KR20110136470A - 배터리 컨트롤러 및 그 배터리 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 컨트롤러 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 배터리 컨트롤러는 태양광에너지 및 풍력에너지 중 적어도 어느 하나를 전기에너지로 변환하는 변환모듈에 의해 변환되는 전기에너지의 레벨을 감지하는 감지부와; 상기 감지된 전기에너지의 레벨이 기설정값 미만인 경우, 상기 배터리가 부하에 전원을 공급하도록 배터리를 제어하고, 상기 변환모듈을 이용하여 전기에너지를 생성할 수 없는 상태에서 배터리가 방전되거나 수명이 다한 것으로 감지되는 경우, 상용전원 또는 무정전 전원장치를 이용하여 상기 부하에 전원을 공급하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 태양광에너지 및 풍력에너지가 일정값 미만인 경우에 한해 배터리를 부하에 공급함으로써, 배터리를 효율적으로 사용하고 수명을 늘릴 수 있으며, 배터리가 방전된 상태이거나 수명이 다한 경우에도 안정적으로 부하를 구동할 수 있으며, 배터리의 수명에 따른 정확한 배터리의 교체시점을 관리자에게 통지할 수 있다.

Description

배터리 컨트롤러 및 그 배터리 제어방법 { BATTERY CONTROLLER AND BATTERY CONTROL METHOD THEREOF }
본 발명은 배터리 컨트롤러 및 그 배터리 제어방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 배터리를 태양광에너지와 풍력에너지에 대한 예비전원으로 사용하고, 배터리의 상태를 감지하여 교체시점을 통지하는 배터리 컨트롤러 및 배터리 제어방법에 관한 것이다.
배터리 컨트롤러는 배터리로부터 부하로 공급되는 전원을 제어하며, 배터리의 상태를 감지하는 한편, 배터리의 방전시에 배터리를 충전하는 기능을 수행한다.
최근에는 친환경적이면서도 에너지의 효율을 높일 수 있는 태양광에너지 또는 풍력에너지 등과 같은 자연에너지를 사용하는 전기기구의 수가 증가하고 있는데, 종래의 배터리 컨트롤러는 배터리 이외에 외부의 에너지원을 사용하는 경우 외부의 에너지원의 상태를 고려하지 않고 배터리의 상태만을 감지하여 부하로 공급되는 전원을 제어하기 때문에 에너지를 효율적으로 관리하지 못하는 문제가 있다.
또한, 가로등을 비롯한 공공시설에 사용되는 배터리는 특히 야간에 보행자의 안전과 밀접한 관련이 있으므로 교체시점이 중요하지만, 종래의 배터리 컨트롤러는 배터리의 수명이 다한 경우에 비로소 이를 관리자에게 통지하므로 관리자는 사전에 배터리의 정확한 교체시점을 알 수 없는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 태양광에너지 및 풍력에너지의 레벨이 일정값 미만인 경우에 한해 배터리를 부하에 공급함으로써, 배터리를 효율적으로 사용하고 수명을 늘릴 수 있는 배터리 컨트롤러 및 그 배터리 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은 배터리의 수명에 따른 정확한 배터리의 교체시점을 관리자에게 통지할 수 있는 배터리 컨트롤러 및 그 배터리 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적은, 태양광에너지 및 풍력에너지 중 적어도 어느 하나를 전기에너지로 변환하는 변환모듈에 의해 변환되는 전기에너지의 레벨을 감지하는 감지부와; 상기 감지된 전기에너지의 레벨이 기설정값 미만인 경우, 상기 배터리가 부하에 전원을 공급하도록 배터리를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 컨트롤러에 의해 달성된다.
타이머와; 상기 배터리의 상태를 표시하는 표시부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 타이머를 동작하여 상기 감지부에 의해 상기 배터리의 완충상태에서 방전상태까지의 시간 또는 상기 배터리의 교체시부터 상기 교체된 배터리의 수명이 다하는 데 걸리는 시간을 측정하여 상기 표시부에 표시할 수 있다.
통신부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 통신부를 통해 중앙관제서버로 상기 감지된 배터리의 상태정보를 송신할 수 있다.
상기 배터리는 리튬폴리머 배터리를 포함할 수 있다.
한편, 태양광에너지 및 풍력에너지 중 적어도 어느 하나를 전기에너지로 변환하는 변환모듈에 의해 변환되는 전기에너지의 레벨을 감지하는 단계; 및 상기 감지된 전기에너지의 레벨이 기설정값 미만인 경우, 상기 배터리가 부하에 전원을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 컨트롤러의 배터리 제어방법에 의해서도 상기 목적은 달성된다.
