KR20120102695A - 전지 제조 장치 - Google Patents

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KR20120102695A
KR20120102695A KR20127015006A KR20127015006A KR20120102695A KR 20120102695 A KR20120102695 A KR 20120102695A KR 20127015006 A KR20127015006 A KR 20127015006A KR 20127015006 A KR20127015006 A KR 20127015006A KR 20120102695 A KR20120102695 A KR 20120102695A
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power grid
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팀 쇠퍼
안드레아스 구트쉬
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리-텍 배터리 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 하나 이상의 전기화학적 셀(4), 특히 복수 개의 전기화학적 셀(4)을 수용하기 위한 제조 유닛, 특히 수용 장치(3), 전지 제조 장치가 전력망(2), 특히 공공 전력망으로부터 전기 에너지를 인출하고, 전력망에 전기 에너지를 방출하는 데 이용되는 전력망 접속 장치(5), 및 전지 제조의 적어도 일부를 제어하기 위한 컨트롤 장치(7)를 포함하는 전지 제조 장치, 특히 전기화학적 셀(4)을 성형하기 위한 성형 장치(1)로서, 상기 컨트롤 장치(7)는 상기 전력망(2)으로부터 인출된 전력 및/또는 상기 전력망(2)에 방출된 전력이 상기 전력망에서 제공되는 파워의 함수로서 컨트롤 될 수 있도록, 특히 상기 전력망에서 제공되는 일시적 파워의 함수로서 제어될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전지 제조 장치에 관한 것이다.

Description

전지 제조 장치 {BATTERY PRODUCTION DEVICE}
본 발명은 전지 제조 장치, 특히 전기화학적 셀을 성형하기 위한 성형 장치에 관한 것이다.
풍력 에너지나 태양 에너지와 같은 재생가능한 에너지는 파워 출력의 변동이 심하다는 단점을 가진다. 기상 조건에 적합한 경우에, 풍력 설비 또는 태양력 설비는 높은 파워를 출력할 수 있지만, 기상 상황의 변화에 대응하는 경우에, 파워 출력은 단시간에 매우 낮은 수준으로 떨어질 수 있다. 전력망의 전력 공급에서의 이러한 형태의 변동은, 특히 전기 에너지의 대규모 소비자의 경우에 에너지 공급에서의 병목 현상을 초래할 수 있다. 또한, 공급의 병목 현상은 에너지 조달(procurement)의 일시적 비용 상승을 초래할 수 있다. 전지 제조 장치도 전지의 충전을 위해 전기 에너지를 필요로 하므로, 변동하는 전력 공급에 대해 적응하지 않을 수 없다.
특허문헌 DE 1 671 821은 재충전식 전지를 성형하기 위한 설비를 개시한다. 재충전식 전지에서 얻어지는 에너지는 추가적 파워 소스 없이 손실 없는 방식으로 교류망(AC network)에 피드백될 수 있다.
본 발명의 목적은 개선된 전지 제조 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 하나 이상의 전기화학적 셀, 특히 복수 개의 전기화학적 셀을 수용하기 위한 제조 유닛, 특히 수용 장치, 전지 제조 장치가 전력망, 특히 공공 전력망으로부터 전기 에너지를 인출하고 전력망에 전기 에너지를 방출하는 데 이용되는 전력망 접속 장치를 포함하는 전지 제조 장치, 특히 전기화학적 셀을 성형하기 위한 성형 장치에 의해 달성된다. 상기 전지 제조의 적어도 일부를 컨트롤하는 데 사용되는, 전지 제조 장치의 컨트롤 장치도 포함된다. 상기 컨트롤 장치는 상기 전력망으로부터 인출된 에너지 및/또는 전력망에 출력된 에너지가 상기 전력망에서 전력 공급의 함수로서 컨트롤 될 수 있도록 구성된다. 전력 공급은 특히 일시적 전력 공급을 의미한다.
본 발명의 의미에서, 전지 제조 장치는 하나 이상의 전기화학적 셀을 함유하는 전기화학적 셀 또는 전지 설비의 제조와 관련해서 사용될 수 있는 임의의 장치를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 이러한 의미에서, 전기화학적 셀 또는 하나 이상의 전기화학적 셀을 함유하는 전지 설비의 제조는, 만약 적절하다면 에너지 및 추가적 작업 장치를 사용하여, 전기화학적 셀 또는 하나 이상의 전기화학적 셀을 함유하는 전지 설비가 의도된 바와 같이 사용될 수 있는 완성 제품으로서 마감 처리될 때까지, 천연 또는 예비 제조된 베이스 물질의 전달 방법에 관한 것이다. 직접적 제조 공정은 제조 유닛에서 일어난다. 예를 들면 컨트롤 장치 또는 장치를 연결하는 전력망과 같은 나머지 장치는 제조 공정에 직접 관련되지는 않는다. 전기화학적 셀의 성형은 전지 제조의 필수적 구성 요소로 간주될 수 있다. 성형은 전기화학적 셀의 전극 상에 특수한 표면층을 생성하는 데 이용될 수 있고, 본질적으로 기계적 변화는 전기화학적 셀에 대해 꼭 실행되어야 하는 것은 아니다. 전기화학적 셀의 성형은 전기화학적 셀의 복수회의 충전 및 방전을 포함할 수 있다. 이 경우에 성형할 전기화학적 셀에 대한 수용 장치는 가능한 제조 유닛을 구성한다.
본 발명의 의미에서, 전기화학적 셀은 화학적 에너지를 저장하고, 전기 에너지를 방출하는 데 사용될 수도 있는 장치를 의미하는 것으로 이해된다. 이를 위해서, 본 발명에 따른 전기화학적 셀은 엔빌로프(envelope)에 의해, 상기 엔빌로프에 대해 실질적으로 기밀 및 액밀 방식으로 분리되어 있는 전극 스택(stack) 또는 전극 와인딩(winding)을 가질 수 있다. 또한, 전기화학적 셀은 충전시 전기 에너지를 흡수하도록 구성될 수 있다. 그러한 것을 2차 셀 또는 재충전식 전지라 한다.
컨트롤 장치가 전력 공급의 함수로서 인출되거나 방출되는 전기 에너지를 제어할 수 있기 때문에, 전지 제조 장치는 전력 공급의 변동에 맞추어 조절될 수 있다. 이 경우에, 낮은 파워를 제공하는 경우보다 증가된 파워를 제공하는 경우에 더 많은 전력이 인출되도록 하는 조치가 취해질 수 있다. 또한, 높은 파워를 제공하는 경우에 상대적으로 적은 파워가 전력망에 방출되도록 하거나, 낮은 파워를 제공하는 경우에 상대적으로 많은 전력이 전력망에 방출되도록 하는 조치가 취해질 수 있다. 높은 전력 공급은 네트워크 언더로드(underload)의 경우에 존재할 수 있고, 낮은 전력 공급은 네트워크 오버로드(overload)의 경우에 존재할 수 있다.
전기화학적 셀의 성형 공정에 있어서, 받아들여진 전기 에너지는 에너지 공급원, 특히 전력망 또는 에너지 저장 장치로부터 인출된다. 이 에너지의 많은 부분은 전기화학적 셀의 충전을 위해 필요하다. 따라서, 이 에너지는 임의 형태의 손실을 제외하고는, 소비되지 않고, 화학적 에너지로 변환될 뿐이다. 또 다른 시점에서, 성형할 전기화학적 셀은 재방전됨으로써, 전기 에너지를 활용할 수 있게 된다. 복수 개의 전기화학적 셀을 대규모로 성형해야 하기 때문에, 전지 제조 장치의 제어는, 인출되거나 방출될 파워에 관해 전력망의 안정화에 기여할 수 있다. 또한, 네트워크 언더로드의 경우에 저렴한 발전 비용, 또는 네트워크 오버로드의 경우에 전력망에 공급되는 파워에 대한 높은 수수료의 이용으로부터 비용면의 이점이 생긴다.
바람직하게는, 전지 제조 장치는 에너지 저장 장치를 가진다. 에너지 저장 장치는 특히 추후의 용도 또는 다른 방전을 위한 에너지를 저장할 수 있는 임의의 장치를 의미하는 것으로 이해할 수 있다. 에너지 저장 장치는 전기 에너지를 다른 에너지 형태, 예를 들면 기계적 및/또는 화학적 에너지로 변환시킬 수 있다. 에너지를 전기 에너지로 재변환시키는 방법이 바람직하게 제공된다. 에너지 저장 장치는 바람직하게는 소정 개수의 전기화학적 셀, 특히 2차 셀을 포함할 수 있다.
에너지 저장 장치를 제공함으로써, 전기 에너지를 필요로 하는 전지 제조 장치, 특히 제조 유닛은, 파워가 대안적으로 에너지 저장 장치에 의해 제공될 수도 있다는 점에서, 적어도 일시적으로 전력망에서 전력 공급과는 독립적으로 충분한 파워를 제공받을 수 있다. 마찬가지로, 제조 유닛이 에너지 저장 장치에 전기 에너지를 방출할 수도 있기 때문에, 제조 유닛은 특정한 가동 상태에서 전력망에서 전력 공급과는 독립적으로 전기 에너지를 방출할 수 있다. 이 경우에, 전지 제조 장치는 일시적 전력 공급이 파워를 인출하기에 저렴할 때 전력망으로부터 파워를 더 많이 인출할 수 있고, 이 시점에 제조 유닛으로부터 파워에 대한 수요가 없거나 감소된 정도로만 수요가 존재한다면, 공정에 있어서 파워를 에너지 저장 장치에 전도할 수도 있다. 에너지 저장 장치에 저장된 에너지는 제조 유닛에서 임의의 원하는 시점에 사용될 수 있다. 대안적으로, 에너지 저장 장치에 저장된 에너지는 임의의 원하는 시점에 전력망에 방출될 수 있다. 하나 이상의 전기화학적 셀이 에너지 저장 장치의 구성 요소가 될 수 있다.
바람직하게는, 에너지 저장장치와 제조 유닛은 공통의 장치에 의해 성형된다. 이 경우에, 에너지 저장 장치 또는 제조 유닛이 각각의 경우에 유사한 구성 요소로부터 성형되도록 특별히 조치가 취해질 수 있다. 대안적으로, 또는 그것과 함께, 전지 제조 장치의 하나의 구성 요소가 가동 상태에 따라 에너지 저장 장치 또는 제조 유닛 중 어느 하나에 할당되도록 조치가 취해질 수 있다. 또 다른 가동 상태에 있어서, 이 구성 요소는 상대방, 즉 제조 유닛 또는 에너지 저장 장치에 할당될 수 있다. 이것은 특히 전기화학적 셀을 위한 수용 장치에 있어서 그러하며, 소정의 가동 상태에 있어서, 그 수용 장치 상에 성형될 전기화학적 셀이 부착될 수 있다. 가동 상태에서, 일시적으로 전기화학적 셀의 성형의 하류에서, 성형 공정은 이미 완결되어 있지만 앞선 가동 상태에서 성형된 전기화학적 셀은 또한 수용 장치에 잔존할 수 있다. 이러한 가동 상태에서, 전기화학적 셀은 에너지 저장에 기여할 수 있다. 이어서, 전기화학적 셀이 에너지 저장을 위해 설치되어 있는 수용 장치가 부착되고, 그 결과 전기화학적 셀과 관련하여 적절한 경우에, 이러한 가동 상태에서 에너지 저장 장치의 기능을 갖게 된다. 이와 관련하여, 전지 제조 장치의 측면에서 현재 기능을 고려하는 것만으로 에너지 저장 장치와 제조 유닛을 구별할 수 있다.
바람직하게는, 전지 제조 장치는, 특히 전력망의 네트워크 오버로드 및/또는 네트워크 언더로드를 검출할 수 있는 네트워크 부하 센서(network load sensor)를 포함한다. 검출된 네트워크 오버로드 및/또는 네트워크 언더로드에 의거하여, 전력망에서의 전력 공급에 관해 결론을 도출할 수 있다. 네트워크 부하 센서는 예를 들면 전력망의 네트워크 빈도(network frequency)를 판정할 수 있다. 네트워크 부하 센서는 컨트롤 장치의 소프트웨어 모델 및/또는 구성 요소로서 구현될 수 있다. 전력이 과잉인 경우에는, 네트워크 빈도의 증가가 초래될 수 있고; 전력 공급부족의 경우에는 네트워크 빈도의 감소가 초래될 수 있다. 네트워크 부하 센서는 대안적으로, 바람직하게는 통신 라인을 통해 전지 제조 장치에 외부적으로 전송될 수 있는, 제조된 네트워크 부하 데이터를 분석할 수 있는 데이터 처리 유닛일 수도 있고, 네트워크 부하에 관해 결론을 내릴 수 있다. 이러한 형태의 네트워크 부하 데이터는 전기 에너지의 현재 및/또는 미래 조달 비용에 관한 값을 포함할 수도 있다.
본 발명이 토대로 하고 있는 목적은 또한, 제조 유닛, 특히 하나 이상의 전기화학적 셀, 특히 복수 개의 전기화학적 셀을 수용하는 수용 장치, 전지 제조 장치가 전력망으로부터 전기 에너지를 인출하고 전기 에너지를 전력망에 방출할 수 있게 하는 전력망 접속 장치, 및 전지 제조 공정의 적어도 일부를 제어하는 컨트롤 장치를 포함하는 전지 제조 장치, 특히 전기화학적 셀을 성형하기 위한 성형 장치의 제어 방법에 의해 달성된다. 이 경우에, 전력의 제공, 즉 전력 공급은 전력망에서 검출되고, 전력망으로부터 인출 및/또는 전력망으로 방출되는 에너지의 범위는 검출된 전력 공급에 의거하여 판정된다.
전력망에서의 전력 공급은 네트워크 부하 센서를 이용하여 판정될 수 있다. 인출 및/또는 방출될 에너지의 범위는 추가적 파라미터의 영향을 받을 수 있다. 전지 제조 장치에 대하여 이미 언급한 이점이 얻어진다.
바람직하게는, 전력망에서의 전력 공급은 네트워크 빈도의 측정을 기초로 하여 결정된다. 바람직하게는, 이 경우에, 일시적 전력 공급, 즉 네트워크 빈도를 측정할 때 존재하는 전력 공급이 판정된다. 대안적으로 또는 그와 함께, 전력망에서의 전력 공급은 통계적으로 결정될 수 있다. 여기서, 일시적 전력 공급이 결정될 수 있다. 대안적으로 또는 그와 함께, 전력 공급은 임의의 원하는 시점에, 특히 미래의 시점에 결정될 수도 있다. 이를 위해, 예를 들면, 이른 시점에서 필적할만한 기본적 조건 하에서의 전력 공급은, 적절하다면 기본적 조건을 변동시키는 것을 추가로 고려할 것이 요구될 수 있다.
바람직하게, 네트워크 오버로드의 경우에, 네트워크 언더로드의 경우보다 더 많은 전기 에너지가 전력망으로부터 인출될 수 있다. 이 비교를 위해, 네트워크 오버로드 또는 네트워크 언더로드의 존재에 의해서만 서로 상이하고, 실제로는 동일한 전지 제조 장치의 가동 상태를 각각의 경우에 목표로 삼아야 한다. 컨트롤 내에서, 기능이 구현될 수 있는데, 이는 전지 제조 장치의 부분들이 네트워크 오버로드의 경우에 그러한 것보다 네트워크 언더로드의 경우에 더 많은 에너지를 에너지 저장 장치로부터 끌어간다는 것을 의미한다. 대안적으로 또는 그와 함께, 컨트롤 내에서 기능이 구현될 수 있는데, 이는 네트워크 오버로드의 경우에, 상대적으로 적은 에너지가 전지 제조 장치의 부분들에 제공된다는 것, 또는 네트워크의 언더로드의 경우에 그러한 것보다 적은 파워를 전지 제조 장치의 부분들이 요구한다는 것을 의미한다.
파워 언더로드 및 파워 오버로드라는 용어는 상대적 용어라고 이해되며, 전력망의 두 가지 상태에 관한 것이며, 각각 다른 상태에 비해 네트워크 오버로드의 경우에는 전력망의 전력 공급이 상대적으로 낮고, 또는 네트워크 언더로드의 경우에는 전력망의 전력 공급이 상대적으로 더 크다. 이것은 또한 자연히 절대 네트워크 오버로드 또는 절대 네트워크 언더로드의 상태를 포함하고, 전력망에서 요구되는 파워 전체는 전력망에 제공되는 파워 전체보다 크거나 작다.
바람직하게는, 네트워크 언더로드의 경우에, 네트워크 오버로드의 경우, 특히 다른 일정한 조건의 경우보다 더 많은 파워가 전력망으로부터 인출된다. 인출된 파워는 바람직하게는 제조 유닛 및/또는 에너지 저장 장치에 공급된다. 이에 관하여, 전력망에서 있을 수 있는 파워 과잉은 파워 소비의 증가에 의해 대처될 수 있으며, 그 결과 제조 유닛은 더 많은 파워를 공급받을 수 있다. 대안적으로 또는 이와 함께, 에너지 저장 장치는 더 많은 파워를 제공받을 수 있고, 전력망에서의 전력 공급이 다른 시점에서보다 낮은 경우에 그 파워는 제조 장치에 제공될 수 있다.
네트워크 오버로드의 경우에, 네트워크 언더로드의 경우, 특히 다른 일정한 조건의 경우보다 더 많은 파워가 에너지 저장 장치, 특히 제조 유닛용 에너지 저장 장치로부터 인출될 수 있다. 그 결과, 전력망의 감소된 파워 출력이 에너지 저장 장치에 의해 대체될 수 있다.
바람직하게는, 네트워크 오버로드의 경우에, 특히 제조 유닛에 의해, 또는 에너지 저장 장치에 의해, 특히 다른 일정한 조건의 경우에 네트워크 언더로드의 경우보다 더 많은 파워가 전력망에 도입된다. 특히 제조 유닛이 성형 공정에 대해 작업하고 있다면, 처리될 전기화학적 셀에 저장되어 있는 에너지는 그것으로부터 인출되는 일이 일어날 수 있다. 이것은 에너지 저장 장치 또는 전력망에 도입될 수 있다. 네트워크 오버로드의 경우에, 더 많은 에너지를 전력망에 도입하는 것이 이해된다. 대조적으로 네트워크 언더로드의 경우에, 특히 전력망으로부터, 및/또는 제조 유닛으로부터, 네트워크 오버로드의 경우, 특히 다른 일정한 조건의 경우보다 더 많은 파워가 에너지 저장 장치에 도입될 수 있다. 따라서, 더 큰 전력 공급을 이용할 수 있는 경우, 에너지 저장 장치는 충전될 수 있다. 대안적으로 또는 그와 함께, 제조 유닛에 의해 방출된 전력은 네트워크 오버로드의 경우에 비해 더 큰 정도로 에너지 저장 장치에 도입될 수 있다.
바람직하게는, 제조 작업에서 가동 상태에서 가공되는 전기화학적 셀은 일시적으로 가동 상태에 뒤따르는 가동 상태에서 에너지 저장 장치의 전기화학적 셀로서 사용된다. 특히, 제조 유닛이 전기화학적 셀의 성형에 사용되는 경우, 전기화학적 셀은 성형에 이어서 소정의 시간 동안 전지 제조 장치 내에 잔류할 수 있고, 적절한 경우에는, 충전된 상태, 또는 부분적으로 충전된 상태에 있을 수 있다. 이러한 형태의 가동 상태에 있어서, 전기화학적 셀의 저장 용량은 전기 에너지를 저장하는 데 이용될 수 있다. 이러한 경우에, 전기화학적 셀은 수송 장치로부터 국소적으로 변위될 수 있고, 여기서 전기화학적 셀은 제조 공정중에, 특히 에너지 저장 장치의 또 다른 수용 장치 내에 설치된 것이다. 대안적으로, 전기화학적 셀은 그러나 수용 장치 내에 잔류할 수도 있다. 이러한 형태인 경우에, 전지 제조 장치는, 적절하다면 거기에 설치된 전기화학적 셀과 함께 전지 제조 장치가 에너지 저장 장치로서 사용될 수도 있도록 구성된다.
본 발명의 추가적 이점, 특징, 및 응용 가능성은 도면과 관련하여 이하의 설명으로부터 알 수 있다.
본 발명에 의하면 종래 기술의 단점이 개선된 전지 제조 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 성형 장치의 블록도이다.
도 2는 대안적 구현예에 있어서 본 발명에 따른 성형 장치의 블록도이다.
도 3은 제1 구현예에 있어서 파워를 끌어내기 위한 컨트롤의 특성을 나타낸다.
도 4는 제1 구현예에 있어서 파워를 방출하기 위한 컨트롤의 특성을 나타낸다.
도 5는 제2 구현예에 있어서 파워를 끌어내기 위한 컨트롤의 특성을 나타낸다.
도 6은 제2 구현예에 있어서 파워를 방출하기 위한 컨트롤의 특성을 나타낸다.
도 7은 제3 구현예에 있어서 파워를 끌어내기 위한 컨트롤의 특성을 나타낸다.
도 8은 제3 구현예에 있어서 파워를 방출하기 위한 컨트롤의 특성을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 전지 제조 장치에 대한 일례로서 성형 장치(1)를 나타낸다. 성형 장치(1)는 전기화학적 셀(4)을 위한 수용 장치(3)를 포함한다. 수용 장치(3)에 수용된 전기화학적 셀(4)은, 성형 장치(1) 내에서 제조 공정이 수행되는 형태의 셀이며, 이 경우에는 성형에 의해 형성될 수 있다. 대안적으로 또는 이와 함께, 다른 제조 공정이 수행될 수도 있다.
성형 장치(1)는 양방향성(bidirectional) 전력선(10)을 이용하여 공공 전력망(2)에 접속되어 있는 전력망 접속 장치(5)를 추가로 포함한다. 전력망 접속 장치(5)는 한편으로는 전력망(2)으로부터 전력을 인출할 수 있고, 다른 한편으로는 성형 장치(1)로부터 전력망(2)으로 전력을 방출할 수 있다. 전력망 접속 장치(5)는 또 다른 양방향성 전력선(10)을 통해 수용 장치(3)에 접속됨으로써, 전력은 전력망 접속 장치(5)에 의해 수용 장치(3)로 방출될 수 있고, 또한 전력은 수용 장치(3)에 의해 전력망 접속 장치(5)로 방출될 수 있다.
성형 장치(1)는 에너지 저장 장치(6)를 추가로 가진다. 소정 개수의 전기화학적 셀(11)이 에너지 저장 장치(6)에 설치되어 있다. 에너지 저장 장치(6)에 설치된 전기화학적 셀(11)은 바람직하게는 이미 마감처리된 전기화학적 셀로서, 성형 장치 내에서 어떠한 제조 공정도 현재 수행되지 않는다. 오히려, 전기화학적 셀(11)은 전기 에너지를 저장하는 유닛으로서 에너지 저장 장치(6)에 사용된다. 에너지 저장 장치(6)는 양방향성 전력선(10)을 통해 수용 장치(3) 및 전력망 접속 장치(5)에 연결된다.
성형 장치(1)는 컨트롤 장치(7)를 가진다. 컨트롤 장치(7)는 양방향성 데이터 라인(10)을 통해 전력망 접속 장치(5), 수용장치(3) 및 에너지 저장 장치(6)에 접속된다. 컨트롤 장치(7)는 언급된 장치들(3, 5, 6) 내의 개별적 공정을 제어하고 조절한다. 특히, 컨트롤 장치(7)는 전력선(10) 내의 전력의 흐름을 제어 또는 조절한다. 컨트롤 장치(7)는 추가의 데이터 라인(8)을 통해 네트워크 부하 센서(9)에 접속된다. 네트워크 부하 센서(9)는 전력망(2)의 네트워크 빈도를 판정함으로써 전력망(2) 내의 네트워크 부하에 관해 결론을 도출할 수 있도록 구성되어 있다. 또한, 네트워크 부하 센서(9)는 도시되어 있지 않은 추가적 데이터 라인을 통해 국소적 전력망 공급기로부터, 네트워크 부하의 정도 및 현재의 에너지 조달 비용을 포함하는 데이터를 수신한다. 에너지 조달 비용은 또한, 네거티브(negative) 에너지 조달 비용, 즉 성형 장치에 의해 전력망 내에 공급되는 전력을 위한 전력망 작업자의 부분에 대한 보수(remuneration)를 의미하는 것으로 이해해야 한다.
도 2는 실질적으로 도 1에 따른 성형 장치에 대응하는 본 발명에 따른 성형 장치(1)의 블록도이다. 이하에서 그 차이만을 기재한다. 수용 장치 및 에너지 저장 장치는 공통의 장치에 의해 형성되는 것을 알아야 한다. 성형에 이어서, 성형될 전기화학적 셀은 또한 수용 장치 내에 일정 기간 동안 저장된다. 이 저장 기간 중, 앞서 성형된 전기화학적 셀은 충전될 수 있고, 그에 따라 에너지 저장 장치(6)의 전기화학적 셀(11)의 임무를 맡을 수 있다. 이에 관해서, 에너지 저장 장치(6)의 전기화학적 셀(11)은, 수용 장치(3)의 전기화학적 셀(4)의 형성이 완결될 때 그 전기화학적 셀(4)에 의해 형성된다.
판정된 네트워크 부하에 의거하여, 컨트롤 장치는 개별적 장치의 파워의 인출 또는 파워 방출을 제어하는데, 이것은 도 3 내지 8을 참조하여 설명된다.
도 3은 제1 구현예에 있어서 파워의 인출에 대한 컨트롤의 특성을 나타낸다. 네트워크 부하(D)의 정도를 가로 좌표 상에 플롯한다. 이 경우에 예를 들면 Dmin은 네트워크 언더로드의 상태를 나타내고; 이 경우에 예를 들면 Dmax는 네트워크 오버로드의 상태를 나타낸다.
세로 좌표는 개별적 장치에 의해 요구되거나 제공되는 전력(W)을 나타낸다. 네트워크 부하(D)와는 무관하게, 수용 장치는 일정한 전력(W3)을 필요로 한다. 이 전력(W3)은 한편으로 W5로 표시된 라인으로 도시된 전력망(2)으로부터 전력망 접속 장치(5)에 의해 제공될 수 있다. 전력망(2)으로부터 인출되는 파워(W5)는 네트워크 부하가 낮을수록 더 크다는 것을 알아야 한다. 네트워크 부하(D)가 크면, 전력망(2)으로부터 인출된 파워(W5)는 떨어진다. 그럼에도 불구하고, 요구되는 수용 장치(3)의 일정한 전력(W3)을 충족시키기 위해서, 전력(W6)은 대안적으로 에너지 저장 장치(6)에 의해 제공된다. 특정한 네트워크 오버로드(Dmax)로부터, 에너지는 에너지 저장 장치(6)를 통해서만 인출되는 것을 알 수 있다. 이와 대조적으로, 특정한 네트워크 언더로드(Dmin) 미만에서, 파워는 전력망(2)으로부터 전력망 접속 장치(5)에 의해서만 인출된다.
도 4는 제1 구현예의 파워의 방출에 대한 컨트롤의 특성을 나타낸다. 예를 들면, 수용 장치(3)에 설치된 전기화학적 셀(4)은 방전될 수 있다. 파워 곡선은 가로 좌표 밑에 위치하고, 따라서 도 3에 따른 파워의 흐름에 역행하여 배향되는 하나의 방향으로 파워의 흐름을 지정한다.
전지 수용 장치(3)는 전력(W3)을 방출할 수 있음을 알 수 있다. 네트워크 언더로드의 경우에, 전력망으로의 전력의 방출은 바람직하지 않으며, 그 결과 더 많은 전력(W6)이 에너지 저장 장치로 방출된다. 이와는 대조적으로 네트워크 오버로드의 경우에, 파워(W5)는 전력망 접속 장치(5)를 통해 더 큰 정도로 전력망(2)으로 방출된다. 또한, 특정한 네트워크 언더로드(Dmin) 미만에서, 전력은 에너지 저장 장치(6)로만 방출되는 반면, 특정한 네트워크 오버로드(Dmax) 이상에서, 전력은 전력망 접속 장치(5)를 통해서 전력망(2)으로만 방출된다.
도 5와 6은 제2 구현예에 있어서 파워의 인출 또는 방출에 대한 컨트롤의 특성을 나타낸다. 이것들은 본질적으로 도 3과 4의 특성에 상응하며, 따라서 그 차이점만을 이하에 기재한다. 도 5에 있어서, 특정한 네트워크 언더로드(Dmin) 미만에서 네트워크 언더로드의 경우에, 수용 장치(3)에 의해 요구되는 전력(W3)보다 더 많은 전력(W5)이 전력망 접속 장치(5)를 통해 전력망(2)으로부터 인출된다는 것을 알아야 한다. 또한, 특정한 네트워크 언더로드(Dmin) 미만에서, 에너지 저장 장치에 의해 제공되는 파워(W6)는 네거티브 값을 가지는 것을 알아야 한다. 이것은 전력망 접속 장치(5)에 의해 전력망(2)으로부터 제공되는 파워(W5)의 잉여 부분이 에너지 저장 장치(6)를 충전하는 데 사용되는 사실에 따른 결과이다. 또한, 특정한 네트워크 오버로드(Dmax) 이상에서, 에너지 저장 장치(6)는 수용 장치(3)에 의해 요구되는 것보다 더 많은 전력(W6)을 제공한다는 것을 알아야 한다. 에너지 저장 장치(6)에 의해 제공되는 파워의 잉여 부분은, 네트워크 부하를 안정화하는 데 기여하기 위해 전력망(2)에 도입된다. 인지할 수 있는 바와 같이, 전력망으로부터 인출된 파워(W5)의 크기는 네거티브이며, 이는 전력이 전력망(2)에 방출된다는 것을 의미한다.
도 6은 이 경우에 수용 장치가 전력(W3)을 방출할 수 있는 상태를 나타낸다. 특정한 네트워크 언더로드(Dmin) 미만에서, 전력망으로부터 인출된 파워(W5)는 포지티브 값을 가지는 것을 알아야 한다. 이 포지티브 파워는 에너지 저장 장치(6)로 방출된다. 에너지 저장 장치(6)로 방출되는 파워(W6)는 수용 장치(3)에 의해 방출되는 파워(W3)보다 크다는 것을 알아야 한다. 또한, 특정한 네트워크 오버로드(Dmax) 이상에서, 과잉의 전력(W6)이 전력망(2)으로 방출될 수 있으므로, 전력망 접속 장치(5)를 통해 전력망(2)으로 방출된 파워(W5) 전체는 수용 장치(3)에 의해 제공되는 전력(W3)보다 크다는 것을 알아야 한다.
도 7과 8은 제3 구현예에 있어서 파워의 인출 또는 파워의 방출에 대한 컨트롤의 특성을 나타낸다. 이것들은 본질적으로 도 5와 6의 특성에 상응하며, 따라서 그 차이점만을 이하에 기재한다. 수용 장치(3)에 의해 요구되는 전력(W3)은 네트워크 부하(D)의 함수로서 변동된다는 것을 알아야 한다. 따라서, 수용 장치(3)에 의해 요구되는 파워(W3)는, 도 7에 도시된 바와 같이 높은 네트워크 부하(D)가 존재할 경우, 컨트롤 장치에 의해 감소된다. 낮은 네트워크 부하의 경우에, 수용 장치(3)에 의해 요구되는 파워(W3)는 증가된다. 마찬가지로, 도 8에 나타낸 바와 같이, 컨트롤 장치는, 도 8에 도시된 네트워크 언더로드의 경우보다 네트워크 오버로드의 경우에 더 많은 전력(W3)을 수용 장치(3)가 방출하도록 구현될 수 있다.
1 성형 장치
2 전력망
3 수용 장치
4 전기화학적 셀
5 전력망 접속 장치
6 에너지 저장 장치
7 컨트롤 장치
8 데이터 라인
9 네트워크 부하 센서
10 전력선
11 전기화학적 셀
D 네트워크 부하
W 파워

Claims (12)

  1. 하나 이상의 전기화학적 셀(4), 특히 복수 개의 전기화학적 셀(4)을 수용하기 위한 제조 유닛, 특히 수용 장치(receiving device)(3),
    전지 제조 장치가 전력망(2), 특히 공공의 전력망으로부터 전기 에너지를 인출하고, 전력망에 전기 에너지를 방출하는 데 이용되는 전력망 접속 장치(5), 및
    전지 제조의 적어도 일부를 제어하기 위한 컨트롤 장치(7)
    를 포함하는 전지 제조 장치, 특히 전기화학적 셀(4)을 성형하기 위한 성형 장치(formation device)(1)로서,
    상기 컨트롤 장치(7)는 상기 전력망(2)으로부터 인출된 전력 및/또는 상기 전력망(2)에 방출된 전력이 상기 전력망에서 제공되는 파워의 함수로서 컨트롤 될 수 있도록, 특히 상기 전력망에서 제공되는 일시적 파워의 함수로서 제어될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는,
    전지 제조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    에너지 저장 장치(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 제조 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 에너지 저장 장치(6) 및 상기 제조 유닛(3)이 공통의 장치(common device)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 전지 제조 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    특별히 상기 전력망(2)의 네트워크 오버로드(overload) 및/또는 네트워크 언더로드(underload)를 검출할 수 있는 네트워크 부하 센서(network load sensor)(9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전지 제조 장치.
  5. 하나 이상의 전기화학적 셀(4), 특히 복수 개의 전기화학적 셀(4)을 수용하기 위한 제조 유닛, 특히 수용 장치(3),
    전지 제조 장치가 전력망(2), 특히 공공 전력망으로부터 전기 에너지를 인출하고, 전력망에 전기 에너지를 방출하는 데 이용되는 전력망 접속 장치(5), 및
    전지 제조의 적어도 일부를 제어하기 위한 컨트롤 장치(7)
    를 포함하는 전지 제조 장치, 특히 전기화학적 셀(4)의 성형을 위한 성형 장치를 제어하는 방법으로서,
    상기 전력망(2)에서의 전력의 제공이 검출되고, 상기 전력망(2)으로부터 인출되는 에너지, 및/또는 상기 전력망(2)에 방출되는 에너지의 범위가 상기 검출된 전력 공급(power offering)에 의거하여 판정되는 것을 특징으로 하는,
    전지 제조 장치의 제어 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 전력망에서의 전력 공급이 상기 네트워크 빈도(frequency)의 측정에 의거하여 판정되는 것을 특징으로 하는 전지 제조 장치의 제어 방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 전력망에서의 전력 공급이 통계적으로 판정되는 것을 특징으로 하는 전지 제조 장치의 제어 방법.
  8. 제5항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    네트워크 언더로드(Dmin)의 경우에, 특히 상기 제조 유닛 및/또는 에너지 저장 장치를 위해, 네트워크 오버로드(Dmax)의 경우보다 더 많은 파워가 상기 전력망으로부터 인출되는 것을 특징으로 하는 전지 제조 장치의 제어 방법.
  9. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    네트워크 오버로드(Dmax)의 경우에, 특히 상기 제조 유닛을 위해, 네트워크 언더로드의 경우보다 더 많은 파워가 상기 에너지 저장 장치로부터 인출되는 것을 특징으로 하는 전지 제조 장치의 제어 방법.
  10. 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    네트워크 오버로드(Dmax)의 경우에, 네트워크 언더로드(Dmin)의 경우보다 더 많은 파워가 상기 전력망에 도입되는 것을 특징으로 하는 전지 제조 장치의 제어 방법.
  11. 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    네트워크 언더로드(Dmin)의 경우에, 특히 상기 전력망 및/또는 상기 제조 유닛으로부터, 네트워크 오버로드(Dmax)의 경우보다 더 많은 파워가 상기 에너지 저장 장치에 도입되는 것을 특징으로 하는 전지 제조 장치의 제어 방법.
  12. 제5항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    제조 작업에 있어서 가동 상태에서 가공되는 전기화학적 셀(4)이, 일시적으로 상기 가동 상태에 이어지는 가동 상태에서 에너지 저장 장치(6)의 전기화학적 셀(11)로서 사용되는 것을 특징으로 하는 전지 제조 장치의 제어 방법.
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