KR20180103213A - Method for supplying current of ess - Google Patents

Method for supplying current of ess Download PDF

Info

Publication number
KR20180103213A
KR20180103213A KR1020170029597A KR20170029597A KR20180103213A KR 20180103213 A KR20180103213 A KR 20180103213A KR 1020170029597 A KR1020170029597 A KR 1020170029597A KR 20170029597 A KR20170029597 A KR 20170029597A KR 20180103213 A KR20180103213 A KR 20180103213A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
voltage
pwm signal
power conversion
ess
Prior art date
Application number
KR1020170029597A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102320683B1 (en
Inventor
장기욱
이종국
김호수
선주영
조용민
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020170029597A priority Critical patent/KR102320683B1/en
Publication of KR20180103213A publication Critical patent/KR20180103213A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102320683B1 publication Critical patent/KR102320683B1/en

Links

Images

Classifications

    • H02J7/0065—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J2007/0067—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/30—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for improving the carbon footprint of the management of residential or tertiary loads, i.e. smart grids as climate change mitigation technology in the buildings sector, including also the last stages of power distribution and the control, monitoring or operating management systems at local level
    • Y02B70/3225—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
    • Y04S20/20—End-user application control systems
    • Y04S20/222—Demand response systems, e.g. load shedding, peak shaving

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method for controlling discharge current of an energy storage system (ESS). More specifically, the present invention relates to a method and a system for controlling discharge current of an ESS, to prepare for a surge current generated by a capacitor in a power converting apparatus when a battery module is connected to the power converting apparatus by controlling a current through a PWM signal having a preset duty ratio.

Description

에너지 저장장치 전류 공급방법{METHOD FOR SUPPLYING CURRENT OF ESS}[0001] METHOD FOR SUPPLYING CURRENT OF ESS [0002]

본 발명은 에너지 저장장치(ESS) 방전전류 제어방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 기 설정된 듀티비를 가진 PWM 신호를 통해 전류를 제어하여 전력 변환장치에 배터리 모듈 연결 시 전력 변환장치 내 커패시터로 인하여 발생되는 서지전류에 대비하는 에너지 저장장치(ESS) 방전전류 제어방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a discharge current control method of an energy storage device (ESS), and more particularly, to a method of controlling a discharge current by controlling a current through a PWM signal having a predetermined duty ratio, To an energy storage device (ESS) discharge current control method and system for generating surge current.

산업의 발달과 더불어 전력의 수요가 증대되고 있으며 주야 간, 계절 간, 일별 간의 전력 사용량의 격차가 점차 심화되고 있다. 최근에 이러한 이유로 계통의 잉여 전력을 활용하여 피크 부하를 삭감하기 위한 많은 기술들이 빠르게 개발되고 있다.With the development of the industry, the demand for electric power is increasing, and the gap of power consumption between day and night, season, and day is increasing. Recently, for this reason, a number of techniques are rapidly being developed for reducing the peak load by utilizing surplus power of the system.

이러한 기술들 중에서 대표적인 것이 계통의 잉여 전력을 배터리에 저장하거나 계통의 부족 전력을 배터리에서 공급해주는 에너지 저장장치(Energy Storage System, 이하 ESS)이다.Among these technologies, a typical example is an energy storage system (hereinafter referred to as ESS) that stores surplus power of a system in a battery or supplies power of a system with insufficient power of the system.

또한, 상기 ESS는 충전 및 방전을 수행하기 위해서는 적절한 전력의 크기로 변환되어야 하는데 이는 전력변환장치(Power Conditioning System, 이하 PCS)를 통해 변환할 수 있다.In addition, the ESS must be converted into an appropriate power level in order to perform charging and discharging, which can be converted through a power conditioning system (PCS).

상기 PCS는 컨버터 및/또는 인버터로 구성되는데, 컨버터는 전압의 크기를 변화시키는 장치이고, 인버터는 직류전압을 교류전압으로 변환하거나 교류전압을 직류전압으로 변환하는 장치이다.The PCS is composed of a converter and / or an inverter. The converter is a device for changing the magnitude of the voltage. The inverter is a device for converting a DC voltage to an AC voltage or converting an AC voltage to a DC voltage.

한편, 이러한 PCS는 외부의 전력망을 이용하지 않고 상기 ESS 내 배터리 모듈에 저장된 전력을 이용하여 초기 구동을 시작한다.On the other hand, the PCS starts the initial operation by using the power stored in the battery module in the ESS without using the external power network.

그러나 컨버터 및 인버터 내에는 커패시터(Capacitor)가 장착되어 커패시터를 별도의 회로 없이 배터리에 직접 체결되는 경우, 상기 PCS에 순간적으로 서지(Surge, 돌입) 전류가 발생하게 된다는 단점이 있었다.However, when a capacitor is mounted in the converter and the inverter and the capacitor is directly coupled to the battery without a separate circuit, a surge current is instantaneously generated in the PCS.

또한, 상기의 서지 전류는 커패시터의 용량이 클수록 큰 전류 값을 가지며 이러한 서지 전류가 회로에 흐르는 경우, 큰 전류로 인하여 커패시터의 수명을 감소시키고 주변 소자가 파괴되어 화재가 발생하는 위험이 있다.In addition, the surge current has a large current value as the capacity of the capacitor increases. When such a surge current flows in the circuit, there is a risk that the lifetime of the capacitor is reduced due to a large current and the peripheral device is destroyed and a fire is generated.

이러한 서지 전류 발생을 방지하는 종래의 기술은 도1을 들어 상세하게 설명한다.A conventional technique for preventing such surge current generation will be described in detail with reference to FIG.

도 1은 종래의 서지 전류 발생방지 회로도이다.1 is a circuit diagram of a conventional surge current generation prevention circuit.

도 1을 참조하면, 종래에는 일반적으로 배터리로부터 PCS로 전류를 공급하는 제1 경로 외에 별도로 프리차지(Precharge) 저항을 가진 제2 경로를 구성하여, 부하에 배터리 체결 시 제2 경로를 통해 배터리로부터 들어오는 전류를 프리차지 저항에 흐르도록 하여 전류를 감소시켰다.1, conventionally, a second path having a precharge resistance is separately formed in addition to a first path for supplying a current from a battery to a PCS, and a second path having a precharge resistance is connected to the load through a second path The incoming current was allowed to flow through the pre-charge resistor to reduce the current.

그러나 이와 같은 방법은 전류량에 따라 저항의 크기가 커지고, 큰 저항은 많은 열이 발생하므로 공간을 많이 차지하며 별도의 저항 회로 구성으로 인한 제작단가가 상승하는 문제가 발생한다.However, such a method has a problem that the resistance increases according to the amount of current, and a large resistance generates a lot of heat, which takes up a lot of space and raises the production cost due to the constitution of a separate resistor circuit.

따라서 안전한 구동으로 인한 제품의 신뢰성을 향상시키고 다양한 부하에 적용하기 위하여 다양한 크기의 전류를 공급하여 전력 변환장치에 배터리 모듈 연결 시 발생되는 서지 전류를 방지할 수 있는 방안이 필요하다.Therefore, in order to improve the reliability of the product due to the safe driving and to apply the various currents to various loads, it is necessary to provide a way to prevent the surge current generated when the battery module is connected to the power conversion device.

KRKR 2014-01311742014-0131174 AA

본 발명은 전력 변환장치에 배터리 모듈 연결 시 큰 값의 서지 전류가 흐르는 것을 저지하며 제작단가를 낮추는 에너지 저장장치(ESS) 방전전류 제어방법을 제공한다.The present invention provides a discharge current control method of an energy storage device (ESS) which prevents a surge current of a large value from flowing when a battery module is connected to a power conversion device and lowers manufacturing cost.