상기 타이머를 동작하여 상기 감지부에 의해 상기 배터리의 완충상태에서 방전상태까지의 시간 또는 상기 배터리의 교체시부터 상기 교체된 배터리의 수명이 다하는 데 걸리는 시간을 측정하는 단계; 및 상기 측정된 시간을 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
중앙관제서버로 감지된 배터리의 상태정보를 송신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 배터리는 리튬폴리머 배터리를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 배터리 컨트롤러 및 그 배터리 제어방법에 의하면 태양광에너지 및 풍력에너지가 일정값 미만인 경우에 한해 배터리를 부하에 공급함으로써, 배터리를 효율적으로 사용하고 수명을 늘릴 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 배터리 컨트롤러 및 그 배터리 제어방법에 의하면, 배터리의 수명에 따른 정확한 배터리의 교체시점을 관리자에게 통지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 컨트롤러의 구성을 도시한 블록도이며,
도 2는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 배터리 컨트롤러를 도시한 블록도이며,
도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 배터리 컨트롤러를 도시한 블록도이며,
도 4는 본 발명에 따른 배터리 컨트롤러의 배터리 제어방법을 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 배터리 컨트롤러 및 그 배터리 제어방법에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 배터리 컨트롤러의 구성을 도시한 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 컨트롤러(100)는 변환모듈(10)과, 감지부(20)와, 방지회로(30)와, 부하(40)와, 제어부(50)를 포함한다. 본 발명에 따른 배터리 컨트롤러(100)는 독자적으로 하우징되어 배터리(B)와 연결되어 사용되는 것도 가능하고, 배터리(B)를 포함한 상태에서 하우징되어 사용되는 것도 가능하다.
한편, 본 발명에 따른 배터리(B)는 리튬폴리머 배터리로 구현될 수 있다. 리튬폴리머 배터리는 전해질이 고체 또는 상온에서 젤 형태이기 때문에 일반적인 납축전지에 비해 안전성이 뛰어나며, 반영구적으로 사용할 수 있다.
변환모듈(10)은 태양광에너지 및 풍력에너지 중 적어도 어느 하나를 전기에너지로 변환한다. 본 발명에 따른 변환모듈(10)은 태양광에너지를 이용하여 직류전원을 발생시키는 태양전지모듈(미도시)과, 바람을 이용하여 직류전원을 발생시키기 위한 블레이드(미도시) 및 발전기(미도시)와, 발생된 전기를 저장하는 축전기(미도시)와, 발생된 직류전원을 교류전원으로 변환시키는 인버터(미도시) 등을 포함한다.
감지부(20)는 변환모듈(10)에 의해 변환되는 전기에너지의 레벨 및 배터리(B)의 상태를 감지한다. 여기서, 배터리(B)의 상태란 배터리(B)의 잔량과, 배터리(B)의 수명 등을 포함한다. 본 발명에 따른 감지부(20)는 다양한 종류의 센서로 구현될 수 있다.
방지회로(30)는 임계값 이상의 과전압 및 과전류가 배터리(B)에서 부하(40)로 인가되는 것을 방지한다. 본 발명에 따른 방지회로(30)는 배터리(B)에 인가되는 전압이 과전압인 경우 전압을 분배하여 전원 전압과 동일한 레벨의 스위칭 신호를 발생시키며, 바이메탈 등의 스위칭소자를 이용하여 배터리(B)에 인가되는 전류가 과전류인 경우 스위칭소자가 오픈되어 과전류를 방지한다.
부하(40)는 전원을 공급받는 다양한 부품을 포함한다. 본 발명에 따른 부하(40)에 다양한 종류의 LED소자를 포함시킴으로써, 본 발명에 따른 배터리 컨트롤러(100)는 태양광 및 풍력을 이용한 LED 가로등에 이용될 수 있다.
제어부(50)는 감지부(20)에 의해 감지된 변환모듈(10)로부터의 전기에너지의 레벨이 기설정값 미만인 경우, 배터리(B)가 부하(40)에 전원을 공급하도록 제어한다. 구체적으로, 본 발명에 따른 제어부(50)는 일몰시간 등과 같이 태양에너지가 수신되지 않거나, 풍속이 일정값 미만이 되어 풍력에너지가 발생하지 않는 경우에 한해 배터리(B)로부터 부하(40)에 전원이 공급될 수 있도록 배터리(B)를 제어한다. 본 발명에 따른 제어부(50)는 마이컴 및 이를 구동하기 위한 소프트웨어로 구현될 수 있다.
여기서, 배터리(B)로부터 부하(40)로 전원을 공급할 수 있도록 하기 위한 전기에너지의 레벨의 기설정값은 사용자에 의해 변경될 수 있다.
