KR20170013537A - 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템 - Google Patents

배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 태양광 모듈, 자동차의 시거 잭, 어댑터를 통해 선택적으로 충전할 수 있으므로 다양한 전원소스로 충전이 가능하고, 스마트폰, 테블릿, 컴퓨터와 같은 통신기기에서 통신부를 통해 배터리의 전압, 전류, 온도의 상태를 실시간 모니터링할 수 있으므로 배터리의 잔량이 일정 수준 이하로 내려가면 배터리 잔량 알림부를 통해 사용자에게 알려줄 수 있으며, 스마트폰, 테블릿, 컴퓨터와 같은 통신기기에서 배터리팩과 연결되어 있는 전력을 사용하는 전기기기의 ON/OFF, 조명의 밝기와 강약, 바람의 세기를 전력제어부를 통해 제어할 수 있고, 충전, 방전시 단위 셀의 과충전을 방지하면서 셀 간의 전압편차를 없앨 수 있는 셀 밸런스 모듈과, 전지를 안전하게 오래도록 사용할 수 있도록 하는 보호회로모듈이 장착되어 배터리의 사용기간을 길게 할 수 있으며, 친환경성과 안전성이 뛰어난 리튬인산철 배터리를 배터리 팩의 형태로 사용하므로 휴대가 간편함은 물론 설치가 용이한 효과가 있다.

Description

배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템{An energy storage and control system having battery management and communication function}
본 발명은 태양광 모듈, 자동차의 시거 잭, 어댑터를 통해 선택적으로 충전할 수 있으므로 다양한 전원소스로 충전이 가능하고, 스마트폰, 테블릿, 컴퓨터와 같은 통신기기에서 통신부를 통해 배터리의 전압, 전류, 온도의 상태를 실시간 모니터링할 수 있으므로 배터리의 잔량이 일정 수준 이하로 내려가면 배터리 잔량 알림부를 통해 사용자에게 알려줄 수 있으며, 스마트폰, 테블릿, 컴퓨터와 같은 통신기기에서 배터리팩과 연결되어 있는 전력을 사용하는 전기기기의 ON/OFF, 조명의 밝기와 강약, 바람의 세기를 전력제어부를 통해 제어할 수 있고, 충전, 방전시 단위 셀의 과충전을 방지하면서 셀 간의 전압편차를 없앨 수 있는 셀 밸런스 모듈과, 전지를 안전하게 오래도록 사용할 수 있도록 하는 보호회로모듈이 장착되어 배터리의 사용기간을 길게 할 수 있으며, 친환경성과 안전성이 뛰어난 리튬인산철 배터리를 배터리 팩의 형태로 사용하므로 휴대가 간편함은 물론 설치가 용이한 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템에 관한 기술이다.
레저 산업의 발달로 인하여 캠핑, 낚시를 할 경우 에너지 수요가 급증하고 있어, 에너지를 저장하여 사용할 수 있는 배터리 수요가 증가하고 있다.
또한, 차량 사고의 급증으로 인하여 블랙박스를 장착한 차량이 급증하고 있으나, 상시전원장치로 인하여 차량 방전의 주범으로 지목되고 있다.
최근 손해보험협회가 발표한 자료에 따르면, 배터리 방전 긴급출동 비율이 전체의 55%를 차지했는데, 주된 원인으로 블랙박스가 꼽혔다. 시동이 꺼져 있을 때도 촬영이 가능한 '상시전원장치'로 인해 배터리 소모량이 늘어난 탓이다.
또한, 한국소비자원은 지난 2011년부터 2014년까지 소비자를 위해 감시시스템(CISS)에 접수된 휴대전화 충전기 관련 위해 사례가 263건ⁿ으로 매년 큰 폭으로 증가한고 있다고 밝혔다.
한편, 현재, 스마트폰, 테블릿, 컴퓨터의 통신기기에서 통신부를 통해 배터리의 전압, 전류, 온도의 상태를 실시간 모니터링하고, 스마트폰과 같은 통신기기에서 배터리팩과 연결되어 있는 전력을 사용하는 전기기기의 ON/OFF, 조명의 밝기와 강약, 바람의 세기를 전력제어부를 통해 제어할 수 있는 시스템 또는 장치가 없는 상태이다.