본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 전류 공급방법은 복수개의 배터리 모듈로 구성된 에너지 저장장치(ESS)를 사용하여 전력 변환장치에 전류를 공급하는 방법에 있어서, 복수개의 배터리 모듈 각각은 자신의 모듈전압과 전력 변환장치의 장치전압 간의 전압 차를 기 설정된 기준 값과 비교하여 전류공급 필요여부를 판단하는 전류공급 필요여부 판단단계 및 복수개의 배터리 모듈 각각은 상기 전류공급 필요여부 판단단계에서 자신의 모듈전압과 전력 변환장치의 장치전압 간의 전압 차가 기 설정된 기준 값 이상이므로 전류공급이 필요하다고 판단한 경우, 자신의 방전 스위치를 간헐적으로 온(ON) 시켜, 방전전류의 크기를 제어하는 방전전류 제어단계를 포함하여 구성된다.A method of supplying current to an energy storage device (ESS) according to an embodiment of the present invention is a method of supplying current to an electric power conversion device using an energy storage device (ESS) composed of a plurality of battery modules, Determining whether a current supply is necessary by comparing a voltage difference between a module voltage of the own module and a device voltage of the power converter with a preset reference value; When it is determined that the current supply is necessary since the voltage difference between the module voltage of the own module and the device voltage of the power conversion device is equal to or greater than a preset reference value, the discharge switch of the self- And a control step.

상기 방전전류 제어단계는, 상기 전력 변환장치에 공급되는 전류를 제어하기 위하여 기 설정된 듀티비를 가지는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 전력 변환장치와 배터리 사이의 방전전류 흐름을 온(ON)/오프(OFF) 하는 자신의 방전 스위치의 스위칭 제어신호로 출력하는 PWM 신호 출력단계를 포함하여 구성된다.Wherein the discharge current control step comprises: controlling a pulse width modulation (PWM) signal having a predetermined duty ratio to control a current supplied to the power conversion device, and turning on / off a discharge current flow between the power conversion device and the battery And outputting the PWM signal as a switching control signal of its own discharge switch which is turned off.

상기 PWM 신호 출력단계에서 공급된 방전전류를 통해 상기 전력 변환장치의 전원이 켜지는 경우, 상기 전류공급 필요여부 판단단계를 다시 수행하는 재 수행단계 및 상기 재 수행단계 수행 결과, 자신의 모듈전압과 전력 변환장치의 장치전압 간의 전압 차가 기 설정된 기준 값 미만인 경우, 자신의 충/방전 스위치를 온(ON) 시키는 충/방전 스위치 온(ON) 단계를 포함하여 구성된다.Performing a re-performing step of re-performing the step of determining whether or not the current supply is necessary when the power of the power conversion apparatus is turned on through the discharge current supplied in the PWM signal output step; And a charge / discharge switch-on (ON) step of turning on its charge / discharge switch when the voltage difference between the device voltages of the power conversion apparatus is less than a preset reference value.

상기 충/방전 스위치 온(ON) 단계에서 자신의 충/방전 스위치를 온(ON) 시키는 경우, 상기 PWM 신호 출력단계에서의 PWM 신호출력을 중지한다.When the charging / discharging switch of the charging / discharging switch is turned on in the charge / discharge switch-on step, the PWM signal output in the PWM signal outputting step is stopped.

상기 재 수행단계 수행 결과, 자신의 모듈전압과 전력 변환장치의 장치전압 간의 전압 차가 기 설정된 기준 값 미만인 경우, 상기 PWM 신호의 듀티비를 100으로 변환하여 자신의 충/방전 스위치에 공급함에 따라 충/방전 스위치를 온(ON) 시키는 PWM 신호 변환단계를 추가로 포함하여 구성된다.As a result of performing the re-execution step, when the voltage difference between the module voltage of the own module and the device voltage of the power converter is less than a predetermined reference value, the duty ratio of the PWM signal is converted to 100, / ≪ / RTI > discharging switch (ON).

상기 PWM 신호 출력단계에서 출력되는 PWM 신호는, 상기 전력 변환장치에 포함된 커패시터를 충전한다.The PWM signal output in the PWM signal output step charges the capacitor included in the power conversion device.

본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS)는 복수개가 병렬로 연결된 배터리 모듈을 사용하여 전력 변환장치에 전류를 공급하는 에너지 저장장치(ESS)에 있어서, 상기 배터리 모듈 각각은, 자신의 모듈전압과 전력 변환장치의 장치 전압 간의 전압 차를 기 설정된 기준 값과 비교하여 전류공급 필요여부를 판단하는 전류공급 필요여부 판단부, 상기 전류공급 필요여부 판단부의 판단결과를 근거로 기 설정된 듀티비를 가지는 PWM 신호를 방전 스위칭부에 출력하는 PWM 신호출력부 및 상기 PWM 신호출력부에서 출력된 PWM 신호의 듀티비를 근거로 하여 상기 에너지 저장장치(ESS)에서부터 전력 변환장치에 흐르는 방전전류를 온(ON)/오프(OFF) 하는 방전 스위칭부를 포함하여 구성된다.An energy storage device (ESS) according to an embodiment of the present invention is an energy storage device (ESS) for supplying electric current to a power conversion device using a plurality of battery modules connected in parallel, A current supply necessity determination unit for determining whether a current supply is necessary by comparing a voltage difference between a voltage of the voltage converter and a device voltage of the power converter with a preset reference value; (ESS) to a power conversion device based on the duty ratio of the PWM signal output from the PWM signal output part and the PWM signal output part that outputs the PWM signal to the discharge switching part ON) / OFF (OFF).

상기 전류공급 필요여부 판단부는, 상기 전력 변환장치의 전원이 켜지는 경우, 다시 수행한다.The current supply necessity determination unit re-executes the power supply when the power of the power conversion apparatus is turned on.

상기 PWM 신호출력부는, 상기 전류 감소 판단부 에서 전류감소가 필요하지 않은 것으로 판단하는 경우, PWM 신호출력을 중지한다.The PWM signal output unit stops outputting the PWM signal when the current decrease determination unit determines that the current reduction is not necessary.

상기 PWM 신호출력부는, 상기 전류 감소 판단부에서 전류감소가 필요하지 않은 것으로 판단하는 경우, PWM 신호의 듀티비를 100으로 변환하여 자신의 충/방전 스위치에 공급함에 따라 충/방전 스위치를 온(ON) 시킨다.The PWM signal output unit converts the duty ratio of the PWM signal to 100 and supplies the PWM signal to its charge / discharge switch when the current decrease determination unit determines that the current decrease is not required, turns the charge / ON).

상기 방전 스위치부는, 상기 PWM 신호출력부에서 출력되는 PWM 신호를 통해 감소된 전류를 상기 전력 변환장치에 공급하여 전력 변환장치에 포함된 커패시터를 충전한다.The discharge switch unit supplies the reduced current through the PWM signal output from the PWM signal output unit to the power conversion apparatus to charge the capacitor included in the power conversion apparatus.

본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 방전전류 제어방법은 PWM 신호를 이용하여 방전전류를 제어함에 따라 전력 변환장치에 서지 전류가 발생하는 것을 방지하여 안전하게 전력 변환장치를 구동할 수 있다.The discharge current control method of the energy storage device (ESS) according to the embodiment of the present invention can prevent the surge current from being generated in the power conversion device by controlling the discharge current by using the PWM signal, thereby driving the power conversion device safely .

도 1은 종래의 서지전류 발생방지 회로도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 방전전류 제어방법의 순서도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 방전전류 제어방법 중 전류공급 필요 여부 판단단계의 순서도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS)의 개요도.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 내 배터리 모듈의 블록도.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 내 전류공급 필요 여부 판단부의 블록도.1 is a circuit diagram of a conventional surge current generation preventing circuit.
2 is a flow diagram of a method of controlling an energy storage device (ESS) discharge current according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a flowchart of a step of determining whether current supply is required among an energy storage device (ESS) discharge current control method according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram of an energy storage device (ESS) according to an embodiment of the present invention;
5 is a block diagram of a battery module in an energy storage device (ESS) according to an embodiment of the present invention.
6 is a block diagram of a current supply necessity determination unit in a battery module according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 실시 예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 단지 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the embodiments. Only embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 식별하는 목적으로만 사용된다. 예컨대, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Also, terms including ordinal numbers such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of identifying one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Also, in certain cases, there may be a term selected arbitrarily by the applicant, in which case the meaning thereof will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term, not on the name of a simple term, but on the entire contents of the present invention.