물론, 태양광에너지로부터 변환된 전기에너지의 레벨이 기설정값 미만이라고 하더라도 풍력에너지로부터 변환된 전기에너지의 레벨이 부하(40)를 구동시키기 충분한 경우에는 배터리 컨트롤러(100)는 배터리(B)가 방전되지 않도록 제어할 수 있다.
그리고, 제어부(50)는 태양광에너지 및 풍력에너지가 전기에너지로 변환되는 경우, 변환된 전기에너지의 일부를 배터리(B)에 공급함으로써 배터리(B)의 충전을 가능하게 할 수 있다.
이로써, 본 발명에 따른 배터리 컨트롤러(100)는 배터리(B)의 불필요한 방전을 방지하고, 자연에너지에 의한 배터리(B)의 충전을 가능하게 할 수 있다.
또한, 제어부(50)는 자연에너지를 이용하여 전기에너지를 생성할 수 없는 상태에서 배터리(B)가 완전히 방전되거나 수명이 다하여 배터리(B)로부터도 부하(40)에 전원을 공급할 수 없는 경우, 상용전원 또는 무정전 전원장치(Uninterrupted Power Supply)를 이용하여 부하(40)에 전원을 공급하는 것도 가능하다. 이로써, 배터리(B)가 완전히 방전되거나 수명이 다한 경우에도 부하(40)를 안정적으로 구동할 수 있다.
도 2는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 배터리 컨트롤러(200)를 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 또다른 실시예에 따른 배터리 컨트롤러(200)는 타이머(60)와, 표시부(70)와, 저장부(80)를 더 포함한다.
타이머(60)는 제어부(50)의 제어에 의해 배터리(B)가 교체된 상태에서 배터리(B)의 수명이 다하여 배터리(B)로부터 전원의 공급이 불가능한 상태까지의 시간을 측정한다. 또한, 타이머(60)는 배터리(B)의 충전이 가능한 경우에는 배터리(B)의 완전충전시에서 완전방전시까지의 시간을 측정한다.
표시부(70)는 배터리(B)의 상태 및 타이머(60)에 의해 측정된 시간과 배터리(B)의 구동가능시간을 표시한다. 이로써, 관리자는 표시부(70)에 표시된 정보를 통해 배터리(B)의 수명이 다하기 전에 배터리(B)의 상태 및 배터리(B)의 교체시점을 정확하게 파악할 수 있다.
저장부(80)는 타이머(60)에 의해 측정된 시간을 저장한다. 타이머(60)에 의해 측정된 시간은 배터리(B) 주변의 기상상태 등에 의해 달라질 수 있으므로, 저장부(80)는 타이머(60)에 의해 측정된 여러 시간의 평균값을 저장하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 배터리 컨트롤러(300)를 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 배터리 컨트롤러(300)는 통신부(90)를 더 포함하여 배터리(B)의 상태정보를 원거리에 있는 중앙관제서버(S)로 송신할 수 있다.
중앙관제서버(S)는 복수의 배터리(B)의 상태정보를 실시간으로 관리자에게 표시함과 동시에 저장부(미도시)에 저장하는 것이 가능하며, 이를 통해 원거리에 있는 관리자에게 배터리(B)의 상태정보를 정확하게 알릴 수 있다. 이로써, 중앙관제서버(S)를 관리하는 관리자는 배터리(B)가 위치하는 장소에 가지 않더라도 배터리(B)의 상태를 쉽게 파악할 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 통신부(90)는 지그비(Zigbee) 등의 근거리 무선통신모듈을 더 포함하여, 하나의 배터리(B)가 위치한 장소에서 인접한 장소에 있는 배터리(B)의 상태까지 한 번에 파악하는 것도 가능하다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 배터리 컨트롤러의 배터리 제어방법에 대해 설명한다.
먼저, 태양광에너지 및 풍력에너지 중 적어도 어느 하나를 전기에너지로 변환하는 변환모듈(10)에 의해 변환되는 전기에너지의 레벨을 감지부(20)에 의해 감지한다(S410).
다음으로, 감지된 전기에너지의 레벨이 기설정값 미만인 경우, 상기 배터리(B)가 부하(40)에 전원을 공급한다(S420). 이로써, 배터리를 효율적으로 사용함과 동시에 배터리의 수명을 늘릴 수 있다.
마지막으로, 변환모듈(10)을 이용하여 전기에너지를 생성할 수 없는 상태에서 배터리(B)가 방전되거나 수명이 다한 것으로 감지되는 경우, 상용전원(60) 또는 무정전 전원장치(70)를 이용하여 부하(40)에 전원을 공급한다(S430). 이로써, 배터리(B)가 방전되거나 수명이 다한 경우에도 부하(40)를 안정적으로 구동할 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 배터리 컨트롤러의 배터리 제어방법은 타이머(60)를 동작하여 감지부(20)에 의해 배터리(B)의 완충상태에서 방전상태까지의 시간 또는 배터리(B)의 교체시부터 교체된 배터리(B)의 수명이 다하는 데 걸리는 시간을 측정하는 단계 및 측정된 시간을 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이로써, 배터리가 방전되기 전에 배터리의 수명에 따른 정확한 배터리의 교체시점을 관리자에게 알릴 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 컨트롤러의 배터리 제어방법은 중앙관제서버(S)로 감지된 배터리(B)의 상태정보를 송신하는 단계를 더 포함함으로써, 원격의 관리자에게 배터리의 상태 및 배터리의 교체시점을 정확하게 알릴 수 있다.
이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 특허청구범위 내에서 다양하게 실시될 수 있다.
10 : 변환모듈 20 : 감지부
30 : 방지회로 40 : 부하
50 : 제어부 60 : 타이머
70 : 표시부 80 : 저장부
90 : 통신부 100, 200, 300 : 배터리 컨트롤러
B : 배터리 S : 중앙관제서버

Claims (8)

  1. 태양광에너지 및 풍력에너지 중 적어도 어느 하나를 전기에너지로 변환하는 변환모듈(10)에 의해 변환되는 전기에너지의 레벨을 감지하는 감지부(20)와;
    상기 감지된 전기에너지의 레벨이 기설정값 미만인 경우, 상기 배터리(B)가 부하(40)에 전원을 공급하도록 배터리(B)를 제어하고, 상기 변환모듈(10)을 이용하여 전기에너지를 생성할 수 없는 상태에서 배터리(B)가 방전되거나 수명이 다한 것으로 감지되는 경우, 상용전원(60) 또는 무정전 전원장치(70)를 이용하여 상기 부하(40)에 전원을 공급하는 제어부(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 컨트롤러.
  2. 제1항에 있어서,
    타이머(60)와;
    상기 배터리(B)의 상태를 표시하는 표시부(70)를 더 포함하고,
    상기 제어부(50)는, 상기 타이머(60)를 동작하여 상기 감지부(20)에 의해 상기 배터리(B)의 완충상태에서 방전상태까지의 시간 또는 상기 배터리(B)의 교체시부터 상기 교체된 배터리(B)의 수명이 다하는 데 걸리는 시간을 측정하여 상기 표시부(70)에 표시하는 것을 특징으로 하는 배터리 컨트롤러.
  3. 제1항에 있어서,
    통신부(90)를 더 포함하고,
    상기 제어부(50)는, 상기 통신부(90)를 통해 중앙관제서버(S)로 상기 감지된 배터리(B)의 상태정보를 송신하는 것을 특징으로 하는 배터리 컨트롤러.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배터리(B)는 리튬폴리머 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 컨트롤러.
  5. 태양광에너지 및 풍력에너지 중 적어도 어느 하나를 전기에너지로 변환하는 변환모듈(10)에 의해 변환되는 전기에너지의 레벨을 감지하는 단계; 및
    상기 감지된 전기에너지의 레벨이 기설정값 미만인 경우, 상기 배터리(B)가 부하(40)에 전원을 공급하는 단계; 및
    상기 변환모듈(10)을 이용하여 전기에너지를 생성할 수 없는 상태에서 배터리(B)가 방전되거나 수명이 다한 것으로 감지되는 경우, 상용전원(60) 또는 무정전 전원장치(70)를 이용하여 상기 부하(40)에 전원을 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 컨트롤러의 배터리 제어방법.
  6. 제5항에 있어서,
    타이머(60)를 동작하여 상기 감지부(20)에 의해 상기 배터리(B)의 완충상태에서 방전상태까지의 시간 또는 상기 배터리(B)의 교체시부터 상기 교체된 배터리(B)의 수명이 다하는 데 걸리는 시간을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 시간을 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 컨트롤러의 배터리 제어방법.
  7. 제5항에 있어서,
    중앙관제서버(S)로 감지된 배터리(B)의 상태정보를 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 컨트롤러의 배터리 제어방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 배터리(B)는 리튬폴리머 배터리를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 컨트롤러의 배터리 제어방법.
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KR101287781B1 (ko) * 2013-04-11 2013-07-19 권현기 태양광발전을 이용한 관로 부식방지 시스템
CN105206887A (zh) * 2014-06-24 2015-12-30 丰田自动车株式会社 电池管理终端和电池管理系统
KR20220094589A (ko) * 2020-12-29 2022-07-06 강재석 스마트 볼록거울

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