따라서, 스마트폰, 테블릿, 컴퓨터와 같은 통신기기에서 통신부를 통해 배터리의 전압, 전류, 온도의 상태를 실시간 모니터링할 수 있으므로 배터리의 잔량이 일정 수준 이하로 내려가면 배터리 잔량 알림부를 통해 사용자에게 알려줄 수 있고, 배터리팩과 연결되어 있는 전력을 사용하는 전기기기의 ON/OFF, 조명의 밝기와 강약, 바람의 세기를 전력제어부를 통해 제어할 수 있으며, 충전, 방전시 단위 셀의 과충전을 방지하면서 셀 간의 전압편차를 없앨 수 있는 셀 밸런스 모듈과, 전지를 안전하게 오래도록 사용할 수 있도록 하는 보호회로모듈이 장착되어 배터리의 사용기간을 길게 할 수 있는 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
KR 20-2007-0016724(2007. 10. 16)
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 착상된 것으로서, 태양광 모듈, 자동차의 시거 잭, 어댑터를 통해 선택적으로 충전할 수 있으므로 다양한 전원소스로 충전이 가능한 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 스마트폰, 테블릿, 컴퓨터와 같은 통신기기에서 통신부를 통해 배터리의 전압, 전류, 온도의 상태를 실시간 모니터링할 수 있으므로 배터리의 잔량이 일정 수준 이하로 내려가면 배터리 잔량 알림부를 통해 사용자에게 알려줄 수 있는 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 스마트폰, 테블릿, 컴퓨터와 같은 통신기기에서 배터리팩과 연결되어 있는 전력을 사용하는 전기기기의 ON/OFF, 조명의 밝기와 강약, 바람의 세기를 전력제어부를 통해 제어할 수 있는 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 충전, 방전시 단위 셀의 과충전을 방지하면서 셀 간의 전압편차를 없앨 수 있는 셀 밸런스 모듈과, 전지를 안전하게 오래도록 사용할 수 있도록 하는 보호회로모듈이 장착되어 배터리의 사용기간을 길게 할 수 있는 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 친환경성과 안전성이 뛰어난 리튬인산철 배터리를 배터리 팩의 형태로 사용하므로 휴대가 간편함은 물론 설치가 용이한 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템은 배터리관리시스템, 배터리 팩, 기기제어부를 포함하는 스마트 축전장치에 전원을 공급하는 전원공급부와; 상기 전원공급부로부터 전원을 공급받으며, 과충전 보호기능, 과전류 보호기능, 과방전 보호기능, 단락 보호기능을 수행하는 회로가 내장되어 배터리를 안전하게 사용하게 하는 보호회로부와, 배터리의 단위 셀의 과충전을 방지하면서 셀 간의 전압편차를 없애주는 셀 밸런스부와, 배터리의 전압, 전류, 온도, 이상 상태를 관리하는 배터리상태관리부와, 배터리의 잔량이 일정 수준 이하로 내려가면 배터리 잔량을 사용자에게 알려주는 배터리잔량알림부를 포함하는 배터리관리시스템과; 상기 배터리관리시스템과 연결되어 있으며, 전원공급부의 전원공급에 의해 충전되는 단수 또는 복수개의 배터리 셀(Cell)이 직렬 또는 병렬로 연결되어 있는 배터리 팩과; 상기 배터리관리시스템과, 배터리 팩과 연결되어 있으며, 통신기기와 상호 통신하게 연결되어 있으며, 통신기기에서 배터리의 전압, 전류, 온도의 상태를 실시간 모니터링하게 하는 통신부와, 통신기기에서의 신호에 의해 배터리 팩과 연결되어 있는 전력을 사용하는 전기기기의 ON/OFF, 조명의 밝기와 강약, 바람의 세기를 제어하는 전력제어부를 포함하는 기기제어부와; 상기 기기제어부와 연결되어 있으며, 통신부를 통해 배터리의 전압, 전류, 온도의 상태를 실시간 모니터링하고, 전력제어부를 통해 전기기기의 ON/OFF, 조명의 밝기와 강약, 바람의 세기를 제어하는 통신기기와; 상기 기기제어부 내의 전력제어부의 각종 신호에 의해 조절되는 전기기기; 을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 전원공급부는 태양광 모듈, 자동차의 시거 잭, 어댑터 중에서 선택되는 전원공급형태에 의해 충전되는 것을 포함함을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 배터리 팩은 리튬인산철 배터리, 리튬이온 배터리, 폴리머 배터리 중에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 통신부에서의 통신은 지그비(ZigBee), 와아파이(wifi), 블루투스(Bluetooth), 적외선(IR)통신 중에서 선택되는 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 있어서, 상기 통신기기는 스마트폰, 테블릿, 컴퓨터 중에서 선택되는 것을 포함함을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명인 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 본 발명은 태양광 모듈, 자동차의 시거 잭, 어댑터를 통해 선택적으로 충전할 수 있으므로 다양한 전원소스로 충전이 가능하다.
