KR20140104679A - 에너지 저장 시스템 관리 장치 - Google Patents

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박상혁
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에스케이이노베이션 주식회사
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Abstract

본 발명은 정비 안전 스위치를 구비한 에너지 저장 시스템 관리 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 에너지 저장 장치 정비 시 전기를 차단해야 하는 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리를 제어하기 위한 정비 안전 스위치를 구비하여 전기를 차단하도록 한 정비 안전 스위치를 구비한 에너지 저장 시스템 관리 장치를 제공한다.

Description

에너지 저장 시스템 관리 장치 {MANAGEMENT APPARATUS FOR ENERGY STORAGE SYSTEM}
본 발명은 정비 안전 스위치를 구비한 에너지 저장 시스템 관리 장치에 관한 것이다.
'스마트 그리드(Smart Grid)'는 첨단 ICT(Information Communication Technology; 정보통신 기술)를 활용하여 전력 공급자와 소비자가 쌍방향으로 실시간 정보를 교환해 에너지 효율을 최적화하는 차세대 지능형 전력망을 말한다. 즉, 전력 네트워크와 첨단 ICT(양방향 통신, 센서, 컴퓨팅, S/W)를 활용한 에너지의 생성, 공급, 사용체계의 혁신을 통해 전력망의 효율성, 신뢰성, 안정성을 높이고 분산자원을 효율적으로 관리하는 것이다.
현재까지 사용되고 있는 전통적인 전력공급체계는 발전사업자가 대용량 전기를 생산하여 고압~중압~저압전기로 바꾸는 송배전과정을 거치며, 발전부문의 제어를 통해 전력의 생산(발전)과 소비(수용)의 균형을 제공하는 전력사업자 중심의 일방적 구조(중앙집중형 전력공급구조)이다. 그러나 이와 같은 전통적인 전력체계는 물리적 스위치나 아날로그방식의 제어기를 사용함에 따른 원거리 송전이나 지역 전력사업자간 송배전, 풍력 또는 태양광 등 다양한 분산전원 제어 및 조정, 전력의 신뢰성과 안전성을 확보하기 위한 전력수요부문의 통제 필요성 등에 있어 한계성을 지니고 있다. 이에 따라 수평적, 협력적, 분산적, 유연적 전력 네트워크가 요구되어 기존의 배전망에 컴퓨터와 통신기술을 접목시키는 것으로부터 시작된 전력망의 스마트화가 송전, 변전, 수요관리 등 전반으로 확산되고 있다.
스마트 그리드는 전력산업에 통신, 인터넷, 전기전자, 자동차, 소프트웨어 등의 이종산업이 융합된 매우 광범위하고 포괄적인 개념이다. 또한 해당국가는 물론 세계적으로 표준화가 전무한 상황이다. 따라서 전력망 및 다양한 연관분야에서의 혁신이 요구되고 대규모 투자가 필요한 스마트 그리드에 대해 세계 각국은 전력사업자와 정부 주도로 장기적인 관점에서 정책을 시행하고 있다.
에너지 저장 장치(ESS ; Energy Storage System)는 스마트그리드의 필수요소로 태양광, 풍력 등 신재생발전원의 간헐적 출력특성을 단기적으로 안정화시키기 위해서, 그리고 발전과 수요의 시차를 극복하기 위해서는 에너지 저장 기술의 적용이 필수적이라고 할 수 있다.
종래의 에너지 저장 장치(ESS: Energy Storage System)는 에너지 저장 장치의 정비 시 전기를 차단해야 하는 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리를 제어하기 위하여 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리의 제어권을 가지고 있는 시스템 배터리 관리 시스템 (system BMS: system Battery Management System, 이하 시스템 비엠에스)를 작업자가 조작하여 전기를 차단시켜야지만 안전한 작업이 가능하나 작업자가 시스템 비엠에스를 조작하는 방법을 숙지하여 시스템 비엠에스를 조작하여 정비를 하기에 어려운 문제점이 있다.
