KR20160113425A - Over temperature protection device for energy storage system and method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 에너지저장시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에너지저장시스템의 오작동을 유발할 수 있는 과온을 감지 및 차단하는 에너지저장시스템의 과온차단장치 및 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an energy storage system, and more particularly, to an apparatus and method for preventing overheating of an energy storage system that detects and blocks an overheat which may cause malfunction of an energy storage system.
최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예상되면서 이들을 대체할 대체 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라, 태양광, 풍력,소수력 등을 이용한 신재생 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 따라서 근래에는 신재생 에너지를 이용하여, 에너지를 공급하거나 에너지를 저장할 필요가 있으며, 이에 따라, 에너지를 저장하기 위한 에너지 저장 장치가 사용된다. With the recent depletion of existing energy sources such as oil and coal, interest in alternative energy to replace them is increasing. Accordingly, interest in renewable energy using sunlight, wind power, and small hydro power is increasing. Therefore, in recent years, it is necessary to supply energy or store energy by using renewable energy, and accordingly, an energy storage device for storing energy is used.
한편, 에너지 저장장치가 외부에 설치된 상태에서, 외부 온도가 영하로 내려가는 경우, 에너지 저장장치 내의 배터리팩의 온도도 영하로 내려가므로, 정상적인 동작을 하기가 어렵게 된다. On the other hand, when the energy storage device is installed outside, the temperature of the battery pack in the energy storage device also drops below zero when the external temperature falls below zero, which makes it difficult to perform normal operation.
따라서 종래에는 에너지저장장치에서 케이스 내에 배치되는 배터리팩에 열교환을 위해 동작하는 팬을 구비하여 에너지저장장치의 온도를 적정한 온도로 유지하기 위한 기술이 제안되었다. Accordingly, in the prior art, a technique for maintaining the temperature of the energy storage device at a proper temperature by providing a fan that operates for heat exchange in a battery pack disposed in the case in the energy storage device has been proposed.
그러나 이와 같은 종래의 에너지저장장치는 단순히 배터리팩에 팬을 구비하여 내부의 열을 방열시키는 것으로서 주변환경이나 기타 요인에 의하여 팬의 구동에도 불구하고 에너지저장장치의 온도가 급속하게 올라가는 과온 상태에 이를 수 있다. However, such a conventional energy storage device simply includes a fan in the battery pack to dissipate the heat inside, and the temperature of the energy storage device rapidly rises due to the surrounding environment or other factors despite the operation of the fan. .
즉, 종래의 에너지저장장치는, 컨테이너와 같은 함체에 설치되었을 경우에 배터리의 충방전 과정에서 발생된 열이 누적되어 배터리의 수명에 악영향을 주거나 또는 폭발을 일으킬 수 있는 과온으로 상승될 수 있다. 또한 종래의 에너지저장장치는 함체 내외부에서 화재가 발생되었을 경우에 배터리의 충방전이 차단될 수 없기에 폭발할 수 있어 화재가 확산될 수 있다.That is, when the conventional energy storage device is installed in a housing such as a container, the heat generated during the charging and discharging of the battery accumulates, which may adversely affect the lifetime of the battery or may be increased to an excessive temperature which may cause an explosion. In addition, the conventional energy storage device can explode because the charge and discharge of the battery can not be blocked when a fire occurs inside and outside the enclosure, so that the fire can spread.
하지만 상기와 같은 종래의 에너지저장장치는 팬과 같은 열교환수단만을 구동시키고, 비엠에스와 같이 배터리와 일체로 형성된 장치를 통한 단순 충방전 제어가 가능함에 따라 내외부적인 위험요소에 대해 배터리르 보호하지 못하여 과온 및 호재등의 위험에 적정한 대처가 불가능한 문제점이 있다. However, since the conventional energy storage device as described above can only operate the heat exchange means such as a fan and can perform simple charge / discharge control through a device formed integrally with the battery, such as a BMS, the battery can not be protected against internal and external risk factors There is a problem in that it is impossible to properly cope with the risks such as over-temperature and harmfulness.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 첫 번째 목적은 에너지저장시스템에서 배터리의 수명단축 및 폭발을 일으킬 수 있는 과온이 감지되면 에너지저장시스템을 강제적으로 트립(TRIP)시켜 오동작을 방지할 수 있도록 별개의 독립된 구성으로서 설치되는 에너지저장시스템의 과온차단장치를 제공함에 있다. Accordingly, it is a first object of the present invention to solve the above problems and to solve the above problems in a first aspect of the present invention to provide an energy storage system capable of shortening the life of a battery and forcibly tripping an energy storage system when an over- And an overheat cut-off device of an energy storage system installed as a separate independent structure.
또한, 본 발명의 두 번째 목적은 에너지저장시스템의 내외부에서 누적된 열이나 화재로 인한 과온이 감지되면 에너지저장시스템의 전원라인을 차단하고, 설정된 정상온도가 감지되면 차단(TRIP)을 해제할 수 있는 에너지저장시스템의 과온차단방법을 제공함에 있다. A second object of the present invention is to provide an energy storage system capable of shutting off a power supply line of an energy storage system when an overheating due to accumulated heat or fire in an energy storage system is detected and releasing a trip (TRIP) Thereby preventing overheating of the energy storage system.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하나 이상의 배터리를 구비하는 에너지저장부재 및 상기 에너지저장부재의 온도를 감지하여 설정된 과온에 해당 되면 상기 에너지저장부재를 강제 트립시키는 과온차단부재를 포함하고, 상기 과온차단부재는 상기 에너지저장부재의 온도를 감지하는 과온감지센서와, 상기 과온감지센서에서 감지된 에너지저장부재의 온도가 설정된 과온에 해당 되면 제어신호를 출력하는 온도조절부와, 상기 온도조절부로부터 제어신호가 인가되면, 단펄스의 클럭(CLOCK)을 출력하는 클럭신호 발생부와, 상기 클럭신호 발생부로부터 단펄스의 클럭(CLOCK)에 의하여 상기 에너지저장부재를 강제 트립시키는 전원트립부를 포함하는 에너지저장시스템의 과온차단장치를 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an energy storage device comprising: an energy storage member having at least one battery; and an overheat shielding member for sensing a temperature of the energy storage member and forcibly tripping the energy storage member, A temperature control unit for outputting a control signal when the temperature of the energy storage member sensed by the overheat sensing sensor corresponds to a set excessive temperature; And a power trip unit for forcibly tripping the energy storage member by a clock CLOCK of a short pulse from the clock signal generation unit when the control signal is applied, Thereby providing an overheating device of the energy storage system.
또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예는 하나 이상의 배터리를 구비하는 에너지저장부재의 온도를 감지하는 온도감지단계와, 상기 온도감지단계에서 상기 에너지저장부재의 온도가 설정된 과온에 해당되는 지를 판단하는 과온판단단계 및 상기 과온판단단계에서 상기 에너지저장부재의 온도가 설정된 과온에 해당 되면, 상기 에너지저장부재를 강제 트립시키는 차단단계를 포함하고, 상기 차단단계는 상기 에너지저장부재에 연결되는 전원라인에 설치되는 전원트립부에 단펄스의 클럭을 인가하여 지연시간 없이 상기 에너지저장부재를 강제트립시키는 에너지저장시스템의 과온차단방법을 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling an energy storage device, the method comprising: sensing a temperature of an energy storage member having at least one battery; sensing a temperature of the energy storage member And a step of forcibly tripping the energy storage member when the temperature of the energy storage member is determined to be a set excessive temperature in the over temperature determination step, There is provided a method of overheating an energy storage system that applies a short pulse of a clock to a power trip unit installed in a power supply line to forcibly trip the energy storage member without delay time.
상기에서 설명한 본 발명의 에너지저장시스템의 과온차단장치는 에너지저장시스템의 내외부에서 누적된 열에 의한 과온을 감지하여 배터리의 충방전 전원을 차단할 수 있어 과온에 의한 배터리의 수명단축이나 오동작을 방지할 수 있어 신뢰도가 향상되는 효과가 있다. The above-described overheating device of the energy storage system of the present invention detects the overheating due to heat accumulated in the inside and the outside of the energy storage system and can cut off the charging / discharging power of the battery, thereby preventing the battery from being shortened in life or malfunction There is an effect that reliability is improved.
또한 본 발명은 하나 이상의 전지셀이 조합된 전지모듈을 구비한 배터리를 관리하는 비엠에스(BMS:BATTERY MANAGEMENT SYSTEM) 및 에너지저장장치의 제어구성과 별개로 구동됨에 따라 내외부에서 발생된 과온이나 화재시에도 배터리의 충방전을 제어할 수 있어 화재의 확산을 방지할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention can be applied to a battery management system (BMS) that manages a battery having a battery module in which one or more battery cells are combined, and a battery management system The charge and discharge of the battery can be controlled, thereby preventing the spread of fire.
도 1은 본 발명에 따른 에너지저장시스템의 과온차단장치를 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 에너지저장시스템의 과온차단방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명에 따른 에너지저장시스템의 과온차단방법에서 과온차단부재의 구동단계를 도시한 순서도이다. 1 is a block diagram showing an overheat cut-off device of an energy storage system according to the present invention.
2 is a flowchart illustrating a method of shutting off the overheating of the energy storage system according to the present invention.
FIG. 3 is a flowchart showing the driving step of the overheat blocking member in the overheat cut-off method of the energy storage system according to the present invention.
이하에서는 본 발명에 따른 에너지저장시스템의 과온차단장치 및 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an overheat interrupter and method of an energy storage system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저 본 발명의 설명을 위하여 이하에서 사용된 용어를 설명한다. First, the terms used below will be explained for the purpose of explanation of the present invention.
에너지저장시스템(ESS:ENERGY STORAGE SYSTEM)은 화력, 수력, 원자력, 태양광, 풍력 및 조력, 열병합발전에 의하여 생산된 전력을 저장한 뒤에 전력이 필요한 장치나 계통에 전원을 공급하는 시스템이다. 이를 위하여 에너지저장시스템은 LiB전지, NaS 전지, RFB, 수퍼캐패시터등의 이차전지를 이용한 배터리를 이용한 저장방식과 비 배터리 저장방식으로 구성된다. ENERGY STORAGE SYSTEM (ESS) is a system that supplies electric power to devices or systems that require power after storing electric power produced by thermal, hydro, nuclear, solar, wind, tidal, cogeneration. For this purpose, the energy storage system is composed of a battery using a secondary battery such as a LiB battery, a NaS battery, an RFB, and a super capacitor, and a non-battery storage system.
이중에서 본 발명의 에너지저장시스템의 과온차단장치 및 방법은 리튬전지(LiB)를 일예로 들어 설명하나 이에 한정되지 않으며, 상술한 이차전지와, 공기를 고압으로 압축하여 전력을 저장하는 CASE와 회전운동에 의하여 에너지를 저장하는 플라이휠을 이용한 비 배터리 저장 방식에도 적용가능하다. The apparatus and method for overheating the energy storage system according to the present invention will now be described by way of example with reference to a lithium battery (LiB). However, the present invention is not limited thereto. It can also be applied to a non-battery storage method using a flywheel that stores energy by motion.
배터리를 이용한 에너지저장시스템은 충방전을 효율적으로 제어하기 위한 배터리 매니지먼트 시스템(BMS:BATTERY MANAGEMENT SYSTEM), 피씨에스(PCS:POWER CONDITIONING SYSTEM), 피엠에스(PMS:POWER MANAGEMENT SYSTEM)를 구비한다. The energy storage system using a battery includes a battery management system (BMS), a power management system (PCS), and a power management system (PMS) for efficiently controlling charging and discharging.
배터리 매니지먼트시스템(BMS:BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)(이하에서는 비엠에스로 총칭함)은 배터리의 충전 및 방전상태를 감시 및 제어하여 각 전지셀의 충전상태(SOC:STATE OF CHARGE)를 보정하거나 각 셀의 전압이 일정하게 유지되도록 셀밸런싱(CELL VALANCING)을 수행하는 장치를 의미한다. BACKGROUND ART [0002] A battery management system (BMS) (collectively referred to as BMS) monitors and controls a charging and discharging state of a battery to correct a state of charge (SOC) of each battery cell, Means a device that performs cell balancing to maintain a constant voltage.
배터리는 다 수개의 전지셀이 연결되는 래크 또는 다 수개의 래크가 조립된 전지팩이 다수개가 조립되어 구성될 수 있다. 이하의 설명에서는 다 수개의 전지셀이 조립된 배터리로서 간략하게 설명되나, 상기와 같은 단위로서 구분되는 배터리에도 적용가능함은 당연하다. The battery may be configured by assembling a plurality of battery packs in which a plurality of battery cells are connected or a plurality of battery packs in which a plurality of racks are assembled. In the following description, a plurality of battery cells are briefly described as assembled batteries, but it is obvious that the present invention is also applicable to batteries classified as the above units.
피씨에스(PCS:POWER CONDITIONING SYSTEM)는 전력변환장치로서 외부전원을 배터리에 맞는 전원으로 변환시키거나, 배터리의 출력전원을 연결되는 외부장치에 맞는 전원으로 변환하여 출력하는 장치로서, 예를 들면, AC/DC컨버터와 DC/AC 컨버터를 의미한다. A power conversion system (PCS) is a power conversion device that converts an external power source to a power source suitable for a battery, or converts an output power of a battery into a power source suitable for an external device to be connected, AC / DC converter and DC / AC converter.
피엠에스(PMS:POWER MANAGEMENT SYSTEM)는 전력계통과 연계되어 외부계통의 발전데이타와 부하의 소비전력에 관한 데이타와 비엠에스 및 피씨에스의 운전정보를 수집하여 에너지저장시스템을 전체적으로 제어한다. The PMS (Power Management System) collects the data on the power generation data of the external system, the power consumption of the load, and the operation information of the BMS and the PC, and controls the energy storage system as a whole by linking with the power system.
이하의 설명에서 사용되는 에너지저장시스템의 과온은 에너지저장시스템에서 충방전 중 배터리의 전지팩이나 배터리의 함체(예를 들면, 배터리가 수용 또는 수납된는 하우징이나 컨테이너와 같은 수용공간)에 누적된 열에 의하여 배터리의 수명이나 폭발을 일으킬 수 있는 온도와, 에너지저장시스템 및/또는 에너지저장시스템이 수납 및/또는 수용된 함체의 내 외부에서 화재시에 감지될 수 있는 온도에 해당된다. The overtemperature of the energy storage system used in the following description refers to the energy stored in the battery pack of the battery during charging and discharging or the accumulation of heat in the battery enclosure (for example, a housing space such as a housing or a container, And the temperature at which the energy storage system and / or the energy storage system can be detected at the time of fire inside and outside the enclosed and / or received housing.
도 1은 본 발명에 따른 에너지저장시스템의 과온차단장치가 구비된 에너지저장시스템을 도시한 블럭도이다. 1 is a block diagram illustrating an energy storage system equipped with an overheat cut-off device of an energy storage system according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명은 배터리(210)와 비엠에스(BMS)(220), 피씨에스(PCS)(240) 및 피엠에스(PMS)(230)를 구비하는 에너지저장부재(200)와, 에너지저장부재(200)의 온도를 감지하여 에너지저장부재(200)를 트립시키는 과온차단부재(100)와, 에너지저장부재(200)에 전원을 공급하는 외부계통(300)과, 에너지저장부재(200)에 충전된 전원을 출력하는 전원커넥터(400)를 포함한다. 1, the present invention includes an
과온차단부재(100)는 에너지저장부재(200)의 과온을 감지하는 과온감지센서(150)와, 에너지저장부재(200)를 트립시켜 전원을 차단하는 전원트립부(130)와, 전원트립부(130)를 구동시키는 클럭신호 발생부(120)와, 과온감지센서(150)의 과온감지신호를 수신하여 클럭신호 발생부(120)를 제어하는 온도조절부(110)와, 에너지저장부재(200)의 배터리(210)에서 공급된 전원으로 충전되어 온도조절부(110)와 클럭신호 발생부(120) 및 전원트립부(130)의 구동전원을 공급하는 전원부(140)를 포함한다. The over-temperature shut-off
과온감지센서(150)는 에너지저장부재(200)의 온도를 측정하여 온도조절부(110)에 인가한다. 여기서 과온감지센서(150)는 와이어형으로 배터리(210)에 하나 이상이 설치되는 것이 바람직하다. 여기서 배터리(210)는 하나 이상의 전지셀의 조합된 래크 또는 다 수개의 래크가 조립된 전지팩으로 이루어진다. 에너지저장부재(200)는 하나 이상의 배터리(210)가 전기적으로 연결되어 구성됨도 가능하며 그 숫자에 한정되지 않는다. The over-temperature
전원부(140)는 배터리(210)에서 출력된 전원을 충전하여 온도조절부(110)와 클럭신호 발생부(120) 및 전원트립부(130)에 전원을 공급한다. 여기서 전원부(140)는 배터리(210)에서 전원공급이 차단되더라도 전원이 재공급되는 시간 동안 과온차단부재(100)에 전원을 공급할 수 있도록 무정전전원장치(SMPS:SWITCH MODE POWER SUPPLY)를 적용하는 것이 바람직하다. The
전원트립부(130)는 에너지저장부재(200)에서 외부계통(300) 및 전원커넥터 (400)사이에 연결되는 전원라인을 차단한다. 전원트립부(130)는 클럭신호 발생부(120)에서 인가되는 클럭신호에 의하여 구동되어 지연시간 없이 순간적으로 에너지저장부재(200)를 차단한다. 여기서 전원트립부(130)는 도 1에 도시된 바와 같이 에너지저장부재(200)와 외부계통(300) 사이의 전원라인에 설치됨도 가능하나, 배터리(210)와 PCS(240) 사이에 설치됨도 가능하다. The
예를 들면, 전원트립부(130)는 에너지저장부재(200)가 컨테이너와 같은 함체의 내부에 설치될 경우에 컨테이너 내부에 누적된 열에 의한 오작동, 폭발 및 화재의 위험을 방지하기 위하여 배터리(210)와 PCS(240)에 설치됨이 바람직하다. For example, when the
즉, 전원트립부(130)의 위치는 설계자 또는 사업자의 선택에 의하여 결정될 수 있는 것으로서 하기에서 에너지저장부재(200)와 외부계통(300) 사이에 설치되는 예를 들어 설명하나 상술한 바와 같이 이에 한정되지 않는다. That is, the position of the
전원트립부(130)는, 예를 들면, MCCB(MOLD CASE CIRCUIT BREAKER)로서 인가되는 전압에 의하여 강제 트립되는 전압구동형 장치로서 클럭신호 발생부(120)에서 인가되는 단펄스에 의하여 빠른 시간(예를 들면, 1초 이내)내에 구동되어 지연시간없이 에너지저장부재(200)를 강제 트립시킨다. The
클럭신호 발생부(120)는 전원부(140)에서 공급되는 전원에 의하여 구동되며, 온도조절부(110)로부터 제어신호가 인가되면, 설정된 신호를 전원트립부(130)에 출력한다. 앞서 설명한 바와 같이 전원트립부(130)는 빠른 트립을 위하여 단 펄스에 의하여 구동된다. 따라서 클럭신호 발생부(120)는 전원트립부(130)의 구동조건에 일치되는 레벨을 갖는 펄스를 발생시켜 출력한다. The
온도조절부(110)는 과온감지센서(150)의 온도감지신호를 수신하여 에너지저장시스템의 온도가 설정된 과온에 해당 되면, 클럭신호 발생부(120)를 제어하여 에너지저장부재(200)를 차단시킨다. The
또한 온도조절부(110)는 과온감지센서(150)로부터 에너지저장부재(200)의 온도가 설정된 정상온도에 해당 되면, 클럭신호 발생부(120)를 구동시켜 전원트립부(130)를 재가동시켜 에너지저장부재(200)의 전원차단을 해제시키는 것이 바람직하다. When the temperature of the
즉, 본 발명에서 과온차단부재(100)는 에너지저장부재(200)의 오동작을 유발할 수 있는 과온이 감지되면 에너지저장부재(200)를 강제적으로 트립시킨다. That is, in the present invention, the overheat shut-off
아울러 본 발명은 에너지저장부재(200)에서 배터리(210)의 충전율을 확인하여 배터리(210)에서 피씨에스로 연결되는 전원라인을 차단할 수 있다. 이는 과온차단부재(100)에서 전체적으로 에너지저장부재(200)의 과온을 감지하여 에너지저장부재(200)를 강제 트립시키는 것과 달리, 배터리(210)의 충방전율이나 자체 기기의 고장유무에 따라서 과온차단부재(100)와는 별도로 구동된다. In addition, according to the present invention, the charging rate of the
즉, 본 발명은 과온차단부재(100)와 에너지저장부재(200)는 상호 독립된 구성으로서 작동된다. That is, in the present invention, the overheat shut-off
또한 에너지저장부재(200)는 배터리(210)의 전압과 온도 및 전류를 감지하여 배터리(210)의 셀밸런싱 및 SOC(STATE OF CHARGE)를 보정하는 비엠에스에서 배터리(210)의 전압과 전류 및 온도를 감지하는 각 센서의 이상 여부를 자체 진단하여 경보를 출력하는 것을 특징으로 한다. The
본 발명은 상기와 같은 과온차단부재(100)와 에너지저장부재(200)를 구비하고 있으며, 이하에서는 에너지저장시스템의 과온차단방법을 첨부된 순서도를 참조하여 상세히 설명한다. The present invention includes the above-mentioned
도 2는 본 발명에 따른 에너지저장시스템의 과온차단방법을 도시한 순서도이다. 2 is a flowchart illustrating a method of shutting off the overheating of the energy storage system according to the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 에너지저장시스템의 과온차단방법은 오프시킨 뒤에 재구동시키는 리셋단계(S100)와, 리셋단계(S100) 이후에 각 센서의 이상유무를 진단하고 배터리(210)의 셀밸런싱 및 충전상태를 보정하는 에너지저장부재(200)의 구동단계(S200)와, 에너지저장부재(200)에서 과온이 감지되면 에너지저장부재(200)를 강제트립시키는 과온차단부재의 구동단계(S300)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the method of isolating overheating of the energy storage system according to the present invention includes a reset step S100 for turning off and then driving the energy storage system again, a diagnosis step S100 for diagnosing abnormality of each sensor after the reset step S100, A step S200 of operating the
에너지저장부재의 구동단계(S200)는 리셋단계(S100) 이후에 전압, 전류 및 온도를 감지하는 센서의 이상유무를 비엠에스에서 자체 진단하는 자기진단 모드단계와, 배터리(210)의 충전상태의 보정 및 셀밸런싱을 수행하는 보정 모드단계를 포함한다. The driving step S200 of the energy storage member includes a self diagnosis mode step of self-diagnosing the abnormality of the sensor for sensing voltage, current and temperature after the reset step S100, And a correction mode step of performing correction and cell balancing.
자기진단 모드단계는 리셋단계(S100)에서 시스템이 오프 된 이후에 재가동됨과 동시에 비엠에스(BMS)(220)에서 각 센서를 구동시켜 이상유무를 판단하는 단계이다. The self-diagnosis mode step is a step of restarting the system after the system is turned off in the reset step (S100) and simultaneously driving each sensor in the BMS (220) to determine whether there is an abnormality.
보정 모드단계는 자기진단 모드단계 이후에 각 시스템을 초기화시킨 뒤에 온도센서(도시되지 않음)와 전압센서(도시되지 않음) 및 전류센서(도시되지 않음)의 감지신호를 수신하여 각 전지셀(도시되지 않음)간의 셀밸런싱과 충전상태를 보정하는 단계이다.The correction mode step receives the detection signals of a temperature sensor (not shown), a voltage sensor (not shown), and a current sensor (not shown) after initializing each system after the self-diagnosis mode step, And compensating the cell balancing and charging state between the cells.
과온차단부재(100)의 구동단계(S300)는 도 3을 참조하여 설명한다. The driving step S300 of the over-temperature shut-off
도 3은 본 발명에 따른 에너지저장시스템의 과온차단방법에서 과온차단부재(100)의 구동단계를 도시한 순서도이다. FIG. 3 is a flowchart showing driving steps of the overheat shut-off
도 3을 참조하면, 과온차단부재(100)의 구동단계(S300)는 에너지저장부재(200)의 온도를 감지하는 온도감지단계(S310)와, 온도감지단계(S310)에서 감지된 온도가 설정된 과온에 해당되는 지를 판단하는 과온판단단계(S320)와, 과온판단단계(S320)에서 감지온도가 과온으로 판단되면 에너지저장부재(200)를 강제 트립시키는 차단단계(S330)와, 차단단계 이후에 에너지저장부재(200)의 온도가 설정된 정상온도에 해당되는 지를 판단하는 정상온도 판단단계(S340)와, 정상온도 판단단계(S340)에서 에너지저장부재(200)의 온도가 정상온도이면 트립을 해제하는 해제단계(S350)를 포함한다. 3, the driving step S300 of the
온도감지단계(S310)는 온도조절부(110)가 과온감지센서(150)의 온도감지신호를 수신하는 단계이다. 과온감지센서(150)는 에너지저장부재(200)의 온도를 감지하여 온도조절부(110)에 출력한다. 이때 과온감지센서(150)는 와이어형으로서 배터리(210)와 배터리(210) 사이 또는 에너지저장부재(200)의 하우징 내측에 설치되어 온도를 감지한다. 따라서 온도조절부(110)는 과온감지센서(150)의 감지신호를 수신한다. The temperature sensing step S310 is a step in which the
과온판단단계(S320)는 온도조절부(110)가 과온감지센서(150)의 감지신호를 수신한 뒤에 설정된 과온과 감지된 온도를 비교하여 과온여부를 판단하는 단계이다. In the over-temperature determination step S320, the
차단단계(S330)는 온도조절부(110)가 과온판단단계(S320)에서 에너지저장부재(200)의 온도가 설정된 과온에 해당된다고 판단되면, 클럭신호 발생부(120)에 제어신호를 출력하는 단계이다. 클럭신호 발생부(120)는 온도조절부(110)의 제어신호가 수신되면, 전원트립부(130)에 단펄스의 클럭을 출력한다. 따라서 전원트립부(130)는 클럭신호 발생부(120)에서 인가되는 단펄스의 클럭이 인가되면 구동되어 에너지저장부재(200)의 전원을 차단한다. If it is determined that the temperature of the
따라서 에너지저장부재(200)는 내부의 온도가 상승되어 과온상태에서 더이상 가열되지 않고, 설정된 정상온도에 이르기까지 강제적으로 작동이 멈춘다. Therefore, the
정상온도판단단계(S340)는 온도조절부(110)가 차단단계(S330) 이후에 과온감지센서(150)의 감지신호를 수신하여 에너지저장부재(200)의 온도가 설정된 정상온도인지를 판단하는 단계이다. In the normal temperature determination step S340, the
트립해제단계(S350)는 온도조절부(110)가 정상온도판단단계(S340)에서 에너지저장부재(200)의 온도가 정상온도에 해당 되면 클럭신호 발생부(120)를 제어하여 에너지저장부재(200)의 트립을 해제하는 단계이다. 여기서 클럭신호 발생부(120)는 단펄스가 아닌 다른 형태의 펄스로서 트립해제신호를 전원트립부(130)에 인가한다. 따라서 전원트립부(130)는 클럭신호 발생부(120)에 인가되는 트립해제신호가 수신되면 에너지저장부재(200)의 트립을 해제한다. In the trip releasing step S350, when the temperature of the
또한 본 발명은 바람직하게로는 전원부(140)의 충전 및 전원공급단계를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이 과온차단부재(100)의 전원부(140)는 에너지저장부재(200)로부터 공급된 전원을 충전하여 온도조절부(110)와 클럭신호 발생부(120) 및 전원트립부(130)에 설정된 레벨의 전원을 공급한다. 즉, 전원부(140)는 무정전원장치로 기능을 수행할 수 있어 에너지저장부재(200)가 강제 트립된 이후에도 온도조절부(110)등에 전원을 공급하여 트립해제를 수행할 수 있도록 한다. Preferably, the present invention further includes a step of charging and powering the
이와 같이 본 발명은 에너지저장시스템에서 에너지저장부재(200)와 별도로 구동되는 과온차단부재(100)를 구성함에 따라 에너지저장부재(200)의 과온으로 인한 오작동을 방지할 수 있고, 에너지저장부재를 수용 및/또는 수납하는 함체의 내부에 누적된 열에 의한 폭발이나 화재발생을 예방할 수 있고, 또는 함체의 내외부에서 합선이나 기타 이상상황에 따른 화재발생시에도 배터리의 전원을 차단할 수 있어 화재의 확산을 저지할 수 있다. As described above, according to the present invention, in the energy storage system, the
상기에서는 본 발명의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 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.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the following claims And changes may be made without departing from the spirit and scope of the invention.
100 : 과온차단부재 110 : 온도조절부
120 : 클럭신호 발생부 130 : 전원트립부
140 : 전원부 150 : 과온감지센서
200 : 에너지저장부재 210 : 배터리
211 : 전지셀 220 : 비엠에스
230 : 피엠에스 240 : 피씨에스
300 : 외부계통 400 : 전원커넥터100: overheat shutoff member 110: temperature control unit
120: Clock signal generator 130: Power supply trip unit
140: Power supply unit 150: Overheat detection sensor
200: Energy storage member 210: Battery
211: Battery cell 220: BMS
230: PMS 240: PCS
300: External system 400: Power connector
Claims (5)
상기 에너지저장부재의 온도를 감지하여 설정된 과온에 해당 되면 상기 에너지저장부재를 강제 트립(TRIP)시키는 과온차단부재를 포함하고,
상기 과온차단부재는
상기 에너지저장부재의 온도를 감지하는 과온감지센서;
상기 과온감지센서에서 감지된 에너지저장부재의 온도가 설정된 과온에 해당 되면 제어신호를 출력하는 온도조절부;
상기 온도조절부로부터 제어신호가 인가되면, 단펄스의 클럭(CLOCK)을 출력하는 클럭신호 발생부; 및
상기 클럭신호 발생부로부터 단펄스의 클럭(CLOCK)에 의하여 상기 에너지저장부재를 강제 트립시키는 전원트립부;를 포함하는 에너지저장시스템의 과온차단장치.
An energy storage member having at least one battery; And
And an overheat blocking member for forcibly tripping the energy storage member when the temperature of the energy storage member is sensed and the overtemperature is set,
The over-temperature shut-
An overheat sensing sensor for sensing a temperature of the energy storage member;
A temperature controller for outputting a control signal when the temperature of the energy storage member sensed by the overheat sensing sensor corresponds to a preset overtemperature;
A clock signal generator for outputting a short-circuit clock (CLOCK) when a control signal is applied from the temperature controller; And
And a power trip unit for forcibly tripping the energy storage member by a clock pulse (CLOCK) of a short pulse from the clock signal generation unit.
상기 에너지저장부재로부터 공급된 전원을 충전하여 상기 온도조절부 내지 전원트립부에 전원을 공급하는 전원부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지저장시스템의 과온차단장치.
The heat exchanger according to claim 1,
Further comprising a power supply for charging the power supplied from the energy storage member to supply power to the temperature control unit or the power trip unit.
상기 과온차단부재는 상기 컨테이너에서 상기 에너지저장부재의 충방전과정에서 발생되어 누적된 열에 의한 과온을 감지하여 배터리의 전원라인을 트립시키는 것을 특징으로 하는 에너지저장시스템의 과온차단장치.
The apparatus of claim 1, wherein the energy storage member is accommodated in a container,
Wherein the overheating shut-off member trips the power supply line of the battery by detecting an over-temperature due to accumulated heat generated in the charging and discharging of the energy storage member in the container.
상기 온도감지단계에서 상기 에너지저장부재의 온도가 설정된 과온에 해당되는 지를 판단하는 과온판단단계; 및
상기 과온판단단계에서 상기 에너지저장부재의 온도가 설정된 과온에 해당 되면, 상기 에너지저장부재를 강제 트립시키는 차단단계를 포함하고.
상기 차단단계는 상기 에너지저장부재에 연결되는 전원라인에 설치되는 전원트립부에 단 펄스의 클럭(CLOCK)을 인가하여 상기 에너지저장장부재를 강제 트립 시키는 것을 특징으로 하는 에너지저장시스템의 과온차단방법.
A temperature sensing step of sensing a temperature of an energy storage member having at least one battery;
An over-temperature determination step of determining whether the temperature of the energy storage member corresponds to a set over-temperature in the temperature sensing step; And
And a step of forcibly tripping the energy storage member when the temperature of the energy storage member reaches the set overtemperature in the over-temperature determination step.
Wherein the step of shutting off the energy storage device comprises forcibly tripping the energy storage device by applying a clock pulse of a short pulse to the power supply trip device installed in the power supply line connected to the energy storage device .
상기 에너지저장부재의 온도가 설정된 정상온도인지를 판단하는 정상온도 판단단계; 및
상기 정상온도판단단계에서 에너지저장부재의 온도가 정상온도에 해당 되면 상기 에너지저장부재의 트립을 해제하는 트립해제단계;를 포함하는 에너지저장시스템의 과온차단방법.
5. The method of claim 4, further comprising:
A normal temperature determination step of determining whether the temperature of the energy storage member is a set normal temperature; And
And a trip releasing step of releasing a trip of the energy storage member when the temperature of the energy storage member reaches a normal temperature in the normal temperature determination step.
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