KR102534214B1 - 에너지 저장 시스템의 배터리 병렬 결선 구조 - Google Patents

에너지 저장 시스템의 배터리 병렬 결선 구조 Download PDF

Info

Publication number
KR102534214B1
KR102534214B1 KR1020200175474A KR20200175474A KR102534214B1 KR 102534214 B1 KR102534214 B1 KR 102534214B1 KR 1020200175474 A KR1020200175474 A KR 1020200175474A KR 20200175474 A KR20200175474 A KR 20200175474A KR 102534214 B1 KR102534214 B1 KR 102534214B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
battery management
port
unit
output port
Prior art date
Application number
KR1020200175474A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220085423A (ko
Inventor
황의선
민준홍
Original Assignee
한화솔루션 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한화솔루션 주식회사 filed Critical 한화솔루션 주식회사
Priority to KR1020200175474A priority Critical patent/KR102534214B1/ko
Priority to US18/256,337 priority patent/US20240039298A1/en
Priority to AU2021400533A priority patent/AU2021400533B2/en
Priority to PCT/KR2021/016955 priority patent/WO2022131588A1/ko
Priority to EP21906893.9A priority patent/EP4266531A1/en
Publication of KR20220085423A publication Critical patent/KR20220085423A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102534214B1 publication Critical patent/KR102534214B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/298—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders characterised by the wiring of battery packs
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4278—Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/10—Batteries in stationary systems, e.g. emergency power source in plant
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

본 발명은 에너지 저장 시스템의 배터리 병렬 결선 구조에 관한 것으로, 다수의 전원선들 중 하나의 전원선을 선택하여 전원을 공급하는 전력 변환부와, 상기 전력 변환부에 순차적으로 연결되어 상기 전원선들 중 선택된 하나의 전원선을 통해 선택적으로 공급된 전원에 의해 동작하는 다수의 배터리 관리부를 포함하되, 상기 전력 변환부는 전원출력포트를 포함하고, 상기 배터리 관리부들 각각은 전원입력포트와 전원출력포트를 포함하며, 상기 배터리 관리부의 전원입력포트와 전원출력포트는 하나의 전원공급포트와 다수의 바이패스포트를 포함하고, 상기 전원입력포트의 바이패스포트들 중 하나가 상기 전원출력포트의 전원공급포트에 연결되도록 내부 결선된 것일 수 있다.

Description

에너지 저장 시스템의 배터리 병렬 결선 구조{Parallel wiring structure for batteries of energy storage system}
본 발명은 에너지 저장 시스템의 배터리 병렬 결선 구조에 관한 것으로, 더 상세하게는 시스템 설치시 오류 및 손상을 방지할 수 있는 배터리 결선 구조에 관한 것이다.
에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)은 충전양이 일정하지 않은 신재생 에너지 발전에 적용되어 발전된 잉여 전력을 저장하고, 부하단의 전력량에 비해 발전량이 부족할 때 보충하는 역할을 한다.
ESS는 보통 리튬이온 배터리들을 병렬로 연결하여 사용하고 있으며, 각 배터리들에는 배터리 관리 시스템이 적용되어, 배터리의 상태를 검출하여 상위의 전력 변환 시스템과 통신한다.
통상 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System)은 전력 변환 시스템(Power Transmission system)으로부터 전원을 공급받아 동작하며, 전원을 공급받는 전원선과 통신을 위한 통신선으로 연결된다.
즉, 다수의 배터리 각각은 전력 변환 시스템과 통신선 및 전원선으로 결선되어야 하며, ESS 설치시 작업자가 각각의 선을 결선해야 한다.
이때 배터리의 수에 따라 결선 수가 증가하기 때문에 작업자의 착오에 의해 오결선되는 경우 시스템의 손상이 발생할 수 있으며, 설치 작업 시간이 지연되는 문제점이 있었다.
도 1은 종래 배터리 병렬 결선 구조를 나타낸다.
도 1을 참조하면 종래 ESS의 배터리 병렬 결선 구조는, 전력 변환 시스템(100)과, 다수의 배터리 관리 시스템(200)의 전원선 및 통신선의 연결 구조를 나타낸다.
상기 전력 변환 시스템(100)은 PV 또는 전력망의 전력을 다수의 배터리 관리 시스템(200)에 공급하기 위한, 전원공급부(110)와, 각 배터리 관리 시스템(200)과의 통신을 위한 마스터 통신부(120)를 포함한다.
또한 다수의 배터리 관리 시스템(200) 각각은, 상기 전원공급부(110)로부터 병렬전원선(300)을 통해 전원을 공급받는 전원부(210)와, 상기 마스터 통신부(120)와 병렬통신선(400)으로 연결되어 배터리 상태 등의 정보를 제공하는 슬레이브 통신부(220)와, 상기 슬레이브 통신부(220)의 아이디 설정을 위한 스위치(230)를 포함한다.
이와 같은 구조의 종래 결선 방법에 대하여 좀 더 상세히 설명한다.
전력 변환 시스템(100)은 PV와 배터리(500) 사이의 DC/DC 또는 전력망과 배터리(500) 사이의 AC/DC 전력을 변환하는 시스템이며, 앞서 설명한 바와 같이 각 배터리 관리 시스템(200)에 전원을 공급하기 전원공급부(110)를 포함한다.
전원공급부(110)의 전원은 병렬전원선(300)을 통해 각 저장장치의 배터리(500)를 관리하는, 배터리 관리 시스템(200)의 전원부(210)에 공급된다.
또한, 전력 변환 시스템(100)은 마스터 통신부(120)를 통해 배터리 관리 시스템(200)의 슬레이브 통신부(220)들과 유선 통신을 하여, 배터리(500)의 상태 정보를 확인할 수 있으며, 이를 위하여 병렬통신선(400)이 마스터 통신부(120)와 슬레이브 통신부(220) 사이에 결선된다.
이때, 작업자는 스위치(230)를 조작하여, 각 슬레이브 통신부(220)의 ID를 설정한다.
상기 전력 변환 시스템(100)과 배터리 관리 시스템(200)의 사이에는 배터리 관리 시스템(200)의 수 만큼의 병렬통신선(400)이 필요하며, 작업자는 각 병렬통신선(400)을 결선하는 작업을 해야한다.
즉, 작업시간이 많이 소요되며, 전력 변환 시스템(100)과 배터리 관리 시스템(200) 사이의 거리가 멀거나, 배터리 관리 시스템(200)의 수가 많은 경우에는 작업의 복잡성이 더 증가하게 된다.
따라서 작업자가 오결선을 하는 경우가 빈번하게 발생하고 있으며, 오결선에 의해 제품이 손상되거나, 오류가 발생할 수 있으며, 통신 오류의 발생시 원인을 찾고 오류를 해소하기 위한 작업도 매우 어렵고 복잡한 작업이 된다.
상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 오결선을 방지할 수 있는 결선 구조를 제공함에 있다.
또한, 본 발명은 마스터 시스템인 전력 변환 시스템으로부터 슬레이브 시스템인 배터리 관리 시스템의 연결에 필요한 케이블을 간소화할 수 있으며, 스위치를 사용하지 않고도 ID를 자동으로 설정할 수 있는 에너지 저장 시스템의 배터리 병렬 결선 구조를 제공함에 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명 에너지 저장 시스템의 배터리 병렬 결선 구조는, 다수의 전원선들 중 하나의 전원선을 선택하여 전원을 공급하는 전력 변환부와, 상기 전력 변환부에 순차적으로 연결되어 상기 전원선들 중 선택된 하나의 전원선을 통해 선택적으로 공급된 전원에 의해 동작하는 다수의 배터리 관리부를 포함하되, 상기 전력 변환부는 전원출력포트를 포함하고, 상기 배터리 관리부들 각각은 전원입력포트와 전원출력포트를 포함하며, 상기 배터리 관리부의 전원입력포트와 전원출력포트는 하나의 전원공급포트와 다수의 바이패스포트를 포함하고, 상기 전원입력포트의 바이패스포트들 중 하나가 상기 전원출력포트의 전원공급포트에 연결되도록 내부 결선된 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 전력 변환부는, 전원을 공급하는 전원공급부와, 상기 전원공급부의 전원을 상기 전력 변환부의 전원출력포트에 연결된 다수의 전원선 중 하나를 선택하여 출력하는 선택부와, 상기 선택부에 의해 선택되어 전원이 공급되는 배터리 관리부와 통신하는 마스터 통신부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 배터리 관리부의 내부 결선은, 배터리 관리부의 전원입력포트의 번호에서 규칙에 따라 시프트된 위치의 배터리 관리부의 전원출력포트에 결선될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 시프트의 규칙은, 모든 상기 배터리 관리부들의 내부 결선이 동일한 구성이며, 상기 배터리 관리부들 사이의 외부 결선은 포트 번호가 동일한 포트들 사이에 결선될 수 있도록 시프트 될 수 있다.
본 발명은 전력 변환 시스템의 마스터 통신부에서 선택가능한 통신선을 첫 번째 배터리 관리 시스템에 연결하고, 배터리 관리 시스템의 내부에서 입력단과 출력단의 결선을 정해진 규칙에 따라 시프트하는 방식을 사용함으로써, 오결선을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 결선 작업을 단순화하여 작업시간은 단축할 수 있으며, 통신선 및 전원선의 복잡도를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 에너지 저장 시스템의 배터리 병렬 결선 구조도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 배터리 병렬 결선 구조도이다.
도 3은 도 2에서 배터리 관리부의 내부 결선 상세도이다.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시 예에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성요소는 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.
'제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 위 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어는 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 배터리 병렬 결선 구조도이다.
도 2를 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 배터리 병렬 결선 구조는, 마스터 장치인 전력 변환부(10)에서 슬레이브 장치인 배터리 관리부(20, 30, 40)의 수 만큼의 전원라인(P1~P3)을 이용하여 각 배터리 관리부(20, 30, 40)에 전원을 공급하는 구성이다.
배터리 관리부(20, 30, 40)의 수는 에너지 저장 시스템의 규모에 따라 임의로 결정되는 것이며, 본 발명에서는 설명의 편의를 위하여 3개의 배터리 관리부(20, 30, 40)를 도시하고, 설명한다.
이때 배터리 관리부(20, 30, 40)의 내부에는 전원입력포트(23, 33, 43)와 전원출력포트(24, 34, 44)를 포함하며, 내부의 결선이 전원입력포트의 위치와 전원출력포트의 위치가 일정한 기준을 통해 시프트되어 다른 위치에 연결되도록 결선되어 있다.
이와 같은 구성을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
전력 변환부(10)는 각 배터리 관리부(20,30,40)에 전원을 공급하기 위한 전원공급부(11)와, 상기 배터리 관리부(20,30,40)와 통신을 위한 마스터 통신부(12)를 포함한다.
상기 전원공급부(11)의 전원라인은 선택부(13)를 통해 선택 및 분기되어 전원출력포트(14)를 통해 첫번째 배터리 관리부(20)의 전원입력포트(23)로 공급된다.
이때 전원출력포트(14)의 포트 수는 배터리 관리부(20,30,40)의 수와 같은 것으로 한다.
선택부(13)는 제어기(도면 미도시)에 의해서 선택적으로 스위칭 제어되는 병렬 연결된 트랜지스터들이거나 그에 준하는 스위칭 소자들일 수 있다.
따라서 선택부(13)에 의해 전원이 공급되는 배터리 관리부(20, 30, 40)가 결정되며, 제어기는 마스터 통신부(12)에 현재 어느 배터리 관리부(20,30,40)에 전원이 공급되는지 확인시켜, 통신이 이루어지는 슬레이브 통신부(22, 32, 42)를 특정할 수 있다.
즉, 작업자가 슬레이브 통신부 각각의 아이디를 설정하지 않더라도, 자동으로 슬레이브 통신부(22, 32, 42)를 인식할 수 있게 된다.
상기 전원출력포트(14)는 제1 내지 제3포트(14a, 14b, 14c)를 포함하며, 제1 내지 제3포트(14a, 14b, 14c)에는 각각 제1 내지 제3전원선(P1, P2, P3)이 연결된다.
상기 전력 변환부(10)에 연결되는 첫 번째 배터리 관리부(20)의 전원입력포트(23)에도 제1 내지 제3포트(23a, 23b, 23c)가 있으며, 각각 제1 내지 제3전원선(P1, P2, P3)가 순서대로 연결된다.
즉, 작업자는 제1 내지 제3전력선(P1~P3)을 이용하여 전력 변환부(10)의 전원출력포트(14)의 포트 번호와 동일한 번호의 배터리 관리부(20)의 전원입력포트(23)의 포트들을 연결한다.
따라서 결선 과정에서 혼동의 발생을 줄일 수 있으며, 쉽게 결선이 가능하다.
상기 배터리 관리부(20)는 전원입력포트(23)와 전원출력포트(24)를 포함하며, 전원입력포트(23)와 전원출력포트(24) 사이에 결선이 이루어진다.
상기 배터리 관리부(20)의 전원입력포트(23)의 제1포트(23a)를 통해 입력된 전원은 배터리 관리부(20)에 전원을 공급하는 전원부(21)에 공급되며, 다른 포트인 제2포트 및 제3포트(23b, 23c)를 통해 입력된 전원들은 배터리 관리부(20)를 바이패스하여 후단은 배터리 관리부(30,40)들에 각각 제공되도록 하기 위해, 전원출력포트(24)에 내부 결선을 통해 연결된다.
도 3은 배터리 관리부(20)의 내부 결선 상세도이다.
도 3을 참조하면 앞서 언급한 바와 같이 제1포트(23a)를 통해 입력된 전원은 배터리 관리부(20)에 전원을 공급하는 전원부(21)에 공급된다.
제2포트(23b)를 통해 입력된 전원은 내부 결선을 따라 전원출력포트(24)에 연결되는데 이때의 연결은 제2포트(23b)의 번호에서 1을 감한 전원출력포트(24)의 포트 위치에 결선된다.
즉, 전원입력포트(23)의 제2포트(23b)는 전원출력포트(24)의 제1포트(24a)에 결선되고, 마찬가지로 전원입력포트(23)의 제3포트(23c)는 전원출력포트(24)의 제2포트(24b)에 결선된다.
따라서 전원출력포트(24)의 제3포트(24c)는 전원이 연결되지 않은(not connect, NC로 표기) 상태가 된다.
이와 같은 배터리 관리부(20)의 내부 결선에 의하여 전력 변환부(10)와 배터리 관리부(20) 사이의 결선과 같이 배터리 관리부(20)들 사이의 결선도 동일 포트번호간의 연결로서 단순화된다.
즉, 두 번째 배터리 관리부(30)의 전원입력포트(33)는 첫 번째 배터리 관리부(20)의 전원출력포트(24)와 제1 내지 제3전원선(P1~P3)에 의해 연결되며, 이때 동일 번호의 포트간 결선이 이루어진다.
구체적으로 제1전원선(P1)에 의해 배터리 관리부(20)의 전원출력포트(24)의 제1포트(24a)와 배터리 관리부(30)의 전원입력포트(33)의 제1포트(33a)가 연결되며, 제2전원선(P2)에 의해 배터리 관리부(20)의 전원출력포트(24)의 제2포트(24b)와 배터리 관리부(30)의 전원입력포트(33)의 제2포트(33b)가 연결된다.
또한, 제3전원선(P3)에 의해 배터리 관리부(20)의 전원출력포트(24)의 제3포트(24c)와 배터리 관리부(30)의 전원입력포트(33)의 제3포트(33c)가 연결된다.
이처럼 본 발명은 동일 번호(또는 동일 위치)의 포트를 서로 연결하는 결선 작업이 이루어지게 되며, 따라서 결선 작업이 매우 용이하게 된다.
상기 두 번째 배터리 관리부(30) 역시 배터리 관리부(20)와 내부의 구조는 동일하다.
전원입력포트(33)의 제1포트(33a)를 통해 공급된 전원은 전원부(31)에 공급되며, 제2포트(33b)를 통해 공급된 전원은 내부 결선을 통해 전원출력포트(34)의 제1포트(34a)를 통해 출력된다.
또한, 제3포트(33c)는 전원출력포트(34)의 제2포트(34b)에 연결되며, 전원출력포트(34)의 제3포트(34c)는 연결되지 않은 상태가 된다.
이와 같은 과정을 일반화하여 설명하면 전원입력포트(33)의 제1포트(33a)는 전원부(31)에 전원을 공급하기 위한 전원공급포트이며, 나머지 포트들은 바이패스 포트로서 차순의 배터리 관리부의 전원공급포트에 연결을 위하여 내부 결선이 시프트된 상태로 정의될 수 있다.
따라서 모든 배터리 관리부(20)는 동일한 구조로 대량 생산될 수 있으며, 외부의 결선 또한 모두 공통적인 방식으로 이루어질 수 있다.
마지막으로, 두 번째 배터리 관리부(30)의 전원출력포트(34)의 제1포트(34a)는 세 번째 배터리 관리부(40)의 전원입력포트(43)의 제1포트(43a)와 전원선으로 연결되고, 동일한 방식으로 제2포트(34b, 43b)간, 제포트(34c, 43c)간의 결선이 이루어진다.
전원공급포트인 전원입력포트(43)의 제1포트(43a)에는 전원부(41)가 연결되어, 상기 선택부(13)의 스위칭 변환에 따라 전원이 공급된다.
상기 배터리 관리부(40)의 내부 결선 또한 이전에 설명된 두 배터리 관리부(20,30)와 동일하나, 전원출력포트(44)에는 모두 전원이 연결되지 않은 상태가 된다.
위에서는 전원선의 결선에 대하여 설명하였으며, 통신을 위한 통신선(C1,C2)은 전력 변환부(10)의 통신포트(15)와 첫 번째 배터리 관리부(20)의 제1통신포트(25)가 연결되며, 또한 배터리 관리부(20)의 제2통신포트(26)로 직결된다.
이때 배터리 관리부(20)의 슬레이브 통신부(22)는 내부 결선에 의해 분기된 통신선에 연결된다.
따라서 통신선 역시 각 통신포트의 동일 번호(또는 위치)의 포트간 연결을 통해 혼동 없이 용이하게 연결할 수 있다.
배터리 관리부(20)들의 내부 통신 결선은 내부 전원 결선과는 다르게 시프트 없이 동일 번호 포트간 연결된 구조를 갖는다.
이와 같은 구성에서 전력 변환부(10)가 첫 번째 위치의 배터리 관리부(20)와 통신할 필요가 있을 때, 선택부(13)를 통해 제1전원선(P1)에 전원을 공급하고, 제2전원선(P2) 및 제3전원선(P3)에는 전원이 공급되지 않도록 한다.
따라서, 전원선(P1)를 통해 전원부(21)에 전원이 공급된 배터리 관리부(20)가 동작된다.
전원이 공급된 배터리 관리부(20)의 슬레이브 통신부(22)는 별도의 ID 설정이 없더라도, 전력 변환부(10)의 마스터 통신부(12)와 통신을 수행할 때 식별이 가능하다.
이는 전력 변환부(10)의 선택부(13)를 제어하는 제어기와 마스터 통신부(12) 간의 통신 또는 설정 공유를 통해 가능하게 된다.
따라서 본 발명은 작업자가 별도로 슬레이브 통신부(22)의 ID를 설정할 필요 없이 자동으로 설정되기 때문에 오류의 발생 가능성을 줄일 수 있게 된다.
선택부(13)의 전원공급 상태가 변경되어 제2전원선(P2)을 통해 전원이 공급되고, 제1전원선(P1)과 제3전원선(P3)에 공급되는 전원이 차단되면, 두 번째 위치하는 배터리 관리부(30)에 전원이 공급된다.
상기 제2전원선(P2)은 전력 변환부(10)의 전원출력포트(14)의 두 번째 포트인 제2포트(14b)에 일단이 연결되며, 타단은 첫 번째 배터리 관리부(20)의 전원입력포트(23)의 제2포트(23b)에 연결된다.
이는 배터리 관리부(20)의 내부 결선의 시프트에 의해 배터리 관리부(20)의 전원출력포트(24)의 제1포트(24a)에 연결되며, 작업자가 연결하는 외부 결선은 포트 번호가 동일한 포트간 연결이 이루어지기 때문에 배터리 관리부(30)의 전원입력포트(33)의 제1포트(33a)에 연결된다.
따라서 배터리 관리부(30)의 전원부(31)에 전원이 공급되고, 배터리 관리부(30)의 슬레이브 통신부(32)와 전력 변환부(10)의 마스터 통신부(12) 간에 통신이 이루어지며, 이때 역시 별도의 ID 설정 없이도 현재의 통신이 배터리 관리부(30)의 슬레이브 통신부(32)와 이루어지고 있음을 확인할 수 있다.
이처럼 본 발명은 작업자에 의해 수행되는 외부 결선이 동일 포트 번호간의 결선으로 이루어지기 때문에 결선 작업의 편의성을 향상시켜, 혼동을 줄이고 작업시간을 단축할 수 있으며, 아이디를 각각 설정할 필요도 없기 때문에 작업자의 설정 오류에 따른 통신 오류의 발생을 방지할 수 있게 된다.
세 번째 위치하는 배터리 관리부(40)의 동작은 앞서 설명한 두 배터리 관리부(40)의 동작으로부터 쉽게 이해될 수 있으므로, 그 동작의 설명은 생략하기로 한다.
이상에서 본 발명에 따른 실시 예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
10:전력변환부 11:전원공급부
12:마스터 통신부 13:선택부
14, 24, 34, 44:전원출력포트
20, 30, 40:배터리 관리부 21, 31, 41:전원부
22, 32, 42:슬레이브 통신부
23, 33, 43:전원입력포트
25, 35, 45:제1통신포트
26, 36, 46:제2통신포트

Claims (4)

  1. 다수의 전원선들 중 하나의 전원선을 선택하여 전원을 공급하는 전력 변환부; 및
    상기 전력 변환부에 순차적으로 연결되어 상기 전원선들 중 선택된 하나의 전원선을 통해 선택적으로 공급된 전원에 의해 동작하는 다수의 배터리 관리부를 포함하되,
    상기 전력 변환부는 전원출력포트를 포함하고, 상기 배터리 관리부들 각각은 전원입력포트와 전원출력포트를 포함하며,
    상기 배터리 관리부의 전원입력포트와 전원출력포트는 하나의 전원공급포트와 다수의 바이패스포트를 포함하고,
    상기 전원입력포트의 바이패스포트들 중 하나가 상기 전원출력포트의 전원공급포트에 연결되도록 내부 결선된 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템의 배터리 병렬 결선 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전력 변환부는,
    전원을 공급하는 전원공급부;
    상기 전원공급부의 전원을 상기 전력 변환부의 전원출력포트에 연결된 다수의 전원선 중 하나를 선택하여 출력하는 선택부; 및
    상기 선택부에 의해 선택되어 전원이 공급되는 배터리 관리부와 통신하는 마스터 통신부를 포함하는 에너지 저장 시스템의 배터리 병렬 결선 구조.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 배터리 관리부의 내부 결선은,
    배터리 관리부의 전원입력포트의 번호에서 규칙에 따라 시프트된 위치의 배터리 관리부의 전원출력포트에 결선되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템의 배터리 병렬 결선 구조.
  4. 제3항에 있어서,
    시프트의 규칙은,
    모든 상기 배터리 관리부들의 내부 결선이 동일한 구성이며,
    상기 배터리 관리부들 사이의 외부 결선은 포트 번호가 동일한 포트들 사이에 결선될 수 있도록 시프트 되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템의 배터리 병렬 결선 구조.
KR1020200175474A 2020-12-15 2020-12-15 에너지 저장 시스템의 배터리 병렬 결선 구조 KR102534214B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200175474A KR102534214B1 (ko) 2020-12-15 2020-12-15 에너지 저장 시스템의 배터리 병렬 결선 구조
US18/256,337 US20240039298A1 (en) 2020-12-15 2021-11-18 Battery parallel wire connection structure of energy storage system
AU2021400533A AU2021400533B2 (en) 2020-12-15 2021-11-18 Battery parallel wire connection structure of energy storage system
PCT/KR2021/016955 WO2022131588A1 (ko) 2020-12-15 2021-11-18 에너지 저장 시스템의 배터리 병렬 결선 구조
EP21906893.9A EP4266531A1 (en) 2020-12-15 2021-11-18 Battery parallel wire connection structure of energy storage system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200175474A KR102534214B1 (ko) 2020-12-15 2020-12-15 에너지 저장 시스템의 배터리 병렬 결선 구조

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220085423A KR20220085423A (ko) 2022-06-22
KR102534214B1 true KR102534214B1 (ko) 2023-05-17

Family

ID=82057853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200175474A KR102534214B1 (ko) 2020-12-15 2020-12-15 에너지 저장 시스템의 배터리 병렬 결선 구조

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240039298A1 (ko)
EP (1) EP4266531A1 (ko)
KR (1) KR102534214B1 (ko)
AU (1) AU2021400533B2 (ko)
WO (1) WO2022131588A1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120242290A1 (en) 2010-08-31 2012-09-27 Jun Asakura Battery power supply device and battery power supply system
KR101926195B1 (ko) 2012-07-09 2019-02-26 에스케이이노베이션 주식회사 병렬 팩 배터리 시스템의 릴레이 융착 관리 장치 및 그 방법
KR102127888B1 (ko) 2019-10-08 2020-06-29 주식회사 엠알티 다중 입력 지락 및 단락 차단 스위치를 적용한 에너지저장장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011134500A1 (en) * 2010-04-27 2011-11-03 Abb Technology Ag An energy storage device for a power compensator and a method for control thereof
US20130015805A1 (en) * 2010-06-04 2013-01-17 Triune Ip Llc Energy storage element link and monitor
US9537328B2 (en) * 2013-05-23 2017-01-03 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery management system and method of driving the same
JP6158099B2 (ja) * 2014-01-07 2017-07-05 株式会社日立製作所 電力変換装置およびその制御方法
CN107820658B (zh) * 2015-06-30 2021-05-11 株式会社杰士汤浅国际 控制装置和方法、蓄电装置和系统、移动体及备用电源

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120242290A1 (en) 2010-08-31 2012-09-27 Jun Asakura Battery power supply device and battery power supply system
KR101926195B1 (ko) 2012-07-09 2019-02-26 에스케이이노베이션 주식회사 병렬 팩 배터리 시스템의 릴레이 융착 관리 장치 및 그 방법
KR102127888B1 (ko) 2019-10-08 2020-06-29 주식회사 엠알티 다중 입력 지락 및 단락 차단 스위치를 적용한 에너지저장장치

Also Published As

Publication number Publication date
EP4266531A1 (en) 2023-10-25
WO2022131588A1 (ko) 2022-06-23
US20240039298A1 (en) 2024-02-01
AU2021400533B2 (en) 2024-06-13
KR20220085423A (ko) 2022-06-22
AU2021400533A1 (en) 2023-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102687362B (zh) 优化配电单元中电力负载的系统与方法
KR20020007131A (ko) 전원 시스템
US10615589B2 (en) Digital LOP utilizing integrated module and motor control center system including same
US11904782B2 (en) Production method for a vehicle network of a vehicle, and vehicle network
CA3131164C (en) Centralized ecu development and test system
KR20220147340A (ko) PoE 기반 IoT 시스템용 네트워크 스위치 순차제어 시스템 및 그 방법
CN102931661B (zh) 兼容多种电网制式的交流配电方法和电源接线装置
CN105140905A (zh) 一种电信设备、供电系统及供电实现方法
KR102534214B1 (ko) 에너지 저장 시스템의 배터리 병렬 결선 구조
CN113611927A (zh) 储能电池簇系统及热管理方法
CN105074593B (zh) Plc系统
CN216286239U (zh) 一种96通道一体式总线io模块
CN101667168A (zh) 多功能单片机的实验开发板
CN112751412A (zh) 一种通信电源系统
KR102534217B1 (ko) 에너지 저장 시스템의 통신 아이디 설정 장치
CN104065156A (zh) 一种2n电源系统的并联交叉输入接线装置
CN105305513A (zh) 一种多路输出的电源系统及其构建和控制方法
CN110667382B (zh) 农业机械供电方法和系统
CN209911827U (zh) 一种用于电厂dcs系统的卡件通道自动校验装置
CN114506236A (zh) 一种并联充电系统及其控制方法
JP2022531545A (ja) 太陽光発電パネルの診断モジュール
CN209962121U (zh) 一种矿用本质安全型可控模拟电流输出电路
CN210725499U (zh) 一种pcb电路板
CN210693964U (zh) 中间连接装置及维护设备
CN212391713U (zh) 硫化机IO-Link总线控制系统

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant