KR102562598B1 - System and method for operating battery racks - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에너지 저장 시스템에서 사용되는 배터리랙에 전압 불균형이 발생한 경우에, 그 전압 불균형이 발생한 배터리랙을 그리드에서 강제적으로 탈락시킨 뒤 자체적으로 전압 밸런싱이 이루어지도록 함으로써, 에너지 저장 시스템의 효율을 향상시킬 수 있도록 한 배터리랙의 운영 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention, when a voltage imbalance occurs in a battery rack used in an energy storage system, improves the efficiency of the energy storage system by forcibly removing the battery rack in which the voltage imbalance occurs from the grid and then self-balancing the voltage It relates to an operating system and method of a battery rack that can be used.

Description

배터리랙의 운영 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR OPERATING BATTERY RACKS}Battery rack operating system and method {SYSTEM AND METHOD FOR OPERATING BATTERY RACKS}

본 발명은 에너지 저장 시스템(ESS: Energy Storage System)에서 사용되는 배터리랙의 운영 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an operating system and method for a battery rack used in an energy storage system (ESS).

일반적으로, 에너지 저장 시스템은 발전소에서 과잉 생산된 전력을 저장해 두었다가 수요 패턴에 맞게 전력을 공급하는 시스템을 말한다. 보다 구체적으로, 에너지 저장 시스템은 발전소에서 생산한 전력을 가정이나 공장 등에 바로 공급하지 않고, 배터리랙과 같은 대형 에너지 저장 수단에 전력을 저장해 두었다가, 이후 전력 공급이 필요한 시기에 가정이나 공장 등에 전력을 공급하도록 구성되어 있다.In general, an energy storage system refers to a system that stores excessively produced power from a power plant and supplies power according to a demand pattern. More specifically, the energy storage system does not directly supply power generated by a power plant to homes or factories, but stores the power in large energy storage means such as battery racks, and then supplies power to homes or factories when power is needed. configured to supply.

에너지 저장 시스템은 최근에 급부상한 스마트 그리드(Smart Grid)의 구축에 있어서 반드시 필요한 핵심 기술이다. 스마트 그리드란 발전-송전-판매의 단계로 이루어지던 기존의 단방향 전력망에 정보 기술을 접목하여 전력 공급자와 소비자가 양방향으로 실시간 정보를 교환함으로써 에너지 효율을 최적화하는 지능형 전력망을 가리킨다.An energy storage system is a key technology that is essential for the construction of a recently emerging smart grid. Smart Grid refers to an intelligent power grid that optimizes energy efficiency by exchanging real-time information between power suppliers and consumers by grafting information technology onto the existing one-way power grid, which was performed in the stages of generation-transmission-sale.

에너지 저장 시스템은 다수의 배터리랙과 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System)을 포함하는 배터리랙의 운영 시스템, 전력 변환 시스템(PCS: Power Conversion System), 그리고 에너지 관리 시스템(EMS: Energy Management System)을 포함한다. 여기서, 다수의 배터리랙은 에너지를 충전하여 저장하고 필요시 에너지를 방전하여 출력하기 위한 것이고, 배터리 관리 시스템은 다수의 배터리랙을 관리하기 위한 것이다.The energy storage system includes a number of battery racks and a battery management system (BMS: Battery Management System) including a battery rack operating system, a power conversion system (PCS: Power Conversion System), and an energy management system (EMS: Energy Management System). includes Here, the plurality of battery racks are for charging and storing energy and discharging and outputting energy when necessary, and the battery management system is for managing a plurality of battery racks.

배터리랙의 운영 시스템은 통상적으로 릴레이를 통해 그리드에 서로 병렬로 연결되는 다수의 배터리랙을 포함하며, 여기서 다수의 배터리랙 각각은 다수의 배터리 트레이를 포함하고, 각각의 배터리 트레이는 다수의 배터리셀을 포함한다. 그리고 배터리랙의 운영 시스템에서 트레이 BMS는 각 배터리 트레이마다 구비되어 다수의 배터리셀을 관리하고, 랙 BMS는 각 배터리랙마다 구비되어 배터리랙을 관리하며, 마스터 BMS는 다수의 배터리랙을 관리한다. The operating system of the battery rack typically includes a plurality of battery racks connected to each other in parallel to the grid through a relay, where each of the plurality of battery racks includes a plurality of battery trays, and each battery tray includes a plurality of battery cells. includes In the operating system of the battery rack, the tray BMS is provided for each battery tray to manage a plurality of battery cells, the rack BMS is provided for each battery rack to manage the battery rack, and the master BMS manages a plurality of battery racks.

통상, 배터리 트레이에 포함된 다수의 배터리셀 각각은 정격 충전량보다 높게 충전되는 경우 위험할 수 있고, 정격 충전량보다 낮게 방전되는 경우 수명이 단축될 수 있다. 이러한 배터리셀들은 여러 가지 요인에 의해 전압 불균형(또는, 충전상태의 불균형) 상태에 놓이게 되는데, 주로 배터리셀들을 반복적으로 충방전하는 중에 전압 불균형이 발생하며, 전압 불균형이 발생하게 되면 그리드를 통해 가정이나 공장 등에 전력을 공급할 수 있는 용량에 제한이 가해지게 된다.In general, each of a plurality of battery cells included in the battery tray may be dangerous when charged higher than the rated charge amount, and life may be shortened when discharged lower than the rated charge amount. These battery cells are placed in a voltage imbalance (or state of charge imbalance) due to various factors. Voltage imbalance occurs mainly during repetitive charging and discharging of the battery cells. There will be a limit on the capacity that can supply power to plants or factories.

이에 따라, 종래 배터리랙의 운영 시스템에서는, 시스템을 가동하는 중에 배터리셀들에 전압 불균형이 발생할 경우 시스템의 가동을 멈춘 뒤 배터리셀들의 전압 밸런싱을 수행하였고, 전압 밸런싱이 완료된 후에야 비로소 시스템을 재가동하는 방법을 취하고 있었다. 하지만 이 경우에는 배터리셀들의 전압 밸런싱이 모두 끝날 때까지 시스템을 가동하지 못하기 때문에, 그만큼의 시간 동안 시스템 사용이 불가하여 에너지 저장 시스템 전체의 효율을 저하시킨다는 문제점이 있었다.Accordingly, in the conventional battery rack operating system, when a voltage imbalance occurs in the battery cells while the system is operating, the system is stopped and then the voltage balancing of the battery cells is performed, and the system is restarted only after the voltage balancing is completed. was on the way However, in this case, since the system cannot be operated until the voltage balancing of the battery cells is completed, the system cannot be used for that amount of time, thereby reducing the efficiency of the entire energy storage system.

한국 등록특허공보 제1563075호(2015.10.19.)Korean Patent Registration No. 1563075 (2015.10.19.)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 에너지 저장 시스템에서 사용되는 배터리랙에 전압 불균형이 발생한 경우에, 배터리셀들의 전압 밸런싱이 시스템을 계속 가동시키면서도 이루어질 수 있도록 함으로써, 에너지 저장 시스템 전체의 효율을 향상시킬 수 있는 배터리랙의 운영 시스템 및 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and when a voltage imbalance occurs in a battery rack used in an energy storage system, the voltage balancing of battery cells can be performed while the system continues to operate, an energy storage system Its purpose is to provide a battery rack operating system and method that can improve overall efficiency.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리랙의 운영 시스템은, 각각 다수의 배터리 트레이를 가지며, 릴레이를 통해 그리드에 서로 병렬로 연결되는 다수의 배터리랙 운영 시스템으로서, 각 배터리 트레이마다 구비되며 상기 배터리 트레이에 포함된 배터리셀들의 전압을 측정하는 트레이 BMS; 각 배터리랙마다 구비되며 상기 트레이 BMS에 의해 측정된 배터리셀들의 전압을 이용하여 배터리셀들 간 전압 불균형에 관한 정보를 생성하는 랙 BMS; 및 상기 랙 BMS에 의해 생성된 전압 불균형에 관한 정보를 이용하여 그리드에서 강제 탈락시킬 배터리랙에 관한 강제 탈락 지령신호를 생성하고, 생성한 강제 탈락 지령신호를 상기 강제 탈락시킬 배터리랙에 구비된 랙 BMS에 전달하는 마스터 BMS;를 포함하며, 상기 강제 탈락 지령신호를 수신한 랙 BMS는 그리드와 배터리랙 간에 연결되어 있던 릴레이를 오프시켜 상기 배터리랙을 그리드로부터 강제 탈락시키고, 상기 강제 탈락된 배터리랙 내 배터리셀들의 전압 밸런싱을 수행시키며, 상기 강제 탈락된 배터리랙 내 배터리셀들의 전압 밸런싱이 완료된 후에, 상기 마스터 BMS가 상기 강제 탈락된 배터리랙의 전압이 나머지 배터리랙의 전압과 비교해서 동일하거나 기 설정해놓은 범위 내에 있는 것으로 판단하면, 그리드 연결 지령신호를 상기 강제 탈락된 배터리랙에 구비된 랙 BMS에 전달하고, 상기 그리드 연결 지령신호를 수신한 랙 BMS는 그리드와 상기 배터리랙 간에 오프되어 있던 릴레이를 온시켜 상기 배터리랙을 그리드에 연결시키는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the operating system of the battery rack according to an embodiment of the present invention, each having a plurality of battery trays, as a plurality of battery rack operating systems connected to each other in parallel to the grid through a relay, a tray BMS provided for each battery tray and measuring voltages of battery cells included in the battery tray; A rack BMS provided for each battery rack and generating information about voltage imbalance between battery cells using the voltages of the battery cells measured by the tray BMS; And using the information on the voltage imbalance generated by the rack BMS, a forced disconnection command signal for the battery rack to be forcibly removed from the grid is generated, and the generated forced disconnection command signal is used to generate a rack provided in the battery rack to be forcibly removed. A master BMS that transmits to the BMS, wherein the rack BMS receiving the forcibly dropped command signal turns off a relay connected between the grid and the battery rack to forcibly remove the battery rack from the grid, and the forcibly dropped battery rack Performs voltage balancing of my battery cells, and after the voltage balancing of the battery cells in the forcibly removed battery rack is completed, the master BMS determines that the voltage of the forcibly removed battery rack is the same as the voltage of the remaining battery racks or If it is determined that it is within the set range, a grid connection command signal is transmitted to the rack BMS provided in the forcibly removed battery rack, and the rack BMS receiving the grid connection command signal is a relay that has been turned off between the grid and the battery rack. It is characterized in that by turning on to connect the battery rack to the grid.

여기서, 상기 트레이 BMS와 상기 랙 BMS는 통신으로 연결되고, 상기 랙 BMS와 상기 마스터 BMS 역시 통신을 통해 연결되는 것을 특징으로 한다.Here, the tray BMS and the rack BMS are connected through communication, and the rack BMS and the master BMS are also connected through communication.

여기서, 상기 그리드에서 강제 탈락시킬 배터리랙의 개수에 관한 정보는 상기 마스터 BMS에 기 설정되어 있으며, 상기 마스터 BMS는 상기 강제 탈락시킬 배터리랙의 개수에 관한 정보에 기초해서 상기 강제 탈락 지령신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.Here, information on the number of battery racks to be forcibly removed from the grid is preset in the master BMS, and the master BMS generates the forcible removal command signal based on the information on the number of battery racks to be forcibly removed from the grid. It is characterized by doing.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리랙의 운영 시스템은, 각각 다수의 배터리 트레이를 가지며, 릴레이를 통해 그리드에 서로 병렬로 연결되는 다수의 배터리랙 운영 시스템으로서, 각 배터리 트레이마다 구비되며 상기 배터리 트레이에 포함된 배터리셀들의 전압을 측정하는 트레이 BMS; 각 배터리랙마다 구비되며 상기 트레이 BMS에 의해 측정된 배터리셀들의 전압을 이용하여 배터리셀들 간 전압 불균형에 관한 정보를 생성하는 랙 BMS; 및 상기 랙 BMS에 의해 생성된 전압 불균형에 관한 정보를 이용하여 그리드에서 강제 탈락시킬 배터리랙에 관한 강제 탈락 지령신호를 생성하고, 생성한 강제 탈락 지령신호를 상기 강제 탈락시킬 배터리랙에 구비된 랙 BMS에 전달하는 마스터 BMS;를 포함하고, 상기 강제 탈락 지령신호를 수신한 랙 BMS는 그리드와 배터리랙 간에 연결되어 있던 릴레이를 오프시켜 상기 배터리랙을 그리드로부터 강제 탈락시키고, 상기 강제 탈락된 배터리랙 내 배터리셀들의 전압 밸런싱을 수행시키며, 상기 강제 탈락된 배터리랙 내 배터리셀들의 전압 밸런싱이 수행되는 중에, 상기 마스터 BMS는 그리드 연결 지령신호를 상기 강제 탈락된 배터리랙에 구비된 랙 BMS에 전달하고, 상기 그리드 연결 지령신호를 수신한 랙 BMS는 그리드와 상기 배터리랙 간에 오프되어 있던 릴레이를 온시켜 상기 배터리랙을 그리드에 연결시키는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, the operating system of the battery rack according to another embodiment of the present invention, each having a plurality of battery trays, a plurality of battery rack operating systems connected to each other in parallel to the grid through a relay A tray BMS provided for each battery tray and measuring voltages of battery cells included in the battery tray; A rack BMS provided for each battery rack and generating information about voltage imbalance between battery cells using the voltages of the battery cells measured by the tray BMS; And using the information on the voltage imbalance generated by the rack BMS, a forced drop command signal for the battery rack to be forcibly removed from the grid is generated, and the generated forced drop command signal is used to generate a rack provided in the battery rack to be forcibly removed. A master BMS transmitted to the BMS; and, receiving the forcibly dropped command signal, the rack BMS turns off a relay connected between the grid and the battery rack to forcibly remove the battery rack from the grid, and the forcibly dropped battery rack Performs voltage balancing of my battery cells, and while the voltage balancing of the battery cells in the forcibly removed battery rack is performed, the master BMS transmits a grid connection command signal to the rack BMS provided in the forcibly removed battery rack , The rack BMS receiving the grid connection command signal is characterized in that it connects the battery rack to the grid by turning on a relay that was off between the grid and the battery rack.

여기서, 상기 트레이 BMS와 상기 랙 BMS는 통신으로 연결되고, 상기 랙 BMS와 상기 마스터 BMS 역시 통신을 통해 연결되는 것을 특징으로 한다.Here, the tray BMS and the rack BMS are connected through communication, and the rack BMS and the master BMS are also connected through communication.

여기서, 상기 그리드에서 강제 탈락시킬 배터리랙의 개수에 관한 정보는 상기 마스터 BMS에 기 설정되어 있으며, 상기 마스터 BMS는 상기 강제 탈락시킬 배터리랙의 개수에 관한 정보에 기초해서 상기 강제 탈락 지령신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.Here, information on the number of battery racks to be forcibly removed from the grid is preset in the master BMS, and the master BMS generates the forcible removal command signal based on the information on the number of battery racks to be forcibly removed from the grid. It is characterized by doing.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리랙의 운영 방법은, 각각 다수의 배터리 트레이를 가지며, 릴레이를 통해 그리드에 서로 병렬로 연결되는 다수의 배터리랙 운영 방법으로서, 각 배터리 트레이마다 구비된 트레이 BMS가 상기 배터리 트레이에 포함된 배터리셀들의 전압을 측정하는 단계; 각 배터리랙마다 구비된 랙 BMS가 상기 트레이 BMS에 의해 측정된 배터리셀들의 전압을 이용하여 배터리셀들 간 전압 불균형에 관한 정보를 생성하고, 생성한 전압 불균형에 관한 정보를 마스터 BMS에 전달하는 단계; 상기 마스터 BMS가 상기 전압 불균형에 관한 정보를 이용하여 그리드에서 강제 탈락시킬 배터리랙에 관한 강제 탈락 지령신호를 생성하고, 생성한 강제 탈락 지령신호를 상기 강제 탈락시킬 배터리랙에 구비된 랙 BMS에 전달하는 단계; 상기 강제 탈락 지령신호를 수신한 랙 BMS가 그리드와 배터리랙 간에 연결되어 있던 릴레이를 오프시켜 상기 배터리랙을 그리드로부터 강제 탈락시키는 단계; 상기 강제 탈락 지령신호를 수신한 랙 BMS가 상기 강제 탈락된 배터리랙 내 배터리셀들의 전압 밸런싱을 수행시키는 단계; 상기 강제 탈락된 배터리랙 내 배터리셀들의 전압 밸런싱이 완료된 후에, 상기 마스터 BMS가 상기 강제 탈락된 배터리랙의 전압이 나머지 배터리랙의 전압과 비교해서 동일하거나 기 설정해놓은 범위 내에 있는 것으로 판단하면, 그리드 연결 지령신호를 상기 강제 탈락된 배터리랙에 구비된 랙 BMS에 전달하는 단계; 및 상기 그리드 연결 지령신호를 수신한 랙 BMS가 그리드와 상기 배터리랙 간에 오프되어 있던 릴레이를 온시켜 상기 배터리랙을 그리드에 연결시키는 단계;를 포함한다.In order to achieve the above object, a method of operating a battery rack according to an embodiment of the present invention is a method of operating a plurality of battery racks each having a plurality of battery trays and connected in parallel to each other in a grid through a relay, measuring voltages of battery cells included in the battery tray by a tray BMS provided for each battery tray; A rack BMS provided for each battery rack generates information on voltage imbalance between battery cells using the voltages of the battery cells measured by the tray BMS, and forwards the information on the generated voltage imbalance to the master BMS. ; The master BMS generates a forced detachment command signal for the battery rack to be forcibly removed from the grid using the voltage imbalance information, and transmits the generated forced detachment command signal to the rack BMS provided in the battery rack to be forcibly removed. doing; Forcibly removing the battery rack from the grid by turning off a relay connected between the grid and the battery rack by the rack BMS receiving the forced detachment command signal; Performing voltage balancing of battery cells in the forcibly removed battery rack by the rack BMS receiving the forcibly removed command signal; After the voltage balancing of the battery cells in the forcibly removed battery rack is completed, when the master BMS determines that the voltage of the forcibly removed battery rack is equal to or within a preset range compared to the voltage of the remaining battery racks, the grid Transmitting a connection command signal to a rack BMS provided in the forcibly removed battery rack; and connecting the battery rack to the grid by turning on a relay that has been turned off between the grid and the battery rack by the rack BMS receiving the grid connection command signal.

여기서, 상기 트레이 BMS와 상기 랙 BMS는 통신으로 연결되고, 상기 랙 BMS와 상기 마스터 BMS 역시 통신을 통해 연결되는 것을 특징으로 한다.Here, the tray BMS and the rack BMS are connected through communication, and the rack BMS and the master BMS are also connected through communication.

여기서, 상기 그리드에서 강제 탈락시킬 배터리랙의 개수에 관한 정보는 상기 마스터 BMS에 기 설정되어 있으며, 상기 마스터 BMS는 상기 강제 탈락시킬 배터리랙의 개수에 관한 정보에 기초해서 상기 강제 탈락 지령신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.Here, information on the number of battery racks to be forcibly removed from the grid is preset in the master BMS, and the master BMS generates the forcible removal command signal based on the information on the number of battery racks to be forcibly removed from the grid. It is characterized by doing.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리랙의 운영 방법은, 각각 다수의 배터리 트레이를 가지며, 릴레이를 통해 그리드에 서로 병렬로 연결되는 다수의 배터리랙 운영 방법으로서, 각 배터리 트레이마다 구비된 트레이 BMS가 상기 배터리 트레이에 포함된 배터리셀들의 전압을 측정하는 단계; 각 배터리랙마다 구비된 랙 BMS가 상기 트레이 BMS에 의해 측정된 배터리셀들의 전압을 이용하여 배터리셀들 간 전압 불균형에 관한 정보를 생성하고, 생성한 전압 불균형에 관한 정보를 마스터 BMS에 전달하는 단계; 상기 마스터 BMS가 상기 전압 불균형에 관한 정보를 이용하여 그리드에서 강제 탈락시킬 배터리랙에 관한 강제 탈락 지령신호를 생성하고, 생성한 강제 탈락 지령신호를 상기 강제 탈락시킬 배터리랙에 구비된 랙 BMS에 전달하는 단계; 상기 강제 탈락 지령신호를 수신한 랙 BMS가 그리드와 배터리랙 간에 연결되어 있던 릴레이를 오프시켜 상기 배터리랙을 그리드로부터 강제 탈락시키는 단계; 상기 강제 탈락 지령신호를 수신한 랙 BMS가 상기 강제 탈락된 배터리랙 내 배터리셀들의 전압 밸런싱을 수행시키는 단계; 상기 강제 탈락된 배터리랙 내 배터리셀들의 전압 밸런싱이 수행되는 중에, 상기 마스터 BMS가 그리드 연결 지령신호를 상기 강제 탈락된 배터리랙에 구비된 랙 BMS에 전달하는 단계; 및 상기 그리드 연결 지령신호를 수신한 랙 BMS가 그리드와 상기 배터리랙 간에 오프되어 있던 릴레이를 온시켜 상기 배터리랙을 그리드에 연결시키는 단계;를 포함한다.In addition, in order to achieve the above object, a method of operating a battery rack according to another embodiment of the present invention, each having a plurality of battery trays, a method of operating a plurality of battery racks connected to each other in parallel to the grid through a relay As a method, the tray BMS provided for each battery tray measures the voltage of the battery cells included in the battery tray; A rack BMS provided for each battery rack generates information on voltage imbalance between battery cells using the voltages of the battery cells measured by the tray BMS, and forwards the information on the generated voltage imbalance to the master BMS. ; The master BMS generates a forced detachment command signal for the battery rack to be forcibly removed from the grid using the voltage imbalance information, and transmits the generated forced detachment command signal to the rack BMS provided in the battery rack to be forcibly removed. doing; Forcibly removing the battery rack from the grid by turning off a relay connected between the grid and the battery rack by the rack BMS receiving the forced detachment command signal; Performing voltage balancing of battery cells in the forcibly removed battery rack by the rack BMS receiving the forcibly removed command signal; Transferring, by the master BMS, a grid connection command signal to a rack BMS provided in the forcibly removed battery rack while voltage balancing of battery cells in the forcibly removed battery rack is performed; and connecting the battery rack to the grid by turning on a relay that has been turned off between the grid and the battery rack by the rack BMS receiving the grid connection command signal.

여기서, 상기 트레이 BMS와 상기 랙 BMS는 통신으로 연결되고, 상기 랙 BMS와 상기 마스터 BMS 역시 통신을 통해 연결되는 것을 특징으로 한다.Here, the tray BMS and the rack BMS are connected through communication, and the rack BMS and the master BMS are also connected through communication.

여기서, 상기 그리드에서 강제 탈락시킬 배터리랙의 개수에 관한 정보는 상기 마스터 BMS에 기 설정되어 있으며, 상기 마스터 BMS는 상기 강제 탈락시킬 배터리랙의 개수에 관한 정보에 기초해서 상기 강제 탈락 지령신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.Here, information on the number of battery racks to be forcibly removed from the grid is preset in the master BMS, and the master BMS generates the forcible removal command signal based on the information on the number of battery racks to be forcibly removed from the grid. It is characterized by doing.

본 발명에 의하면, 에너지 저장 시스템에서 사용되는 다수의 배터리랙 중 일부 배터리랙 내에 있는 배터리셀들 간 전압 불균형이 발생할 경우, 그 전압 불균형이 발생한 배터리셀들이 포함된 배터리랙을 그리드로부터 강제 탈락시켜 배터리셀들의 전압 밸런싱을 수행시키고, 나머지 배터리랙은 그리드에 그대로 연결한 채 전력을 저장하거나 공급할 수 있게 된다. 이에 따라, 배터리셀들 간 전압 불균형이 발생하더라도 배터리 운영 시스템의 가동을 멈출 필요가 없기 때문에 에너지 저장 시스템의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.According to the present invention, when a voltage imbalance occurs between battery cells in some battery racks among a plurality of battery racks used in an energy storage system, the battery racks including the battery cells in which the voltage imbalance occurs are forcibly removed from the grid to provide a battery. Voltage balancing of the cells is performed, and power can be stored or supplied while the rest of the battery rack is connected to the grid as it is. Accordingly, even if a voltage imbalance occurs between battery cells, it is not necessary to stop the operation of the battery operating system, so that the efficiency of the energy storage system can be improved.

도 1은 배터리랙의 운영 시스템에서 사용되는 배터리랙의 예시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 배터리랙에 구비되는 배터리 트레이의 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 배터리랙의 운영 시스템의 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리랙의 운영 시스템이 가동되는 모습을 설명하기 위한 설명도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리랙의 운영 시스템이 가동되는 모습을 설명하기 위한 설명도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리랙의 운영 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리랙의 운영 방법을 나타낸 흐름도이다.1 is an exemplary view of a battery rack used in the operating system of the battery rack.
2 is an exemplary view of a battery tray provided in the battery rack shown in FIG. 1 .
Figure 3 is an exemplary view of the operating system of the battery rack according to the present invention.
Figure 4 is an explanatory diagram for explaining how the operation system of the battery rack according to an embodiment of the present invention is operating.
Figure 5 is an explanatory diagram for explaining how the operation system of the battery rack according to another embodiment of the present invention is operated.
6 is a flowchart illustrating a method of operating a battery rack according to an embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method of operating a battery rack according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 배터리랙의 운영 시스템 및 방법에 대해 상세하게 설명한다. 첨부한 도면들은 통상의 기술자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 어디까지나 예시적으로 제공되는 것으로서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들로 한정되지 않고 다른 형태로 얼마든지 구체화될 수 있다. Hereinafter, the operating system and method of the battery rack according to the present invention with reference to the accompanying drawings will be described in detail. The accompanying drawings are provided by way of example in order to sufficiently convey the technical idea of the present invention to those skilled in the art, and the present invention is not limited to the drawings presented below and can be embodied in any number of other forms. there is.

도 1은 배터리랙의 운영 시스템에서 사용되는 배터리랙의 예시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 배터리랙에 구비되는 배터리 트레이의 예시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 배터리랙의 운영 시스템의 예시도이다.Figure 1 is an exemplary view of a battery rack used in the operating system of the battery rack, Figure 2 is an exemplary view of a battery tray provided in the battery rack shown in Figure 1, Figure 3 is an operating system of the battery rack according to the present invention is an example of

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리랙의 운영 시스템에서 다수의 배터리랙(100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6)은 릴레이(300)를 통해 그리드(200)에 서로 병렬로 연결되며, 각각의 배터리랙(100)은 다수의 배터리 트레이(120: 120-1, 120-2, 120-3, 120-4, 120-5, 120-6)를 포함하고, 각각의 배터리 트레이(120)는 다수의 배터리셀(125)을 포함한다. 1 to 3, a plurality of battery racks (100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100- 6) are connected in parallel to each other to the grid 200 through the relay 300, each battery rack 100 is a plurality of battery trays (120: 120-1, 120-2, 120-3, 120-4 , 120-5, 120-6), and each battery tray 120 includes a plurality of battery cells 125.

본 발명에 따른 배터리랙의 운영 시스템은 트레이 BMS(127: 127-1, 127-2, 127-3, 127-4, 127-5, 127-6), 랙 BMS(130: 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) 및 마스터 BMS(400)를 포함한다. The operating system of the battery rack according to the present invention is a tray BMS (127: 127-1, 127-2, 127-3, 127-4, 127-5, 127-6), a rack BMS (130: 130-1, 130 -2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) and the master BMS (400).

여기서, 트레이 BMS(127)는 각 배터리 트레이(120)마다 구비되며 상기 배터리 트레이(120)에 포함된 배터리셀들(125)의 전압을 측정한다. 그리고 트레이 BMS(127)에 의해 측정된 배터리셀들(125)의 전압은 트레이 BMS(127)와 통신으로 연결된 랙 BMS(130)에 전달된다. Here, the tray BMS 127 is provided for each battery tray 120 and measures the voltage of the battery cells 125 included in the battery tray 120 . The voltages of the battery cells 125 measured by the tray BMS 127 are transmitted to the rack BMS 130 connected to the tray BMS 127 through communication.

랙 BMS(130)는 각 배터리랙(100)마다 구비되며 트레이 BMS(127)에 의해 측정된 다수개 배터리셀(125)의 전압을 이용하여 배터리셀들(125) 간 전압 불균형에 관한 정보를 생성하고, 생성한 전압 불균형에 관한 정보를 마스터 BMS(400)에 전달한다. 보다 구체적으로, 랙 BMS(130)는 트레이 BMS(127)로부터 배터리셀들(125)의 전압을 전달받으며, 전달받은 배터리셀들(125)의 전압 중에 다른 배터리셀의 전압에 비해 높거나 낮은 전압을 갖는 배터리셀이 있을 경우 배터리셀들(125) 간 전압 불균형이 발생한 것으로 판단하고 이에 관한 정보(즉, 배터리셀들 간 전압 불균형에 관한 정보)를 랙 BMS(130)에 마련된 프로그램을 통해 생성하게 된다.The rack BMS 130 is provided for each battery rack 100 and generates information about voltage imbalance between the battery cells 125 using the voltage of the plurality of battery cells 125 measured by the tray BMS 127. and transfers information about the generated voltage imbalance to the master BMS (400). More specifically, the rack BMS 130 receives the voltage of the battery cells 125 from the tray BMS 127, and among the voltages of the battery cells 125 received, higher or lower voltages than the voltages of other battery cells. When there is a battery cell having , it is determined that voltage imbalance between the battery cells 125 has occurred and information about this (that is, information on voltage imbalance between battery cells) is generated through a program provided in the rack BMS 130. do.

마스터 BMS(400)는 스위칭 허브(500)와 같은 통신장비를 이용하여 랙 BMS(130)와 통신을 통해 연결되며, 랙 BMS(130)에 의해 생성된 전압 불균형에 관한 정보를 이용하여 그리드(200)에서 강제 탈락시킬 배터리랙(100)에 관한 강제 탈락 지령신호를 생성하고, 생성한 강제 탈락 지령신호를 상기 강제 탈락시킬 배터리랙(100)에 구비된 랙 BMS(130)에 전달한다.The master BMS (400) is connected to the rack BMS (130) through communication using communication equipment such as the switching hub (500), and uses the information on the voltage imbalance generated by the rack BMS (130) to grid (200). ) Generates a forced drop command signal for the battery rack 100 to be forcibly dropped, and transmits the generated forced drop command signal to the rack BMS 130 provided in the battery rack 100 to be forcibly dropped.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리랙의 운영 시스템이 가동되는 모습을 설명하기 위한 설명도로서, 이하에서는 도 4를 더 참고하여 본 발명에 따른 배터리랙의 운영 시스템이 가동되는 양상을 구체적으로 설명하기로 한다.Figure 4 is an explanatory diagram for explaining how the operating system of the battery rack according to an embodiment of the present invention is operating, hereinafter, with further reference to FIG. 4, an operating system of the battery rack according to the present invention will be shown I will explain in detail.

도 4(a)를 참고하면, 총 6개의 배터리랙(100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6)이 릴레이(300)를 통해 그리드(200)에 서로 병렬로 연결되어 운영되고 있는 모습이 나타나 있다. 여기서, 각각의 배터리랙(100)은 하나의 랙 BMS(130: 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)와 총 6개의 배터리 트레이(120: 120-1, 120-2, 120-3, 120-4, 120-5, 120-6)를 구비하고 있으며, 다만 배터리랙(100), 랙 BMS(130) 및 배터리 트레이(120)의 개수는 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. Referring to FIG. 4 (a), a total of six battery racks (100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6) are connected to the grid through the relay 300 ( 200) shows that they are operated in parallel with each other. Here, each battery rack 100 has one rack BMS (130: 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) and a total of six battery trays (120: 120-1, 120-2, 120-3, 120-4, 120-5, 120-6), but the number of battery rack 100, rack BMS 130 and battery tray 120 It can be implemented in a variety of ways.

그리고 이와 같이 배터리랙(100)이 그리드(200)에 연결되어 있는 경우에는 배터리랙(100)에 전류가 흘러 들어오면서 배터리셀들(125)이 충전되거나, 배터리랙(100)으로부터 전류가 흘러 나가면서 배터리셀들(125)이 방전될 수 있다. And in this way, when the battery rack 100 is connected to the grid 200, the battery cells 125 are charged while current flows into the battery rack 100, or current flows from the battery rack 100. While going, the battery cells 125 may be discharged.

상술한 바와 같이, 트레이 BMS(127: 127-1, 127-2, 127-3, 127-4, 127-5, 127-6)는 배터리 트레이(120: 120-1, 120-2, 120-3, 120-4, 120-5, 120-6)에 포함된 배터리셀들(125)의 전압을 측정하고, 랙 BMS(130: 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)는 배터리셀들(125)의 전압을 이용하여 배터리셀들(125) 간 전압 불균형에 관한 정보를 생성한다. As described above, the tray BMS (127: 127-1, 127-2, 127-3, 127-4, 127-5, 127-6) is a battery tray (120: 120-1, 120-2, 120- The voltages of the battery cells 125 included in 3, 120-4, 120-5, and 120-6 are measured, and the rack BMS (130: 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, Steps 130 - 5 and 130 - 6 generate information about voltage imbalance between the battery cells 125 using the voltages of the battery cells 125 .

그리고 마스터 BMS(400)는 랙 BMS(130: 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)에 의해 생성된 전압 불균형에 관한 정보를 이용하여 그리드(200)에서 강제 탈락시킬 배터리랙(예를 들어, 도 4(a)에서 100-3)에 관한 강제 탈락 지령신호를 생성하고, 생성한 강제 탈락 지령신호를 상기 강제 탈락시킬 배터리랙(100-3)에 구비된 랙 BMS(130-3)에 전달한다. 여기서, 도 4(a)의 배터리랙(100-3)에 관한 도시는 배터리 트레이(120-1)를 구성하는 배터리셀들(125) 중 적어도 하나 이상의 배터리셀에 전압 불균형이 발생하였음을 나타낸다. And the master BMS (400) is a rack BMS (130: 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) using the information on the voltage imbalance generated by the grid ( 200) generates a forced dropping command signal for the battery rack to be forcibly dropped (eg, 100-3 in FIG. ) and delivered to the rack BMS (130-3) provided in the. Here, the illustration of the battery rack 100-3 of FIG. 4 (a) indicates that voltage imbalance has occurred in at least one battery cell among the battery cells 125 constituting the battery tray 120-1.

마스터 BMS(400)에는 그리드(200)에서 강제 탈락시킬 배터리랙(100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6)의 개수에 관한 정보가 기 설정되어 있으며, 마스터 BMS(400)는 이러한 개수에 관한 정보에 기초해서 강제 탈락 지령신호를 생성한다. 이는 한꺼번에 너무 많은 배터리랙(100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6)을 그리드(200)에서 강제 탈락시킬 경우에는 전류의 충전이나 방전을 수행함에 있어서 오히려 비효율을 초래할 수 있기 때문이다.The master BMS (400) has information on the number of battery racks (100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6) to be forcibly removed from the grid (200). It is set, and the master BMS (400) generates a compulsory dropping command signal based on the information on this number. This means that if too many battery racks (100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6) are forcibly removed from the grid 200 at once, charging or discharging current This is because it can lead to inefficiencies in performance.

그리고 도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 강제 탈락 지령신호를 수신한 랙 BMS(130-3)는 그리드(200)와 배터리랙(100-3) 간에 연결되어 있던 릴레이(300)를 오프시켜 배터리랙(100-3)을 그리드(200)로부터 강제 탈락시킨다. And as shown in Figure 4 (b), the rack BMS (130-3) receiving the forced dropout command signal turns off the relay 300 connected between the grid 200 and the battery rack (100-3) to the battery The rack 100-3 is forcibly removed from the grid 200.

그리드(200)로부터 강제 탈락된 배터리랙(100-3)으로는 전류의 이동이 차단되기 때문에, 릴레이(300)의 오프 시점으로부터 소정 시간이 지난 뒤에는 다수개 배터리셀(125)의 개방 회로 전압(Open Circuit Voltage; OCV)이 모두 안정화된다.Since the movement of current is blocked from the battery rack 100-3 forcibly removed from the grid 200, after a predetermined time has elapsed from the off point of the relay 300, the open circuit voltage of the plurality of battery cells 125 ( Open Circuit Voltage (OCV) is all stabilized.

랙 BMS(130-3)는 배터리랙(100-3)의 트레이 BMS(127: 127-1, 127-2, 127-3, 127-4, 127-5, 127-6)로부터 전달받는 OCV에 기초해서 전압 밸런싱에 필요한 전류 및 시간을 계산한다. 그리고 전압 밸런싱에 필요한 전류 및 시간의 계산이 완료되면, 랙 BMS(130-3)는 트레이 BMS(127: 127-1, 127-2, 127-3, 127-4, 127-5, 127-6)에 전압 밸런싱을 수행하라는 지령신호를 전송하고, 상기 지령신호를 수신한 트레이 BMS(127: 127-1, 127-2, 127-3, 127-4, 127-5, 127-6)는 이에 포함되어 있는 스위치 및 저항(미도시)을 통해, 보다 구체적으로는 스위치의 동작을 제어하여 배터리셀(125)의 전압을 저항에서 소모시키는 방법을 통해 배터리랙(100-3)의 밸런싱을 수행시킨다(도 4(c) 참고).The rack BMS (130-3) is connected to the OCV received from the tray BMS (127: 127-1, 127-2, 127-3, 127-4, 127-5, 127-6) of the battery rack (100-3). Calculate the current and time required for voltage balancing based on And when the calculation of the current and time required for voltage balancing is completed, the rack BMS (130-3) is connected to the tray BMS (127: 127-1, 127-2, 127-3, 127-4, 127-5, 127-6 ) to perform voltage balancing, and the tray BMS (127: 127-1, 127-2, 127-3, 127-4, 127-5, 127-6) receiving the command signal Through the included switch and resistor (not shown), more specifically, by controlling the operation of the switch to consume the voltage of the battery cell 125 in the resistance, the battery rack 100-3 is balanced. (See Fig. 4(c)).

강제 탈락된 배터리랙(100-3)의 전압 밸런싱이 완료된 후, 마스터 BMS(400)는 강제 탈락된 배터리랙(100-3)의 전압이 나머지 배터리랙(100-1, 100-2, 100-4, 100-5, 100-6)의 전압과 비교해서 동일하거나 기 설정해놓은 범위 내에 있는지 여부를 판단하고, 만일 동일하거나 기 설정해놓은 범위 내에 있을 경우에는 강제 탈락된 배터리랙(100-3)에 구비된 랙 BMS(130-3)에 그리드 연결 지령신호를 전달한다. 예를 들어, 마스터 BMS(400)는 강제 탈락된 배터리랙(100-3)의 전압이 나머지 배터리랙(100, 100-2, 100-4, 100-5, 100-6)의 전압을 기준으로 -10V 내지 +10V 범위 이내에 있는지 여부를 판단하고, 그 범위 이내에 있는 것으로 판단하면 강제 탈락된 배터리랙(100-3)에 구비된 랙 BMS(130-3)에 그리드 연결 지령신호를 전달할 수 있다. 여기서, 마스터 BMS(400)에 기 설정해놓는 범위는 필요에 따라 얼마든지 변경하여 실시할 수 있음은 물론이다. 마스터 BMS(400)는 랙 BMS(130: 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)와 통신을 통해 연결되어 랙 BMS(130: 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)로부터 각 배터리랙(100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6)의 전압을 획득할 수 있다. 이에 따라, 마스터 BMS(400)는 강제 탈락된 배터리랙(100-3)의 전압이 나머지 배터리랙(100-1, 100-2, 100-4, 100-5, 100-6)의 전압과 비교해서 동일하거나 기 설정해놓은 범위 내에 있는지 여부를 알 수 있다.After the voltage balancing of the forcibly removed battery rack (100-3) is completed, the master BMS (400) voltage of the forcibly removed battery rack (100-3) is the remaining battery rack (100-1, 100-2, 100- 4, 100-5, 100-6) to determine whether it is the same or within the preset range by comparing the voltage, and if it is the same or within the preset range, the forcibly removed battery rack 100-3 It transfers the grid connection command signal to the rack BMS (130-3) provided. For example, the master BMS (400) is the voltage of the battery rack (100-3) is forcibly removed based on the voltage of the remaining battery rack (100, 100-2, 100-4, 100-5, 100-6) It is determined whether it is within the range of -10V to +10V, and when it is determined that it is within that range, a grid connection command signal can be transmitted to the rack BMS (130-3) provided in the forcibly removed battery rack (100-3). Here, of course, the range previously set in the master BMS 400 can be changed and implemented as needed. The master BMS (400) is connected through communication with the rack BMS (130: 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) and the rack BMS (130: 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) to each battery rack (100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6) voltage can be obtained. Accordingly, the master BMS (400) compares the voltage of the forcibly removed battery rack (100-3) with the voltage of the remaining battery racks (100-1, 100-2, 100-4, 100-5, 100-6) Therefore, it is possible to know whether it is the same or within a preset range.

마스터 BMS(400)로부터 그리드 연결 지령신호를 수신한 랙 BMS(130-3)는 그리드(200)와 배터리랙(100-3) 간에 오프되어 있던 릴레이(300)를 온시켜 상기 배터리랙(100-3)을 그리드(200)에 연결시킨다(도 4(d) 참고). 그리고 일정 시간이 흐른 뒤에는 도 4(d)에 나타낸 바와 같이 모든 배터리랙(100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6)의 전압은 동일해지게 된다.Upon receiving the grid connection command signal from the master BMS (400), the rack BMS (130-3) turns on the relay (300) that was off between the grid (200) and the battery rack (100-3) so that the battery rack (100-3) 3) to the grid 200 (see FIG. 4(d)). And after a certain period of time, as shown in FIG. will lose

이와 같이, 도 4를 참고하여 설명한 배터리랙의 운영 시스템에 의하면, 에너지 저장 시스템에서 사용되는 다수의 배터리랙(100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6) 중 일부 배터리랙(100-3) 내에 있는 배터리셀들(125) 간에 전압 불균형이 발생할 경우, 그 전압 불균형이 발생한 배터리셀들(125)이 포함된 배터리랙(100-3)을 그리드(200)로부터 강제 탈락시켜 배터리셀들(125)의 전압 밸런싱을 수행시키고, 나머지 배터리랙(100-1, 100-2, 100-4, 100-5, 100-6)은 그리드(200)에 그대로 연결한 채 전력을 저장하거나 공급할 수 있게 된다. 이에 따라, 배터리셀들(125) 간 전압 불균형이 발생하더라도 배터리 운영 시스템의 가동을 멈출 필요가 없기 때문에 에너지 저장 시스템의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.As such, according to the operating system of the battery rack described with reference to FIG. 4, a plurality of battery racks (100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6), when a voltage imbalance occurs between the battery cells 125 in some of the battery racks 100-3, the battery rack 100-3 including the battery cells 125 in which the voltage imbalance occurs Voltage balancing of the battery cells 125 is performed by being forcibly removed from the grid 200, and the remaining battery racks 100-1, 100-2, 100-4, 100-5, and 100-6 are grid 200 It is possible to store or supply power while connected to Accordingly, even if a voltage imbalance occurs between the battery cells 125, the operation of the battery operating system does not need to be stopped, so that the efficiency of the energy storage system can be improved.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리랙의 운영 시스템이 가동되는 모습을 설명하기 위한 설명도로서, 이하에서는 도 1 내지 도 3 및 도 5를 참고하여 본 발명에 따른 배터리랙의 운영 시스템이 가동되는 양상을 구체적으로 설명하기로 한다.Figure 5 is an explanatory diagram for explaining how the operating system of the battery rack according to another embodiment of the present invention is operated, hereinafter, referring to FIGS. 1 to 3 and 5, the operating system of the battery rack according to the present invention An aspect of this operation will be described in detail.

도 5(a)를 참고하면, 총 6개의 배터리랙(100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6)이 릴레이(300)를 통해 그리드(200)에 서로 병렬로 연결되어 운영되고 있는 모습이 나타나 있다. 여기서, 각각의 배터리랙(100)은 하나의 랙 BMS(130: 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)와 총 6개의 배터리 트레이(120: 120-1, 120-2, 120-3, 120-4, 120-5, 120-6)를 구비하고 있으며, 다만 배터리랙(100), 랙 BMS(130) 및 배터리 트레이(120)의 개수는 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있다. Referring to Figure 5 (a), a total of six battery racks (100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6) through the relay 300 grid ( 200) shows that they are operated in parallel with each other. Here, each battery rack 100 has one rack BMS (130: 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) and a total of six battery trays (120: 120-1, 120-2, 120-3, 120-4, 120-5, 120-6), but the number of battery rack 100, rack BMS 130 and battery tray 120 It can be implemented in a variety of ways.

그리고 이와 같이 배터리랙(100)이 그리드(200)에 연결되어 있는 경우에는 배터리랙(100)에 전류가 흘러 들어오면서 배터리셀들(125)이 충전되거나, 배터리랙(100)으로부터 전류가 흘러 나가면서 배터리셀들(125)이 방전될 수 있다. And in this way, when the battery rack 100 is connected to the grid 200, the battery cells 125 are charged while current flows into the battery rack 100, or current flows from the battery rack 100. While going, the battery cells 125 may be discharged.

트레이 BMS(127: 127-1, 127-2, 127-3, 127-4, 127-5, 127-6)는 배터리 트레이(120: 120-1, 120-2, 120-3, 120-4, 120-5, 120-6)에 포함된 배터리셀들(125)의 전압을 측정하고, 랙 BMS(130: 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)는 배터리셀들(125)의 전압을 이용하여 배터리셀들(125) 간 전압 불균형에 관한 정보를 생성한다. Tray BMS (127: 127-1, 127-2, 127-3, 127-4, 127-5, 127-6) is battery tray (120: 120-1, 120-2, 120-3, 120-4 , 120-5, 120-6, and measuring the voltage of the battery cells 125 included in the rack BMS (130: 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130 -6) generates information about voltage imbalance between the battery cells 125 using the voltages of the battery cells 125 .

그리고 마스터 BMS(400)는 랙 BMS(130: 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6)에 의해 생성된 전압 불균형에 관한 정보를 이용하여 그리드(200)에서 강제 탈락시킬 배터리랙(예를 들어, 도 5(a)에서 100-3)에 관한 강제 탈락 지령신호를 생성하고, 생성한 강제 탈락 지령신호를 상기 강제 탈락시킬 배터리랙(100-3)에 구비된 랙 BMS(130-3)에 전달한다. 여기서, 도 5(a)의 배터리랙(100-3)에 관한 도시는 배터리 트레이(120-1)를 구성하는 배터리셀들(125) 중 적어도 하나 이상의 배터리셀에 전압 불균형이 발생하였음을 나타낸다. And the master BMS (400) is a rack BMS (130: 130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6) using the information on the voltage imbalance generated by the grid ( 200) generates a forced dropping command signal for the battery rack to be forcibly dropped (for example, 100-3 in FIG. ) and delivered to the rack BMS (130-3) provided in the. Here, the illustration of the battery rack 100-3 of FIG. 5 (a) indicates that voltage imbalance has occurred in at least one battery cell among the battery cells 125 constituting the battery tray 120-1.

마스터 BMS(400)에는 그리드(200)에서 강제 탈락시킬 배터리랙(100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6)의 개수에 관한 정보가 기 설정되어 있으며, 마스터 BMS(400)는 이러한 개수에 관한 정보에 기초해서 강제 탈락 지령신호를 생성한다. 이는 한꺼번에 너무 많은 배터리랙(100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6)을 그리드(200)에서 강제 탈락시킬 경우에는 전류의 충전이나 방전을 수행함에 있어서 오히려 비효율을 초래할 수 있기 때문이다. The master BMS (400) has information on the number of battery racks (100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6) to be forcibly removed from the grid (200). It is set, and the master BMS (400) generates a compulsory dropping command signal based on the information on this number. This means that if too many battery racks (100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6) are forcibly removed from the grid 200 at once, charging or discharging current This is because it can lead to inefficiencies in performance.

그리고 도 5(b)에 나타낸 바와 같이, 강제 탈락 지령신호를 수신한 랙 BMS(130-3)는 그리드(200)와 배터리랙(100-3) 간에 연결되어 있던 릴레이(300)를 오프시켜 배터리랙(100-3)을 그리드(200)로부터 강제 탈락시킨다. And as shown in FIG. 5 (b), the rack BMS (130-3) receiving the forced dropout command signal turns off the relay (300) connected between the grid (200) and the battery rack (100-3) to the battery The rack 100-3 is forcibly removed from the grid 200.

그리드(200)로부터 강제 탈락된 배터리랙(100-3)으로는 전류의 이동이 차단되기 때문에, 릴레이(300)의 오프 시점으로부터 소정 시간이 지난 뒤에는 다수개 배터리셀(125)의 개방 회로 전압(OCV)이 모두 안정화된다.Since the movement of current is blocked from the battery rack 100-3 forcibly removed from the grid 200, after a predetermined time has elapsed from the off point of the relay 300, the open circuit voltage of the plurality of battery cells 125 ( OCV) are all stabilized.

랙 BMS(130-3)는 배터리랙(100-3)의 트레이 BMS(127: 127-1, 127-2, 127-3, 127-4, 127-5, 127-6)로부터 전달받는 OCV에 기초해서 배터리셀들(125)의 전압 밸런싱에 필요한 전류 및 시간을 계산한다. 그리고 배터리셀들(125)의 전압 밸런싱에 필요한 전류 및 시간의 계산이 완료되면, 랙 BMS(130-3)는 트레이 BMS(127: 127-1, 127-2, 127-3, 127-4, 127-5, 127-6)에 배터리셀들(125)의 전압 밸런싱을 수행하라는 지령신호를 전송하고, 상기 지령신호를 수신한 트레이 BMS(127: 127-1, 127-2, 127-3, 127-4, 127-5, 127-6)는 이에 포함되어 있는 스위치 및 저항(미도시)을 통해, 보다 구체적으로는 스위치의 동작을 제어하여 배터리셀들(125)의 전압을 저항에서 소모시키는 방법을 통해 배터리랙(100-3)의 밸런싱을 수행시킨다(도 5(c) 참고).The rack BMS (130-3) is connected to the OCV received from the tray BMS (127: 127-1, 127-2, 127-3, 127-4, 127-5, 127-6) of the battery rack (100-3). Based on this, current and time required for voltage balancing of the battery cells 125 are calculated. And when the calculation of the current and time required for voltage balancing of the battery cells 125 is completed, the rack BMS (130-3) is the tray BMS (127: 127-1, 127-2, 127-3, 127-4, A tray BMS (127: 127-1, 127-2, 127-3, 127-1, 127-2, 127-3, 127-4, 127-5, and 127-6) through a switch and a resistor (not shown) included therein, more specifically, by controlling the operation of the switch to drain the voltage of the battery cells 125 from the resistor. Through the method to perform the balancing of the battery rack (100-3) (see Fig. 5 (c)).

다만, 도 4에 나타낸 시스템에서는 강제 탈락된 배터리랙(100-3) 내 배터리셀들(125)의 전압 밸런싱이 완료된 후에, 마스터 BMS(400)가 그리드 연결 지령신호를 강제 탈락된 배터리랙(100-3)에 구비된 랙 BMS(130-3)에 전달하는데 반하여, 도 5에 나타낸 시스템에서는 강제 탈락된 배터리랙(100-3) 내 배터리셀들(125)의 전압 밸런싱이 수행되는 중에 마스터 BMS(400)가 그리드 연결 지령신호를 강제 탈락된 배터리랙(100-3)에 구비된 랙 BMS(130-3)에 전달한다는 점에서 차이가 있다. However, in the system shown in FIG. 4, after the voltage balancing of the battery cells 125 in the forcibly dropped battery rack 100-3 is completed, the master BMS 400 sends a grid connection command signal to the forcibly dropped battery rack 100 In contrast to delivery to the rack BMS 130-3 provided in -3), in the system shown in FIG. 5, the voltage balancing of the battery cells 125 in the forcibly removed battery rack 100-3 is performed while the master BMS There is a difference in that 400 transmits the grid connection command signal to the rack BMS (130-3) provided in the forcibly removed battery rack (100-3).

이는 도 4에 나타낸 시스템에서와 같이 강제 탈락된 배터리랙(100-3)내 배터리셀들(125)의 전압 밸런싱이 완료될 때까지 상기 배터리랙(100-3)을 그리드(200)에 연결시키지 않게 되면, 배터리셀들(125)의 전압 밸런싱이 완료될 때까지의 시간 동안에는 상기 배터리랙(100-3)에서 전력을 저장하거나 공급을 할 수 없어 에너지 저장 시스템의 효율이 극대화되기 어렵기 때문이다. 이에 따라, 도 5에 나타낸 시스템에서는 상기 배터리랙(100-3) 내 배터리셀들(125)의 전압 밸런싱이 수행되는 중이라 하더라도 상기 배터리랙(100-3)을 그리드(200)에 연결시키도록 구성되어 있다. 여기서, 마스터 BMS(400)는 랙 BMS(130-3)와 통신을 통해 연결되어 있기 때문에, 상기 배터리랙(100-3)에서 배터리셀들(125)의 전압 밸런싱이 수행 중임을 알 수 있다.As in the system shown in FIG. 4, the battery rack 100-3 is not connected to the grid 200 until the voltage balancing of the battery cells 125 in the forcibly removed battery rack 100-3 is completed. If not, it is difficult to maximize the efficiency of the energy storage system because power cannot be stored or supplied from the battery rack 100-3 during the time until the voltage balancing of the battery cells 125 is completed. . Accordingly, in the system shown in FIG. 5, even if the voltage balancing of the battery cells 125 in the battery rack 100-3 is being performed, to connect the battery rack 100-3 to the grid 200 Consists of. Here, since the master BMS 400 is connected to the rack BMS 130-3 through communication, it can be seen that voltage balancing of the battery cells 125 in the battery rack 100-3 is being performed.

마스터 BMS(400)로부터 그리드 연결 지령신호를 수신한 랙 BMS(130-3)는 그리드(200)와 배터리랙(100-3) 간에 오프되어 있던 릴레이(300)를 온시켜 상기 배터리랙(100-3)을 그리드(200)에 연결시킨다(도 5(c) 참고). Upon receiving the grid connection command signal from the master BMS (400), the rack BMS (130-3) turns on the relay (300) that was off between the grid (200) and the battery rack (100-3) so that the battery rack (100-3) 3) to the grid 200 (see FIG. 5(c)).

배터리랙(100-3) 내 배터리셀들(125)의 전압 밸런싱이 수행되는 중에 있다 하더라도, 상술한 바와 같이 랙 BMS(130-3)에서는 이미 전압 밸런싱에 필요한 전류 및 시간의 계산이 완료된 상태이다. 이에 따라, 배터리랙(100-3)이 그리드(200)에 연결될 경우, 배터리랙(100-3)에서는 랙 BMS(130-3)에 의해 자체적으로 전압 밸런싱이 수행됨과 동시에, 그리드(200)를 통해 전력을 저장하거나 공급하는 기능 역시 수행할 수 있게 된다. 그리고 일정 시간이 흐른 뒤에는 도 5(d)에 나타낸 바와 같이 모든 배터리랙(100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6)의 전압은 동일해지게 된다.Even if the voltage balancing of the battery cells 125 in the battery rack 100-3 is being performed, as described above, the calculation of the current and time required for voltage balancing has already been completed in the rack BMS 130-3. . Accordingly, when the battery rack 100-3 is connected to the grid 200, the battery rack 100-3 performs voltage balancing by itself by the rack BMS 130-3, and at the same time, the grid 200 The function of storing or supplying power can also be performed. And after a certain time has elapsed, as shown in FIG. will lose

이와 같이, 도 5를 참고하여 설명한 배터리랙의 운영 시스템에 의하면, 에너지 저장 시스템에서 사용되는 다수의 배터리랙(100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6) 중 일부 배터리랙(100-3) 내에 있는 배터리셀들(125) 간에 전압 불균형이 발생할 경우, 그 전압 불균형이 발생한 배터리셀들(125)이 포함된 배터리랙(100-3)을 그리드(200)로부터 강제 탈락시켜 배터리셀들(125)의 전압 밸런싱을 수행시키고, 상기 전압 밸런싱이 수행되는 중에 강제 탈락된 배터리랙(100-3)을 그리드(200)에 연결시켜 상기 배터리랙(100-3)도 나머지 배터리랙(100-1, 100-2, 100-4, 100-5, 100-6)과 함께 전력을 저장하거나 공급할 수 있게 된다. As such, according to the operating system of the battery rack described with reference to FIG. 5, a plurality of battery racks (100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6), when a voltage imbalance occurs between the battery cells 125 in some of the battery racks 100-3, the battery rack 100-3 including the battery cells 125 in which the voltage imbalance occurs Voltage balancing of the battery cells 125 is performed by being forcibly removed from the grid 200, and while the voltage balancing is performed, the forcibly removed battery rack 100-3 is connected to the grid 200 to perform the battery rack ( 100-3) is also able to store or supply power together with the remaining battery racks (100-1, 100-2, 100-4, 100-5, 100-6).

이에 따라, 배터리셀들(125) 간에 전압 불균형이 발생하더라도 배터리 운영 시스템의 가동을 멈출 필요가 없기 때문에 에너지 저장 시스템의 효율을 향상시킬 수 있게 되며, 강제 탈락된 배터리랙(100-3) 내에 있는 배터리셀들(125)의 전압 밸런싱이 완료될 때까지의 시간을 기다릴 필요 없이, 배터리셀들(125)의 전압 밸런싱이 수행되는 중이라 하더라도 상기 배터리랙(100-3)을 그리드(200)에 연결시키도록 구성되기 때문에 에너지 저장 시스템의 효율을 더욱 극대화시킬 수 있게 된다. Accordingly, even if voltage imbalance occurs between the battery cells 125, it is not necessary to stop the operation of the battery operating system, so it is possible to improve the efficiency of the energy storage system, and in the forcibly removed battery rack 100-3 Without having to wait for the time until the voltage balancing of the battery cells 125 is completed, even if the voltage balancing of the battery cells 125 is being performed, the battery rack 100-3 is connected to the grid 200 Since it is configured to connect, it is possible to further maximize the efficiency of the energy storage system.

도 6은 각각 다수의 배터리 트레이(120)를 가지며, 릴레이(300)를 통해 그리드(200)에 서로 병렬로 연결되는 다수의 배터리랙(100)을 운영하는 방법을 나타낸 제1 흐름도로서, 이는 앞서 도 4를 참고하여 설명한 배터리랙의 운영 시스템을 통해 이루어지는 배터리랙의 운영 방법을 나타낸 것이다. 6 is a first flow chart showing a method of operating a plurality of battery racks 100 each having a plurality of battery trays 120 and connected in parallel to the grid 200 through a relay 300, which is described above. It shows the operating method of the battery rack made through the operating system of the battery rack described with reference to FIG.

도 6에 나타낸 배터리랙의 운영 방법은, 우선, 각 배터리 트레이(120)마다 구비된 트레이 BMS(127)가 상기 배터리 트레이(120)에 포함된 배터리셀들(125)의 전압을 측정한다(S110).In the operating method of the battery rack shown in FIG. 6, first, the tray BMS 127 provided for each battery tray 120 measures the voltage of the battery cells 125 included in the battery tray 120 (S110 ).

다음으로, 각 배터리랙(100)마다 구비된 랙 BMS(130)가 상기 트레이 BMS(127)에 의해 측정된 배터리셀들(125)의 전압을 이용하여 배터리셀들(125) 간 전압 불균형에 관한 정보를 생성하고, 생성한 전압 불균형에 관한 정보를 마스터 BMS(400)에 전달한다(S120).Next, the rack BMS 130 provided for each battery rack 100 relates to the voltage imbalance between the battery cells 125 using the voltage of the battery cells 125 measured by the tray BMS 127. Information is generated, and information on the generated voltage imbalance is transmitted to the master BMS (400) (S120).

다음으로, 상기 마스터 BMS(400)가 상기 전압 불균형에 관한 정보를 이용하여 그리드(200)에서 강제 탈락시킬 배터리랙(예를 들어, 도 4(a)에서 100-3)에 관한 강제 탈락 지령신호를 생성하고, 생성한 강제 탈락 지령신호를 상기 강제 탈락시킬 배터리랙(100-3)에 구비된 랙 BMS(130-3)에 전달한다(S130).Next, the command signal for compulsory detachment of the battery rack (eg, 100-3 in FIG. 4(a)) to be forcibly removed from the grid 200 by the master BMS 400 using the information on the voltage imbalance. Generates, and transmits the generated forced drop command signal to the rack BMS (130-3) provided in the battery rack (100-3) to be forcibly dropped (S130).

다음으로, 상기 강제 탈락 지령신호를 수신한 랙 BMS(130-3)가 그리드(200)와 상기 배터리랙(130-3) 간에 연결되어 있던 릴레이(300)를 오프시켜 상기 배터리랙(100-3)을 그리드(200)로부터 강제 탈락시킨다(S140).Next, the rack BMS (130-3) receiving the forced dropout command signal turns off the relay (300) connected between the grid (200) and the battery rack (130-3) to the battery rack (100-3). ) is forcibly removed from the grid 200 (S140).

다음으로, 상기 강제 탈락 지령신호를 수신한 랙 BMS(130-3)가 상기 강제 탈락된 배터리랙(100-3) 내 배터리셀들(125)의 전압 밸런싱을 수행시킨다(S150).Next, the rack BMS (130-3) receiving the forcibly removed command signal performs voltage balancing of the battery cells 125 in the forcibly removed battery rack (100-3) (S150).

다음으로, 상기 강제 탈락된 배터리랙(100-3) 내 배터리셀들(125)의 전압 밸런싱이 완료된 후에, 상기 마스터 BMS(400)가 상기 강제 탈락된 배터리랙(100-3)의 전압이 나머지 배터리랙(100-1, 100-2, 100-4, 100-5, 100-6)의 전압과 비교해서 동일하거나 기 설정해놓은 범위 내에 있는 것으로 판단하면, 그리드 연결 지령신호를 상기 강제 탈락된 배터리랙(100-3)에 구비된 랙 BMS(130-3)에 전달한다(S160).Next, after the voltage balancing of the battery cells 125 in the forcibly removed battery rack 100-3 is completed, the voltage of the battery rack 100-3 in which the master BMS 400 is forcibly removed is the remaining Compared to the voltage of the battery racks (100-1, 100-2, 100-4, 100-5, 100-6) and determined to be the same or within a preset range, the grid connection command signal is sent to the forcibly removed battery. It is delivered to the rack BMS (130-3) provided in the rack (100-3) (S160).

다음으로, 상기 그리드 연결 지령신호를 수신한 랙 BMS(130-3)가 그리드(200)와 상기 배터리랙(100-3) 간에 오프되어 있던 릴레이(300)를 온시켜 상기 배터리랙(100-3)을 그리드(200)에 연결시킨다(S170).Next, the rack BMS (130-3) receiving the grid connection command signal turns on the relay 300 that was off between the grid 200 and the battery rack 100-3 to turn on the battery rack 100-3 ) is connected to the grid 200 (S170).

이와 같이, 도 6을 참고하여 설명한 배터리랙의 운영 방법에 의하면, 에너지 저장 시스템에서 사용되는 다수의 배터리랙(100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6) 중 일부 배터리랙(100-3) 내에 있는 배터리셀들(125) 간에 전압 불균형이 발생할 경우, 그 전압 불균형이 발생한 배터리셀들(125)이 포함된 배터리랙(100-3)을 그리드(200)로부터 강제 탈락시켜 배터리셀들(125)의 전압 밸런싱을 수행시키고, 나머지 배터리랙(100-1, 100-2, 100-4, 100-5, 100-6)은 그리드(200)에 그대로 연결한 채 전력을 저장하거나 공급할 수 있게 된다. 이에 따라, 배터리셀들(125) 간 전압 불균형이 발생하더라도 배터리 운영 시스템의 가동을 멈출 필요가 없기 때문에 에너지 저장 시스템의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.As such, according to the operating method of the battery rack described with reference to FIG. 6, a plurality of battery racks (100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6), when a voltage imbalance occurs between the battery cells 125 in some of the battery racks 100-3, the battery rack 100-3 including the battery cells 125 in which the voltage imbalance occurs Voltage balancing of the battery cells 125 is performed by being forcibly removed from the grid 200, and the remaining battery racks 100-1, 100-2, 100-4, 100-5, and 100-6 are grid 200 It is possible to store or supply power while connected to Accordingly, even if a voltage imbalance occurs between the battery cells 125, the operation of the battery operating system does not need to be stopped, so that the efficiency of the energy storage system can be improved.

도 7은 각각 다수의 배터리 트레이(120)를 가지며, 릴레이(300)를 통해 그리드(200)에 서로 병렬로 연결되는 다수의 배터리랙(100)을 운영하는 방법을 나타낸 제2 흐름도로서, 이는 앞서 도 5를 참고하여 설명한 배터리랙의 운영 시스템을 통해 이루어지는 배터리랙의 운영 방법을 나타낸 것이다.7 is a second flowchart showing a method of operating a plurality of battery racks 100 each having a plurality of battery trays 120 and connected in parallel to the grid 200 through a relay 300, which is described above. It shows the operating method of the battery rack made through the operating system of the battery rack described with reference to FIG.

도 7에 나타낸 배터리랙의 운영 방법은, 우선, 각 배터리 트레이(120)마다 구비된 트레이 BMS(127)가 상기 배터리 트레이(120)에 포함된 배터리셀들(125)의 전압을 측정한다(S210).In the operating method of the battery rack shown in FIG. 7, first, the tray BMS 127 provided for each battery tray 120 measures the voltage of the battery cells 125 included in the battery tray 120 (S210 ).

다음으로, 각 배터리랙(100)마다 구비된 랙 BMS(130)가 상기 트레이 BMS(127)에 의해 측정된 배터리셀들(125)의 전압을 이용하여 배터리셀들(125) 간 전압 불균형에 관한 정보를 생성하고, 생성한 전압 불균형에 관한 정보를 마스터 BMS(400)에 전달한다(S220).Next, the rack BMS 130 provided for each battery rack 100 relates to the voltage imbalance between the battery cells 125 using the voltage of the battery cells 125 measured by the tray BMS 127. Information is generated, and information on the generated voltage imbalance is transmitted to the master BMS (400) (S220).

다음으로, 상기 마스터 BMS(400)가 상기 전압 불균형에 관한 정보를 이용하여 그리드(200)에서 강제 탈락시킬 배터리랙(예를 들어, 도 5(a)에서 100-3)에 관한 강제 탈락 지령신호를 생성하고, 생성한 강제 탈락 지령신호를 상기 강제 탈락시킬 배터리랙(100-3)에 구비된 랙 BMS(130-3)에 전달한다(S230).Next, the command signal for compulsory removal of the battery rack (eg, 100-3 in FIG. 5(a)) to be forcibly removed from the grid 200 by the master BMS 400 using the information on the voltage imbalance. , and transmits the generated forced drop command signal to the rack BMS (130-3) provided in the battery rack (100-3) to be forcibly dropped (S230).

다음으로, 상기 강제 탈락 지령신호를 수신한 랙 BMS(130-3)가 그리드(200)와 상기 배터리랙(130-3) 간에 연결되어 있던 릴레이(300)를 오프시켜 상기 배터리랙(100-3)을 그리드(200)로부터 강제 탈락시킨다(S240).Next, the rack BMS (130-3) receiving the forced dropout command signal turns off the relay (300) connected between the grid (200) and the battery rack (130-3) to the battery rack (100-3). ) is forcibly removed from the grid 200 (S240).

다음으로, 상기 강제 탈락 지령신호를 수신한 랙 BMS(130-3)가 상기 강제 탈락된 배터리랙(100-3) 내 배터리셀들(125)의 전압 밸런싱을 수행시킨다(S250).Next, the rack BMS (130-3) receiving the forcibly removed command signal performs voltage balancing of the battery cells 125 in the forcibly removed battery rack (100-3) (S250).

다음으로, 상기 강제 탈락된 배터리랙(100-3)내 배터리셀들(125)의 전압 밸런싱이 수행되는 중에, 상기 마스터 BMS(400)가 그리드 연결 지령신호를 상기 강제 탈락된 배터리랙(100-3)에 구비된 랙 BMS(130-3)에 전달한다(S260).Next, while the voltage balancing of the battery cells 125 in the forcibly dropped battery rack 100-3 is being performed, the master BMS 400 sends a grid connection command signal to the forcibly dropped battery rack 100-3. 3) is delivered to the rack BMS (130-3) provided in (S260).

다음으로, 상기 그리드 연결 지령신호를 수신한 랙 BMS(130-3)가 그리드(200)와 상기 배터리랙(100-3) 간에 오프되어 있던 릴레이(300)를 온시켜 상기 배터리랙(100-3)을 그리드(200)에 연결시킨다(S270).Next, the rack BMS (130-3) receiving the grid connection command signal turns on the relay 300 that was off between the grid 200 and the battery rack 100-3 to turn on the battery rack 100-3 ) is connected to the grid 200 (S270).

이와 같이, 도 7을 참고하여 설명한 배터리랙의 운영 방법에 의하면, 에너지 저장 시스템에서 사용되는 다수의 배터리랙(100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6) 중 일부 배터리랙(100-3)에 전압 불균형이 발생할 경우, 그 전압 불균형이 발생한 배터리셀들(125)이 포함된 배터리랙(100-3)을 그리드(200)로부터 강제 탈락시켜 배터리셀들(125)의 전압 밸런싱을 수행시키고, 상기 전압 밸런싱이 수행되는 중에 강제 탈락된 배터리랙(100-3)을 그리드(200)에 연결시켜 상기 배터리랙(100-3)도 나머지 배터리랙(100-1, 100-2, 100-4, 100-5, 100-6)과 함께 전력을 저장하거나 공급할 수 있게 된다. As such, according to the operating method of the battery rack described with reference to FIG. 7, a plurality of battery racks (100: 100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6), when voltage imbalance occurs in some of the battery racks 100-3, the battery rack 100-3 including the battery cells 125 in which the voltage imbalance occurs is forcibly removed from the grid 200 Voltage balancing of the battery cells 125 is performed, and while the voltage balancing is performed, the battery rack 100-3 that is forcibly removed is connected to the grid 200 so that the battery rack 100-3 is also the remaining battery rack Together with (100-1, 100-2, 100-4, 100-5, 100-6), power can be stored or supplied.

이에 따라, 배터리셀들(125) 간에 전압 불균형이 발생하더라도 배터리 운영 시스템의 가동을 멈출 필요가 없기 때문에 에너지 저장 시스템의 효율을 향상시킬 수 있게 되며, 강제 탈락된 배터리랙(100-3) 내에 있는 배터리셀들(125)의 전압 밸런싱이 완료될 때까지의 시간을 기다릴 필요 없이, 배터리셀들(125)의 전압 밸런싱이 수행되는 중이라 하더라도 상기 배터리랙(100-3)을 그리드(200)에 연결시키도록 구성되기 때문에 에너지 저장 시스템의 효율을 더욱 극대화시킬 수 있게 된다. Accordingly, even if voltage imbalance occurs between the battery cells 125, it is not necessary to stop the operation of the battery operating system, so it is possible to improve the efficiency of the energy storage system, and in the forcibly removed battery rack 100-3 Without having to wait for the time until the voltage balancing of the battery cells 125 is completed, even if the voltage balancing of the battery cells 125 is being performed, the battery rack 100-3 is connected to the grid 200 Since it is configured to connect, it is possible to further maximize the efficiency of the energy storage system.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 기술적 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.As described above, although the present invention has been described with limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art in the field to which the present invention belongs can make various modifications and changes from these descriptions. transformation is possible Therefore, the technical spirit of the present invention should be grasped only by the claims, and all equivalent or equivalent modifications thereof will be said to belong to the scope of the technical spirit of the present invention.

100(100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6): 배터리랙
120(120-1, 120-2, 120-3, 120-4, 120-5, 120-6): 배터리 트레이
125: 배터리셀
127(127-1, 127-2, 127-3, 127-4, 127-5, 127-6): 트레이 BMS
130(130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6): 랙 BMS
200: 그리드
300: 릴레이
400: 마스터 BMS
500: 스위칭 허브100 (100-1, 100-2, 100-3, 100-4, 100-5, 100-6): battery rack
120 (120-1, 120-2, 120-3, 120-4, 120-5, 120-6): battery tray
125: battery cell
127 (127-1, 127-2, 127-3, 127-4, 127-5, 127-6): Tray BMS
130 (130-1, 130-2, 130-3, 130-4, 130-5, 130-6): Rack BMS
200: grid
300: relay
400: Master BMS
500: switching hub

Claims (12)

각각 다수의 배터리 트레이를 가지며, 릴레이를 통해 그리드에 서로 병렬로 연결되는 다수의 배터리랙 운영 시스템으로서,
각 배터리 트레이마다 구비되며 상기 배터리 트레이에 포함된 배터리셀들의 전압을 측정하는 트레이 BMS;
각 배터리랙마다 구비되며 상기 트레이 BMS에 의해 측정된 배터리셀들의 전압을 이용하여 배터리셀들 간 전압 불균형에 관한 정보를 생성하는 랙 BMS; 및
상기 랙 BMS에 의해 생성된 전압 불균형에 관한 정보를 이용하여 그리드에서 강제 탈락시킬 배터리랙에 관한 강제 탈락 지령신호를 생성하고, 생성한 강제 탈락 지령신호를 상기 강제 탈락시킬 배터리랙에 구비된 랙 BMS에 전달하는 마스터 BMS;를 포함하며,
상기 강제 탈락 지령신호를 수신한 랙 BMS는 그리드와 배터리랙 간에 연결되어 있던 릴레이를 오프시켜 상기 배터리랙을 그리드로부터 강제 탈락시키고, 상기 강제 탈락된 배터리랙 내 배터리셀들의 전압 밸런싱을 수행시키며,
상기 강제 탈락된 배터리랙 내 배터리셀들의 전압 밸런싱이 완료된 후에, 상기 마스터 BMS가 상기 강제 탈락된 배터리랙의 전압이 나머지 배터리랙의 전압과 비교해서 동일하거나 기 설정해놓은 범위 내에 있는 것으로 판단하면, 그리드 연결 지령신호를 상기 강제 탈락된 배터리랙에 구비된 랙 BMS에 전달하고,
상기 그리드 연결 지령신호를 수신한 랙 BMS는 그리드와 상기 배터리랙 간에 오프되어 있던 릴레이를 온시켜 상기 배터리랙을 그리드에 연결시키는 것을 특징으로 하는 다수의 배터리랙 운영 시스템.
A plurality of battery rack operating systems each having a plurality of battery trays and connected in parallel to each other through relays to the grid,
a tray BMS provided for each battery tray and measuring voltages of battery cells included in the battery tray;
A rack BMS provided for each battery rack and generating information about voltage imbalance between battery cells using the voltages of the battery cells measured by the tray BMS; and
Using the information on the voltage imbalance generated by the rack BMS, a forced disconnection command signal for the battery rack to be forcibly removed from the grid is generated, and the generated forced disconnection command signal is a rack BMS provided in the battery rack to be forcibly removed. Including; master BMS for delivery to;
The rack BMS receiving the forcible detachment command signal turns off the relay connected between the grid and the battery rack to forcibly remove the battery rack from the grid, and performs voltage balancing of battery cells in the forcibly removed battery rack,
After the voltage balancing of the battery cells in the forcibly removed battery rack is completed, when the master BMS determines that the voltage of the forcibly removed battery rack is equal to or within a preset range compared to the voltage of the remaining battery racks, the grid Transfer the connection command signal to the rack BMS provided in the forcibly removed battery rack,
The rack BMS receiving the grid connection command signal turns on a relay that is off between the grid and the battery rack to connect the battery rack to the grid.
 제1항에 있어서,
상기 트레이 BMS와 상기 랙 BMS는 통신으로 연결되고, 상기 랙 BMS와 상기 마스터 BMS 역시 통신을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 다수의 배터리랙 운영 시스템.
According to claim 1,
The tray BMS and the rack BMS are connected through communication, and the rack BMS and the master BMS are also connected through communication.
 제1항에 있어서,
상기 그리드에서 강제 탈락시킬 배터리랙의 개수에 관한 정보는 상기 마스터 BMS에 기 설정되어 있으며, 상기 마스터 BMS는 상기 강제 탈락시킬 배터리랙의 개수에 관한 정보에 기초해서 상기 강제 탈락 지령신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 다수의 배터리랙 운영 시스템.
According to claim 1,
Information on the number of battery racks to be forcibly removed from the grid is preset in the master BMS, and the master BMS generates the forcible withdrawal command signal based on the information on the number of battery racks to be forcibly removed from the grid. Features a number of battery rack operating systems.
 각각 다수의 배터리 트레이를 가지며, 릴레이를 통해 그리드에 서로 병렬로 연결되는 다수의 배터리랙 운영 시스템으로서,
각 배터리 트레이마다 구비되며 상기 배터리 트레이에 포함된 배터리셀들의 전압을 측정하는 트레이 BMS;
각 배터리랙마다 구비되며 상기 트레이 BMS에 의해 측정된 배터리셀들의 전압을 이용하여 배터리셀들 간 전압 불균형에 관한 정보를 생성하는 랙 BMS; 및
상기 랙 BMS에 의해 생성된 전압 불균형에 관한 정보를 이용하여 그리드에서 강제 탈락시킬 배터리랙에 관한 강제 탈락 지령신호를 생성하고, 생성한 강제 탈락 지령신호를 상기 강제 탈락시킬 배터리랙에 구비된 랙 BMS에 전달하는 마스터 BMS;를 포함하고,
상기 강제 탈락 지령신호를 수신한 랙 BMS는 그리드와 배터리랙 간에 연결되어 있던 릴레이를 오프시켜 상기 배터리랙을 그리드로부터 강제 탈락시키고, 상기 강제 탈락된 배터리랙 내 배터리셀들의 전압 밸런싱을 수행시키며,
상기 강제 탈락된 배터리랙 내 배터리셀들의 전압 밸런싱이 수행되는 중에, 상기 마스터 BMS는 그리드 연결 지령신호를 상기 강제 탈락된 배터리랙에 구비된 랙 BMS에 전달하고,
상기 그리드 연결 지령신호를 수신한 랙 BMS는 그리드와 상기 배터리랙 간에 오프되어 있던 릴레이를 온시켜 상기 배터리랙을 그리드에 연결시키는 것을 특징으로 하는 다수의 배터리랙 운영 시스템.
A plurality of battery rack operating systems each having a plurality of battery trays and connected in parallel to each other through relays to the grid,
a tray BMS provided for each battery tray and measuring voltages of battery cells included in the battery tray;
A rack BMS provided for each battery rack and generating information about voltage imbalance between battery cells using the voltages of the battery cells measured by the tray BMS; and
A forcible disconnect command signal for the battery rack to be forcibly removed from the grid is generated using the information on the voltage imbalance generated by the rack BMS, and the rack BMS provided in the battery rack to be forcibly removed is generated. Including; Master BMS to pass to;
The rack BMS receiving the forcible detachment command signal turns off the relay connected between the grid and the battery rack to forcibly remove the battery rack from the grid, and performs voltage balancing of battery cells in the forcibly removed battery rack,
While voltage balancing of the battery cells in the forcibly removed battery rack is being performed, the master BMS transmits a grid connection command signal to the rack BMS provided in the forcibly removed battery rack,
A plurality of battery rack operating systems, characterized in that the rack BMS receiving the grid connection command signal turns on a relay that is off between the grid and the battery rack to connect the battery rack to the grid.
 제4항에 있어서,
상기 트레이 BMS와 상기 랙 BMS는 통신으로 연결되고, 상기 랙 BMS와 상기 마스터 BMS 역시 통신을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 다수의 배터리랙 운영 시스템.
According to claim 4,
The tray BMS and the rack BMS are connected through communication, and the rack BMS and the master BMS are also connected through communication.
 제4항에 있어서,
상기 그리드에서 강제 탈락시킬 배터리랙의 개수에 관한 정보는 상기 마스터 BMS에 기 설정되어 있으며, 상기 마스터 BMS는 상기 강제 탈락시킬 배터리랙의 개수에 관한 정보에 기초해서 상기 강제 탈락 지령신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 다수의 배터리랙 운영 시스템.
According to claim 4,
Information on the number of battery racks to be forcibly removed from the grid is preset in the master BMS, and the master BMS generates the forcible withdrawal command signal based on the information on the number of battery racks to be forcibly removed from the grid. Features a number of battery rack operating systems.
 각각 다수의 배터리 트레이를 가지며, 릴레이를 통해 그리드에 서로 병렬로 연결되는 다수의 배터리랙 운영 방법으로서,
각 배터리 트레이마다 구비된 트레이 BMS가 상기 배터리 트레이에 포함된 배터리셀들의 전압을 측정하는 단계;
각 배터리랙마다 구비된 랙 BMS가 상기 트레이 BMS에 의해 측정된 배터리셀들의 전압을 이용하여 배터리셀들 간 전압 불균형에 관한 정보를 생성하고, 생성한 전압 불균형에 관한 정보를 마스터 BMS에 전달하는 단계;
상기 마스터 BMS가 상기 전압 불균형에 관한 정보를 이용하여 그리드에서 강제 탈락시킬 배터리랙에 관한 강제 탈락 지령신호를 생성하고, 생성한 강제 탈락 지령신호를 상기 강제 탈락시킬 배터리랙에 구비된 랙 BMS에 전달하는 단계;
상기 강제 탈락 지령신호를 수신한 랙 BMS가 그리드와 배터리랙 간에 연결되어 있던 릴레이를 오프시켜 상기 배터리랙을 그리드로부터 강제 탈락시키는 단계;
상기 강제 탈락 지령신호를 수신한 랙 BMS가 상기 강제 탈락된 배터리랙 내 배터리셀들의 전압 밸런싱을 수행시키는 단계;
상기 강제 탈락된 배터리랙 내 배터리셀들의 전압 밸런싱이 완료된 후에, 상기 마스터 BMS가 상기 강제 탈락된 배터리랙의 전압이 나머지 배터리랙의 전압과 비교해서 동일하거나 기 설정해놓은 범위 내에 있는 것으로 판단하면, 그리드 연결 지령신호를 상기 강제 탈락된 배터리랙에 구비된 랙 BMS에 전달하는 단계; 및
상기 그리드 연결 지령신호를 수신한 랙 BMS가 그리드와 상기 배터리랙 간에 오프되어 있던 릴레이를 온시켜 상기 배터리랙을 그리드에 연결시키는 단계;를 포함하는 다수의 배터리랙 운영 방법.
As a method of operating a plurality of battery racks each having a plurality of battery trays and connected in parallel to each other in a grid through relays,
measuring voltages of battery cells included in the battery tray by a tray BMS provided for each battery tray;
A rack BMS provided for each battery rack generates information on voltage imbalance between battery cells using the voltages of the battery cells measured by the tray BMS, and forwards the information on the generated voltage imbalance to the master BMS. ;
The master BMS generates a forced detachment command signal for the battery rack to be forcibly removed from the grid using the voltage imbalance information, and transmits the generated forced detachment command signal to the rack BMS provided in the battery rack to be forcibly removed. doing;
Forcibly removing the battery rack from the grid by turning off a relay connected between the grid and the battery rack by the rack BMS receiving the forced detachment command signal;
Performing voltage balancing of battery cells in the forcibly removed battery rack by the rack BMS receiving the forcibly removed command signal;
After the voltage balancing of the battery cells in the forcibly removed battery rack is completed, when the master BMS determines that the voltage of the forcibly removed battery rack is equal to or within a preset range compared to the voltage of the remaining battery racks, the grid Transmitting a connection command signal to a rack BMS provided in the forcibly removed battery rack; and
A plurality of battery rack operating methods including; receiving the grid connection command signal, the rack BMS connects the battery rack to the grid by turning on a relay that is off between the grid and the battery rack.
 제7항에 있어서,
상기 트레이 BMS와 상기 랙 BMS는 통신으로 연결되고, 상기 랙 BMS와 상기 마스터 BMS 역시 통신을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 다수의 배터리랙 운영 방법.
According to claim 7,
The tray BMS and the rack BMS are connected through communication, and the rack BMS and the master BMS are also connected through communication.
 제7항에 있어서,
상기 그리드에서 강제 탈락시킬 배터리랙의 개수에 관한 정보는 상기 마스터 BMS에 기 설정되어 있으며, 상기 마스터 BMS는 상기 강제 탈락시킬 배터리랙의 개수에 관한 정보에 기초해서 상기 강제 탈락 지령신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 다수의 배터리랙 운영 방법.
According to claim 7,
Information on the number of battery racks to be forcibly removed from the grid is preset in the master BMS, and the master BMS generates the forcible withdrawal command signal based on the information on the number of battery racks to be forcibly removed from the grid. Characterized by a number of battery rack operation methods.
 각각 다수의 배터리 트레이를 가지며, 릴레이를 통해 그리드에 서로 병렬로 연결되는 다수의 배터리랙 운영 방법으로서,
각 배터리 트레이마다 구비된 트레이 BMS가 상기 배터리 트레이에 포함된 배터리셀들의 전압을 측정하는 단계;
각 배터리랙마다 구비된 랙 BMS가 상기 트레이 BMS에 의해 측정된 배터리셀들의 전압을 이용하여 배터리셀들 간 전압 불균형에 관한 정보를 생성하고, 생성한 전압 불균형에 관한 정보를 마스터 BMS에 전달하는 단계;
상기 마스터 BMS가 상기 전압 불균형에 관한 정보를 이용하여 그리드에서 강제 탈락시킬 배터리랙에 관한 강제 탈락 지령신호를 생성하고, 생성한 강제 탈락 지령신호를 상기 강제 탈락시킬 배터리랙에 구비된 랙 BMS에 전달하는 단계;
상기 강제 탈락 지령신호를 수신한 랙 BMS가 그리드와 배터리랙 간에 연결되어 있던 릴레이를 오프시켜 상기 배터리랙을 그리드로부터 강제 탈락시키는 단계;
상기 강제 탈락 지령신호를 수신한 랙 BMS가 상기 강제 탈락된 배터리랙 내 배터리셀들의 전압 밸런싱을 수행시키는 단계;
상기 강제 탈락된 배터리랙 내 배터리셀들의 전압 밸런싱이 수행되는 중에, 상기 마스터 BMS가 그리드 연결 지령신호를 상기 강제 탈락된 배터리랙에 구비된 랙 BMS에 전달하는 단계; 및
상기 그리드 연결 지령신호를 수신한 랙 BMS가 그리드와 상기 배터리랙 간에 오프되어 있던 릴레이를 온시켜 상기 배터리랙을 그리드에 연결시키는 단계;를 포함하는 다수의 배터리랙 운영 방법.
As a method of operating a plurality of battery racks each having a plurality of battery trays and connected in parallel to each other in a grid through relays,
measuring voltages of battery cells included in the battery tray by a tray BMS provided for each battery tray;
A rack BMS provided for each battery rack generates information on voltage imbalance between battery cells using the voltages of the battery cells measured by the tray BMS, and forwards the information on the generated voltage imbalance to the master BMS. ;
The master BMS generates a forced detachment command signal for the battery rack to be forcibly removed from the grid using the voltage imbalance information, and transmits the generated forced detachment command signal to the rack BMS provided in the battery rack to be forcibly removed. doing;
Forcibly removing the battery rack from the grid by turning off a relay connected between the grid and the battery rack by the rack BMS receiving the forced detachment command signal;
Performing voltage balancing of battery cells in the forcibly removed battery rack by the rack BMS receiving the forcibly removed command signal;
Transferring, by the master BMS, a grid connection command signal to a rack BMS provided in the forcibly removed battery rack while voltage balancing of battery cells in the forcibly removed battery rack is performed; and
A plurality of battery rack operating methods including; receiving the grid connection command signal, the rack BMS connects the battery rack to the grid by turning on a relay that is off between the grid and the battery rack.
 제10항에 있어서,
상기 트레이 BMS와 상기 랙 BMS는 통신으로 연결되고, 상기 랙 BMS와 상기 마스터 BMS 역시 통신을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 다수의 배터리랙 운영 방법.
According to claim 10,
The tray BMS and the rack BMS are connected through communication, and the rack BMS and the master BMS are also connected through communication.
 제10항에 있어서,
상기 그리드에서 강제 탈락시킬 배터리랙의 개수에 관한 정보는 상기 마스터 BMS에 기 설정되어 있으며, 상기 마스터 BMS는 상기 강제 탈락시킬 배터리랙의 개수에 관한 정보에 기초해서 상기 강제 탈락 지령신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 다수의 배터리랙 운영 방법.According to claim 10,
Information on the number of battery racks to be forcibly removed from the grid is preset in the master BMS, and the master BMS generates the forcible withdrawal command signal based on the information on the number of battery racks to be forcibly removed from the grid. Characterized by a number of battery rack operation methods.
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