한국공개특허 [10-2011-0076584]에서는 원격 제어 전원 공급 시스템이 개시되어 있다.
한국공개특허 [10-2011-0076584]
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 에너지 저장 장치의 정비 시 전기를 차단해야 하는 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리를 제어하기 위하여 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리의 제어권을 가지고 있는 시스템 배터리 관리 시스템에 간단하게 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리의 차단을 명령할 수 있는 정비 안전 스위치를 구비하는 정비 안전 스위치를 구비한 에너지 저장 시스템 관리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템 관리 장치에 있어서, 적어도 하나의 배선용 차단기 및 적어도 하나의 파워 릴레이 어셈블리를 포함하는 에너지 저장 장치; 상기 에너지 저장 장치에 연결되어 상기 에너지 저장 장치를 모니터링 및 제어하는 관리부; 및 상기 관리부에 연결되어 상기 에너지 저장장치의 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리의 제어 신호를 인가하는 제어부;를 포함하되, 상기 관리부는 상기 제어부로부터 제어신호를 입력받아 상기 에너지 저장 장치의 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리의 온(on) 또는 오프(off) 제어를 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 에너지 저장 장치는 상기 배선용 차단기, 상기 파워 릴레이 어셈블리 및 상기 관리부의 사이에 구비되어 각각에 연결되는 허브;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 정비 안전 스위치를 구비한 에너지 저장 시스템 관리 장치는 인터넷 표준 프로토콜(TCP/IP: Transfer Control Protocol/Internet Protocol) 통신을 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 관리부에 상기 에너지 저장 장치의 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리의 온(on) 또는 오프(off) 제어신호를 인가하는 적어도 하나의 정비 안전 스위치로 구성되는 스위치부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제어부는 상기 에너지 저장 장치의 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리의 온(on) 또는 오프(off) 현황을 표시하는 모니터링부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 관리부는 상기 제어부로부터 상기 에너지 저장 장치의 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리의 오프(off) 제어 신호를 입력 받은 후, 상기 제어부로부터 상기 에너지 저장 장치의 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리의 온(on) 제어 신호를 입력 받기 전에 다른 루트를 통한 상기 에너지 저장 장치의 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리제어를 차단하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 관리부는 상기 제어부로부터 상기 에너지 저장 장치의 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리의 온(on)/오프(off) 제어 신호를 입력받은 이력을 저장 및 관리하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정비 안전 스위치를 구비한 에너지 저장 시스템 관리 장치에 의하면, 에너지 저장 장치 정비 시 전기를 차단해야 하는 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리를 간단하게 제어할 수 있는 제어부를 구비하여 시스템 비엠에스를 제어하지 못하는 정비 인력도 작업 전 안전 조치를 취할 수 있어 에너지 저장 장치의 정비 시 정비 업무를 보다 신속하고 안전하게 할 수 있는 효과가 뛰어나다.
또한, 배선용 차단기, 파워 릴레이 어셈블리, 관리부 및 제어부의 사이에 연결된 허브를 이용하여 서로를 연결하는 배선을 간소화 하여 제작 비용을 낮출 수 있는 효과가 뛰어나다.
또, 인터넷 표준 프로토콜을 이용하여 종래의 캔(CAN)통신에 비하여 통신속도가 빠르고 노이즈에도 강한 효과가 있다.
아울러, 다양한 형태의 스위치부를 구성 할 수 있어 조작이 간편하고 사용자의 실수를 줄일 수 있으며, 전기가 차단된 현황을 모니터링 할 수 있어 안전성을 높이는 효과가 더욱 뛰어나다.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정비 안전 스위치를 구비한 에너지 저장 시스템 관리 장치의 블럭도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정비 안전 스위치를 구비한 에너지 저장 시스템 관리 장치의 제어부를 나타내는 예시도.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 또는 전기 자동차의 커넥터 연결 확인 장치는 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정비 안전 스위치를 구비한 에너지 저장 시스템 관리 장치의 블록도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정비 안전 스위치를 구비한 에너지 저장 시스템 관리 장치의 제어부를 나타내는 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템 관리 장치는 에너지 저장 장치(100), 관리부(200) 및 제어부(300)를 포함하며, 관리부(200)는 제어부(300)로부터 제어신호를 입력받아 에너지 저장 장치(100)의 배선용 차단기(110) 및 파워 릴레이 어셈블리(120)의 온(on) 또는 오프(off) 제어를 하는 것을 특징으로 한다.