<실시 예 1>&Lt; Example 1 >

다음으로 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 방전전류 제어방법에 대하여 설명한다.Next, a discharge current control method of an energy storage device (ESS) according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 에너지 저장장치(ESS) 방전전류 제어방법은 각각의 배터리 모듈이 자신의 전압과 전력 변환장치의 전압 간의 전압 차를 연산하고 연산된 전압 차를 근거로 PWM 신호를 출력하여 전력 변환장치에 소량의 전류를 공급함에 따라 서지 전류 발생을 방지하고 안전하게 전력 변환장치를 구동시키는 방법이다.In the discharge current control method of an energy storage device (ESS) according to the present invention, each battery module calculates a voltage difference between its voltage and a voltage of the power conversion device, outputs a PWM signal based on the calculated voltage difference, It is a method to prevent generation of surge current and to safely drive the power conversion device by supplying a small amount of current.

도 2는 본 발명의 실시 예에 에너지 저장장치(ESS) 방전전류 제어방법의 순서도이다.2 is a flow diagram of an energy storage device (ESS) discharge current control method in an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 방전전류 제어방법은 우선 복수 개의 배터리 모듈 각각은 자신의 모듈전압과 전력 변환장치의 장치전압 간의 전압 차를 기 설정된 기준 값과 비교하여 전류공급 필요 여부를 판단한다(전류공급 필요 여부 판단단계: S210). Referring to FIG. 2, in the discharge current control method of the energy storage device (ESS) according to the embodiment of the present invention, each of the plurality of battery modules sets a voltage difference between a module voltage of the battery module and a device voltage of the power conversion device, (Current supply necessity determination step: S210).

또한, 복수 개의 배터리 모듈 각각은 상기 전류공급 필요 여부 판단단계(S210)에서 자신의 모듈전압과 전력 변환장치의 장치전압 간의 전압 차가 기 설정된 기준 값 이상이므로 전류공급이 필요하다고 판단한 경우, 자신의 방전 스위치를 간헐적으로 온(ON) 시켜, 방전전류의 크기를 제어한다(방전전류 제어단계: S220). If it is determined that the current supply is required because the voltage difference between the module voltage of the own module and the device voltage of the power conversion device is equal to or greater than a preset reference value in the step of determining whether the current supply is required, The switch is intermittently turned ON to control the magnitude of the discharge current (discharge current control step: S220).

또한, 추가적으로 상기 방전전류 제어단계(S220)에서 공급된 방전전류를 통해 상기 전력 변환장치의 전원이 켜지는 경우, 상기 전류공급 필요 여부 판단단계(S210)를 다시 수행하고(재 수행단계: S230), 전류공급 필요 여부 판단단계(S210) 재수행 결과, 자신의 모듈전압과 전력 변환장치의 장치전압 간의 전압 차가 기 설정된 기준 값 미만인 경우, 자신의 충/방전 스위치를 온(ON) 시킨다(충/방전 스위치 온(ON) 단계: S240).In addition, when the power of the power conversion apparatus is turned on through the discharge current supplied in the discharge current control step S220, the step S210 is performed again (step S230) , It is determined whether or not the current supply is required (S210). If the voltage difference between the module voltage of the own module and the device voltage of the power converter is less than the preset reference value, the charge / Discharge switch on step S240).

상기 에너지 저장장치(ESS) 방전전류 제어방법의 각 단계는 하기에서 더욱 상세하게 설명한다.Each step of the energy storage device (ESS) discharge current control method will be described in more detail below.

상기 전류공급 필요 여부 판단단계(S210)는 자신의 모듈전압과 전력 변환장치의 장치전압 간의 전압 차를 기 설정된 기준 값과 비교하여 전류공급 필요 여부를 판단하는 단계로서, 복수개의 배터리 모듈과 전력 변환장치 간의 연결 감지 시 각 배터리 모듈에서 바로 수행될 수 있도록 한다.The step S210 of determining whether or not the current supply is required is a step of comparing the voltage difference between the module voltage of the power converter and the device voltage of the power converter with a predetermined reference value to determine whether current supply is required. So that it can be performed immediately on each battery module when sensing the connection between the devices.

이는 서지 전류 발생 여부를 판단하는 단계이며, 일반적으로 서지 전류는 커패시터가 설치된 각종 전기전자 장치에 별도의 회로 없이 배터리에 직접 연결하게 될 경우, 부하인 전기전자 장치에 순간적으로 발생하는 전류를 의미한다. 또한, 이때 발생되는 전류는 일반적으로 주변 소자에 손상을 줄 정도로 큰 전류 값을 가지고 있다.This is a step of judging whether or not a surge current is generated. Generally, when a surge current is directly connected to a battery without being connected to various electric and electronic devices equipped with a capacitor, it means a current instantly generated in the electric / electronic device as a load . Also, the current generated at this time generally has a large current value enough to damage the peripheral device.

또한, 상기 전류공급 필요 여부 판단단계(S210)는 도 3을 들어 더욱 상세하게 설명한다.In addition, the step of determining whether the current supply is required (S210) will be described in more detail with reference to FIG.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 방전전류 제어방법 중 전류공급 필요여부 판단단계의 순서도이다.FIG. 3 is a flow chart of a step of determining whether current supply is required among an energy storage device (ESS) discharge current control method according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참고하면, 상기 전류공급 필요 여부 판단단계(S210)는 상기 전력 변환장치의 장치전압 및 자신의 모듈 전압을 측정한다(전압 측정단계: S211).Referring to FIG. 3, the current supply necessity determination step S210 measures a device voltage of the power conversion device and a module voltage thereof (step S211).

상기 전압 측정단계(S211)에서 측정된 모듈전압과 장치전압 간의 전압 차를 연산하고(전압 차 연산단계: S212), 연산된 모듈전압과 장치전압 간의 차를 기 설정된 기준 값과 비교하여 전류감소가 필요한지 판단한다(전류감소 판단단계: S213). The voltage difference between the module voltage and the device voltage measured in the voltage measurement step S211 is calculated (voltage difference calculation step: S212), and the difference between the calculated module voltage and the device voltage is compared with a preset reference value, (Current decrease determination step: S213).

따라서 상기 전압 차 연산단계(S212)에서 연산된 모듈전압과 장치전압 간의 차가 기 설정된 기준 값 이상인 경우, 상기 방전전류 제어단계(S220)를 수행하고,Therefore, if the difference between the module voltage and the device voltage calculated in the voltage difference calculation step S212 is equal to or greater than a preset reference value, the discharge current control step S220 is performed,

상기 전압 차 연산단계(S212)에서 연산된 모듈전압과 장치전압 간의 전압 차가 기 설정된 기준 값 미만인 경우, 상기 전력변환장치에 전류를 공급하지 않고 전력변환장치 구동 후 충전 또는 방전을 수행한다.When the voltage difference between the module voltage and the device voltage calculated in the voltage difference calculation step (S212) is less than a preset reference value, charging or discharging is performed after driving the power conversion device without supplying current to the power conversion device.

또한, 상기 전압 차 연산단계(S212)의 연산방법은 배터리 모듈의 모듈전압에서 전력변환장치의 장치전압을 빼서 연산하는 방법으로서, (식1)로 나타낸다.The calculation method of the voltage difference calculation step (S212) is a method of calculating the voltage by subtracting the device voltage of the power conversion device from the module voltage of the battery module.

(식1) 전압 차=(모듈전압)-(장치전압)(Equation 1) Voltage difference = (module voltage) - (device voltage)

또한, 상기 전류감소 판단단계(S213)의 기 설정된 기준 값은 상기 전력변환장치의 구동전압 및 배터리 모듈의 최대전압을 근거로 하여 설정된다.In addition, the preset reference value of the current decrease determination step (S213) is set based on the driving voltage of the power conversion device and the maximum voltage of the battery module.

