KR102572353B1

KR102572353B1 - Apparatus and method for controlling bettery power using cell balancing

Info

Publication number: KR102572353B1
Application number: KR1020210008802A
Authority: KR
Inventors: 김범수; 전진성; 임채현
Original assignee: 주식회사 미지에너텍
Priority date: 2021-01-21
Filing date: 2021-01-21
Publication date: 2023-08-30
Also published as: KR20220105895A

Abstract

셀 밸런싱을 이용한 배터리 전력 제어 장치 및 방법이 개시된다. 상기 배터리 전력 제어 장치 및 방법은 태양광 가로등 시스템 내 배터리의 충전 및 방전에 따른 배터리 셀 간의 전압 데이터를 획득하도록 하는 명령, 상기 배터리 셀 간의 전압 편차가 발생될 경우, 상기 배터리 셀 간의 전압이 일정 값을 유지되게 셀 밸런싱을 수행하도록 하는 명령, 상기 셀 밸런싱에 따른 적어도 하나의 정보를 저장하도록 하는 명령, 상기 적어도 하나의 정보로부터 상기 배터리의 수명(State Of Health, SOH)을 예측하도록 하는 명령, 상기 수명에 따른 상기 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC)을 추출하도록 하는 명령, 및 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 가용 전력을 제어하도록 하는 명령을 포함함으로써, 배터리의 상태 점검을 위한 별도의 시스템 없이 배터리의 수명을 예측하고, 배터리의 잔존용량에 따라 맞춤형 전력 제어가 가능하여 태양광 가로등 시스템의 효율적인 에너지 관리가 가능한 고효율 및 고신뢰성의 배터리 전력 제어 장치 및 방법이 제공될 수 있다.An apparatus and method for controlling battery power using cell balancing are disclosed. The battery power control apparatus and method is a command to obtain voltage data between battery cells according to charging and discharging of a battery in a solar street light system, and when a voltage deviation between the battery cells occurs, the voltage between the battery cells is a constant value A command to perform cell balancing while maintaining , a command to store at least one piece of information according to the cell balancing, a command to predict the lifespan (State Of Health, SOH) of the battery from the at least one piece of information, the A separate system for checking the state of the battery by including a command to extract the state of charge (SOC) of the battery according to its lifespan, and a command to control the available power of the battery according to the remaining capacity A high-efficiency and highly-reliable battery power control device and method capable of efficiently managing energy of a solar street light system by predicting the lifespan of a battery and performing customized power control according to the remaining capacity of the battery without the

Description

Apparatus and method for controlling battery power using cell balancing

본 발명은 셀 밸런싱을 이용한 배터리 전력 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 태양광 가로등 시스템 내 배터리 셀의 셀 밸런싱으로 잔존용량을 분석하여 배터리 셀의 전력을 제어하는 배터리 전력 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery power control apparatus and method using cell balancing, and relates to a battery power control apparatus and method for controlling power of a battery cell by analyzing the remaining capacity by cell balancing of battery cells in a solar street light system.

일반적으로 태양광 가로등 시스템에서는 충전된 태양광 전력을 저장하기 위한 리튬 배터리 팩이 내장되어 있으며, 저장된 리튬 배터리 팩의 잔량을 측정하여 배터리의 출력을 제어하기 위한 배터리 관리 장치가 내장되어 있다.In general, a solar street light system has a built-in lithium battery pack for storing charged solar power, and a battery management device for controlling the output of the battery by measuring the remaining amount of the stored lithium battery pack.

그러나, 종래의 배터리 관리 장치는 태양광 가로등 시스템에 요구되는 부조일수를 지키지 못하는 경우가 다수 발생하여 배터리 효율을 저하시킬 뿐 아니라, 배터리 상태에 따른 방전 제어가 불가능하므로 배터리의 수명을 단축시켜 태양광 가로등 시스템의 신뢰성을 저하시키는 문제가 있다. However, conventional battery management devices often fail to keep the number of days required for a solar street light system, thereby reducing battery efficiency and preventing discharge control according to the battery state. There is a problem of deteriorating the reliability of the streetlight system.

또한, 태양광 가로등 시스템에서의 리튬 배터리 팩에서는, 내부 저항 발생 등의 재질적 특성과 같은 제조 공정상의 이유 및 사용 환경에 따른 후발적인 요인 등에 의해 배터리 셀 내부에 임피던스의 변화를 일으켜 용량 편차가 발생된다. In addition, in a lithium battery pack in a solar street light system, capacity deviation occurs due to a change in impedance inside the battery cell due to manufacturing process reasons such as material characteristics such as internal resistance and subsequent factors according to the use environment. do.

이에 따라, 배터리 셀은, 도 1과 같이, 충방전 사이클에 따른 개별 충전 또는 방전시 전압 편차에 따른 특정 배터리 셀의 과충전 또는 과방전이 발생되며, 이는 배터리 팩의 용량 감소 및 열화(degrade)를 야기시켜 배터리 팩의 수명을 단축시킴으로써 태양광 가로등 시스템의 성능 저하를 유발할 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 1 , when a battery cell is individually charged or discharged according to a charge/discharge cycle, overcharge or overdischarge of a specific battery cell occurs according to a voltage deviation, which causes a decrease in capacity and deterioration of the battery pack. This can shorten the lifespan of the battery pack and cause deterioration in the performance of the solar street light system.

배터리의 전력 제어에 따른 태양광 가로등 시스템의 성능 저하를 방지하기 위해, 종래에는 전류적산법에 따라 배터리의 수명을 예측하여 배터리의 전력을 제어하는 방법이 제공되고 있다. 그러나, 누적된 기존의 전류 데이터 및 전하량을 이용하여 배터리의 수명을 예측하는 전류적산법은 배터리 수명 산출시 오차 발생 가능성이 높아 초기화가 필수적으로 요구되며, 기존 데이터의 신뢰성 또한 확신하기 어려운 단점이 있다.In order to prevent performance deterioration of a solar street light system due to power control of a battery, conventionally, a method of controlling power of a battery by estimating the life of the battery according to a current integration method has been provided. However, the current integration method, which predicts the battery life using the accumulated current data and the amount of charge, has a high possibility of generating an error in calculating the battery life, so initialization is essential, and the reliability of the existing data is also difficult to be sure.

또한, 다른 종래 기술로는 배터리의 출력 전압 데이터를 배터리의 개방 회로 전압(OCV, Open Circuit Voltage) 데이터와 대조하여 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC)을 측정하는 기술이 있으나, 도 2와 같이, 잔존용량의 측정만으로, 노후화 또는 환경적 요인에 의해 발생되는 배터리의 수명 저하에 따른 배터리의 충방전 사이클 제어의 효과를 판단하기 어려워 신뢰성이 저하되는 단점이 있다.In addition, another conventional technique is a technique of measuring the remaining capacity (State Of Charge, SOC) of the battery by comparing the output voltage data of the battery with the open circuit voltage (OCV) data of the battery, but as shown in FIG. Likewise, it is difficult to determine the effect of controlling the charge/discharge cycle of the battery according to the decrease in the lifespan of the battery caused by aging or environmental factors only by measuring the remaining capacity, and reliability is degraded.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 고효율 및 고신뢰성의 배터리 전력 제어 장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention to solve the above problems is to provide a high-efficiency and high-reliability battery power control device.

또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 고효율 및 고신뢰성의 배터리 전력 제어 방법을 제공하는 데 있다.In addition, another object of the present invention to solve the above problems is to provide a high-efficiency and high-reliability battery power control method.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치는, 메모리(memory) 및 상기 메모리에 저장된 적어도 하나의 명령을 실행하는 프로세서(processor)를 포함하되, 상기 적어도 하나의 명령은, 태양광 가로등 시스템 내 배터리의 충전 및 방전에 따른 배터리 셀 간의 전압 데이터를 획득하도록 하는 명령, 상기 배터리 셀 간의 전압 편차가 발생될 경우, 상기 배터리 셀 간의 전압이 일정 값을 유지되게 셀 밸런싱을 수행하도록 하는 명령, 상기 셀 밸런싱에 따른 적어도 하나의 정보를 저장하도록 하는 명령, 상기 적어도 하나의 정보로부터 상기 배터리의 수명(State Of Health, SOH)을 예측하도록 하는 명령, 상기 수명에 따른 상기 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC)을 추출하도록 하는 명령 및 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 전력을 제어하도록 하는 명령을 포함한다.An apparatus for controlling battery power according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a memory and a processor executing at least one command stored in the memory, wherein the at least one command , Command to acquire voltage data between battery cells according to charging and discharging of batteries in the solar street light system, cell balancing is performed so that the voltage between the battery cells is maintained at a constant value when a voltage deviation between the battery cells occurs A command to do, a command to store at least one piece of information according to the cell balancing, a command to predict a state of health (SOH) of the battery from the at least one piece of information, and a remaining state of the battery according to the lifespan A command to extract a state of charge (SOC) and a command to control power of the battery according to the remaining capacity are included.

여기서, 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 전력을 제어하도록 하는 명령은, 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 가용 전력을 제어하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.Here, the command to control the power of the battery according to the remaining capacity may include a command to control the available power of the battery according to the remaining capacity.

또한, 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 전력을 제어하도록 하는 명령은, 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 소모 전력을 제어하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.Also, the command to control the power of the battery according to the remaining capacity may include a command to control the power consumption of the battery according to the remaining capacity.

이때, 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 소모 전력을 제어하도록 하는 명령에서는, 상기 배터리의 방전 심도(Depth Of Discharge,DOD)가 일정 값을 유지하도록 상기 배터리의 소모 전력을 제어할 수 있다.At this time, in the command to control the power consumption of the battery according to the remaining capacity, the power consumption of the battery may be controlled so that the depth of discharge (DOD) of the battery maintains a constant value.

한편, 상기 배터리 셀 간의 전압 데이터는 상기 배터리의 충방전 사이클 정보를 포함할 수 있다.Meanwhile, the voltage data between the battery cells may include charge/discharge cycle information of the battery.

또한, 상기 셀 밸런싱에 따른 적어도 하나의 정보는, 상기 셀 밸런싱을 수행한 횟수 및 상기 셀 밸런싱의 수행 시간 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.Also, the at least one piece of information according to the cell balancing may include at least one of the number of times the cell balancing is performed and the time during which the cell balancing is performed.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 전력 제어 방법은, 태양광 가로등 시스템 내 배터리의 충전 및 방전에 따른 배터리 셀 간의 전압 데이터를 획득하는 단계, 상기 배터리 셀 간의 전압 편차가 발생될 경우, 상기 배터리 셀 간의 전압이 일정 값을 유지되도록 셀 밸런싱을 수행하는 단계, 상기 셀 밸런싱에 따른 적어도 하나의 정보를 저장하는 단계, 상기 적어도 하나의 정보로부터 상기 배터리의 수명(State Of Health, SOH)을 예측하는 단계, 상기 수명에 따른 상기 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC)을 추출하는 단계 및 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 전력을 제어하는 단계를 포함한다.A battery power control method according to another embodiment of the present invention for achieving the above object includes obtaining voltage data between battery cells according to charging and discharging of a battery in a solar street light system, and voltage deviation between the battery cells occurs. If it is, performing cell balancing so that the voltage between the battery cells is maintained at a constant value, storing at least one information according to the cell balancing, and the life of the battery from the at least one information (State Of Health, SOH), extracting a state of charge (SOC) of the battery according to the lifespan, and controlling power of the battery according to the remaining capacity.

여기서, 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 전력을 제어하는 단계는, 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 가용 전력을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.Here, controlling the power of the battery according to the remaining capacity may include controlling available power of the battery according to the remaining capacity.

또한, 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 전력을 제어하는 단계는, 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 소모 전력을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.Controlling the power of the battery according to the remaining capacity may include controlling the consumed power of the battery according to the remaining capacity.

이때, 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 소모 전력을 제어하는 단계에서는, 상기 배터리의 방전 심도(Depth Of Discharge,DOD)가 일정 값을 유지하도록 상기 배터리의 소모 전력을 제어할 수 있다.At this time, in the step of controlling the power consumption of the battery according to the remaining capacity, the power consumption of the battery may be controlled so that the depth of discharge (DOD) of the battery maintains a constant value.

본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치 및 방법은 태양광 가로등 시스템 내 배터리의 충전 및 방전에 따른 배터리 셀 간의 전압 데이터를 획득하도록 하는 명령, 상기 배터리 셀 간의 전압 편차가 발생될 경우, 상기 배터리 셀 간의 전압이 일정 값을 유지되게 셀 밸런싱을 수행하도록 하는 명령, 상기 셀 밸런싱에 따른 적어도 하나의 정보를 저장하도록 하는 명령, 상기 적어도 하나의 정보로부터 상기 배터리의 수명(State Of Health, SOH)을 예측하도록 하는 명령, 상기 수명에 따른 상기 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC)을 추출하도록 하는 명령, 및 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 가용 전력을 제어하도록 하는 명령을 포함함으로써, 배터리의 상태 점검을 위한 별도의 시스템 없이 배터리의 수명을 예측하고, 배터리의 잔존용량에 따라 맞춤형 전력 제어가 가능하여 태양광 가로등 시스템의 효율적인 에너지 관리가 가능한 고효율 및 고신뢰성의 배터리 전력 제어 장치 및 방법이 제공될 수 있다.An apparatus and method for controlling battery power according to an embodiment of the present invention include a command to obtain voltage data between battery cells according to charging and discharging of a battery in a solar street light system, and when a voltage deviation between the battery cells occurs, the battery A command to perform cell balancing so that the voltage between cells is maintained at a constant value, a command to store at least one information according to the cell balancing, and a battery life (State Of Health, SOH) from the at least one information By including a command to predict, a command to extract the state of charge (SOC) of the battery according to the lifespan, and a command to control the available power of the battery according to the remaining capacity, the state of the battery A high-efficiency and high-reliability battery power control device and method capable of efficiently managing the energy of a solar street light system by predicting the lifespan of a battery without a separate system for inspection and enabling customized power control according to the remaining capacity of the battery will be provided. can

도 1은 태양광 가로등 시스템의 충방전 사이클에 따른 리튬 배터리의 총 용량 변화를 나타내는 그래프이다.
도 2는 태양광 가로등 시스템의 충방전 사이클에 따른 잔존용량과 리튬 배터리 팩의 개방 회로 전압 간의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치의 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실험예에 따른 배터리 전력 제어 방법에서의 잔존용량에 따른 소모 전력을 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 6에 따른 배터리 전력 제어 방법에서의 배터리 전력 제어 시 시간에 따른 잔존용량을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실험예에 따른 배터리 전력 제어 방법에서의 방전심도에 따른 배터리 팩의 수명을 나타내는 그래프이다.1 is a graph showing a change in total capacity of a lithium battery according to charge/discharge cycles of a solar street light system.
Figure 2 is a graph showing the relationship between the open circuit voltage of the lithium battery pack and the remaining capacity according to charge and discharge cycles of the solar street light system.
3 is a block diagram illustrating a battery power control device according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of a battery power control device according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a battery power control method according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing power consumption according to remaining capacity in a battery power control method according to an experimental example of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing remaining capacity over time when battery power is controlled in the battery power control method according to FIG. 6 .
8 is a graph showing the lifespan of a battery pack according to the discharge depth in the battery power control method according to an experimental example of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하여 이를 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. Since the present invention can make various changes and have various embodiments, it will be described in detail by illustrating specific embodiments in the drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Like reference numerals have been used for like elements throughout the description of each figure.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. The term “and/or” includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, they should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail. In order to facilitate overall understanding in the description of the present invention, the same reference numerals are used for the same components in the drawings, and redundant descriptions of the same components are omitted.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다. 3 is a block diagram illustrating a battery power control device according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 배터리 전력 제어 장치(1000)는 태양광 가로등 시스템(S)과 연동될 수 있다. 이에 따라, 배터리 전력 제어 장치(1000)는 태양광 가로등 시스템(S) 내 배터리 팩의 셀 밸런싱을 제어하여 상기 배터리 팩의 수명을 예측하고, 배터리의 가용 전력을 제어할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the battery power control device 1000 may interwork with a solar street light system (S). Accordingly, the battery power control apparatus 1000 may predict the lifespan of the battery pack by controlling cell balancing of the battery pack in the solar street light system S, and control the available power of the battery.

배터리 전력 제어 장치(1000)에 대해서는 하기 도 4를 참조하여 구성별로 보다 자세히 설명하겠다.The battery power control device 1000 will be described in more detail for each component with reference to FIG. 4 below.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치의 블록 구성도이다.4 is a block diagram of a battery power control device according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 배터리 전력 제어 장치(1000)는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리(100) 및 상기 메모리의 적어도 하나의 명령을 실행하는 프로세서(200), 송수신 장치(300), 입력 인터페이스 장치(400), 출력 인터페이스 장치(500) 및 저장 장치(600) 등을 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the apparatus 1000 for controlling battery power includes a memory 100 storing at least one command, a processor 200 executing at least one command of the memory, a transceiving device 300, and an input interface device. 400, an output interface device 500, and a storage device 600 may be further included.

실시예에 따르면, 배터리 전력 제어 장치(1000)에 포함된 각각의 구성 요소들(100, 200, 300, 400, 500, 600)은 버스(bus, 700)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다. According to an embodiment, each of the components 100, 200, 300, 400, 500, and 600 included in the battery power control device 1000 are connected by a bus 700 to communicate with each other. there is.

배터리 전력 제어 장치(1000)의 상기 구성들(100, 200, 300, 400, 500, 600) 중 메모리(100) 및 저장 장치(600)는 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(100) 및 저장 장치(600)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.Among the components 100, 200, 300, 400, 500, and 600 of the battery power control device 1000, the memory 100 and the storage device 600 may include at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium. there is. For example, the memory 100 and the storage device 600 may include at least one of a read only memory (ROM) and a random access memory (RAM).

메모리(100)는 후술될 프로세서(200)에 의해 실행될 적어도 하나의 명령을 포함할 수 있다. The memory 100 may include at least one instruction to be executed by the processor 200 to be described later.

실시예에 따르면, 적어도 하나의 명령은, 태양광 가로등 시스템 내 배터리의 충전 및 방전에 따른 배터리 셀 간의 전압 데이터를 획득하도록 하는 명령, 상기 배터리 셀 간의 전압 편차가 발생될 경우, 상기 배터리 셀 간의 전압이 일정 값을 유지되게 셀 밸런싱을 수행하도록 하는 명령, 상기 셀 밸런싱에 따른 적어도 하나의 정보를 저장하도록 하는 명령, 상기 적어도 하나의 정보로부터 상기 배터리의 수명(State Of Health, SOH)을 예측하도록 하는 명령, 상기 수명에 따른 상기 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC)을 추출하도록 하는 명령, 및 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 가용 전력을 제어하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.According to an embodiment, the at least one command includes a command to acquire voltage data between battery cells according to charging and discharging of batteries in a solar street light system, and a voltage between the battery cells when a voltage deviation between the battery cells occurs. A command to perform cell balancing while maintaining this constant value, a command to store at least one piece of information according to the cell balancing, and a command to predict the lifespan (State Of Health, SOH) of the battery from the at least one piece of information It may include a command, a command to extract the state of charge (SOC) of the battery according to the lifespan, and a command to control available power of the battery according to the remaining capacity.

출력 인터페이스 장치(500)는 후술될 저장 장치(600)에 저장된 적어도 하나의 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 출력 인터페이스 장치(500)는 모니터(monitor) 또는 인디케이터(indicator)로 제공될 수 있다. 이에 따라, 배터리 셀의 상태 모니터링이 가능하므로, 사용자가 배터리의 노후화 정도를 용이하게 점검할 수 있다.The output interface device 500 may output at least one piece of information stored in the storage device 600 to be described later. For example, the output interface device 500 may serve as a monitor or indicator. Accordingly, since the state of the battery cell can be monitored, the user can easily check the degree of deterioration of the battery.

저장 장치(600)는 프로세서(200)에 의해 실행되는 적어도 하나의 명령에 의해 생성된 적어도 하나의 정보를 저장할 수 있다.The storage device 600 may store at least one piece of information generated by at least one command executed by the processor 200 .

일 실시예에 따르면, 저장 장치(600)는 태양광 가로등 시스템으로부터 획득한 배터리 팩의 충전 및 방전에 따른 베터리 셀 간의 전압 데이터를 저장할 수 있다.According to an embodiment, the storage device 600 may store voltage data between battery cells according to charging and discharging of a battery pack obtained from a solar street light system.

다른 실시예에 따르면, 저장 장치(600)는 프로세서(200)에 의한 명령 수행 시 생성되는 적어도 하나의 셀 밸런싱 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 셀 밸런싱 정보는 셀 밸런싱에 의해 출력되는 전력 데이터, 셀 밸런싱을 수행하는 시간 데이터 및 셀 밸런싱을 수행한 횟수 데이터 등을 저장할 수 있다.According to another embodiment, the storage device 600 may store at least one piece of cell balancing information generated when a command is executed by the processor 200 . For example, the cell balancing information may store power data output by cell balancing, time data for performing cell balancing, data for the number of times cell balancing has been performed, and the like.

또다른 실시예에 따르면, 저장 장치(600)는 프로세서(200)에 의한 명령 수행 시 산출된 배터리 셀의 수명 데이터 및 잔존용량 데이터 등을 저장할 수 있다.According to another embodiment, the storage device 600 may store life data and residual capacity data of a battery cell calculated when the processor 200 executes a command.

프로세서(200)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. The processor 200 may mean a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed.

프로세서(200)는 앞서 설명한 바와 같이, 메모리(100)에 저장된 적어도 하나의 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다. As described above, the processor 200 may execute at least one program command stored in the memory 100 .

이상, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치를 설명하였다.In the above, the battery power control device according to an embodiment of the present invention has been described.

이하에서는, 하기 도 5에서는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치 내 프로세서에 의해 실행되는 배터리 전력 제어 방법을 보다 자세히 설명하겠다. Hereinafter, a battery power control method executed by a processor in a battery power control device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 5 .

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 방법의 순서도이다. 5 is a flowchart of a battery power control method according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 배터리 전력 제어 장치(1000) 내 프로세서(200)는 태양광 가로등 시스템 내 배터리 팩의 충전 및 방전에 따른 적어도 하나의 데이터를 획득할 수 있다(S1000). Referring to FIG. 5 , the processor 200 in the apparatus 1000 for controlling battery power may obtain at least one piece of data according to charging and discharging of a battery pack in a solar street light system (S1000).

여기서, 적어도 하나의 데이터는 배터리 셀 간의 전압 데이터일 수 있다. 이때, 상기 배터리 셀 간의 전압 데이터는 태양광 가로등 시스템의 충방전 사이클 정보를 포함할 수 있다.Here, at least one piece of data may be voltage data between battery cells. In this case, the voltage data between the battery cells may include charge/discharge cycle information of the solar street light system.

한편, 배터리 셀은 복수개로 제공되며, 패터리 팩 내부에 직렬 연결된 형태로 제공될 수 있다.Meanwhile, a plurality of battery cells may be provided and may be provided in a form connected in series inside a battery pack.

프로세서(200)는 수신된 전압 데이터로부터 배터리 셀들 간의 전압 편차가 발생될 경우, 셀 밸런싱을 수행할 수 있다(S2000). 여기서, 셀 밸런싱은 배터리 셀들 간의 전압이 일정 값을 유지되도록 회로를 제어하는 것일 수 있다.The processor 200 may perform cell balancing when a voltage deviation between battery cells occurs from the received voltage data (S2000). Here, cell balancing may be controlling a circuit such that a voltage between battery cells is maintained at a constant value.

보다 자세히 설명하면, 배터리 팩 내부의 복수의 배터리 셀은 열화(degrade)에 의한 전압 편차가 발생될 수 있다. 이에, 열화에 따른 배터리 셀 간의 전압 편차가 발생될 경우, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치(1000) 내 프로세서(200)는 셀 밸런싱을 수행함으로써 배터리 셀들 간의 전압이 일정하게 유지되도록 하여, 배터리 셀들 간의 전압 편차에 따른 태양광 가로등 시스템의 전력 손실 및 수명 저하를 방지할 수 있다. More specifically, a voltage deviation may occur due to degradation of a plurality of battery cells inside the battery pack. Accordingly, when a voltage deviation occurs between battery cells due to deterioration, the processor 200 in the battery power control apparatus 1000 according to an embodiment of the present invention performs cell balancing so that the voltage between the battery cells is maintained constant. , it is possible to prevent power loss and life span of the solar street lamp system due to voltage deviation between battery cells.

이때, 프로세서(200)는 상기 셀 밸런싱 수행 시 발생되는 적어도 하나의 정보를 저장할 수 있다(S3000). 여기서, 상기 적어도 하나의 정보는 상기 셀 밸런싱을 수행한 횟수 및 상기 셀 밸런싱의 수행 시간 등의 정보를 포함할 수 있다.In this case, the processor 200 may store at least one piece of information generated when the cell balancing is performed (S3000). Here, the at least one piece of information may include information such as the number of times the cell balancing is performed and the execution time of the cell balancing.

이후, 프로세서(200)는 상기 적어도 하나의 정보로부터 상기 배터리의 수명(State Of Health, SOH)을 예측하고(S4000), 예측된 수명에 따른 상기 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC)을 추출할 수 있다(S5000).Thereafter, the processor 200 predicts the life (State Of Health, SOH) of the battery from the at least one information (S4000), and extracts the remaining capacity (State Of Charge, SOC) of the battery according to the predicted life. It can be done (S5000).

일반적으로, 태양광 가로등 시스템 내 배터리 팩은 충방전 사이클을 반복함에 따라 자연적으로 노후화되어, 배터리 팩 내부의 총 가용 용량(Capacity)이 저하될 수 있다. 또한, 내부 전류 세기, 온도 등에 따른 배터리 셀들 간의 열화 발생 및 방전심도(Depth Of Discharge. DOD) 등의 내부 요인으로 인해 배터리 팩의 노후화가 가속화 될 수 있다.In general, a battery pack in a solar street light system naturally deteriorates as charge/discharge cycles are repeated, and the total usable capacity inside the battery pack may decrease. In addition, aging of the battery pack may be accelerated due to internal factors such as deterioration between battery cells due to internal current intensity, temperature, and the like, and depth of discharge (DOD).

이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치(1000) 내 프로세서(200)는 태양광 가로등 시스템으로부터 획득된 적어도 하나의 정보 및 배터리 셀들 간의 열화 발생 시 생성되는 적어도 하나의 셀 밸런싱 정보에 따라 배터리 팩의 수명을 예측하여 잔존용량을 산출할 수 있다.Accordingly, the processor 200 in the apparatus 1000 for controlling battery power according to an embodiment of the present invention provides at least one piece of information acquired from a solar street light system and at least one piece of cell balancing information generated when deterioration between battery cells occurs. Accordingly, the remaining capacity can be calculated by predicting the lifespan of the battery pack.

이후, 프로세서(200)는 산출된 잔존용량에 따라 상기 배터리의 소모 전력을 제어할 수 있다(S6000). Thereafter, the processor 200 may control power consumption of the battery according to the calculated remaining capacity (S6000).

도 6은 본 발명의 실험예에 따른 배터리 전력 제어 방법에서의 잔존용량에 따른 소모 전력을 나타내는 그래프이고, 도 7은 도 6에 따른 배터리 전력 제어 방법에서의 배터리 전력 제어 시 시간에 따른 잔존용량을 나타내는 그래프이며, 도 8은 본 발명의 실험예에 따른 배터리 전력 제어 방법에서의 방전심도에 따른 배터리 팩의 수명을 나타내는 그래프이다.6 is a graph showing power consumption according to remaining capacity in the battery power control method according to an experimental example of the present invention, and FIG. 7 shows remaining capacity over time when controlling battery power in the battery power control method according to FIG. 6 FIG. 8 is a graph showing the lifespan of a battery pack according to the discharge depth in the battery power control method according to an experimental example of the present invention.

도 6 내지 도 8에 따른 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치의 실험예에 따르면, 방전심도가 100%, 다시 말해 완전 방전되었을 경우 대비 방전심도가 80% 이하일 경우 잔존용량이 크고, 충반전 사이클의 횟수가 증가되는 것을 확인할 수 있다. According to the experimental examples of the battery power control device according to the embodiment of the present invention according to FIGS. 6 to 8, when the depth of discharge is 100%, that is, when the depth of discharge is 80% or less compared to the case of complete discharge, the remaining capacity is large, and the charge It can be seen that the number of inversion cycles is increased.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치의 프로세서(200)는 방전심도를 고려하여 잔존용량에 따라 배터리의 소모 전력을 제어함으로써, 고효율의 배터리 제어가 가능하여 태양광 가로등 시스템의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.Therefore, the processor 200 of the battery power control device according to an embodiment of the present invention controls the power consumption of the battery according to the remaining capacity in consideration of the discharge depth, thereby enabling highly efficient battery control and thus energy efficiency of the solar street light system. can improve

다시 말해, 본 발며의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치는 배터리 수명을 정확하게 예측함으로써, 배터리의 충방전 사이클 및 잔존용량의 사용 전략을 적절하게 조정할 수 있다.In other words, the apparatus for controlling battery power according to an embodiment of the present invention can appropriately adjust a charge/discharge cycle of a battery and a strategy for using remaining capacity by accurately predicting battery life.

이상, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치 및 방법을 설명하였다.In the above, the battery power control apparatus and method according to an embodiment of the present invention have been described.

본 발명의 실시예들에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.The operation of the method according to the embodiments of the present invention can be implemented as a computer readable program or code on a computer readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all types of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. In addition, computer-readable recording media may be distributed to computer systems connected through a network to store and execute computer-readable programs or codes in a distributed manner.

또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.In addition, the computer-readable recording medium may include hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as ROM, RAM, and flash memory. The program command may include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like as well as machine code generated by a compiler.

본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다. Although some aspects of the present invention have been described in the context of an apparatus, it may also represent a description according to a corresponding method, where a block or apparatus corresponds to a method step or feature of a method step. Similarly, aspects described in the context of a method may also be represented by a corresponding block or item or a corresponding feature of a device. Some or all of the method steps may be performed by (or using) a hardware device such as, for example, a microprocessor, programmable computer, or electronic circuitry. In some embodiments, one or more of the most important method steps may be performed by such an apparatus.

실시예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어, 필드 프로그머블 게이트 어레이)가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 실시예들에서, 필드 프로그머블 게이트 어레이는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서와 함께 작동할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.In embodiments, a programmable logic device (eg, a field programmable gate array) may be used to perform some or all of the functions of the methods described herein. In embodiments, a field programmable gate array may operate in conjunction with a microprocessor to perform one of the methods described herein. Generally, methods are preferably performed by some hardware device.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. You will understand that you can.

1000: 배터리 전력 제어 장치 100: 메모리
200: 프로세서 300: 송수신 장치
400: 입력 인터페이스 장치 500: 출력 인터페이스 장치
600: 저장 장치 700: 버스(BUS)1000: battery power control device 100: memory
200: processor 300: transmitting and receiving device
400: input interface device 500: output interface device
600: storage device 700: bus (BUS)

Claims

memory; and
A processor executing at least one instruction stored in the memory,
The at least one command,
A command to acquire voltage data between battery cells according to the charging and discharging of the battery in the solar street light system,
When a voltage deviation between the battery cells occurs, a command to perform cell balancing of battery cells in a battery pack so that the voltage between the battery cells is maintained constant;
An instruction to store cell balancing information generated when performing the cell balancing, wherein the cell balancing information includes the number of times cell balancing is performed and the time when cell balancing is performed-;
A command for predicting the lifespan (State Of Health, SOH) of the battery pack from the number of times the cell balancing is performed and the time when the cell balancing is performed;
A command for extracting a state of charge (SOC) of the battery pack based on the lifespan predicted through the predicting step;
A command to store life data and residual capacity data of the battery pack, and
And a command for controlling the discharge of the battery pack so that a depth of discharge (DOD) of the battery pack is maintained at a predetermined value of 80% or less according to the remaining capacity.

The method of claim 1,
The battery power control device further comprises a command to control the available power of the battery according to the remaining capacity.

delete

The method of claim 1,
The voltage data between the battery cells,
A battery power control device comprising charge/discharge cycle information of the battery.

delete

Acquiring voltage data between battery cells according to charging and discharging of a battery in a solar street light system;
performing cell balancing of battery cells in a battery pack to maintain a constant voltage between the battery cells when a voltage deviation between the battery cells occurs;
storing cell balancing information generated when the cell balancing is performed, wherein the cell balancing information includes the number of times cell balancing is performed and the cell balancing time;
estimating a state of health (SOH) of the battery pack from the number of times the cell balancing is performed and the time when the cell balancing is performed;
extracting a state of charge (SOC) of the battery pack based on a lifespan predicted through the predicting step;
storing life data and residual capacity data of the battery pack; and
and controlling discharge of the battery pack so that a depth of discharge (DOD) of the battery pack maintains a predetermined value of 80% or less according to the remaining capacity.

The method of claim 7,
The battery power control method further comprising controlling available power of the battery pack according to the remaining capacity.

delete

The method of claim 7,
The voltage data between the battery cells,
A battery power control method comprising charge/discharge cycle information of the battery.

delete