에너지 저장 장치(100)(ESS: Energy Storage System)의 정비를 하기 위해서는 작업자의 안전을 보장하고 사고를 예방하기 위해 전기를 차단해야 한다. 에너지 저장 장치는 일반적으로 다수개의 배터리(150)에 각각 연결된 다수개의 파워 릴레이 어셈블리를 포함한다. 또한 과부하 및 단락보호 등을 위해 배선용 차단기를 포함한다.
에너지 저장 장치(100)의 전기를 차단하기 위해서는 배선용 차단기(110) 및 파워 릴레이 어셈블리(120)의 제어권을 가지고 있는 관리부(200)를 작업자가 조작하여 전기를 차단시켜야지만 안전한 작업이 가능하다. 작업자가 관리부(200)의 조작 방법을 숙지하는데 오랜 시간이 필요하기 때문에 작업자가 관리부(200)를 조작하는 방법을 숙지하고 관리부(200)를 조작하여 정비를 하기에 어려운 문제점이 있다.
에너지 저장 장치(100)는 적어도 하나의 배선용 차단기(110) 및 적어도 하나의 파워 릴레이 어셈블리(120)를 포함한다. 여기서 배선용 차단기(110)는 에너지 저장 장치(100)에 공급되는 전력을 차단 할 수 있다. 또한, 파워 릴레이 어셈블리(120)는 각각의 배터리 모듈과의 전기적인 연결을 차단 할 수 있다.
파워 릴레이 어셈블리는 배터리와 캐패시터를 전기적으로 연결할 때 발생할 수 있는 아크 방전(Arc Discharge)을 방지하기 위해 배터리와 캐패시터 사이에 구비되어 사용된다.
파워 릴레이 어셈블리는 제1 메인 릴레이, 제2 메인 릴레이, 프리차지(Pre-Charge) 저항 및 프치라지(Pre-Charge) 릴레이를 포함하여 이루어 질 수 있다.
제 1메인 릴레이는 배터리의 양극 또는 음극 단자와 캐패시터 사이에 구비되어 배터리와 캐패시터의 전기적인 연결을 차단할 수 있다. 프리차지 저항과 프리차지 릴레이는 배터리에서 출력되는 전류가 제1 메인 릴레이에 접속하기 전에 프리차지 되도록 하는 것이다. 이를 통해, 제1 메인 릴레이에 바로 접속 시 발생할 수 있는 아크 방전을 방지하여 회로의 안정성을 확보할 수 있다. 이 때, 프리차지 릴레이는 프리차지 저항과 직렬로 연결되며, 직렬로 연결된 프리차지 릴레이와 프리차지 저항은 제1 메인 릴레이와 병렬로 연결되는 것이 바람직하다. 제2 메인 릴레이는 배터리의 음극 또는 양극 단자와 캐패시터 사이에 구비되도록 하는 것이 바람직하다.
관리부(200)는 에너지 저장 장치(100)에 연결되어 에너지 저장 장치(100)를 모니터링 및 제어한다. 다시 말해, 관리부(200)는 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리의 제어권을 가지고 있으며, 각각의 상태 모니터링이 가능하다.
제어부(300)는 관리부(200)에 연결되어 에너지 저장장치(100)의 배선용 차단기(110) 및 파워 릴레이 어셈블리(120)의 제어 신호를 인가한다. 다시 말해, 정비 시 안전을 위한 전기의 차단 명령을 제어부(300)를 통해 명령할 수 있다. 이는, 관리부(200)의 조작 방법을 숙지하지 않고도 정비를 위해 전기를 차단 할 수 있는 이점이 있다. 예를 들어, 에너지 저장 장치(100) 입구에 버튼 하나로 조작 할 수 있는 관리부(300)를 설치하고, 정비 시 관리부(300)를 조작하여 배선용 차단기와 파워 릴레이 어셈블리가 일괄 오프(off) 되도록 해주면, 작업자가 버튼 하나로 손쉽게 정비를 진행할 수 있고, 정비 전 조치 미완료에 의한 안전사고를 예방 할 수 있다.
이때, 관리부(200)는 제어부(300)로부터 에너지 저장 장치(100)의 배선용 차단기(110) 및 파워 릴레이 어셈블리(120)의 오프(off) 제어 신호를 입력 받은 후, 제어부(300)로부터 에너지 저장 장치(100)의 배선용 차단기(110) 및 파워 릴레이 어셈블리(120)의 온(on) 제어 신호를 입력 받기 전에 다른 루트를 통한 에너지 저장 장치(100)의 배선용 차단기(110) 및 파워 릴레이 어셈블리(120)제어를 차단하는 것을 특징으로 할 수 있다. 예를 들어, 에너지 저장 장치(100)의 정비를 하기 위해, 작업자가 제어부(300)를 이용하여 에너지 저장장치의 배선용 차단기(110) 및 파워 릴레이 어셈블리(120)의 전기적 연결을 차단한 후 정비를 하고 있는 중 다른 사람이 정비 중인 사실을 모르고 관리부(200)를 이용하여 에너지 저장장치의 배선용 차단기(110) 및 파워 릴레이 어셈블리(120)를 전기적으로 연결할 경우 사고의 위험이 있으므로 제어부(300)를 이용하여 오프(off) 제어를 한 경우 온(on) 제어도 제어부(300)를 이용하여 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
관리부(200)는 제어부(300)로부터 에너지 저장 장치(100)의 배선용 차단기(110) 및 파워 릴레이 어셈블리(120)의 온(on)/오프(off) 제어 신호를 입력받은 이력을 저장 및 관리하는 것을 특징으로 할 수 있다. 이때, 운용 데이터 는 엑셀(excel)의 형태로 저장 및 관리 할 수 있으며, 이로 인해, 정비 이력을 관리하는데 도움을 줄 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 정비 안전 정비 안전 스위치를 구비한 에너지 저장 시스템 관리 장치는 배선용 차단기(110), 파워 릴레이 어셈블리(120) 및 관리부(200)의 사이에 구비되어 각각에 연결되는 허브(130)를 더 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이때, 정비 안전 정비 안전 스위치를 구비한 에너지 저장 시스템 관리 장치는 인터넷 표준 프로토콜(TCP/IP: Transfer Control Protocol/Internet Protocol) 통신을 하는 것을 특징으로 할 수 있다. 인터넷 표준 프로토콜은 캔(CAN)통신에 비해 통신속도가 빠르고, 많은 양의 데이터 처리에 유리하며, 광케이블 사용할 경우 노이즈(Noise)에도 강한 장점이 있다. 또한, 대용량의 에너지 저장장치의 운용 시 셀의 수가 많고, 상대적으로 운용 데이터량이 많으므로 인터넷 표준 프로토콜을 적용하는 것이 바람직하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 정비 안전 정비 안전 스위치를 구비한 에너지 저장 시스템 관리 장치의 제어부(300)는 관리부(200)에 에너지 저장 장치(100)의 배선용 차단기(110) 및 파워 릴레이 어셈블리(120)의 온(on) 또는 오프(off) 제어신호를 인가하는 적어도 하나의 정비 안전 스위치로 구성로 구성되는 스위치부(310)를 포함 할 수 있다. 이때, 정비 안전 스위치부(310)는 하나의 스위치로 구성되어 온(on)/오프(off)제어가 가능 할 수도 있고, 온(on) 제어가 가능한 스위치와 오프(off)제어가 가능한 스위치를 별도로 구성(도 3 참조)할 수도 있으며 경우에 따라 다수개의 스위치로 구성 될 수도 있다.
또한, 제어부(300)는 에너지 저장 장치(100)의 배선용 차단기(110) 및 파워 릴레이 어셈블리(120)의 온(on) 또는 오프(off) 현황을 표시하는모니터링부(320)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. 스위치 만으로 구성될 경우 에너지 저장 장치(100)의 배선용 차단기(110) 및 파워 릴레이 어셈블리(120)의 온(on)/오프(off) 현황을 알 수 없기 때문에 보다 안전성을 높이기 위해 모니터링부(320)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 에너지 저장 장치(100)의 배선용 차단기(110) 및 파워 릴레이 어셈블리(120)의 오프(off) 제어 신호를 인가하는 스위치를 정비 스위치라 하고, 에너지 저장 장치(100)의 배선용 차단기(110) 및 파워 릴레이 어셈블리(120)의 온(on)제어 신호를 인가하는 스위치를 정비 완료 스위치라 한다면, 정비 시에는 정비 스위치를 눌러 전원을 차단하고 모니터링부(320)에 "정비중"이라고 표시할 수 있어 작업자가 시각적으로 현황 파악 가능하도록 할 수 있으며, 정비 완료 시에는 정비 완료 스위치를 눌러줌으로 다시 정상 운용을 할 수 있고 모니터링부(320)에 "정상운용"이라고 표시할 수 있어 작업자가 시각적으로 현황 파악 가능하도록 할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100: 에너지 저장 장치
110: 배선용 차단기
120: 파워 릴레이 어셈블리
200: 관리부
300: 제어부
310: 스위치부
320: 모니터링부

Claims (7)

  1. 적어도 하나의 배선용 차단기 및 적어도 하나의 파워 릴레이 어셈블리를 포함하는 에너지 저장 장치;
    상기 에너지 저장 장치에 연결되어 상기 에너지 저장 장치를 모니터링 및 제어하는 관리부; 및
    상기 관리부에 연결되어 상기 에너지 저장장치의 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리의 제어 신호를 인가하는 제어부;를 포함하되, 상기 관리부는 상기 제어부로부터 제어신호를 입력받아 상기 에너지 저장 장치의 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리의 온(on) 또는 오프(off) 제어를 하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템 관리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에너지 저장 장치는
    상기 배선용 차단기, 상기 파워 릴레이 어셈블리 및 상기 관리부의 사이에 구비되어 각각에 연결되는 허브;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템 관리 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 정비 안전 정비 안전 스위치를 구비한 에너지 저장 시스템 관리 장치는
    인터넷 표준 프로토콜(TCP/IP: Transfer Control Protocol/Internet Protocol) 통신을 하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템 관리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 관리부에 상기 에너지 저장 장치의 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리의 온(on) 또는 오프(off) 제어신호를 인가하는 적어도 하나의 정비 안전 스위치로 구성되는 스위치부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템 관리 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 에너지 저장 장치의 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리의 온(on) 또는 오프(off) 현황을 표시하는 모니터링부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템 관리 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 관리부는
    상기 제어부로부터 상기 에너지 저장 장치의 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리의 오프(off) 제어 신호를 입력 받은 후, 상기 제어부로부터 상기 에너지 저장 장치의 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리의 온(on) 제어 신호를 입력 받기 전에 다른 루트를 통한 상기 에너지 저장 장치의 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리제어를 차단하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템 관리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 관리부는
    상기 제어부로부터 상기 에너지 저장 장치의 배선용 차단기 및 파워 릴레이 어셈블리의 온(on)/오프(off) 제어 신호를 입력받은 이력을 저장 및 관리하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템 관리 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023243987A1 (ko) * 2022-06-13 2023-12-21 스탠다드에너지 주식회사 Ess 보안 관리시스템

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