예를 들면, 만약 전력변환장치의 구동전압이 3V이고 배터리 모듈의 최대 전압이 5V인 경우, 기 설정된 기준 값을 2V~3V 이내로 설정하고, 전력 변환장치의 구동전압이 2V인 경우, 기 설정된 기준 값을 3V~4V 이내로 설정하여 전력변환장치에 효율적으로 전류가 공급될 수 있도록 한다.For example, if the driving voltage of the power conversion device is 3V and the maximum voltage of the battery module is 5V, the predetermined reference value is set to 2V to 3V, and when the driving voltage of the power conversion device is 2V, Value is set to 3V to 4V so that current can be efficiently supplied to the power conversion apparatus.

또한, 상기 전류제어 필요 여부 판단단계(S210)를 전체적인 예를 들어 설명하면, In addition, the current control necessity determination step (S210) will be described as an example,

① 만약 상기 전압 측정단계(S211)에서 전력 변환장치의 장치전압이 0.5V로 측정되고, 제1 배터리 모듈의 모듈 전압이 5V로 측정되는 경우, 상기 전압 차 연산단계(S212)에서 전압 차가 4.5V로 연산된다.(1) If the device voltage of the power conversion device is measured at 0.5 V and the module voltage of the first battery module is measured at 5 V in the voltage measurement step (S211), the voltage difference is 4.5 V .

또한, 기 설정된 기준 값이 3V인 경우, 상기 전류감소 판단단계(S213)에서는 상기 전압 차 연산단계(S212)에서 연산된 전압 차가 4.5V임에 따라 상기 3V보다 크므로 제1 배터리 모듈은 전력 변환장치에 소량의 전류공급이 필요하다고 판단한다.If the preset reference value is 3V, the voltage difference calculated in the voltage difference calculation step (S212) is 4.5V in the current decrease determination step (S213), so that the first battery module performs power conversion It is determined that a small amount of current is required to be supplied to the device.

② 또한, 만약 상기 전압 측정단계(S211)에서 전력 변환장치의 장치전압이 0.5V로 측정되고, 제2 배터리 모듈의 모듈 전압이 2.5V로 측정되는 경우, 상기 전압 차 연산단계(S212)에서 전압 차가 2V로 연산된다.(2) If the device voltage of the power conversion device is measured at 0.5 V in the voltage measurement step S211 and the module voltage of the second battery module is measured at 2.5 V, the voltage difference calculation step S212 The difference is calculated as 2V.

또한, 기 설정된 기준 값이 3V인 경우, 상기 전류감소 판단단계(S213)에서는 상기 전압 차 연산단계(S212)에서 연산된 전압 차가 2V임에 따라 상기 3V보다 작으므로 제2 배터리 모듈은 전력 변환장치에 소량의 전류공급이 필요하지 않다고 판단한다.In addition, when the predetermined reference value is 3V, since the voltage difference calculated in the voltage difference calculation step S212 is less than 3V in the current decrease determination step S213, It is determined that a small amount of current supply is not required.

③ 또한, 만약 상기 전압 측정단계(S211)에서 전력 변환장치의 장치전압이 3V로 측정되고, 제3 배터리 모듈의 모듈 전압이 5V로 측정되는 경우, 상기 전압 차 연산단계(S212)에서 전압 차가 2V로 연산된다.(3) If the device voltage of the power conversion device is measured at 3V in the voltage measurement step S211 and the module voltage of the third battery module is measured at 5V, the voltage difference is calculated as 2V .

또한, 기 설정된 기준 값이 3V인 경우, 상기 전류감소 판단단계(S213)에서는 상기 전압 차 연산단계(S212)에서 연산된 전압 차가 2V임에 따라 상기 3V보다 작으므로 제3 배터리 모듈은 전력 변환장치에 소량의 전류공급이 필요하지 않다고 판단한다.If the preset reference value is 3V, the voltage difference calculated in the voltage difference calculation step S212 is less than 3V in the current decrease determination step S213, It is determined that a small amount of current supply is not required.

④ 또한, 만약 상기 전압 측정단계(S211)에서 전력 변환장치의 장치전압이 3V로 측정되고, 제3 배터리 모듈의 모듈 전압이 2V로 측정되는 경우, 상기 전압 차 연산단계(S212)에서 전압 차가 -1V로 연산된다.(4) If the device voltage of the power conversion device is measured at 3V in the voltage measuring step S211 and the module voltage of the third battery module is measured at 2V, the voltage difference is calculated in the voltage difference calculating step S212. 1V.

또한, 기 설정된 기준 값이 3V인 경우, 상기 전류감소 판단단계(S213)에서는 상기 전압 차 연산단계(S212)에서 연산된 전압 차가 -1V임에 따라 상기 3V보다 작으므로 제3 배터리 모듈은 전력 변환장치에 소량의 전류공급이 필요하지 않다고 판단한다.If the predetermined reference value is 3V, the voltage difference calculated in the voltage difference calculation step S212 is less than 3V in the current reduction determination step S213, so that the third battery module performs the power conversion It is determined that it is not necessary to supply a small amount of current to the device.

또한, 상기 방전전류 제어단계(S220)는 각각의 배터리 모듈이 상기 전류공급 필요여부 판단단계(S210)에서 자신의 모듈전압과 전력 변환장치의 장치전압 간의 전압 차가 기 설정된 기준 값 이상이므로 전류공급이 필요하다고 판단한 경우, 자신의 방전 스위치를 간헐적으로 온(ON) 시켜, 방전전류의 크기를 제어하는 단계이다.In addition, since the voltage difference between the module voltage of the battery module and the device voltage of the power converter is equal to or greater than a predetermined reference value in the step S220, When it is judged to be necessary, it is a step of intermittently turning on its own discharge switch to control the magnitude of the discharge current.

좀 더 상세하게 설명하자면, 상기 방전전류 제어단계(S220)는 상기 전력 변환장치에 공급되는 전류를 제어하기 위하여 기 설정된 듀티비를 가지는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 전력 변환장치와 배터리 사이의 방전전류 흐름을 온(ON)/오프(OFF) 하는 자신의 방전 스위치의 스위칭 제어신호로 출력하는 PWM 신호 출력단계로 구성된다고 볼 수 있다.More specifically, the discharge current control step S220 may include a PWM (Pulse Width Modulation) signal having a predetermined duty ratio to control a current supplied to the power conversion device, And a PWM signal outputting step of outputting a switching control signal of the self discharge switch which turns ON / OFF the current flow.

또한, 여기서 출력되는 PWM 신호의 듀티비는 최소한의 전류가 출력되도록 듀티비 최소 값으로 설정되며 일 실시 예로서 5%로 설정하지만, 이에 한정되지 않는다.In addition, the duty ratio of the PWM signal outputted here is set to a minimum duty ratio value so that a minimum current is outputted. In one embodiment, the duty ratio is set to 5%, but the present invention is not limited thereto.

또한, 상기 PWM 신호에 의하여 부하에 공급되는 전류는 상기 전력 변환장치에 포함된 커패시터를 우선 충전시켜 서지전류가 발생되는 것을 방지한다. In addition, the current supplied to the load by the PWM signal precharges the capacitor included in the power converter to prevent a surge current from being generated.

또한, 추가적으로 기 설정된 시간이 지난 후 기 출력된 PWM 신호의 듀티비 또는 주기를 약간 증가시켜(예를 들어 1%씩) 전력변환장치에 공급되는 전류가 증가되도록 제어할 수 있다.In addition, it is possible to control the duty ratio or the period of the output PWM signal to slightly increase (for example, 1%) to increase the current supplied to the power converter after a predetermined time elapses.

또한, 상기 재 수행단계(S230)는 상기 방전전류 제어단계(S220)의 PWM 신호 출력단계에서 공급된 방전전류를 통해 상기 전력 변환장치의 전원이 켜지는 경우, 상기 전류공급 필요여부 판단단계(S210)를 다시 수행하는 단계이다.In the re-performing step S230, when the power of the power converter is turned on through the discharging current supplied in the PWM signal output step of the discharging current control step S220, ) Is performed again.

또한, 상기 전력 변환장치가 켜짐에 따라 전력 변환장치의 전압은 충분히 높아졌으므로 전압을 다시 확인하여 방전전류 제어를 해제하고 에너지 저장장치(ESS)에 필요한 충/방전을 수행할 수 있도록 한다.In addition, since the voltage of the power converter becomes sufficiently high as the power converter is turned on, the voltage can be checked again to release the discharge current control and charge / discharge necessary for the energy storage device (ESS).