둘째, 본 발명은 스마트폰, 테블릿, 컴퓨터와 같은 통신기기에서 통신부를 통해 배터리의 전압, 전류, 온도의 상태를 실시간 모니터링할 수 있으므로 배터리의 잔량이 일정 수준 이하로 내려가면 배터리 잔량 알림부를 통해 사용자에게 알려줄 수 있다.
셋째, 본 발명은 스마트폰, 테블릿, 컴퓨터와 같은 통신기기에서 배터리팩과 연결되어 있는 전력을 사용하는 전기기기의 ON/OFF, 조명의 밝기와 강약, 바람의 세기를 전력제어부를 통해 제어할 수 있다.
넷째, 본 발명은 충전, 방전시 단위 셀의 과충전을 방지하면서 셀 간의 전압편차를 없앨 수 있는 셀 밸런스 모듈과, 전지를 안전하게 오래도록 사용할 수 있도록 하는 보호회로모듈이 장착되어 배터리의 사용기간을 길게 할 수 있다.
다섯째, 본 발명은 친환경성과 안전성이 뛰어난 리튬인산철 배터리를 배터리 팩의 형태로 사용하므로 휴대가 간편함은 물론 설치가 용이하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템의 구성을 나타낸 도면.
이하 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예를 살펴보면 다음과 같은데, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이며, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명인 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
본 발명인 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템은 전원공급부(100), 스마트 축전장치(200), 배터리관리시스템(BMS)(210), 보호회로부(211), 셀 밸런스부(212), 배터리상태관리부(213), 배터리 잔량 알림부(214), 배터리 팩(220), 기기제어부(230), 통신부(231), 전력제어부(232), 통신기기(300), 전기기기(400) 등으로 구성된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명인 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템은 배터리관리시스템(210), 배터리 팩(220), 기기제어부(230)를 포함하는 스마트 축전장치(200)에 전원을 공급하는 전원공급부(100)와; 상기 전원공급부(100)로부터 전원을 공급받으며, 과충전 보호기능, 과전류 보호기능, 과방전 보호기능, 단락 보호기능을 수행하는 회로가 내장되어 배터리를 안전하게 사용하게 하는 보호회로부(211)와, 배터리의 단위 셀의 과충전을 방지하면서 셀 간의 전압편차를 없애주는 셀 밸런스부(212)와, 배터리의 전압, 전류, 온도, 이상 상태를 관리하는 배터리상태관리부(213)와, 배터리의 잔량이 일정 수준 이하로 내려가면 배터리 잔량을 사용자에게 알려주는 배터리잔량알림부(214)를 포함하는 배터리관리시스템(210)과; 상기 배터리관리시스템(210)과 연결되어 있으며, 전원공급부(100)의 전원공급에 의해 충전되는 단수 또는 복수개의 배터리 셀(Cell)이 직렬 또는 병렬로 연결되어 있는 배터리 팩(220)과; 상기 배터리관리시스템(210)과, 배터리 팩(220)과 연결되어 있으며, 통신기기(300)와 상호 통신하게 연결되어 있으며, 통신기기(300)에서 배터리의 전압, 전류, 온도의 상태를 실시간 모니터링하게 하는 통신부(231)와, 통신기기(300)에서의 신호에 의해 배터리 팩(220)과 연결되어 있는 전력을 사용하는 전기기기(400)의 ON/OFF, 조명의 밝기와 강약, 바람의 세기를 제어하는 전력제어부(232)를 포함하는 기기제어부(230)와; 상기 기기제어부(230)와 연결되어 있으며, 통신부(231)를 통해 배터리의 전압, 전류, 온도의 상태를 실시간 모니터링하고, 전력제어부(232)를 통해 전기기기(400)의 ON/OFF, 조명의 밝기와 강약, 바람의 세기를 제어하는 통신기기(300)와; 상기 기기제어부(230) 내의 전력제어부(232)의 각종 신호에 의해 조절되는 전기기기(400); 을 구비한다.
상기 본 발명인 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템을 구성하는 각 기술적 수단들의 기능을 설명하면 다음과 같다.
상기 전원공급부(100)는 배터리관리시스템(210), 배터리 팩(220), 기기제어부(230)를 포함하는 스마트 축전장치(200)에 전원을 공급하는 것이다. 여기서, 상기 전원공급부(100)는 태양광 모듈, 자동차의 시거 잭, 어댑터 중에서 선택되는 전원공급형태에 의해 충전되는 것이다.
스마트 축전장치(200)는 배터리관리시스템(210), 배터리 팩(220), 기기제어부(230)를 포함한다.
상기 배터리관리시스템(BMS: battery monitoring system)(210)은 여러 개의 전지를 직렬 또는 병렬로 묶어 사용할 때, 각 개별 전지의 전압, 온도, 내부저항을 표시해주는 장치를 넘어서, 배터리의 모니터링과, 보호회로부(211), 셀 밸런스부(212), 배터리상태관리부(213), 배터리잔량알림부(214)를 포함하는 것이다.
상기 보호회로부(211)는 상기 전원공급부(100)로부터 전원을 공급받으며, 과충전 보호기능, 과전류 보호기능, 과방전 보호기능, 단락 보호기능을 수행하는 회로가 내장되어 배터리를 안전하게 사용하게 하는 것이다.
또한, 상기 보호회로부(211)는 보호회로모듈을 포함하는데, 상기 보호회로모듈(Protection Circuit Module)은 전지를 안전하게 오래도록 사용 할 수 있게 하는 안전장치로서, 전지의 사용시에 항상 같이 사용해야 하는 필수 회로이다. 상기 보호회로모듈이 필요한 이유는 리튬이온전지 및 리튬폴리머전지는 최적의 성능을 유지하기 위해서는 과충전(過充電) 및 과방전(過放電)으로부터 보호되어야 하는데, 셀(Cell)당 충전전압이 4.5V를 넘을 경우에는 전해질이 분해되어 가스가 발생하게 되거나, 안전밸브에 압력을 가하므로 셀 간의 압력을 높이는 원인이 된다. 그 결과 셀에서 전해질이 누출하게 되는 것이다. 즉, 폭발의 위험성을 유발하는 원인이 된다. 반면에, 배터리를 과방전시킬 경우에는 음극이 파손되어 배터리의 성능을 저하시킨다. 리튬이온 2차 전지의 위험성을 예방하기 위하여 결과적으로 다음과 같은 기능을 가진 보호회로모듈이 필요한 것이다. 즉, 과충전 보호기능(Overcharge Protection), 과방전 보호기능(Overdischarge Protection), 과전류 보호기능(Overcurrent Protection), 단락 보호기능(Short-circuit Protection)인 것이다.
상기 과충전 보호 기능은 외부로부터 입력되는 충전전압 및 전류로 인하여 배터리 전압이 상승하면 전지전압을 검출하여 모듈에 설정된 과 충전전압 이상으로 전지가 충전되지 않도록 차단 및 해제하는 기능이고, 상기 과방전 보호기능은 외부로 소비되는 전류에 의하여 전지의 전압이 서서히 방전되면 전지전압을 검출하여 모듈에 설정된 과 방전전압 이하로 전지가 방전되지 않도록 차단 및 해제하는 기능이며, 상기 과전류보호기능은 외부의 단말기 또는 충전기의 이상 현상으로 충전 및 방전 전류가 모듈에 설정된 과전류 이상으로 충전 또는 방전되지 않도록 충전 및 방전 전류를 차단 및 해제하는 기능이고, 상기 단락 보호기능은 배터리의 외부에서 +, - 단자 단락(Short)시 배터리 용량의 20배정도의 전류가 순간적으로 흐르므로 이를 차단함으로써 사고를 방지하고 배터리를 보호하는 기능인 것이다.
상기 셀 밸런스부(212)는 배터리의 단위 셀의 과충전을 방지하면서 셀 간의 전압편차를 없애주는 것이다.
또한, 상기 셀 밸런스부(212)는 셀 밸런스 모듈을 포함하는데, 상기 셀 밸런스 모듈의 기능인 셀 밸런스(Cell balance)는 단위 셀의 과충전을 방지하면서 셀 간의 전압편차를 없애는 과정으로서, 여러 개의 전지를 직렬로 혹은 병렬로 사용할 경우, 충전시 단 하나의 셀이라도 설정된 최고전압(약 3.8V) 이상으로 올라가면 충전 회로를 차단시키고 다른 셀에 비해 높은 전압을 가진 셀을 저항을 이용해 열을 발생시켜 소모시키므로 전압을 떨어뜨리고 이렇게 해서 셀들 사이의 전압 편차가 설정된 수치 이하로 떨어지게 만든 후 다시 충전을 시작하는 것이다. 이러한 과정이 충전 중에 계속 반복되는 것이다.
예를 들어, 특정 시점에서 4개 셀들의 전압이 각각 3.6V 3.8V, 3.8V, 4V라고 가정하면, 이 배터리팩의 전압은 15.2V 이다. 이제 16.8V 충전기로 충전을 시작하면, 리튬이온 및 폴리머 배터리의 충전전압은 셀 당 4.2V이므로 4.2x4=16.8이며, 충전기는 배터리팩의 전압이 16.8V에 이르면 충전을 종료하도록 설정되어 있고, 직렬로 연결되어 있는 모든 단위 셀들은 충전기의 전기를 받아 충전이 된다. 배터리팩의 전압이 16.8V에 도달하도록 충전되는 가장 이상적인 경우는 모든 셀들이 정확히 4.2V에 도달하도록 충전되는 것이지만, 단위 셀들에게 이미 용량 및 전압 편차가 있기 때문에 이것이 불가능해진다. 3.8V 셀들이 4.2V 이를 때, 3.6V의 셀은 4V밖에 이르지 못하며 더욱이 4V의 셀은 4.4V에까지 이르게 된다. 즉, 각 셀들의 전압이 4V + 4.2V +4.2V + 4.4V = 16.8V 이렇게 되면서 충전이 종료된다. 문제는 일반 리튬이온 및 폴리머 배터리가 그 화학적 안정성을 유지하려면 4.2V 이상으로 충전되어선 안 된다는 데 있고, 4.4V에 이르도록 충전이 된 셀엔 열이 발생하면서 셀이 부풀어 오르게 되며 배터리는 치명적으로 손상되는 것이다.
상기 배터리상태관리부(213)는 배터리의 전압, 전류, 온도, 이상 상태를 관리하는 것이다.
상기 배터리잔량알림부(214)는 배터리의 잔량이 일정 수준 이하로 내려가면 배터리 잔량을 사용자에게 알려주는 것이다.
상기 배터리 팩(220)은 상기 배터리관리시스템(210)과 연결되어 있으며, 전원공급부(100)의 전원공급에 의해 충전되는 단수 또는 복수개의 배터리 셀(Cell)이 직렬 또는 병렬로 연결되어 있는 것이다. 여기서, 상기 배터리 팩(220)은 리튬인산철 배터리가 가장 바람직하나, 이외에도 리튬이온 배터리, 폴리머 배터리도 가능한 것이다.
상기 기기제어부(230)는 통신부(231)와, 전력제어부(232)를 포함하는 것이다.
상기 통신부(231)는 배터리관리시스템(210)과, 배터리 팩(220)과 연결되어 있으며, 통신기기(300)와 상호 통신하게 연결되어 있으며, 통신기기(300)에서 배터리의 전압, 전류, 온도의 상태를 실시간 모니터링하게 하는 것이다. 여기서, 상기 통신부(231)에서의 통신은 지그비(ZigBee), 와아파이(wifi), 블루투스(Bluetooth), 적외선(IR)통신 중에서 선택되는 것이다.
상기 전력제어부(232)는 통신기기(300)에서의 신호에 의해 배터리 팩(220)과 연결되어 있는 전력을 사용하는 전기기기(400)의 ON/OFF, 조명의 밝기와 강약, 바람의 세기를 제어하는 것이다.
상기 통신기기(300)는 상기 기기제어부(230)와 연결되어 있으며, 통신부(231)를 통해 배터리의 전압, 전류, 온도의 상태를 실시간 모니터링하고, 전력제어부(232)를 통해 전기기기(400)의 ON/OFF, 조명의 밝기와 강약, 바람의 세기를 제어하는 것이다. 여기서, 상기 통신기기(300)는 스마트폰, 테블릿, 컴퓨터 중에서 선택되는 것이다.
상기 전기기기(400)는 상기 기기제어부(230) 내의 전력제어부(232)의 각종 신호에 의해 조절되는 것이다. 여기서, 상기 전기기기(400)는 TV, 냉장고, 세탁기, 선풍기, 에어컨, 밥솥과 같이 사물인터넷(IoT: internet of things)과 연관시켜서 제어할 수 있는 것을 총칭하는 것이다.
상술한 바와 같은, 본 발명인 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템은 가정용과 산업용의 전기기기 제어분야에 사용할 수 있는 것이다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 이해할 수 있을 것이다.
100 : 전원공급부 200 : 스마트 축전장치
210 : 배터리관리시스템(BMS) 211 : 보호회로부
212 : 셀 밸런스부 213 : 배터리상태관리부
214 : 배터리 잔량 알림부 220 : 배터리 팩
230 : 기기제어부 231 : 통신부
232 : 전력제어부 300 : 통신기기
400 : 전기기기

Claims (5)

  1. 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템에 있어서,
    배터리관리시스템, 배터리 팩, 기기제어부를 포함하는 스마트 축전장치에 전원을 공급하는 전원공급부와;
    상기 전원공급부로부터 전원을 공급받으며, 과충전 보호기능, 과전류 보호기능, 과방전 보호기능, 단락 보호기능을 수행하는 회로가 내장되어 배터리를 안전하게 사용하게 하는 보호회로부와, 배터리의 단위 셀의 과충전을 방지하면서 셀 간의 전압편차를 없애주는 셀 밸런스부와, 배터리의 전압, 전류, 온도, 이상 상태를 관리하는 배터리상태관리부와, 배터리의 잔량이 일정 수준 이하로 내려가면 배터리 잔량을 사용자에게 알려주는 배터리잔량알림부를 포함하는 배터리관리시스템과;
    상기 배터리관리시스템과 연결되어 있으며, 전원공급부의 전원공급에 의해 충전되는 단수 또는 복수개의 배터리 셀(Cell)이 직렬 또는 병렬로 연결되어 있는 배터리 팩과;
    상기 배터리관리시스템과, 배터리 팩과 연결되어 있으며, 통신기기와 상호 통신하게 연결되어 있으며, 통신기기에서 배터리의 전압, 전류, 온도의 상태를 실시간 모니터링하게 하는 통신부와, 통신기기에서의 신호에 의해 배터리 팩과 연결되어 있는 전력을 사용하는 전기기기의 ON/OFF, 조명의 밝기와 강약, 바람의 세기를 제어하는 전력제어부를 포함하는 기기제어부와;
    상기 기기제어부와 연결되어 있으며, 통신부를 통해 배터리의 전압, 전류, 온도의 상태를 실시간 모니터링하고, 전력제어부를 통해 전기기기의 ON/OFF, 조명의 밝기와 강약, 바람의 세기를 제어하는 통신기기와;
    상기 기기제어부 내의 전력제어부의 각종 신호에 의해 조절되는 전기기기; 을 포함함을 특징으로 하는 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전원공급부는 태양광 모듈, 자동차의 시거 잭, 어댑터 중에서 선택되는 전원공급형태에 의해 충전되는 것을 포함함을 특징으로 하는 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 배터리 팩은 리튬인산철 배터리, 리튬이온 배터리, 폴리머 배터리 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 통신부에서의 통신은 지그비(ZigBee), 와아파이(wifi), 블루투스(Bluetooth), 적외선(IR)통신 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 통신기기는 스마트폰, 테블릿, 컴퓨터 중에서 선택되는 것을 포함함을 특징으로 하는 배터리 관리와 통신기능을 갖는 에너지 저장 및 제어시스템.

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