Voc로 설정한다. As shown in FIG. 4 , the internal resistance meter 116 sets the load resistance by the cell balancing unit 115 to R and sets the battery cell output voltage to Voc.

그리고 샐 밸런싱에 따른 전압강하가 미세하게 발생하는 데, 이때의 전압 강하량을 Vload라고 설정한다.In addition, a voltage drop due to cell balancing occurs minutely, and the amount of voltage drop at this time is set as Vload.

그리고 배터리 셀 출력 전압에서 전압 강하량을 뺀 후 부하 저항 R을 곱하고, 이 값을 전압 강하량 Vload으로 나누어 배터리 셀의 내부 저항 Rbat를 산출한다. Then, after subtracting the amount of voltage drop from the battery cell output voltage, multiplying the load resistance R, and dividing this value by the amount of voltage drop Vload, the internal resistance Rbat of the battery cell is calculated.

[수학식 1][Equation 1]

Rbat(MΩ)= (Voc-Vload) * R / VloadRbat(MΩ)= (Voc-Vload) * R / Vload

<BMS 제어부(117)><BMS control unit 117>

BMS 제어부(117)는 와이파이 등과 같은 근거리 무선 통신을 지원하는 무선 통신 모듈을 구비하고, 상기 구성 요소들을 통해 획득된 데이터를 수집하여 근거리 무선 통신 방식으로 출력하거나, 근거리 무선 통신 방식으로 전송되는 제어 신호를 수신하여 관련 구성 요소에 전달하는 동작을 수행한다. The BMS control unit 117 includes a wireless communication module supporting short-range wireless communication such as Wi-Fi, and collects data acquired through the components and outputs them in a short-range wireless communication method or a control signal transmitted in a short-range wireless communication method. is received and transmitted to the related component.

즉, 근거리 무선 통신을 이용하여 신호 송수신하도록 함으로써, 외부 장치와의 신호 송수신을 위한 신호 배선이 추가될 필요가 없도록 한다.That is, by transmitting and receiving signals using short-distance wireless communication, it is unnecessary to add signal wires for transmitting and receiving signals with external devices.

더하여, LED 인디케이터를 구비하고, 이를 통해 BMS의 동작 상태를 시각적으로 안내할 수 있도록 한다. 예를 들어, BMS의 정상 구동 상태, 수신 에러 상태, 셀 밸런싱 수행 상태, 고장 상태 등을 LED 발광 색을 통해 안내해줌으로써, 사용자가 BMS의 외관 체크를 통해 BMS의 동작 상태를 즉각적으로 파악할 수도 있도록 한다.In addition, an LED indicator is provided, through which the operating state of the BMS can be visually guided. For example, by providing guidance on BMS normal operation status, reception error status, cell balancing performance status, failure status, etc. through LED light emission color, the user can immediately grasp the operating status of the BMS by checking the exterior of the BMS. .

이와 같이, 본 발명의 BMS는 시스템 부피 증가와 신호라인 추가 없이 배터리 셀의 전력(전압, 전류), 배터리 셀 +/- 단자 온도, 배터리 셀 노화 상태를 측정할 수 있도록 한다. As such, the BMS of the present invention can measure the power (voltage, current) of the battery cell, the temperature of the +/- terminal of the battery cell, and the aging state of the battery cell without increasing the system volume and adding a signal line.

특히, 본 발명의 BMS는 내부 저항이라는 새로운 정보를 추가적으로 획득 및 제공함으로써, 이를 통해 배터리 셀 노화 정도를 저항 값 기반으로 파악할 수 있도록 해준다.In particular, the BMS of the present invention additionally acquires and provides new information called internal resistance, thereby allowing the degree of aging of the battery cell to be grasped based on the resistance value.

[공유기(120)][Router (120)]

공유기(120)는 무선 통신망 연결(access)을 위한 거점(point) 역할을 하며, BMS(110) 각각에 가상 IP 주소 혹은 사설 IP 주소를 자동 할당한 후, 이를 기반으로 복수개의 BMS(110)가 하나의 RTU(130)에 접속 및 통신할 수 있도록 하는 사설 네트워크를 형성 및 운영하도록 한다.The router 120 serves as a point for wireless communication network access, and after automatically assigning a virtual IP address or private IP address to each BMS 110, based on this, a plurality of BMSs 110 Form and operate a private network that enables access and communication with one RTU (130).

[RTU(130)][RTU(130)]

RTU(130)는 복수개의 BMS(110) 각각이 획득 및 전송하는 측정 데이터를 채널별로 수신 및 저장함과 동시에, 채널별 측정 데이터로부터 배터리 셀 출력, 배터리 셀 전압, 충반전 전류, 충방전율, 충전 에너지, 최소 및 최대 온도, 최소 및 최대 전압, 시스템 전체 전압, 배터리 셀 내부 저항 평균, 최대 온도 배터리 셀 온도/위치, 통신 상태 등과 같은 부가 정보를 추가 추출하도록 한다. The RTU 130 receives and stores measurement data acquired and transmitted by each of the plurality of BMSs 110 for each channel, and at the same time, from the measurement data for each channel, the battery cell output, battery cell voltage, charge/discharge current, charge/discharge rate, and charge energy. , minimum and maximum temperature, minimum and maximum voltage, overall system voltage, battery cell internal resistance average, maximum temperature, battery cell temperature/position, and additional information such as communication status are additionally extracted.

또한 누설 감시 센서, 절연 저항 계측기 등을 구비하고, 이들을 통해 배터리 시스템의 절연 저항, 누설 전류량을 계측할 수도 있다. In addition, a leakage monitoring sensor, an insulation resistance meter, and the like may be provided, and the insulation resistance and leakage current amount of the battery system may be measured through these.

RTU(130)는 키보드, 모니터 등과 같은 사용자 인터페이싱 수단을 구비하고, 이를 통해 사용자가 기 등록된 웹 페이지에 접속하거나 모니터링 프로그램을 실행하여 상기 채널별 측정 데이터, 부가 정보, 계측 정보를 검색 및 열람할 수 있도록 한다.The RTU 130 includes a user interface means such as a keyboard and a monitor, through which a user accesses a pre-registered web page or executes a monitoring program to search and view measurement data, additional information, and measurement information for each channel. make it possible

모니터 단말은 노트북, 데스크 탑, 스마트 폰, 태블릿 PC 등으로 구현되어, 이를 통해 사용자가 상기의 웹 페이지에 접속하거나 모니터링 프로그램을 실행하여 RTU(130)에 획득 및 업로드된 채널별 측정 데이터, 부가 정보, 계측 정보를 검색 및 열람할 수 있도록 한다.The monitor terminal is implemented as a laptop, desktop, smart phone, tablet PC, etc., through which the user accesses the above web page or executes a monitoring program to obtain and upload channel-specific measurement data and additional information to the RTU 130. , it makes it possible to search and view measurement information.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에서는 모니터링 화면을 두 개의 화면으로 분할한다. As shown in Figure 5, in the present invention, the monitoring screen is divided into two screens.

그리고 복수개의 배터리 셀 각각에 대응되며, 관련 배터리 셀의 주요 측정 데이터를 우선 안내하는 복수개의 배터리 셀 아이콘을 생성한 후, 이들을 제1 분할 화면을 통해 표시하도록 한다.After generating a plurality of battery cell icons corresponding to each of the plurality of battery cells and firstly guiding the main measurement data of the related battery cell, they are displayed through the first split screen.

이때, 측정 데이터는 BMS가 측정 및 제공하는 배터리 셀의 전력(전압, 전류), 배터리 셀 +/- 단자 온도, 배터리 셀 노화 상태(SOC; State of charge, SOH; State Of Health), 내부 저항, 샐 밸런싱 수행 여부일 수 있으며, 사용자에 의해 측정 데이터 중 적어도 하나를 주요 측정 데이터로 선택 및 표시할 수 있도록 한다. At this time, the measurement data is the power (voltage, current) of the battery cell measured and provided by the BMS, battery cell +/- terminal temperature, battery cell aging state (SOC; State of charge, SOH; State Of Health), internal resistance, It may be whether or not cell balancing is performed, and allows a user to select and display at least one of the measurement data as main measurement data.

그리고 복수개의 BMS(110) 각각이 획득 및 전송하는 측정 데이터를 수집 및 분석하여, 배터리 셀 출력, 배터리 셀 전압, 충반전 전류, 충방전율, 충전 에너지, 최소 및 최대 온도, 최소 및 최대 전압, 시스템 전체 전압, 배터리 셀 내부 저항 평균, 최대 온도 배터리 셀 온도/위치, 통신 상태 등과 같은 부가 정보를 추가 추출하고, 이를 제2 분할 화면을 통해 표시하도록 한다. In addition, by collecting and analyzing the measurement data acquired and transmitted by each of the plurality of BMS 110, battery cell output, battery cell voltage, charge/reverse current, charge/discharge rate, charge energy, minimum and maximum temperature, minimum and maximum voltage, system Additional information such as total voltage, average battery cell internal resistance, maximum temperature, battery cell temperature/position, and communication status is additionally extracted and displayed through a second split screen.

또한 필요시에는 누설 감시 센서, 절연 저항 계측기 등을 통해 추가 측정된 DC 선로의 절연 저항, 누설 전류량 등도 제2 분할 화면을 통해 함께 표시할 수 있도록 한다.In addition, if necessary, the insulation resistance of the DC line additionally measured through a leakage monitoring sensor, an insulation resistance meter, etc., and the amount of leakage current can also be displayed through the second split screen.

또한 아크 검출기(140)에서 판단된 DC 선로에서의 아크 발생 여부도 제2 분할 화면을 통해 함께 표시할 수 있도록 한다.In addition, whether an arc is generated in the DC line determined by the arc detector 140 can also be displayed through the second split screen.

뿐만 아니라, 온도, 출력, 통신 상태 등에 기반하여 배터리 이상 상태를 감지하고, 배터리 이상이 확인된 배터리의 아이콘 표시 색상을 달리 해줌으로써, 아이콘을 통해 특정 배터리에 이상 상태가 발생했음을 확인할 수도 있도록 한다. In addition, by detecting an abnormal battery state based on temperature, output, communication status, etc., and changing the icon display color of the battery whose battery abnormality is confirmed, it is possible to confirm that a specific battery has an abnormal state through the icon.

더하여 이상 원인에 따라 아이콘 표시 색상을 다양화함으로써, 아이콘 표시 색상만으로도 어떤 배터리에 어떤 문제가 발생하였는지 까지도 안내할 수도 있도록 한다.In addition, by diversifying the icon display color according to the cause of the abnormality, it is possible to guide which battery has a problem with only the icon display color.

이와 같이, 본 발명은 하나의 모니터링 화면을 통해 배터리 셀 각각의 상태를 개별 표시함과 동시에 시스템 단위의 모니터링 정보도 함께 획득 및 제공함으로써, 보다 다양한 정보를 보다 효율적으로 사용자에 제공할 수 있도록 한다. As described above, the present invention enables to provide more diverse information to the user more efficiently by displaying the state of each battery cell individually through one monitoring screen and simultaneously acquiring and providing system-level monitoring information.

또한 아이콘을 기반으로 배터리 셀 각각의 주요 측정 데이터만을 우선 안내하되, 사용자가 복수개의 아이콘 중 어느 하나를 선택하는 경우에는 관련 배터리 셀의 측정 데이터 모두를 안내하는 페이지를 추가적으로 구성 및 제공할 수도 있도록 한다. In addition, based on the icon, only the main measurement data of each battery cell is guided first, but when the user selects one of a plurality of icons, a page that guides all of the measurement data of the related battery cell can be additionally configured and provided. .

즉, 본 발명은 아이콘을 이용하여 요약 정보와 상세 정보를 다단 제공함으로써, 정보 제공의 시인성을 높이면서 정보 제공 수준 또한 극대화할 수 있도록 해준다.That is, the present invention provides summary information and detailed information in multiple stages using icons, thereby increasing the visibility of information provision and maximizing the level of information provision.

[아크 검출기(140)][Arc detector 140]

아크 검출기(140)는 공유기(120)와 RTU(130) 사이에 연결된 DC 선로에 설치되며, 배터리 시스템의 DC 선로에 발생하는 아크를 검출한다. The arc detector 140 is installed on a DC line connected between the router 120 and the RTU 130 and detects an arc generated in the DC line of the battery system.

도 6에 도시된 바와 같이, 아크 검출기(140)는 메인센서(141), 보조센서(142), 아크 판독부(143)를 포함한다.As shown in FIG. 6 , the arc detector 140 includes a main sensor 141 , an auxiliary sensor 142 , and an arc reading unit 143 .

<메인센서(141), 보조센서(142)><Main sensor 141, auxiliary sensor 142>

메인센서(141)와 보조센서(142)는 나란히 배치되며, 일정 간격 떨어진다.The main sensor 141 and the auxiliary sensor 142 are arranged side by side, separated by a predetermined interval.

메인센서(141)와 보조센서(142) 각각은 DC 선로가 통과하는 센서 몸체(141a, 142a)와, 센서 몸체(141a, 142a) 전체에 일정 권선수로 감기는 한 가닥의 센서 라인(141b, 142b)으로 구성된다.Each of the main sensor 141 and the auxiliary sensor 142 has a sensor body 141a and 142a through which a DC line passes, and a sensor line 141b wound with a predetermined number of turns around the entire sensor body 141a and 142a. 142b).

센서 몸체(141a, 142a)는 페라이트 재질로 만들어진다. 센서 몸체(141a, 142a)는 중심이 뚫려 있는 링 형상을 가지며, 센서 몸체(141a, 142a)의 중심으로 DC 선로가 통과한다. 본 실시예에서 센서 라인(141b, 142b)은 구리선으로 형성된다.The sensor bodies 141a and 142a are made of ferrite material. The sensor bodies 141a and 142a have a ring shape with an open center, and a DC line passes through the center of the sensor bodies 141a and 142a. In this embodiment, the sensor lines 141b and 142b are formed of copper wires.

아크 발생시 DC 선로에 흐르는 전류 변화로 인한 센서 몸체(141a, 142a) 주위에 자기장이 변화한다. 자기장이 변화하면 센서 라인(141b, 142b)에 유도 전류가 흐른다. 권선수와 임피던스에 따라 유도 전류의 크기는 달라진다.When an arc is generated, a magnetic field around the sensor bodies 141a and 142a is changed due to a change in current flowing in the DC line. When the magnetic field changes, an induced current flows in the sensor lines 141b and 142b. Depending on the number of windings and impedance, the magnitude of the induced current varies.

보조센서(142)의 센서 라인(142b) 권선수는 메인센서(141)의 센서 라인(141b) 권선수보다 크다. 또한, 임피던스가 다르다. 본 실시예에서 메인센서(141)는 권선수 100 N, 임피던스 100 μH이고, 보조센서(142)는 권선수 1220 N, 임피던스 19.46 mH이다. 각 권선수의 오차 범위는 ±5%이다.The number of windings of the sensor line 142b of the auxiliary sensor 142 is greater than the number of windings of the sensor line 141b of the main sensor 141 . Also, the impedance is different. In this embodiment, the main sensor 141 has a winding number of 100 N and an impedance of 100 μH, and the auxiliary sensor 142 has a winding number of 1220 N and an impedance of 19.46 mH. The margin of error for each winding is ±5%.

권선수가 클수록, 유도 전류를 전압 신호로 바꾸었을 때, 전압 응답성(전압 분해능)이 좋아진다. 특히, 아크가 발생하여 DC 선로가 탈 때, 메인센서(141)의 전류 신호로부터 얻은 전압 신호는 포화되어 전압 응답성이 현저히 떨어지지만, 보조센서(142)의 전류 신호로부터 얻은 전압 신호는 아직 포화되지 않아 전압 응답성이 좋다.The larger the number of windings, the better the voltage response (voltage resolution) when the induced current is converted into a voltage signal. In particular, when an arc occurs and the DC line burns, the voltage signal obtained from the current signal of the main sensor 141 is saturated and the voltage response is significantly reduced, but the voltage signal obtained from the current signal of the auxiliary sensor 142 is still saturated. voltage response is good.

<아크 판독부(143)><Arc reading unit 143>

아크 판독부(143)는 메인센서(141)로부터 유도 전류 신호를 받고, 보조센서(142)로부터 유도 전류 신호를 받는다. 아크 판독부(143)는 전류 신호와 전류 신호가 설정된 범위에 있는지 판단하여, DC 선로에 아크가 발생하였는지 여부를 판독한다. 아크 판독부(143)는 판독된 아크 발생 여부를 RTU(130)로 전달한다.The arc reading unit 143 receives an induced current signal from the main sensor 141 and an induced current signal from the auxiliary sensor 142 . The arc reading unit 143 determines whether the current signal and the current signal are within a set range, and reads whether an arc has occurred in the DC line. The arc reading unit 143 transfers the read whether arc occurs to the RTU 130 .

메인센서(141)와 보조센서(142)로부터 각각 받은 유도 전류 신호는 아크 판독부(143)에서 각각 전압 신호로 변환되어 증폭된다. 이로 인해, 아크 판독부(143)는 메인세선(141)로부터 1차 전압 신호를 얻고, 보조센서(142)로부터 2차 전압 신호를 각각 얻을 수 있다.The induced current signals received from the main sensor 141 and the auxiliary sensor 142 are converted into voltage signals and amplified in the arc reading unit 143, respectively. Due to this, the arc reading unit 143 may obtain a primary voltage signal from the main thin line 141 and a secondary voltage signal from the auxiliary sensor 142 , respectively.

아크 판독부(143)는 2개의 전압 신호(1차 전압 신호, 2차 전압 신호)를 비교, 분석하여 아크 발생 여부, 아크 발생 시점과 종료 시점, 아크 진행 동안 변화 추이 등을 판독할 수 있다.The arc reading unit 143 compares and analyzes two voltage signals (a primary voltage signal and a secondary voltage signal) to read whether an arc has occurred, an arc generation time and an end time, a change trend during arc progress, and the like.

일 예로, 도 7을 참조하면, 메인센서(141)로부터 획득된 전압 신호(L1)를 보면 아크 발생 여부를 의심할 수 있지만, 이것만으로는 이러한 전압 변화가 아크 발생에 의한 것인지 또는 인버터 작동 등과 같이 아크 이외의 다른 요인에 의한 것이지 구분하기 어렵다. 이로 인해, 종래에는 아크 발생 여부를 정확히 판독하기 위해서는 어쩔 수 없이 DWT 분석을 거쳤다.For example, referring to FIG. 7 , it is possible to suspect whether an arc has occurred by looking at the voltage signal L1 obtained from the main sensor 141, but based on this alone, whether such a voltage change is caused by an arc or an arc such as an inverter operation It is caused by other factors, but it is difficult to distinguish. For this reason, in the prior art, in order to accurately read whether or not an arc was generated, DWT analysis was inevitably performed.

그러나 본 발명은, 전압 응답성이 좋은 보조센서(142)로부터 획득된 전압 신호(L2)를 전압 신호(L1)와 함께 관찰하여, 아크 발생을 정확히 판독할 수 있으므로, DWT 분석이 필요 없다.However, since the present invention observes the voltage signal L2 obtained from the auxiliary sensor 142 having good voltage response along with the voltage signal L1 to accurately read arc generation, DWT analysis is not required.

110: BMS 120: 공유기
130: RTU 140: 아크 검출기
141: 메인센서 142: 보조센서
143: 아크 판독부
110: BMS 120: router
130: RTU 140: arc detector
141: main sensor 142: auxiliary sensor
143: arc reading unit

Claims (5)

삭제delete 배터리 셀 각각의 출력 단자에 결합 부착되는 PCB(Printed Circuit Board) 보드 형태로 구현되어, 배터리 셀의 전력(전압, 전류), 배터리 셀 +/- 단자 온도, SOC(State of charge), SOH(State Of Health), 내부 저항을 측정하여 근거리 무선 통신방식으로 출력하는 복수개의 BMS(Battery Management System); 상기 복수개의 BMS 각각이 획득 및 전송하는 측정 데이터를 채널별 수신 및 저장함과 동시에, 채널별 측정 데이터로부터 배터리 셀 출력, 배터리 셀 전압, 충반전 전류, 충방전율, 충전 에너지, 최소 및 최대 온도, 최소 및 최대 전압, 시스템 전체 전압, 배터리 셀 내부 저항 평균, 최대 온도 배터리 셀 온도/위치, 통신 상태와 같은 부가 정보를 추가 추출한 후 채널별 측정 데이터와 함께 사용자 안내하는 RTU(Remote Terminal Unit); 상기 복수개의 BMS가 상기 RTU에 접속 및 통신할 수 있도록 하는 사설 네트워크를 형성 및 운영하는 공유기; 및 상기 공유기와 상기 RTU 사이에 연결된 DC 선로에 설치되어, 배터리 시스템의 DC 선로에 발생하는 아크를 검출하는 아크 검출기를 포함하며,
상기 아크 검출기는, DC 선로가 통과하는 메인센서; DC 선로가 통과하며, 상기 메인센서와 나란히 배치되며 일정간격 떨어진 보조센서; 및 아크 발생시 자기장 변화로 인해 발생한 유도 전류 신호를 상기 메인센서 및 상기 보조센서로부터 각각 받아 전압 신호로 변환하고, 변환된 2개의 전압 신호를 비교하여 DC 선로에 아크가 발생하였는지 여부를 판독하는 아크 판독부를 포함하며,
상기 메인센서와 상기 보조센서 각각은,
DC 선로가 통과하는 센서 몸체; 및 센서 몸체 전체에 일정 권선수로 감기는 센서 라인을 포함하며, 상기 보조센서의 권선수는 상기 메인센서의 권선수보다 큰 것을 특징으로 하는 복수개의 배터리 모듈 통합 안전 관리 시스템.
It is implemented in the form of a PCB (Printed Circuit Board) board coupled and attached to the output terminal of each battery cell, and the battery cell's power (voltage, current), battery cell +/- terminal temperature, SOC (State of charge), SOH (State Of Health), a plurality of BMS (Battery Management System) that measures internal resistance and outputs it in a short-range wireless communication method; Measurement data obtained and transmitted by each of the plurality of BMSs is received and stored for each channel, and battery cell output, battery cell voltage, charge/reverse current, charge/discharge rate, charge energy, minimum and maximum temperature, minimum and RTU (Remote Terminal Unit), which additionally extracts additional information such as maximum voltage, total system voltage, battery cell internal resistance average, maximum temperature, battery cell temperature/position, and communication status, and then guides the user with measurement data for each channel; a router that forms and operates a private network through which the plurality of BMSs can access and communicate with the RTU; And an arc detector installed on a DC line connected between the router and the RTU to detect an arc generated in a DC line of a battery system,
The arc detector includes a main sensor through which a DC line passes; An auxiliary sensor through which a DC line passes, disposed side by side with the main sensor and spaced apart from the main sensor; And when an arc occurs, the induced current signal generated by the change in the magnetic field is received from the main sensor and the auxiliary sensor, respectively, and converted into a voltage signal, and the converted two voltage signals are compared to read whether an arc has occurred on the DC line. including wealth,
Each of the main sensor and the auxiliary sensor,
A sensor body through which a DC line passes; and a sensor line wound with a predetermined number of windings around the entire sensor body, wherein the number of windings of the auxiliary sensor is greater than the number of windings of the main sensor.
제2항에 있어서,
상기 메인센서의 권선수는 100 N 오차 범위 ±5%이고, 상기 보조센서의 권선수는 1220 N 오차 범위 ±5%인 것을 특징으로 하는 복수개의 배터리 모듈 통합 안전 관리 시스템.
According to claim 2,
The number of windings of the main sensor is 100 N error range ± 5%, the plurality of battery module integrated safety management system, characterized in that the number of windings of the auxiliary sensor is 1220 N error range ± 5%.
제2항에 있어서, 상기 BMS는,
배터리 셀의 출력 전압 및 전류를 측정 및 통보하는 전력 센서;
배터리 셀의 + 단자 온도와 - 단자 온도를 측정 및 통보하는 제1 및 제2 온도 센서;
배터리 셀의 SOC 및 SOH를 측정 및 통보하는 배터리 셀 노화 상태 측정부;
상기 RTU의 제어하에 셀 밸런싱 동작을 수행하는 셀 밸런싱부; 및
배터리 셀의 내부 저항을 측정 및 통보하는 내부 저항 측정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수개의 배터리 모듈 통합 안전 관리 시스템.
The method of claim 2, wherein the BMS,
a power sensor that measures and reports the output voltage and current of the battery cell;
first and second temperature sensors for measuring and notifying the + terminal temperature and - terminal temperature of the battery cell;
Battery cell aging state measuring unit for measuring and notifying SOC and SOH of the battery cell;
a cell balancing unit performing a cell balancing operation under the control of the RTU; and
A plurality of battery module integrated safety management system, characterized in that it comprises an internal resistance meter for measuring and reporting the internal resistance of the battery cell.
제4항에 있어서, 상기 셀 밸런싱부는,
배터리 셀의 + 단자와 - 단자에 사이에 직렬 연결된 캐패시터;
상기 캐패시터에 병렬 연결되는 저항;
배터리 셀의 + 단자와 캐패시터 일측 사이에 삽입되는 제1 트랜지스터; 및
배터리 셀의 - 단자와 캐패시터 타측 사이에 삽입되는 제2 트랜지스터를 포함하며,
상기 제1 및 제2 트랜지스터는 작동시에는 상기 배터리 셀의 출력을 상기 캐패시터에 충전하고, 비작동시에는 상기 캐패시터의 충전 전력이 상기 저항을 통해 방전되도록 하는 것을 특징으로 하는 복수개의 배터리 모듈 통합 안전 관리 시스템.
The method of claim 4, wherein the cell balancing unit,
A capacitor connected in series between the + terminal and - terminal of the battery cell;
a resistor connected in parallel to the capacitor;
A first transistor inserted between the + terminal of the battery cell and one side of the capacitor; and
A second transistor inserted between the - terminal of the battery cell and the other side of the capacitor,
The first and second transistors charge the capacitor with the output of the battery cell when operating, and discharge the charged power of the capacitor through the resistor when not operating. management system.
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