상기 도 3을 참고하면, 다시 상기 전력 변환장치의 장치전압 및 자신의 모듈 전압을 측정하고(전압 측정단계: S211), 측정된 모듈전압과 장치전압 간의 전압 차를 연산한다(전압 차 연산단계: S212).3, the apparatus voltage of the power conversion apparatus and its own module voltage are measured again (voltage measurement step: S211), and a voltage difference between the measured module voltage and the device voltage is calculated (voltage difference calculation step: S212).

그런 후, 상기 전압 차 연산단계(S212)에서 연산된 모듈전압과 장치전압 간의 차를 기 설정된 기준 값과 비교하여 전류감소가 필요한지 판단한다(전류감소 판단단계: S213).Then, it is determined whether the current reduction is necessary by comparing the difference between the module voltage calculated in the voltage difference calculation step S212 and the device voltage with a predetermined reference value (S213).

또한, 상기 충/방전 스위치 온(ON) 단계(S240)는, 상기 재 수행단계(S230) 수행 결과, 자신의 모듈전압과 전력 변환장치의 장치전압 간의 전압 차가 기 설정된 기준 값 미만인 경우, 자신의 충/방전 스위치를 온(ON) 시킨다. If the voltage difference between the module voltage of the own module and the device voltage of the power converter is less than a predetermined reference value as a result of the re-performing step (S230), the charging / discharging switch on step (S240) Turn on the charge / discharge switch.

이때 상기 PWM 신호 출력단계에서 출력되는 PWM 신호는 출력이 중지된다.At this time, the output of the PWM signal outputted in the PWM signal output step is stopped.

이러한 방법은 기 설정된 듀티비를 설정하여 PWM 신호를 출력하는 복잡한 알고리즘을 충/방전 스위치를 온(ON) 시켜 간단하게 전환할 수 있는 장점이 있다. This method has an advantage that a complicated algorithm that outputs a PWM signal by setting a predetermined duty ratio can be easily switched by turning on the charge / discharge switch.

그러나 이와 같은 방법은 스위치의 듀티비를 설정하는 PWM 제어부의 구성이 전력 변환장치에 배터리 모듈 체결 시를 제외하고는 불필요하므로 이를 활용하기 위하여 다른 방법으로 상기 충/방전 스위치 온(ON) 제어를 수행할 수 있다.However, since the PWM control unit for setting the duty ratio of the switch does not need to be connected to the power conversion unit except for the battery module, the charge / discharge switch-on (ON) control is performed by another method can do.

또 다른 실시 예로, 상기 재 수행단계(S230) 수행 결과, 자신의 모듈전압과 전력 변환장치의 장치전압 간의 전압 차가 기 설정된 기준 값 미만인 경우, PWM 신호의 듀티비를 100%로 설정하여 스위치에 출력하는 방법을 수행할 수 있다.In another embodiment, when the voltage difference between the module voltage of the power converter and the device voltage of the power converter is less than a predetermined reference value as a result of the re-performing step (S230), the duty ratio of the PWM signal is set to 100% Can be performed.

일반적으로 듀티비는 온(ON) 되어 있는 시간에서 전체주기를 나누어 구한 백분율이므로 값이 높아질수록 스위치가 온(ON) 되어 있는 시간이 길어진다.Generally, the duty ratio is a percentage obtained by dividing the total period in the ON time, so that the higher the value, the longer the time that the switch is turned ON.

따라서 PWM 신호의 듀티비가 100%인 경우, 항상 스위치가 온(ON) 되어 있는 것과 같다.Therefore, when the duty ratio of the PWM signal is 100%, the switch is always turned on.

<실시 예 2>&Lt; Example 2 >

다음으로 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS)에 대하여 설명한다.Next, an energy storage device (ESS) according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 에너지 저장장치(ESS)는 전력 변환장치에 배터리 모듈 연결 시 PWM 신호를 통해 전력 변환장치에 공급되는 전류를 감소시킴에 따라 전력 변환장치 내 커패시터를 충전하고 안전하게 전력 변환장치가 구동될 수 있도록 한다.The energy storage device (ESS) of the present invention reduces the current supplied to the power conversion device through the PWM signal when the battery module is connected to the power conversion device, so that the capacitor in the power conversion device is charged and the power conversion device can be safely .

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS)의 개요도이다.4 is a schematic diagram of an energy storage device (ESS) according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS: Energy Storage System, 100)는 복수개의 배터리 모듈(200)이 병렬로 연결되어 있으며, 복수 개의 배터리 모듈(200)은 전력 변환장치(PCS: Power Conversion System, 300)와 연결되어 구성된다. Referring to FIG. 4, an energy storage system (ESS) 100 according to an embodiment of the present invention includes a plurality of battery modules 200 connected in parallel, (PCS: Power Conversion System 300).

상기 전력 변환장치(300)는 컨버터 및/또는 인버터로 구성되는데, 컨버터는 전압의 크기를 변화시키는 장치이고, 인버터는 직류전압을 교류전압으로 변환하거나 교류전압을 직류전압으로 변환하는 장치이다.The power converter 300 is composed of a converter and / or an inverter. The converter is a device for changing the magnitude of the voltage. The inverter is a device for converting a DC voltage to an AC voltage or converting an AC voltage to a DC voltage.

또한, 전력 변환장치(300)는 초기 구동 시 외부의 전력망을 이용하지 않고 상기 에너지 저장장치(ESS) 내 배터리 모듈에 저장된 전력을 이용하여 구동한다.Also, the power inverter 300 is driven using power stored in the battery module in the energy storage device (ESS) without using an external power network during initial operation.

그러나 컨버터 및 인버터 내에는 커패시터(Capacitor)가 장착되어 커패시터를 별도의 회로 없이 배터리에 직접 체결되는 경우, 상기 PCS에 순간적으로 서지(Surge, 돌입) 전류가 발생하게 된다는 단점이 있었다.However, when a capacitor is mounted in the converter and the inverter and the capacitor is directly coupled to the battery without a separate circuit, a surge current is instantaneously generated in the PCS.

그러므로 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS)의 배터리 모듈(200)은 상기 서지 전류를 방지하는 구성을 구비하여 상기 전력 변환장치(300) 초기 구동 시 에너지 저장장치(ESS)가 보호될 수 있도록 한다.Therefore, the battery module 200 of the energy storage device (ESS) according to the embodiment of the present invention has a structure for preventing the surge current, so that the energy storage device (ESS) is protected .

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS) 내 배터리 모듈의 블록도이다.5 is a block diagram of a battery module in an energy storage device (ESS) according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 에너지 저장장치(ESS)의 배터리 모듈(200)은 자신의 모듈전압과 전력 변환장치의 장치 전압 간의 전압 차를 기 설정된 기준 값과 비교하여 전류공급 필요 여부를 판단하는 전류공급 필요 여부 판단부(210), 전류공급 필요 여부 판단부(210)의 판단결과를 근거로 기 설정된 듀티비를 가지는 PWM 신호를 방전 스위칭부에 출력하는 PWM 신호 출력부(220) 및 PWM 신호출력부(220)에서 출력된 PWM 신호의 듀티비를 근거로 하여 상기 에너지 저장장치(ESS)에서부터 전력 변환장치에 흐르는 방전전류를 온(ON)/오프(OFF) 하는 방전 스위칭부(230)를 포함하여 구성된다. Referring to FIG. 5, the battery module 200 of the energy storage device ESS according to the embodiment of the present invention compares the voltage difference between its module voltage and the device voltage of the power conversion device with a predetermined reference value, A PWM signal output unit (not shown) for outputting a PWM signal having a predetermined duty ratio to the discharge switching unit based on a determination result of the current supply necessity determination unit 210 and a current supply necessity determination unit 210, (OFF) the discharge current flowing from the energy storage device (ESS) to the power conversion device based on the duty ratio of the PWM signal output from the PWM signal output part 220 and the duty ratio of the PWM signal output from the PWM signal output part 220. [ (230).

배터리 모듈(200)의 각 구성은 아래에서 더욱 상세하게 설명한다.Each configuration of the battery module 200 will be described in more detail below.

또한, 상기 전류공급 필요 여부 판단부(210)는 도 6을 들어 상세하게 설명한다.The current supply necessity determination unit 210 will be described in detail with reference to FIG.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 배터리 모듈 내 전류공급 필요 여부 판단부의 블록도이다.6 is a block diagram of a current supply necessity determination unit in a battery module according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 상기 전류공급 필요 여부 판단부(210)는 자신의 모듈전압 값 및 전력 변환장치(300)의 장치전압 값을 측정하는 전압 측정부(211), 전압 측정부(211)에서 측정한 모듈전압 값과 장치전압 값 간의 전압 차를 연산하는 전압 차 연산부(212) 및 전압 차 연산부(212)에서 연산한 전압 차와 기 설정된 값을 비교하여 전류감소가 필요한지 판단하는 전류 감소 판단부(213)를 포함하여 구성된다. 6, the current supply necessity determination unit 210 includes a voltage measurement unit 211 for measuring a module voltage value of the power conversion apparatus 300 and a device voltage value of the power conversion apparatus 300, a voltage measurement unit 211, A voltage difference calculator 212 for calculating a voltage difference between the measured module voltage value and the device voltage value, and a current decrease determining unit 212 for comparing the voltage difference calculated by the voltage difference calculator 212 with a predetermined value, (213).

상기 전류공급 필요 여부 판단부(210)는 상기 전력변환장치(300)과 복수 개의 배터리 모듈(200) 간의 연결이 감지되는 경우와 상기 전력변환장치(300)의 전원이 켜지는 경우에 수행된다.The current supply necessity determination unit 210 is performed when the connection between the power conversion apparatus 300 and the plurality of battery modules 200 is detected and when the power conversion apparatus 300 is powered on.

상기 전압 측정부(211)는 자신의 모듈전압 값 및 전력 변환장치(300)의 장치전압 값을 측정하는 구성으로서, 좀 더 엄밀하게 말하자면 자신의 모듈전압은 배터리 모듈 내에 있는 전압 센서에서 전압을 감지하여 측정하는 것이고, 전력변환장치(300)의 장치전압 값은 전력변환장치(300) 내 전압 센서를 통해 전압을 감지하여 측정한다.The voltage measuring unit 211 measures a voltage value of a module of the power converter 300 and a voltage value of the power converter 300. More specifically, And the device voltage value of the power inverter 300 senses the voltage through the voltage sensor in the power inverter 300 and measures the voltage.

또한, 상기 전압 차 연산부(212)는 배터리 모듈(200)의 모듈전압에서 전력변환장치(300)의 장치전압을 빼는 방법으로 상기 (식1)을 이용하여 연산한다.The voltage difference calculator 212 calculates the voltage difference of the power converter 300 from the module voltage of the battery module 200 using Equation (1).

또한, 상기 전류 감소 판단부(213)는 기 설정된 기준 값을 이용하여 전류 감소가 필요한지 판단하는데, 여기서 기 설정된 기준 값은 상기 전력변환장치의 구동전압 및 배터리 모듈의 최대전압을 근거로 하여 설정된다.In addition, the current decrease determining unit 213 determines whether current reduction is necessary using a predetermined reference value, where the predetermined reference value is set based on the driving voltage of the power conversion apparatus and the maximum voltage of the battery module .

또한, 상기 전류감소 판단부(213)에서 전류감소가 필요하지 않아 충/방전 스위칭부 온 신호를 전송하는 경우, 상기 PWM 신호 출력부(220)에도 PWM 신호출력 중단신호를 전송한다.When the current decrease determination unit 213 does not need the current reduction and transmits the charge / discharge switching ON signal, the PWM signal output stop signal is also transmitted to the PWM signal output unit 220.

또한, 상기 PWM 신호 출력부(220)는 상기 전류공급 필요 여부 판단부(210)에서 PWM 신호출력 요청신호를 전송하면, 기 설정된 듀티비를 가지는 PWM 신호를 방전 스위칭부에 출력한다.When the PWM signal output unit 220 transmits a PWM signal output request signal by the current supply necessity determination unit 210, the PWM signal output unit 220 outputs a PWM signal having a predetermined duty ratio to the discharge switching unit.

또한, 여기서 출력되는 PWM 신호의 듀티비는 최소한의 전류가 출력되도록 0%가 아닌 듀티비 최소 값으로 설정되며, 일 실시 예로서 3%로 설정하지만, 이에 한정되지 않는다.In addition, the duty ratio of the PWM signal outputted here is set to a minimum duty ratio value other than 0% so that a minimum current is outputted, and is set to 3% in one embodiment, but the present invention is not limited thereto.

이렇게 상기 PWM 신호 출력부(220)를 통해 감소된 전류가 공급된 상기 전력 변환장치(300)는 전력 변환장치 내 커패시터를 우선 충전시켜 서지 전류가 발생되는 것을 방지한다.Thus, the power converter 300, to which the reduced current is supplied through the PWM signal output unit 220, firstly charges the capacitor in the power converter to prevent the surge current from being generated.

또한, 상기 PWM 신호출력부(220)에는 기 설정된 시간이 지난 후 기 출력된 PWM 신호의 듀티비 또는 주기를 약간 증가 변환시키는 PWM 신호 변환 출력부를 추가로 포함하여 구성될 수 있다.The PWM signal output unit 220 may further include a PWM signal conversion output unit for slightly increasing the duty ratio or period of the PWM signal output after a preset time.

또한, 상기 방전 스위칭부(230)는 PWM 신호출력부(220)에서 출력된 PWM 신호의 듀티비를 근거로 하여 상기 에너지 저장장치(ESS)에서부터 전력 변환장치(300)에 흐르는 방전전류를 온(ON)/오프(OFF) 한다.The discharge switching unit 230 turns on the discharge current flowing from the energy storage ESS to the power inverter 300 based on the duty ratio of the PWM signal output from the PWM signal output unit 220 ON / OFF.

또한, 충전 스위칭부(미도시)를 더 구성하여 상기 전류공급 필요 여부 판단부(210)에서 전류공급이 필요하지 않다고 판단하는 경우, 필요한 충/방전을 수행한다.In addition, when the current supply necessity determination unit 210 determines that the current supply is not necessary, the charging / discharging unit performs charge / discharge operations as required.

이렇게 상기 PWM 신호출력부(220)를 통해 감소된 전류가 공급된 상기 전력 변환장치(300)는 전력 변환장치 내 커패시터를 우선 충전시켜 서지 전류가 발생되는 것을 방지한다.Thus, the power converter 300, to which the reduced current is supplied through the PWM signal output unit 220, firstly charges the capacitor in the power converter to prevent the surge current from being generated.

또한, 상기 PWM 신호출력부(220)에는 기 설정된 시간이 지난 후 기 출력된 PWM 신호의 듀티비 또는 주기를 약간 증가 변환시키는 PWM 신호 변환부를 추가로 포함하여 구성될 수 있다.The PWM signal output unit 220 may further include a PWM signal conversion unit for slightly increasing the duty ratio or period of the PWM signal output after a preset time.

또한, 상기 PWM 신호출력부(220)는 상기 전류 감소 판단부(213)로부터 PWM 신호출력 중단신호를 전송받는 경우, PWM 신호출력을 중지하거나 상기 PWM 신호 변환부(미도시)를 통해 PWM 신호의 듀티비를 100%로 변환시켜 출력할 수 있도록 한다.When the PWM signal output unit 220 receives the PWM signal output stop signal from the current decrease determination unit 213, the PWM signal output unit 220 stops outputting the PWM signal or outputs the PWM signal through the PWM signal converter (not shown) So that the duty ratio can be converted to 100% and output.

상기 복수 개로 구성된 각각의 배터리 모듈(200)은 상기 전력변환장치(300)와의 연결이 감지되는 경우, 서지 전류 발생 여부를 확인하기 위하여 상기 전압 측정부(211)를 통해 자신의 모듈전압과 전력변환장치(300)의 장치전압을 측정하고 상기 전압 차 연산부(212)에서는 모듈전압과 장치전압 간의 전압 차를 연산한다.When each of the plurality of battery modules 200 detects a connection with the power conversion device 300, the battery module 200 determines whether a surge current is generated or not, through the voltage measurement unit 211, The device voltage of the device 300 is measured, and the voltage difference calculator 212 calculates a voltage difference between the module voltage and the device voltage.

상기 전류 감소 판단부(213)는 상기 전압 차 연산부(212)를 통해 연산된 전압 차와 메모리(미도시)에 기 설정된 기준 값을 비교하여 전류 감소가 필요한지 판단한다.The current decrease determining unit 213 compares the voltage difference calculated through the voltage difference calculating unit 212 with a predetermined reference value in a memory (not shown) to determine whether current reduction is necessary.

상기 전압 차가 기 설정된 기준 값 이상인 경우, 상기 PWM 신호 출력부(220)에서 출력된 PWM 신호를 상기 방전 스위칭부(230)로 전송한다.And transmits the PWM signal output from the PWM signal output unit 220 to the discharge switching unit 230 when the voltage difference is equal to or greater than a preset reference value.

상기 전압 차가 기 설정된 기준 값 미만인 경우, 상기 전력변환장치(300)의 전원이 켜져 충/방전을 수행할 수 있을 때까지 대기한다.If the voltage difference is less than the preset reference value, the power converter 300 is turned on and waits until charging / discharging can be performed.

상기 방전 스위칭부(230)로부터 감소된 전류를 공급받은 전력변환장치(300)의 전원이 켜지는 경우, 상기 전류공급 필요여부 판단부(210)는 다시 수행한다.When the power converter 300 receiving the reduced current from the discharge switching unit 230 is turned on, the current supply necessity determination unit 210 performs the current supply again.

따라서, 상기 전류감소 판단부(213)는 새로 측정되어 연산된 새로운 전압 차가 기 설정된 기준 값 미만인 경우, 자신의 충/방전 스위칭부(230 및 미도시)를 온(ON)시킨다.Accordingly, the current decrease determining unit 213 turns on its charge / discharge switching unit 230 (not shown) when the newly measured voltage difference is less than a preset reference value.

이때 상기 PWM 신호출력부(220)는 PWM 신호출력을 중지하거나 듀티비를 100%로 변환해서 출력하여 충/방전 스위칭부(230 및 미도시)에 전송한다.At this time, the PWM signal output unit 220 stops outputting the PWM signal or converts the duty ratio to 100%, and outputs the converted output to the charge / discharge switching unit 230 (not shown).

만약 상기 전류감소 판단부(213)는 새로 측정되어 연산된 새로운 전압 차가 기 설정된 기준 값 이상인 경우에는 계속 PWM 신호출력부(220)를 구동하여 충전을 수행하거나 이상상태 발생여부를 확인한다.If the new voltage difference calculated and calculated is greater than or equal to a preset reference value, the current decrease determination unit 213 drives the PWM signal output unit 220 to perform charging or check whether an abnormal state has occurred.

또한, 상기 기 설정된 기준 값은 메모리(미도시)에 기 설정되어 있다.The predetermined reference value is preset in a memory (not shown).

한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 서술한 특허청구범위 기술 내에서 다양한 실시 예가 가능할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. 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.

100: 에너지 저장장치(ESS)
200: 배터리 모듈
210: 전류공급 필요 여부 판단부
211: 전압 측정부
212: 전압 차 연산부
213: 전류감소 판단부
220: PWM 신호 출력부
230: 방전 스위칭부
300: 전력변환장치100: Energy storage device (ESS)
200: Battery module
210: current supply necessity determination unit
211: voltage measuring unit
212: voltage difference operation unit
213: current decrease judgment unit
220: PWM signal output section
230: discharge switching unit
300: power conversion device

Claims (12)

복수 개의 배터리 모듈로 구성된 에너지 저장장치(ESS)를 사용하여 전력 변환장치에 전류를 공급하는 방법에 있어서,
복수 개의 배터리 모듈 각각은 자신의 모듈전압과 전력 변환장치의 장치전압 간의 전압 차를 기 설정된 기준 값과 비교하여 전류공급 필요 여부를 판단하는 전류공급 필요 여부 판단단계; 및
복수 개의 배터리 모듈 각각은 상기 전류공급 필요 여부 판단단계에서 자신의 모듈전압과 전력 변환장치의 장치전압 간의 전압 차가 기 설정된 기준 값 이상이므로 전류공급이 필요하다고 판단한 경우, 자신의 방전 스위치를 간헐적으로 온(ON) 시켜, 방전전류의 크기를 제어하는 방전전류 제어단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치(ESS) 전류 공급방법.
A method of supplying current to a power converter using an energy storage device (ESS) comprising a plurality of battery modules,
Wherein each of the plurality of battery modules has a current supply necessity determination step of determining whether current supply is required by comparing a voltage difference between a module voltage of the battery module and a device voltage of the power conversion device with a preset reference value; And
Each of the plurality of battery modules determines whether the current supply is necessary because the voltage difference between the module voltage of the own power module and the device voltage of the power conversion device is equal to or greater than a predetermined reference value in the step of determining whether or not the current supply is required, (ON), and controlling the magnitude of the discharge current;
(ESS) current. &Lt; Desc / Clms Page number 20 &gt;
청구항 1에 있어서,
상기 방전전류 제어단계는,
상기 전력 변환장치에 공급되는 전류를 제어하기 위하여 기 설정된 듀티비를 가지는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호를 전력 변환장치와 배터리 사이의 방전전류 흐름을 온(ON)/오프(OFF) 하는 자신의 방전 스위치의 스위칭 제어신호로 출력하는 PWM 신호 출력단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치(ESS) 전류 공급방법.
The method according to claim 1,
Wherein the discharging current control step comprises:
A PWM (Pulse Width Modulation) signal having a predetermined duty ratio for controlling a current supplied to the power conversion apparatus is applied to a discharge of a self-discharge which turns on / off discharge current flow between the power conversion apparatus and the battery A PWM signal output step of outputting a switching control signal of the switch;
(ESS) current. &Lt; Desc / Clms Page number 20 &gt;
청구항 2에 있어서,
상기 PWM 신호 출력단계에서 공급된 방전전류를 통해 상기 전력 변환장치의 전원이 켜지는 경우, 상기 전류공급 필요 여부 판단단계를 다시 수행하는 재 수행단계; 및
상기 재 수행단계 수행 결과, 자신의 모듈전압과 전력 변환장치의 장치전압 간의 전압 차가 기 설정된 기준 값 미만인 경우, 자신의 충/방전 스위치를 온(ON) 시키는 충/방전 스위치 온(ON) 단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치(ESS) 전류 공급방법.
The method of claim 2,
Performing the step of determining whether the current supply is necessary if the power conversion apparatus is powered on through the discharge current supplied in the PWM signal output step; And
A charging / discharging switch-on (ON) step of turning on a charging / discharging switch of its own when the voltage difference between its module voltage and the device voltage of the power inverter is less than a preset reference value as a result of the re-performing step;
(ESS) current. &Lt; Desc / Clms Page number 20 &gt;
청구항 3에 있어서,
상기 충/방전 스위치 온(ON) 단계에서 자신의 충/방전 스위치를 온(ON) 시키는 경우, 상기 PWM 신호 출력단계에서의 PWM 신호출력을 중지하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치(ESS) 전류 공급방법.The method of claim 3,
Wherein the PWM signal output step stops outputting the PWM signal when the charging / discharging switch of the charging / discharging switch is ON in the charging / discharging switch ON step. Way. 청구항 3에 있어서,
상기 재 수행단계 수행 결과, 자신의 모듈전압과 전력 변환장치의 장치전압 간의 전압 차가 기 설정된 기준 값 미만인 경우, 상기 PWM 신호의 듀티비를 100으로 변환하여 자신의 충/방전 스위치에 공급함에 따라 충/방전 스위치를 온(ON) 시키는 PWM 신호 변환단계; 를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치(ESS) 전류 공급방법.
The method of claim 3,
As a result of performing the re-execution step, when the voltage difference between the module voltage of the own module and the device voltage of the power converter is less than a predetermined reference value, the duty ratio of the PWM signal is converted to 100, / Turning on the discharge switch (ON); (ESS) current. &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 8. &lt; / RTI &gt;
청구항 2에 있어서,
상기 PWM 신호 출력단계에서 출력되는 PWM 신호는, 상기 전력 변환장치에 포함된 커패시터를 충전하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치(ESS) 전류 공급방법.
The method of claim 2,
Wherein the PWM signal outputted in the PWM signal output step charges the capacitor included in the power conversion device.
복수 개가 병렬로 연결된 배터리 모듈을 사용하여 전력 변환장치에 전류를 공급하는 에너지 저장장치(ESS)에 있어서,
상기 배터리 모듈 각각은,
자신의 모듈전압과 전력 변환장치의 장치 전압 간의 전압 차를 기 설정된 기준 값과 비교하여 전류공급 필요 여부를 판단하는 전류공급 필요 여부 판단부;
상기 전류공급 필요 여부 판단부의 판단결과를 근거로 기 설정된 듀티비를 가지는 PWM 신호를 방전 스위칭부에 출력하는 PWM 신호 출력부; 및
상기 PWM 신호 출력부에서 출력된 PWM 신호의 듀티비를 근거로 하여 상기 에너지 저장장치(ESS)에서부터 전력 변환장치에 흐르는 방전전류를 온(ON)/오프(OFF) 하는 방전 스위칭부;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치(ESS).
An energy storage device (ESS) for supplying current to a power conversion device using a plurality of battery modules connected in parallel,
Wherein each of the battery modules includes:
A current supply necessity determination unit for determining whether current supply is necessary by comparing a voltage difference between a module voltage of the own module and a device voltage of the power conversion unit with a predetermined reference value;
A PWM signal output unit for outputting a PWM signal having a predetermined duty ratio to the discharge switching unit based on the determination result of the current supply necessity determination unit; And
A discharge switching unit for turning on / off a discharge current flowing from the energy storage device (ESS) to the power inverter based on the duty ratio of the PWM signal output from the PWM signal output unit;
(ESS). &Lt; / RTI &gt;
청구항7에 있어서,
상기 전류공급 필요 여부 판단부는,
자신의 모듈전압 값 및 전력 변환장치의 장치전압 값을 측정하는 전압 측정부;
상기 전압 측정부에서 측정한 모듈전압 값과 장치전압 값 간의 전압 차를 연산하는 전압 차 연산부; 및
상기 전압 차 연산부에서 연산한 전압 차와 기 설정된 값을 비교하여 전류감소가 필요한지 판단하는 전류 감소 판단부;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치(ESS).
The method of claim 7,
Wherein the current supply necessity determination unit includes:
A voltage measuring unit for measuring a module voltage value of the own module and a device voltage value of the power conversion unit;
A voltage difference calculating unit for calculating a voltage difference between the module voltage value and the device voltage value measured by the voltage measuring unit; And
A current decrease determination unit comparing the voltage difference calculated by the voltage difference calculation unit with a predetermined value to determine whether current reduction is necessary;
(ESS). &Lt; / RTI &gt;
청구항 7에 있어서,
상기 전류공급 필요 여부 판단부는, 상기 전력 변환장치의 전원이 켜지는 경우, 다시 수행하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치(ESS).
The method of claim 7,
Wherein the current supply necessity determination unit performs the power supply re-execution when the power of the power conversion apparatus is turned on.
청구항 7에 있어서,
상기 PWM 신호 출력부는, 상기 전류 감소 판단부에서 전류감소가 필요하지 않은 것으로 판단하는 경우, PWM 신호출력을 중지하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치(ESS).
The method of claim 7,
Wherein the PWM signal output unit stops the PWM signal output when it is determined that the current reduction determination unit does not need the current reduction.
청구항 7에 있어서,
상기 PWM 신호 출력부는, 상기 전류 감소 판단부 에서 전류감소가 필요하지 않은 것으로 판단하는 경우, PWM 신호의 듀티비를 100으로 변환하여 자신의 충/방전 스위치에 공급함에 따라 충/방전 스위치를 온(ON) 시키는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치(ESS).
The method of claim 7,
The PWM signal output unit converts the duty ratio of the PWM signal to 100 and supplies the PWM signal to its charge / discharge switch when the current decrease determination unit determines that the current decrease is not required, turns the charge / (ESS). &Lt; / RTI &gt;
청구항 7에 있어서,
상기 방전 스위칭부는, 상기 PWM 신호 출력부에서 출력되는 PWM 신호를 통해 감소된 전류를 상기 전력 변환장치에 공급하여 전력 변환장치에 포함된 커패시터를 충전하는 것을 특징으로 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치(ESS).
The method of claim 7,
Wherein the discharge switching unit supplies a reduced current through the PWM signal output from the PWM signal output unit to the power conversion apparatus to charge a capacitor included in the power conversion apparatus. ).
KR1020170029597A 2017-03-08 2017-03-08 Method for supplying current of ess KR102320683B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170029597A KR102320683B1 (en) 2017-03-08 2017-03-08 Method for supplying current of ess

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170029597A KR102320683B1 (en) 2017-03-08 2017-03-08 Method for supplying current of ess

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180103213A true KR20180103213A (en) 2018-09-19
KR102320683B1 KR102320683B1 (en) 2021-11-03

Family

ID=63718931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170029597A KR102320683B1 (en) 2017-03-08 2017-03-08 Method for supplying current of ess

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102320683B1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120036490A (en) * 2010-10-08 2012-04-18 주식회사 포스코아이씨티 Battery energy storage system and method for controlling that system
KR20140131174A (en) 2013-05-03 2014-11-12 주식회사 엘지화학 Apparatus for battery management having precharge function with pulse width modulation and method thereof
JP2015216776A (en) * 2014-05-12 2015-12-03 株式会社ジェイテクト Motor control device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120036490A (en) * 2010-10-08 2012-04-18 주식회사 포스코아이씨티 Battery energy storage system and method for controlling that system
KR20140131174A (en) 2013-05-03 2014-11-12 주식회사 엘지화학 Apparatus for battery management having precharge function with pulse width modulation and method thereof
JP2015216776A (en) * 2014-05-12 2015-12-03 株式会社ジェイテクト Motor control device

Also Published As

Publication number Publication date
KR102320683B1 (en) 2021-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI594540B (en) Power storage system and power source system
CN107894567B (en) Battery pack and detection system and detection method for interface state of battery pack
US9825478B2 (en) Method for supplying power to a load within a portable electronic device
US10063070B2 (en) Battery active balancing system
KR101617581B1 (en) Apparatuses and Methods for Power control
JP2013545431A (en) Hybrid power battery charger control apparatus and method
US20180123491A1 (en) Load drive current control method and system
US10454286B2 (en) Conversion circuit device for uninterruptible power supply (UPS) systems
US20150162768A1 (en) Control method and control apparatus using the same
JP2013042627A (en) Dc power supply control device and dc power supply control method
US20140062207A1 (en) Electronic system, electronic device and power management method
US20170310126A1 (en) Voltage regulation for battery strings
JP2013169083A (en) Power supply system
JP2006311676A (en) Power supply system
US8543848B2 (en) Reducing latency when activating a power supply unit
US20190148955A1 (en) Power supply device and power supply method
JP2002315228A (en) Power supply apparatus
EP1513240A2 (en) Apparatus for supplying standby power
KR101456475B1 (en) Photovoltaic power generating system with dual inverters and method for controlling thereof
KR102320683B1 (en) Method for supplying current of ess
KR20190093405A (en) Battery control unit compatible for lithium ion battery, and control method thereof
EP3393000B1 (en) Charging voltage supply apparatus and supply method
JP2012210029A (en) Dc power supply
KR20160142138A (en) Integrated power source managing apparatus for motor vehicle
JP4993679B2 (en) Battery discharge control device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant