KR20200108587A - Duplication protection device for protecting energy storage device and energy storage system having the device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이중화 보호 장치 및 이를 갖는 에너지 저장 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 배터리 모듈들로 구성된 배터리 저장 장치를 보호하기 위한 이중화 보호 장치 및 이를 갖는 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a redundant protection device and an energy storage system having the same, and more particularly, to a redundancy protection device for protecting a battery storage device composed of a plurality of battery modules, and an energy storage system having the same.
에너지 저장 시스템(Energy Storage System; ESS)는 주로 배터리를 사용하고 있다. 즉, 에너지 저장 시스템은 복수의 배터리 모듈들로 구성된 배터리 랙(Battery Rack)을 포함할 수 있다. 이러한 에너지 저장 시스템은 배터리의 제어 패턴, 배터리의 자체 결함 또는 그 외 외부적인 요인에 의해 화재, 폭발 등의 사고가 발생할 수 있다.The Energy Storage System (ESS) mainly uses batteries. That is, the energy storage system may include a battery rack composed of a plurality of battery modules. In such an energy storage system, an accident such as a fire or an explosion may occur due to a control pattern of a battery, a defect in the battery, or other external factors.
현재의 에너지 저장 시스템은 배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS)에 의해 사고 처리를 수행하고 있지만, 2차 보호 또는 이중화 보호에 대한 장치가 미약하다. 또한, 배터리 관리 시스템이 적절하게 동작한다 하더라도 배터리의 주변 기기와의 오동작이 발생될 수 있기 때문에, 에너지 저장 시스템에 대한 완전한 보호를 장담할 수 없다. 따라서 기존의 배터리 관리 시스템과 분리하여 독립적으로 보호하는 장치가 필요하다.The current energy storage system performs accident handling by a battery management system (BMS), but the device for secondary protection or redundancy protection is weak. In addition, even if the battery management system operates properly, a malfunction of the battery with peripheral devices may occur, and thus complete protection of the energy storage system cannot be guaranteed. Therefore, there is a need for a device that independently protects it from the existing battery management system.
한편, 이러한 에너지 저장 시스템을 보호하기 위한 종래 기술로, 한국등록특허 제10-1785662호(2017년 10월 17일 공고)에는, '백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치가 배터리로부터 전력을 공급받는 경우, 배터리가 과방전 되기 전에 배터리로부터 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치로의 전력 공급을 차단하는 백업전원 기능을 포함한 배터리 에너지 저장 시스템용 배터리 보호 회로 장치'가 개시되어 있다.Meanwhile, as a conventional technology for protecting such an energy storage system, Korean Patent Registration No. 10-1785662 (announced on October 17, 2017) discloses a battery protection circuit device for a battery energy storage system including a backup power function. Battery protection circuit device for battery energy storage system including backup power function to cut off the power supply to the battery energy storage system battery protection circuit device including backup power function from the battery before the battery is over-discharged 'Is disclosed.
또한, 에너지 저장 시스템을 보호하기 위한 다른 종래 기술로, 한국등록특허 제10-1740242호(2017년 5월 26일 공고)에는, '배터리 팩의 이상 상태가 검출되면 기계적 접점 스위치부를 먼저 오프시킨 후 일정 시간 경과후 비접촉 스위치부를 턴오프시킴으로써 차단 아크의 발생을 억제하여 안전하게 회로를 차단시킬 수 있는 고전압 배터리 팩용 보호 회로 모듈 및 이를 이용한 에너지 저장 시스템'이 개시되어 있다.In addition, as another conventional technique for protecting the energy storage system, Korean Patent Registration No. 10-1740242 (announced on May 26, 2017) states,'If an abnormal state of the battery pack is detected, the mechanical contact switch unit is first turned off. Disclosed is a protection circuit module for a high voltage battery pack and an energy storage system using the same, which can safely block a circuit by suppressing the occurrence of a blocking arc by turning off a non-contact switch unit after a certain period of time.
그러나, 위와 같은 방식은 보호 회로를 변경하거나 새롭게 구성하는 방식으로, 결국 에너지 저장 시스템을 새롭게 설계해서 제조할 필요가 있다. 즉, 기존에 이미 설치되어 있는 에너지 저장 시스템은 위와 같은 방식으로는 보호되기가 어렵다.However, the above method is a method of changing or newly configuring the protection circuit, and eventually it is necessary to newly design and manufacture the energy storage system. In other words, it is difficult to protect the energy storage system already installed in the above manner.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 에너지 저장 장치에 전기적으로 연결하여 보호할 수 있는 이중화 보호 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention is to solve this problem, and an object to be solved of the present invention is to provide a redundant protection device that can be electrically connected to and protected by an energy storage device.
또한, 본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 상기 이중화 보호 장치를 포함하는 에너지 저장 시스템을 제공하는 것이다.In addition, another object to be solved by the present invention is to provide an energy storage system including the redundant protection device.
본 발명의 일 실시예에 의한 이중화 보호 장치는 스위치부, 감시부 및 메인 제어부를 포함한다.The redundancy protection device according to an embodiment of the present invention includes a switch unit, a monitoring unit, and a main control unit.
상기 스위치부는 외부 전력 장치 및 에너지 저장 장치 사이를 연결하여 상기 외부 전력 장치로부터 제공되는 외부 전력을 상기 에너지 저장 장치로 전달하거나 상기 에너지 저장 장치에 저장되어 있는 충전 전력을 상기 외부 전력 장치로 제공할 수 있다. 상기 감시부는 외부 네트워크 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이를 연결하여 상기 외부 네트워크 장치로부터 제공되는 배터리 제어 신호를 상기 에너지 저장 장치로 전달할 수 있고, 상기 에너지 저장 장치로부터 제공되는 동작 상태 정보를 상기 외부 네트워크 장치로 전달할 수 있다. 상기 메인 제어부는 상기 스위치부를 제어하고, 상기 감시부로부터 상기 동작 상태 정보를 수신하고, 상기 에너지 저장 장치의 상태를 직접 측정할 수 있으며, 상기 에너지 저장 장치의 상태를 감시하는 감시 프로세스를 수행할 수 있다. 상기 에너지 저장 장치는 상기 외부 전력을 제공받아 충전하거나 상기 충전 전력을 상기 외부 전력 장치로 제공할 수 있고, 상기 배터리 제어 신호를 제공받아 제어될 수 있으며, 상기 동작 상태 정보를 생성하여 상기 외부 네트워크 장치로 제공할 수 있다. 상기 감시 프로세스는 상기 에너지 저장 장치의 상태를 직접 측정하여 생성된 정보 및 상기 동작 상태 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 상태를 감시하고, 감시한 결과 이상 상태에 있다고 판단하면, 상기 스위치를 제어하여 경고 메시지를 발생시키거나 상기 외부 전력 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이의 연결을 차단할 수 있다.The switch unit may connect an external power device and an energy storage device to transfer external power provided from the external power device to the energy storage device or provide charging power stored in the energy storage device to the external power device. have. The monitoring unit may connect an external network device and the energy storage device to transmit a battery control signal provided from the external network device to the energy storage device, and transmit operation state information provided from the energy storage device to the external network device. Can be delivered to. The main control unit may control the switch unit, receive the operation state information from the monitoring unit, directly measure the state of the energy storage device, and perform a monitoring process of monitoring the state of the energy storage device. have. The energy storage device may be provided with the external power to charge or provide the charging power to the external power device, may be controlled by receiving the battery control signal, and generate the operation state information to the external network device Can be provided as The monitoring process monitors the state of the energy storage device using at least one of information generated by directly measuring the state of the energy storage device and the operation state information, and when it is determined that the state of the energy storage device is in an abnormal state, the switch By controlling to generate a warning message or to block the connection between the external power device and the energy storage device.
이어서, 본 발명의 일 실시예에 의한 에너지 저장 시스템은 에너지 저장 장치 및 이중화 보호 장치를 포함한다.Subsequently, the energy storage system according to an embodiment of the present invention includes an energy storage device and a redundant protection device.
상기 에너지 저장 장치는 외부 전력 장치로부터 외부 전력을 제공받아 충전하거나 충전 전력을 상기 외부 전력 장치로 제공할 수 있고, 외부 네트워크 장치로부터 배터리 제어 신호를 제공받아 제어될 수 있으며, 동작 상태 정보를 생성하여 상기 외부 네트워크 장치로 제공할 수 있다.The energy storage device may be charged by receiving external power from an external power device to charge or provide charging power to the external power device, and may be controlled by receiving a battery control signal from an external network device, and generating operation state information It can be provided to the external network device.
상기 이중화 보호 장치는 상기 외부 전력 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이를 연결하여 상기 외부 전력 장치로부터 제공되는 상기 외부 전력을 상기 에너지 저장 장치로 전달하거나 상기 에너지 저장 장치에 저장되어 있는 상기 충전 전력을 상기 외부 전력 장치로 제공할 수 있고, 상기 외부 네트워크 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이를 연결하여 상기 외부 네트워크 장치로부터 제공되는 상기 배터리 제어 신호를 상기 에너지 저장 장치로 전달할 수 있으며, 상기 에너지 저장 장치로부터 제공되는 상기 동작 상태 정보를 상기 외부 네트워크 장치로 전달할 수 있으며, 상기 에너지 저장 장치의 상태를 감시하는 감시 프로세스를 수행할 수 있다.The redundancy protection device connects the external power device and the energy storage device to transfer the external power provided from the external power device to the energy storage device or transfer the charging power stored in the energy storage device to the external device. It may be provided as a power device, and the battery control signal provided from the external network device may be transmitted to the energy storage device by connecting between the external network device and the energy storage device, and the battery control signal provided from the energy storage device Operation state information may be transmitted to the external network device, and a monitoring process of monitoring the state of the energy storage device may be performed.
상기 감시 프로세스는 상기 에너지 저장 장치의 상태를 직접 측정하여 생성된 정보 및 상기 동작 상태 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 상태를 감시하고, 감시한 결과 이상 상태에 있다고 판단하면, 경고 메시지를 발생시키거나 상기 외부 전력 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이의 연결을 차단한다.The monitoring process monitors the state of the energy storage device using at least one of information generated by directly measuring the state of the energy storage device and the operation state information, and if it is determined that it is in an abnormal state as a result of monitoring, a warning message To generate or cut off the connection between the external power device and the energy storage device.
상기 에너지 저장 장치는 복수의 배터리 모듈들, 배터리 제어부 및 복수의 배터리 온도 센서들을 포함할 수 있다. 상기 배터리 모듈들은 상기 충전 전력을 저장할 수 있다. 상기 배터리 제어부는 상기 충전 전력을 생성하기 위해 상기 외부 전력을 이용하여 상기 배터리 모듈들을 충전시키거나 상기 충전 전력을 외부로 제공하기 위해 상기 배터리 모듈들을 방전시킬 수 있고, 상기 배터리 제어 신호를 이용하여 상기 배터리 모듈들의 동작을 제어할 수 있으며, 상기 배터리 모듈들의 동작 상태를 감지하여 상기 동작 상태 정보를 생성하여 상기 외부 네트워크 장치로 제공할 수 있다. 상기 배터리 온도 센서들은 상기 배터리 모듈들에 인접하게 각각 배치되고, 상기 배터리 모듈들에서의 배터리 온도들을 각각 측정한 후 상기 이중화 보호 장치로 제공할 수 있다.The energy storage device may include a plurality of battery modules, a battery control unit, and a plurality of battery temperature sensors. The battery modules may store the charging power. The battery control unit may charge the battery modules using the external power to generate the charging power or discharge the battery modules to provide the charging power to the outside, and use the battery control signal to discharge the battery modules. The operation of the battery modules may be controlled, and the operation state information may be generated by sensing the operation state of the battery modules and provided to the external network device. The battery temperature sensors may be disposed adjacent to the battery modules, and may be provided as the redundant protection device after measuring battery temperatures in the battery modules.
상기 에너지 저장 장치는 상기 배터리 모듈들이 배치되는 배터리 배치 공간 내에 배치되고, 상기 배터리 배치 공간에서의 온도(이하, '주변 온도'라 함)를 측정한 후 상기 이중화 보호 장치로 제공할 수 있는 주변 온도 센서를 더 포함할 수 있다.The energy storage device is disposed in a battery arrangement space in which the battery modules are arranged, and after measuring the temperature in the battery arrangement space (hereinafter referred to as'ambient temperature'), the ambient temperature that can be provided to the redundant protection device It may further include a sensor.
상기 배터리 온도들 각각은 상기 배터리 모듈들 각각의 상부에서의 온도(이하, '상부 온도'라 함) 및 상기 배터리 모듈들 각각의 하부에서의 온도(이하, '하부 온도'라 함)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 배터리 온도 센서들 각각은 상부 온도 센서 및 하부 온도 센서를 포함할 수 있다. 상기 상부 온도 센서는 상기 배터리 모듈들 각각의 상부에 인접하게 배치되고, 상기 상부 온도를 측정하여 상기 이중화 보호 장치로 제공할 수 있다. 상기 하부 온도 센서는 상기 배터리 모듈들 각각의 하부에 인접하게 배치되고, 상기 하부 온도를 측정하여 상기 이중화 보호 장치로 제공할 수 있다.Each of the battery temperatures may include a temperature at an upper portion of each of the battery modules (hereinafter, referred to as'upper temperature') and a temperature at a lower portion of each of the battery modules (hereinafter referred to as'lower temperature'). I can. In this case, each of the battery temperature sensors may include an upper temperature sensor and a lower temperature sensor. The upper temperature sensor may be disposed adjacent to an upper portion of each of the battery modules, and may measure the upper temperature and provide it to the redundant protection device. The lower temperature sensor may be disposed adjacent to a lower portion of each of the battery modules, and may measure the lower temperature and provide the redundant protection device.
상기 이중화 보호 장치는 온도 멀티 채널 및 이중화 보호 제어부를 포함할 수 있다. 상기 온도 멀티 채널은 상기 배터리 온도 센서들로부터 상기 배터리 온도들을 각각 수신하고, 상기 주변 온도 센서로부터 상기 주변 온도를 수신할 수 있다. 상기 이중화 보호 제어부는 상기 외부 전력 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이를 연결하여 상기 외부 전력 장치로부터 제공되는 상기 외부 전력을 상기 에너지 저장 장치로 전달하거나 상기 에너지 저장 장치에 저장되어 있는 상기 충전 전력을 상기 외부 전력 장치로 제공할 수 있고, 상기 외부 네트워크 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이를 연결하여 상기 외부 네트워크 장치로부터 제공되는 상기 배터리 제어 신호를 상기 에너지 저장 장치로 전달할 수 있으며, 상기 에너지 저장 장치로부터 제공되는 상기 동작 상태 정보를 상기 외부 네트워크 장치로 전달할 수 있으며, 상기 감시 프로세스를 수행할 수 있다. 이때, 상기 감시 프로세스는 상기 온도 멀티 채널로부터 제공된 상기 배터리 온도들 및 상기 주변 온도와 상기 동작 상태 정보를 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 상태를 감시하고, 감시한 결과 상기 이상 상태에 있다고 판단하면, 상기 경고 메시지를 발생시키거나 상기 외부 전력 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이의 연결을 차단할 수 있다.The redundancy protection device may include a temperature multi-channel and a redundancy protection control unit. The temperature multi-channel may each receive the battery temperatures from the battery temperature sensors, and may receive the ambient temperature from the ambient temperature sensor. The redundancy protection control unit connects the external power device and the energy storage device to transfer the external power provided from the external power device to the energy storage device or transfer the charging power stored in the energy storage device to the external device. It may be provided as a power device, and the battery control signal provided from the external network device may be transmitted to the energy storage device by connecting between the external network device and the energy storage device, and the battery control signal provided from the energy storage device Operation state information may be transmitted to the external network device, and the monitoring process may be performed. At this time, the monitoring process monitors the state of the energy storage device using the battery temperatures provided from the temperature multi-channel, the ambient temperature, and the operation state information, and if it is determined that the monitoring result is in the abnormal state, the A warning message may be generated or a connection between the external power device and the energy storage device may be cut off.
상기 이중화 보호 장치는 상기 에너지 저장 장치가 상기 이상 상태에 있을 때의 정보(이하, '이상 상태 정보'라 함)를 저장할 수 있는 블랙박스를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 감시 프로세스는 상기 온도 멀티 채널로부터 제공된 상기 배터리 온도들 및 상기 주변 온도와 상기 동작 상태 정보를 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 상태를 감시하고, 감시한 결과 상기 이상 상태에 있다고 판단하면, 상기 블랙박스에 상기 이상 상태 정보를 저장시키면서 상기 경고 메시지를 발생시키거나 상기 외부 전력 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이의 연결을 차단할 수 있다.The redundancy protection device may further include a black box capable of storing information when the energy storage device is in the abnormal state (hereinafter, referred to as “abnormal state information”). At this time, the monitoring process monitors the state of the energy storage device using the battery temperatures provided from the temperature multi-channel, the ambient temperature, and the operation state information, and if it is determined that the monitoring result is in the abnormal state, the While storing the abnormal state information in a black box, the warning message may be generated or a connection between the external power device and the energy storage device may be blocked.
상기 이중화 보호 장치는 스위치부, 감시부 및 메인 제어부를 포함할 수 있다. 상기 스위치부는 상기 외부 전력 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이를 연결하거나 차단시킬 수 있고, 상기 외부 전력 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이를 연결할 때, 상기 외부 전력 장치로부터 제공되는 상기 외부 전력을 상기 에너지 저장 장치로 전달하거나 상기 에너지 저장 장치에 저장되어 있는 상기 충전 전력을 상기 외부 전력 장치로 제공할 수 있다. 상기 감시부는 상기 외부 네트워크 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이를 연결하여 상기 외부 네트워크 장치로부터 제공되는 상기 배터리 제어 신호를 상기 에너지 저장 장치로 전달할 수 있고, 상기 에너지 저장 장치로부터 제공되는 상기 동작 상태 정보를 상기 외부 네트워크 장치로 전달할 수 있다. 상기 메인 제어부는 상기 스위치부를 제어하고, 상기 온도 멀티 채널로부터 상기 배터리 온도들 및 상기 주변 온도를 수신하며, 상기 감시부로부터 상기 동작 상태 정보를 수신하고, 상기 감시 프로세스를 수행할 수 있다. 이때, 상기 감시 프로세스는 상기 온도 멀티 채널로부터 제공된 상기 배터리 온도들 및 상기 주변 온도와 상기 동작 상태 정보를 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 상태를 감시하고, 감시한 결과 상기 이상 상태에 있다고 판단하면, 상기 블랙박스에 상기 이상 상태 정보를 저장시키면서 상기 경고 메시지를 발생시키거나 상기 외부 전력 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이의 연결을 차단하도록 상기 스위치부를 제어할 수 있다.The redundancy protection device may include a switch unit, a monitoring unit, and a main control unit. The switch unit may connect or cut off the external power device and the energy storage device, and when connecting between the external power device and the energy storage device, the external power provided from the external power device is transferred to the energy storage device. The charging power delivered to or stored in the energy storage device may be provided to the external power device. The monitoring unit may connect between the external network device and the energy storage device to transmit the battery control signal provided from the external network device to the energy storage device, and transmit the operation state information provided from the energy storage device. It can be delivered to an external network device. The main control unit may control the switch unit, receive the battery temperatures and the ambient temperature from the temperature multi-channel, receive the operation state information from the monitoring unit, and perform the monitoring process. At this time, the monitoring process monitors the state of the energy storage device using the battery temperatures provided from the temperature multi-channel, the ambient temperature, and the operation state information, and if it is determined that the monitoring result is in the abnormal state, the The switch unit may be controlled to generate the warning message while storing the abnormal state information in a black box or to cut off a connection between the external power device and the energy storage device.
상기 이중화 보호 장치는 상기 메인 제어부에 제어되어 각종 정보를 저장할 수 있는 메모리부를 더 포함할 수 있다.The redundancy protection device may further include a memory unit controlled by the main control unit to store various types of information.
상기 메인 제어부는 상기 배터리 모듈들의 구동 패턴 학습 정보들을 생성하여 상기 메모리부에 저장시키는 학습 프로세스를 더 수행할 수 있다.The main controller may further perform a learning process of generating driving pattern learning information of the battery modules and storing them in the memory unit.
상기 감시 프로세스는 상기 온도 멀티 채널로부터 제공된 상기 배터리 온도들 및 상기 주변 온도와 상기 동작 상태 정보를 상기 구동 패턴 학습 정보들과 비교하여 상기 에너지 저장 장치가 상기 이상 상태에 있는지 여부를 판단하고, 상기 이상 상태에 있다고 판단하면, 상기 블랙박스에 상기 이상 상태 정보를 저장시키면서 상기 경고 메시지를 발생시키거나 상기 외부 전력 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이의 연결을 차단하도록 상기 스위치부를 제어할 수 있다.The monitoring process determines whether the energy storage device is in the abnormal state by comparing the battery temperatures, the ambient temperature, and the operation state information provided from the temperature multi-channel with the driving pattern learning information, and the abnormality When it is determined that it is in a state, the switch unit may be controlled to generate the warning message while storing the abnormal state information in the black box or to cut off the connection between the external power device and the energy storage device.
상기 구동 패턴 학습 정보들 각각은 상기 배터리 모듈들 각각의 충전률에 따른 구동 패턴 정보일 수 있다.Each of the driving pattern learning information may be driving pattern information according to a charging rate of each of the battery modules.
상기 에너지 저장 장치는 상기 배터리 배치 공간 내에 배치되고, 상기 메인 제어부에 의해 제어되어 상기 주변 온도를 제어할 수 있는 온도 제어 모듈을 더 포함할 수 있다.The energy storage device may further include a temperature control module disposed in the battery arrangement space and controlled by the main controller to control the ambient temperature.
상기 구동 패턴 학습 정보들 각각은 상기 주변 온도 및 상기 배터리 모듈들 각각의 충전률에 따른 구동 패턴 정보일 수 있다.Each of the driving pattern learning information may be driving pattern information according to the ambient temperature and a charging rate of each of the battery modules.
상기 학습 프로세스는 상기 온도 제어 모듈을 제어하여 상기 주변 온도를 변경시키면서, 상기 배터리 모듈들 각각의 충전률에 따른 구동 패턴 정보를 학습한 후, 상기 구동 패턴 학습 정보들을 생성하여 상기 메모리부에 저장시킬 수 있다.The learning process is to control the temperature control module to change the ambient temperature, learn driving pattern information according to the charging rate of each of the battery modules, and then generate the driving pattern learning information to be stored in the memory unit. I can.
상기 학습 프로세스는 상기 온도 제어 모듈을 제어하여 상기 주변 온도를 변경시키면서, 상기 배터리 모듈들 각각의 충전률에 따른 구동 패턴 정보를 복수회 학습한 후, 상기 구동 패턴 학습 정보들을 생성하여 상기 메모리부에 저장시킬 수 있다.The learning process controls the temperature control module to change the ambient temperature, learns driving pattern information according to the charging rate of each of the battery modules a plurality of times, and generates the driving pattern learning information to the memory unit. Can be saved.
상기 구동 패턴 학습 정보들 각각은 충전시 온도 패턴 학습 정보, 방전시 온도 패턴 학습 정보, 및 충전시 전류 및 전압 패턴 학습 정보를 포함할 수 있다. 상기 충전시 온도 패턴 학습 정보는 상기 주변 온도를 변경시켜가면서 상기 배터리 모듈들 각각에 대한 충전시 충전률이 증가할 때마다 상기 배터리 온도를 측정하는 과정을 복수회 수행하여 생성될 수 있다. 상기 방전시 온도 패턴 학습 정보는 상기 주변 온도를 변경시켜가면서 상기 배터리 모듈들 각각에 대한 방전시 충전률이 감소할 때마다 상기 배터리 온도를 측정하는 과정을 복수회 수행하여 생성될 수 있다. 상기 충전시 전류 및 전압 패턴 학습 정보는 상기 주변 온도를 변경시켜가면서 상기 배터리 모듈들 각각에 대한 충전시 충전률이 증가할 때마다 상기 배터리 모듈들 각각에서의 충전 전류 및 충전 전압을 측정하여 복수회 수행하여 생성될 수 있다.Each of the driving pattern learning information may include temperature pattern learning information during charging, temperature pattern learning information when discharging, and current and voltage pattern learning information during charging. The temperature pattern learning information during charging may be generated by performing a process of measuring the temperature of the battery a plurality of times whenever the charging rate of each of the battery modules increases while changing the ambient temperature. The temperature pattern learning information during discharging may be generated by performing a process of measuring the battery temperature a plurality of times whenever the charging rate of each of the battery modules decreases while changing the ambient temperature. When the charging rate of each of the battery modules increases while changing the ambient temperature, the charging current and voltage pattern learning information is measured multiple times by measuring the charging current and the charging voltage of each of the battery modules. It can be created by performing.
상기 충전시 온도 패턴 학습 정보는 상기 주변 온도를 변경시켜가면서, 상기 배터리 모듈들 각각에 대한 충전시 충전률이 제1 설정치 증가할 때마다 상기 배터리 온도를 측정하고, 상기 배터리 모듈들 각각에 대한 충전시 충전률이 제1 기준 충전률 이상일 때에는 제2 설정치 증가할 때마다 상기 배터리 온도를 측정하는 과정을 복수회 수행하여 생성될 수 있다.The temperature pattern learning information during charging measures the temperature of the battery whenever the charging rate of each of the battery modules increases by a first set value while changing the ambient temperature, and charging for each of the battery modules When the time charging rate is greater than or equal to the first reference charging rate, it may be generated by performing a process of measuring the battery temperature multiple times each time the second set value increases.
상기 방전시 온도 패턴 학습 정보는 상기 주변 온도를 변경시켜가면서, 상기 배터리 모듈들 각각에 대한 방전시 충전률이 제3 설정치 감소할 때마다 상기 배터리 온도를 측정하는 과정을 복수회 수행하여 생성될 수 있다.The temperature pattern learning information upon discharging may be generated by performing a process of measuring the battery temperature a plurality of times whenever the charging rate of each of the battery modules decreases by a third set value while changing the ambient temperature. have.
상기 충전시 전류 및 전압 패턴 학습 정보는 상기 주변 온도를 변경시켜가면서, 상기 배터리 모듈들 각각에 대한 충전시 충전률이 제4 설정치 증가할 때마다 상기 배터리 모듈들 각각에서의 충전 전류 및 충전 전압을 측정하고, 상기 배터리 모듈들 각각에 대한 충전시 충전률이 제2 기준 충전률 이상일 때에는 제5 설정치 증가할 때마다 상기 배터리 모듈들 각각에서의 충전 전류 및 충전 전압을 측정하는 과정을 복수회 수행하여 생성될 수 있다.The current and voltage pattern learning information during charging determines the charging current and charging voltage of each of the battery modules whenever the charging rate of each of the battery modules increases by a fourth set value while changing the ambient temperature. When the charging rate for each of the battery modules is greater than or equal to the second reference charging rate, the process of measuring the charging current and the charging voltage in each of the battery modules is performed a plurality of times each time the fifth set value increases. Can be created.
상기 동작 상태 정보는 상기 배터리 모듈들 각각에서의 충전 전류 및 충전 전압에 대한 측정 정보를 포함할 수 있다.The operating state information may include measurement information on a charging current and a charging voltage in each of the battery modules.
상기 감시 프로세스는 충전시 온도 감시 프로세스, 방전시 온도 감시 프로세스, 및 충전시 전류 및 전압 감시 프로세스를 포함할 수 있다. 상기 충전시 온도 감시 프로세스는 상기 온도 멀티 채널로부터 제공된 상기 배터리 온도들 및 상기 주변 온도를 상기 충전시 온도 패턴 학습 정보들과 비교하여 상기 에너지 저장 장치의 상태를 감시할 수 있다. 상기 방전시 온도 감시 프로세스는 상기 온도 멀티 채널로부터 제공된 상기 배터리 온도들 및 상기 주변 온도를 상기 방전시 온도 패턴 학습 정보들과 비교하여 상기 에너지 저장 장치의 상태를 감시할 수 있다. 상기 충전시 전류 및 전압 감시 프로세스는 상기 온도 멀티 채널로부터 제공된 상기 주변 온도와 상기 동작 상태 정보를 상기 충전시 전류 및 전압 패턴 학습 정보들과 비교하여 상기 에너지 저장 장치의 상태를 감시할 수 있다.The monitoring process may include a temperature monitoring process during charging, a temperature monitoring process during discharge, and a current and voltage monitoring process during charging. The charging temperature monitoring process may monitor the state of the energy storage device by comparing the battery temperatures and the ambient temperature provided from the temperature multi-channel with temperature pattern learning information during charging. The discharging temperature monitoring process may monitor the state of the energy storage device by comparing the battery temperatures and the ambient temperature provided from the temperature multi-channel with temperature pattern learning information upon discharging. The charging current and voltage monitoring process may monitor the state of the energy storage device by comparing the ambient temperature and the operating state information provided from the temperature multi-channel with current and voltage pattern learning information during charging.
상기 동작 상태 정보는 상기 배터리 제어부가 상기 배터리 모듈들 각각을 감시하는 자체 감시 결과를 포함할 수 있다. 이때, 상기 감시 프로세스는 상기 충전시 온도 감시 프로세스, 상기 방전시 온도 감시 프로세스 및 상기 충전시 전류 및 전압 감시 프로세스 중 적어도 하나의 프로세스에 따른 감시 결과 정보가 상기 자체 감시 결과와 상이할 때 배터리 제어 경고 메시지를 생성하는 배터리 제어 감시 프로세스를 더 포함할 수 있다.The operating state information may include a self-monitoring result of the battery controller monitoring each of the battery modules. At this time, the monitoring process is a battery control warning when the monitoring result information according to at least one of the charging temperature monitoring process, the discharging temperature monitoring process, and the charging current and voltage monitoring process is different from the self-monitoring result. A battery control monitoring process for generating a message may be further included.
상기 블랙박스는 블랙박스 메모리부, 블랙박스 제어부 및 백업 전원부를 포함할 수 있다. 상기 블랙박스 제어부는 상기 이중화 보호 제어부로부터 상기 이상 상태 정보를 수신하여 상기 블랙박스 메모리부에 저장시킬 수 있다. 상기 백업 전원부는 외부 전원에서 상기 블랙박스 제어부로 구동 전력을 제공하지 못할 때를 대비하여, 상기 블랙박스 제어부로 상기 구동 전력을 예비로 제공할 수 있다.The black box may include a black box memory unit, a black box control unit, and a backup power supply unit. The black box control unit may receive the abnormal state information from the redundancy protection control unit and store the information in the black box memory unit. The backup power supply unit may provide the driving power to the black box control unit as a spare in case an external power supply cannot provide driving power to the black box control unit.
이와 같이 본 발명에 의한 이중화 보호 장치 및 이를 갖는 에너지 저장 시스템에 따르면, 에너지 저장 장치 내에 포함된 배터리 제어부가 배터리 모듈들의 상태를 자체적으로 감시하는 것에 더하여, 외부 전력 장치 및 외부 네트워크 장치와 상기 에너지 저장 장치 사이에 장착된 이중화 보호 장치가 상기 배터리 모듈들의 상태를 2차적으로 감시함에 따라, 상기 배터리 모듈들을 이중적으로 보호할 수 있다.As described above, according to the redundancy protection device and the energy storage system having the same according to the present invention, in addition to self-monitoring of the state of the battery modules by the battery control unit included in the energy storage device, the external power device and the external network device and the energy storage As the redundant protection device installed between the devices monitors the state of the battery modules secondly, the battery modules can be double-protected.
또한, 상기 이중화 보호 장치가 상기 에너지 저장 장치의 동작 상태를 감시하면서 감시한 결과 및 이에 대한 조치 결과를 일정 시간마다 블랙박스에 저장시킴에 따라, 관리자는 상기 블랙박스에 저장된 정보를 이용하여 상기 에너지 저장 장치가 무엇 때문에 오동작 또는 화재가 발생되었는지 그리고 그에 따라 어떤 조치를 취했는지에 대한 정보를 확인할 수 있다.In addition, as the redundancy protection device monitors the operation state of the energy storage device and stores the monitoring result and the action result in the black box every predetermined time, the manager uses the information stored in the black box to save the energy. You can see information about what caused the storage device to malfunction or fire, and what actions were taken accordingly.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 에너지 저장 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1의 에너지 저장 시스템을 상세하게 도시한 블록도이다.
도 3은 도 2의 이중화 보호 장치 중 이중화 보호 제어부를 상세하게 도시한 블록도이다.
도 4는 도 2의 이중화 보호 장치 중 블랙박스를 상세하게 도시한 블록도이다.
도 5는 도 3의 이중화 보호 제어부에서 수행되는 프로세스를 설명하기 위한 개념도이다.
도 6은 도 5의 학습 프로세스 중 충전시 온도 패턴 학습 정보를 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6에 따른 프로세스를 통해 획득한 충전시 온도 패턴 학습 정보의 일부분을 도시한 도면이다.
도 8은 도 5의 학습 프로세스 중 방전시 온도 패턴 학습 정보를 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 8에 따른 프로세스를 통해 획득한 방전시 온도 패턴 학습 정보의 일부분을 도시한 도면이다.
도 10은 도 5의 학습 프로세스 중 충전시 전류 및 전압 패턴 학습 정보를 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 10에 따른 프로세스를 통해 획득한 충전시 전류 및 전압 패턴 학습 정보의 일부분을 도시한 도면이다.1 is a block diagram illustrating an energy storage system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating the energy storage system of FIG. 1 in detail.
3 is a block diagram showing in detail a redundancy protection control unit of the redundancy protection device of FIG. 2.
4 is a block diagram showing in detail a black box among the redundant protection devices of FIG. 2.
5 is a conceptual diagram illustrating a process performed by the redundancy protection control unit of FIG. 3.
FIG. 6 is a diagram illustrating a process of acquiring temperature pattern learning information during charging during the learning process of FIG. 5.
FIG. 7 is a diagram illustrating a part of temperature pattern learning information during charging acquired through the process according to FIG. 6.
FIG. 8 is a diagram for explaining a process of acquiring temperature pattern learning information during discharge in the learning process of FIG. 5.
FIG. 9 is a diagram illustrating a part of temperature pattern learning information during discharge obtained through the process according to FIG. 8.
10 is a diagram illustrating a process of acquiring current and voltage pattern learning information during charging during the learning process of FIG. 5.
FIG. 11 is a diagram illustrating a portion of current and voltage pattern learning information during charging acquired through the process of FIG. 10.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다.In the present invention, various modifications may be made and various forms may be applied, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.However, this is not intended to limit the present invention to a specific form disclosed, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. Terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may be referred to as a first component.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or a combination thereof described in the specification, but one or more other features or It is to be understood that the presence or addition of numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude the possibility of preliminary exclusion.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 에너지 저장 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an energy storage system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 에너지 저장 시스템(1000)는 임의의 외부 전력 장치와 연결되어 에너지를 저장하는 시스템으로, 예를 들어 발전 관리 시스템 내에 포함될 수 있다.Referring to FIG. 1, the
상기 발전 관리 시스템은 발전 시스템(10)과 연결되어 상기 발전 시스템(10)에서 생성된 전력을 외부 전력망(50)으로 전송시키고, 유무선 통신망을 통해 모니터링 시스템(60)과 연결되어 신호를 주고받을 수 있으며, 상기 모니터링 시스템(60)에 의해 제어될 수 있는 시스템일 수 있다. 여기서, 상기 발전 시스템(10)은 직렬로 연결된 복수의 태양광 발전 모듈들로 구성될 수 있다.The power generation management system is connected to the
구체적으로 예를 들면, 상기 발전 관리 시스템은 상기 에너지 저장 시스템(400)을 포함하여, 접속반 모듈(20), 인버터(30) 및 차단기(40)을 포함할 수 있다. 상기 접속반 모듈(20)은 상기 발전 시스템(10)과 연결되어 상기 발전 시스템(10)으로부터 전력을 제공받아 상기 인버터(30)로 출력할 수 있다. 상기 인버터(30)는 상기 접속반 모듈(20)과 연결되어 상기 접속반 모듈(20)에서 출력되는 전력을 상용 전력으로 변경시켜 상기 외부 전력망(50)으로 출력시킬 수 있다. 상기 차단기(40)는 상기 인버터(30) 및 상기 외부 전력망(50) 사이를 연결시키고, 상기 인버터(30)에서 출력된 상기 상용 전력을 상기 외부 전력망(50)으로 전달시키거나 차단시킬 수 있다. 상기 에너지 저장 시스템(1000)는 상기 인버터(30)와 연결되어 상기 인버터(30)에서 출력된 상기 상용 전력을 충전시키고, 상기 차단기(40)와 연결되어 충전되어 있는 전력을 상기 차단기(40)를 통해 상기 외부 전력망(50)으로 전송시킬 수 있다.Specifically, for example, the power generation management system may include a
한편, 상기 발전 관리 시스템은 상기 모니터링 시스템(60)과, 상기 접속반 모듈(20), 상기 인버터(30), 상기 차단기(40) 및 상기 에너지 저장 시스템(400) 사이를 연결시키는 원격 접속부(70)를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 모니터링 시스템(60)은 상기 원격 접속부(70)을 통해 상기 접속반 모듈(20), 상기 인버터(30), 상기 차단기(40) 및 상기 에너지 저장 시스템(1000)에 각각 접속하여 제어할 수 있다.Meanwhile, the power generation management system includes a
상기 에너지 저장 시스템(1000)은 에너지 저장 장치(100) 및 이중화 보호 장치(200)를 포함할 수 있다.The
상기 에너지 저장 장치(100)는 외부 전력 장치, 예를 들어 상기 인버터(30)로부터 외부 전력을 제공받아 충전하거나 충전 전력을 상기 외부 전력 장치로 제공할 수 있고, 외부 네트워크 장치, 예를 들어 상기 모니터링 시스템(60)으로부터 배터리 제어 신호를 제공받아 제어될 수 있으며, 동작 상태 정보를 생성하여 상기 외부 네트워크 장치로 제공할 수 있다. 여기서, 상기 외부 전력 장치는 상기 인버터(30) 또는 상기 차단기(40)일 수 있고, 상기 외부 네트워크 장치는 상기 원격 접속부(70)를 통해 연결된 상기 모니터링 시스템(60)일 수 있다.The
상기 이중화 보호 장치(200)는 상기 외부 전력 장치 및 상기 에너지 저장 장치(100) 사이를 연결하여 상기 외부 전력 장치로부터 제공되는 외부 전력을 상기 에너지 저장 장치(100)로 전달하거나 상기 에너지 저장 장치(100)에 저장되어 있는 충전 전력을 상기 외부 전력 장치로 제공할 수 있다. 또한, 상기 이중화 보호 장치(200)는 상기 외부 네트워크 장치 및 상기 에너지 저장 장치(100) 사이를 연결하여 상기 외부 네트워크 장치로부터 제공되는 배터리 제어 신호를 상기 에너지 저장 장치(100)로 전달할 수 있고, 상기 에너지 저장 장치(100)로부터 제공되는 동작 상태 정보를 상기 외부 네트워크 장치로 전달할 수 있다. 또한, 상기 이중화 보호 장치(200)는 상기 에너지 저장 장치(100)의 상태를 직접 측정하여 측정값을 획득할 수도 있다.The
한편, 상기 이중화 보호 장치(200)는 상기 에너지 저장 장치(100)의 상태, 예를 들어 온도, 충전전류 및 충전전압 등을 감시하는 감시 프로세스를 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 감시 프로세스는 상기 에너지 저장 장치(100)의 상태를 직접 측정하여 생성된 측정값 정보 및 상기 외부 네트워크 장치로 전달되는 동작 상태 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 상태를 감시하고, 감시한 결과 이상 상태에 있는지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 감시 프로세스를 수행할 수 있다.Meanwhile, the
또한, 상기 감시 프로세스는 제1 이상 상태에 있다고 판단되면 경고 모드를 수행하고, 상기 제1 이상 상태보다 상위인 제2 이상 상태에 있다고 판단되면 차단 모드를 수행할 수 있다. 여기서, 상기 경고 모드에서는, 스피커를 통해 경고 알람을 발생시키거나 경고 메시지를 생성하여 관리자 단말기(미도시)로 전송시킬 수 있다. 상기 차단 모드에서는, 상기 경고 알람을 발생시키거나 상기 경고 메시지를 상기 관리자 단말기로 전송하면서, 상기 외부 전력 장치 및 상기 에너지 저장 장치(100) 사이의 연결을 차단시킬 수 있다. 그 결과, 상기 차단 모드에서는, 상기 외부 전력 장치로부터 제공되는 외부 전력이 상기 에너지 저장 장치(100)로 전달되지 않도록 차단하고, 상기 에너지 저장 장치(100)에 저장되어 있는 충전 전력이 상기 외부 전력 장치로 제공되지 않도록 차단시킬 수 있다.In addition, the monitoring process may perform a warning mode when it is determined that it is in a first abnormal state, and may perform a blocking mode when it is determined that it is in a second abnormal state higher than the first abnormal state. Here, in the warning mode, a warning alarm may be generated through a speaker or a warning message may be generated and transmitted to an administrator terminal (not shown). In the blocking mode, the connection between the external power device and the
도 2는 도 1의 에너지 저장 시스템을 상세하게 도시한 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating the energy storage system of FIG. 1 in detail.
도 2를 참조할 때, 상기 에너지 저장 장치(100)는 복수의 배터리 모듈들(110), 배터리 제어부(120), 복수의 배터리 온도 센서들(130, 140), 주변 온도 센서(150) 및 온도 제어 모듈(160)을 포함할 수 있다.2, the
상기 배터리 모듈들(110)은 배터리 배치 공간을 갖는 배터리 하우징(미도시) 내에 일정 간격으로 배치되어, 상기 외부 전력 장치, 예를 들어 상기 인버터(30)로부터 제공되는 외부 전력을 저장하여 충전 전력을 생성할 수 있다. 여기서, 상기 배터리 모듈들(110)이 모여 하나의 배터리랙(Battery Rack)을 구성할 수 있다.The
상기 배터리 제어부(120)는 상기 외부 전력 장치로부터 제공되는 외부 전력을 상기 배터리 모듈들(110)에 전달하여 상기 배터리 모듈들(110)을 충전시킬 수 있고, 상기 배터리 모듈들(110)을 방전시켜 상기 배터리 모듈들(110)에 저장되어 있는 충전 전력을 외부, 예를 들어 상기 차단기(40)와 연결된 외부 전력망(50)으로 제공할 수도 있다. 또한, 상기 배터리 제어부(120)는 상기 외부 네트워크 장치, 예를 들어 상기 원격 접속부(70)와 연결된 상기 모니터링 시스템(60)으로부터 제공되는 배터리 제어 신호를 이용하여 상기 배터리 모듈들(110)의 동작을 제어할 수 있다. 또한, 상기 배터리 제어부(120)는 상기 배터리 모듈들(110)의 동작 상태를 감지하여 상기 배터리 모듈들(110)의 동작 상태에 대한 동작 상태 정보를 생성하여 상기 외부 네트워크 장치로 제공할 수 있다. 여기서, 상기 동작 상태 정보는 상기 배터리 모듈들 각각에서의 충전 전류 및 충전 전압에 대한 측정 정보, 및 상기 배터리 제어부가 상기 배터리 모듈들 각각을 감시하는 자체 감시 결과를 포함할 수 있다. The
상기 배터리 온도 센서들(130, 140)은 상기 배터리 하우징의 배터리 배치 공간에 상기 배터리 모듈들(110)에 인접하게 각각 배치되고, 상기 배터리 모듈들(110)에서의 배터리 온도들을 각각 측정한 후 상기 이중화 보호 장치(200)로 제공할 수 있다.The
본 실시예에서, 상기 배터리 온도들 각각은 상기 배터리 모듈들(110) 각각의 상부에서의 온도(이하, '상부 온도'라 함) 및 상기 배터리 모듈들(110) 각각의 하부에서의 온도(이하, '하부 온도'라 함)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 배터리 온도 센서들(130, 140) 각각은 상기 상부 온도를 생성하는 상부 온도 센서(130) 및 상기 하부 온도를 생성하는 하부 온도 센서(140)를 포함할 수 있다.In this embodiment, each of the battery temperatures is a temperature at the top of each of the battery modules 110 (hereinafter, referred to as'upper temperature') and a temperature at the bottom of each of the battery modules 110 (hereinafter , May include a'lower temperature'). In this case, each of the
상기 상부 온도 센서(130)는 상기 배터리 모듈들(110) 각각의 상부에 인접하게 배치되고, 상기 상부 온도를 측정하여 상기 이중화 보호 장치(200)로 제공할 수 있다. 상기 하부 온도 센서(140)는 상기 배터리 모듈들(110) 각각의 하부에 인접하게 배치되고, 상기 하부 온도를 측정하여 상기 이중화 보호 장치(200)로 제공할 수 있다.The
상기 주변 온도 센서(150)는 상기 배터리 하우징의 배터리 배치 공간에 배치되고, 상기 배터리 배치 공간에서의 온도(이하, '주변 온도'라 함)를 측정한 후 상기 이중화 보호 장치(200)로 제공할 수 있다.The
상기 온도 제어 모듈(160)은 상기 배터리 하우징의 배터리 배치 공간에 배치되고, 상기 이중화 보호 장치(200)에 의해 제어되어 상기 주변 온도를 제어할 수 있다.The
이어서, 상기 이중화 보호 장치(200)는 온도 멀티 채널(210), 이중화 보호 제어부(220) 및 블랙박스(230)를 포함할 수 있다.Subsequently, the
상기 온도 멀티 채널(210)은 상기 배터리 온도 센서들(130, 140)로부터 상기 배터리 온도들을 각각 실시간 또는 일정 시간마다 수신하고, 상기 주변 온도 센서(150)로부터 상기 주변 온도를 실시간 또는 일정 시간마다 수신하며, 수신된 상기 배터리 온도들 및 상기 주변 온도를 상기 이중화 보호 제어부(220)로 제공할 수 있다.The temperature multi-channel 210 receives the battery temperatures from the
상기 이중화 보호 제어부(220)는 상기 외부 전력 장치 및 상기 배터리 제어부(120) 사이를 연결하여, 상기 외부 전력 장치로부터 제공되는 외부 전력을 상기 배터리 제어부(120)로 전달하거나, 상기 배터리 제어부(120)로부터 상기 배터리 모듈들(110)에 저장되어 있는 충전 전력을 상기 외부 전력 장치로 제공할 수 있다.The redundancy
또한, 상기 이중화 보호 제어부(220)는 상기 외부 네트워크 장치 및 상기 배터리 제어부(120) 사이를 연결하여, 상기 외부 네트워크 장치로부터 제공되는 배터리 제어 신호를 상기 배터리 제어부(120)로 전달할 수 있고, 상기 배터리 제어부(120)로부터 제공되는 상기 배터리 모듈들(110)의 동작 상태에 대한 동작 상태 정보를 상기 외부 네트워크 장치로 전달할 수 있다.In addition, the redundancy
또한, 상기 이중화 보호 제어부(220)는 상기 감시 프로세스를 수행할 수 있다. 이때, 상기 감시 프로세스는 상기 온도 멀티 채널(210)로부터 제공된 상기 배터리 온도들 및 상기 주변 온도와, 상기 배터리 모듈들(110)의 동작 상태에 대한 동작 상태 정보를 이용하여 상기 에너지 저장 장치(100)의 상태를 감시하고, 감시한 결과 이상 상태에 있는지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 감시 프로세스를 수행할 수 있다.In addition, the redundancy
구체적으로, 상기 이중화 보호 제어부(220)는 감시한 결과 상기 제1 이상 상태에 있는지 또는 상기 제2 이상 상태에 있는지 여부를 판단하고, 판단 결과에 따라 상기 감시 프로세스를 수행할 수 있다. 이때, 상기 감시 프로세스는 상기 제1 이상 상태에 있다고 판단되면 상기 경고 모드를 수행하고, 상기 제2 이상 상태에 있다고 판단되면 상기 차단 모드를 수행할 수 있다. 한편, 상기 제1 이상 상태는 상기 배터리 모듈들(110) 중 적어도 하나의 배터리 모듈에서 오동작 될 가능성이 있거나 온도가 올라가 화재가 발생할 가능성이 있는 상태를 의미할 수 있다. 상기 제2 이상 상태는 상기 배터리 모듈들(110) 중 적어도 하나의 배터리 모듈에서 오동작되고 있거나 온도가 상당히 높이 올라가 화재가 발생되지 직전이거나 화재가 발생되고 있는 상태를 의미할 수 있다.Specifically, the redundancy
상기 블랙박스(230)는 상기 이중화 보호 제어부(220)와 연결되어 상기 이중화 보호 제어부(220)에서 수행되는 프로세스 과정 및 결과를 설정된 간격마다 저장할 수 있다. 예를 들어, 상기 블랙박스(230)는 상기 이중화 보호 제어부(220)로부터 상기 에너지 저장 장치(100)가 이상 상태에 있을 때의 동작 상태 정보 및 상기 이상 상태에 따라 처리된 결과 정보를 제공받아 저장할 수 있다. 즉, 상기 감시 프로세스는 상기 제1 이상 상태 또는 상기 제2 이상 상태에 있다고 판단되면, 상기 에너지 저장 장치(100)가 이상 상태에 있을 때의 동작 상태 정보와 상기 이상 상태에 따라 처리된 결과 정보를 상기 블랙박스(230)에 제공하여 저장시킬 수 있다. 이와 같이, 상기 블랙박스(230)에 저장된 정보를 이용하여 관리자는 상기 에너지 저장 장치(100)가 무엇 때문에 오동작 또는 화재가 발생되었는지 그리고 그에 따라 어떤 조치를 취했는지에 대한 정보를 확인하여 향후 상기 에너지 저장 장치(100)의 시스템 개선에 참고 자료로 활용할 수 있다.The
도 3은 도 2의 이중화 보호 장치 중 이중화 보호 제어부를 상세하게 도시한 블록도이다.3 is a block diagram showing in detail a redundancy protection control unit of the redundancy protection device of FIG. 2.
도 3을 참조하면, 상기 이중화 보호 장치(200)는 스위치부(222), 감시부(224) 및 메인 제어부(226)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the
상기 스위치부(222)는 상기 외부 전력 장치 및 상기 배터리 제어부(120) 사이를 연결하거나 차단시킬 수 있다. 따라서, 상기 스위치부(222)가 상기 외부 전력 장치 및 상기 배터리 제어부(120) 사이를 연결할 때, 상기 외부 전력 장치로부터 제공되는 외부 전력을 상기 배터리 제어부(120)로 전달하여 상기 배터리 모듈들(110)에 충전시킬 수 있고, 상기 배터리 모듈들(110)에 저장되어 있는 충전 전력을 상기 배터리 제어부(120)로부터 제공받아 상기 외부 전력 장치로 전송시킬 수 있다.The
상기 감시부(224)는 상기 외부 네트워크 장치 및 상기 배터리 제어부(120) 사이를 연결하여, 상기 외부 네트워크 장치로부터 제공되는 배터리 제어 신호를 상기 배터리 제어부(120)로 전달할 수 있고, 상기 배터리 제어부(120)로부터 제공되는 상기 배터리 모듈들(110)에 대한 동작 상태 정보를 상기 외부 네트워크 장치로 전달할 수 있다. 또한, 상기 감시부(224)는 상기 배터리 모듈들(110)에 대한 동작 상태 정보를 상기 메인 제어부(226)로도 제공할 수 있다.The
상기 메인 제어부(226)는 상기 스위치부(222)를 제어하여 상기 외부 전력 장치 및 상기 배터리 제어부(120) 사이를 연결 또는 차단시킬 수 있고, 상기 온도 제어 모듈(160)을 제어하여 상기 주변 온도를 제어할 수 있다. 상기 온도 멀티 채널(220)로부터 상기 배터리 온도들 및 상기 주변 온도를 수신하며, 상기 감시부(224)로부터 상기 배터리 모듈들(110)에 대한 동작 상태 정보를 수신하고, 상기 감시 프로세스를 수행할 수 있다.The
상기 감시 프로세스는 상기 온도 멀티 채널(220)로부터 제공된 상기 배터리 온도들 및 상기 주변 온도와, 상기 감시부(224)로부터 제공된 상기 배터리 모듈들(110)에 대한 동작 상태 정보를 이용하여, 상기 에너지 저장 장치(200)의 상태를 감시하고, 감시한 결과 상기 제1 또는 제2 이상 상태에 있는지 여부를 판단하고, 상기 제1 이상 상태에 있다고 판단되면 상기 경고 모드를 수행하고, 상기 제2 이상 상태에 있다고 판단되면 상기 차단 모드를 수행할 수 있다. 이때, 상기 차단 모드에서는, 상기 외부 전력 장치 및 상기 배터리 제어부(120) 사이의 연결을 차단하도록 상기 스위치부(222)를 제어할 수 있다.The monitoring process stores the energy by using the battery temperatures and the ambient temperature provided from the temperature multi-channel 220 and the operating state information for the
본 실시예에서, 상기 이중화 보호 장치(200)는 상기 메인 제어부(226)에 제어되어 각종 정보를 저장할 수 있는 메모리부(228)를 더 포함할 수 있다.In this embodiment, the
또한, 상기 메인 제어부(226)는 상기 배터리 모듈들(110)의 구동 패턴 학습 정보들을 생성하여 상기 메모리부(228)에 저장시키는 학습 프로세스를 더 수행할 수 있다. 이때, 상기 구동 패턴 학습 정보들 각각은 상기 주변 온도 및 상기 배터리 모듈들 각각의 충전률에 따른 구동 패턴 정보일 수 있다.In addition, the
한편, 상기 메인 제어부(226)은 상기 학습 프로세스를 먼저 수행한 후 상기 학습 프로세스에서 생성된 상기 구동 패턴 학습 정보들을 이용하여 상기 감시 프로세스를 수행할 수 있다. 이때, 상기 감시 프로세스는 상기 온도 멀티 채널(220)로부터 제공된 상기 배터리 온도들 및 상기 주변 온도와, 상기 감시부(224)로부터 제공된 상기 배터리 모듈들(110)에 대한 동작 상태 정보를, 상기 학습 프로세스를 통해 생성된 상기 구동 패턴 학습 정보들과 비교하여, 상기 에너지 저장 장치가 상기 이상 상태에 있는지 여부를 판단할 수 있고, 판단 결과에 따라 상기 경고 모드 또는 상기 차단 모드를 수행할 수 있다.Meanwhile, the
도 4는 도 2의 이중화 보호 장치 중 블랙박스를 상세하게 도시한 블록도이다. 4 is a block diagram showing in detail a black box among the redundant protection devices of FIG. 2.
도 4를 참조하면, 상기 블랙박스(230)는 블랙박스 메모리부(232), 블랙박스 제어부(234), 백업 전원부(236) 및 블랙박스 하우징부(238)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the
상기 블랙박스 제어부(234)는 상기 이중화 보호 제어부(216)로부터 설정된 간격마다 정보를 제공받아 상기 블랙박스 메모리부에 저장시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 블랙박스 제어부(234)는 상기 에너지 저장 장치(100)가 이상 상태에 있을 때의 동작 상태 정보 및 상기 이상 상태에 따라 처리된 결과 정보를 수신하여 상기 블랙박스 메모리부에 저장시킬 수 있다.The black
상기 이중화 보호 제어부(216)로부터 상기 에너지 저장 장치(100)가 이상 상태에 있을 때의 동작 상태 정보 및 상기 이상 상태에 따라 처리된 결과 정보를 수신할 경우, 해당 정보를 상기 블랙박스 메모리부에 저장시킬 수 있다.When receiving operation state information when the
상기 백업 전원부(236)은 외부 전원(52), 예를 들어 상기 외부 전력망(50) 또는 상기 에너지 저장 장치(100)에서 상기 블랙박스 제어부(234)로 구동 전력을 제공하지 못할 때를 대비하여, 상기 블랙박스 제어부(234)로 구동 전력을 예비로 제공할 수 있다. 즉, 상기 백업 전원부(236)은 상기 외부 전원(52)으로부터 제공되는 전력을 충전하고 있다가 상기 외부 전원(52)에서 상기 블랙박스 제어부(234)로 구동 전력을 제공하지 못할 때 충전 전력을 상기 블랙박스 제어부(234)로 제공할 수 있다. 그 결과, 정전 상태가 발생되더라고 상기 블랙박스 제어부(234)는 일정 시간 동안 상기 이중화 보호 제어부(216)로부터 제공되는 정보를 상기 블랙박스 메모리부(232)에 저장시킬 수 있다.In case the backup
상기 블랙박스 하우징부(238)는 상기 블랙박스 메모리부(232), 상기 블랙박스 제어부(234) 및 상기 백업 전원부(236)를 내부 공간에 수용하여 보호할 수 있다. 예를 들어, 상기 블랙박스 하우징부(238)은 방폭 및 방수 케이스 구조로 제조될 수 있다.The black
도 5는 도 3의 이중화 보호 제어부에서 수행되는 프로세스를 설명하기 위한 개념도이다.5 is a conceptual diagram illustrating a process performed by the redundancy protection control unit of FIG. 3.
도 5를 참조할 때, 상기 메인 제어부(226)은 상기 학습 프로세스를 먼저 수행한 후, 상기 학습 프로세스에서 생성된 상기 구동 패턴 학습 정보들을 이용하여 상기 감시 프로세스를 수행할 수 있다.Referring to FIG. 5, the
우선, 상기 학습 프로세스는 상기 온도 제어 모듈(160)을 제어하여 상기 주변 온도를 변경시키면서, 상기 배터리 모듈들(110) 각각의 충전률에 따른 구동 패턴 정보를 복수회 학습한 후, 상기 구동 패턴 학습 정보들을 생성하여 상기 메모리부에 저장시킬 수 있다.First, in the learning process, the
본 실시예에서, 상기 구동 패턴 학습 정보들 각각은 충전시 온도 패턴 학습 정보, 방전시 온도 패턴 학습 정보, 및 충전시 전류 및 전압 패턴 학습 정보를 포함할 수 있다.In this embodiment, each of the driving pattern learning information may include temperature pattern learning information during charging, temperature pattern learning information when discharging, and current and voltage pattern learning information during charging.
도 6은 도 5의 학습 프로세스 중 충전시 온도 패턴 학습 정보를 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 도 6에 따른 프로세스를 통해 획득한 충전시 온도 패턴 학습 정보의 일부분을 도시한 도면이다.6 is a diagram for explaining a process of acquiring temperature pattern learning information during charging during the learning process of FIG. 5, and FIG. 7 is a diagram illustrating a part of temperature pattern learning information during charging acquired through the process according to FIG. 6 to be.
도 6 및 도 7을 참조할 때, 상기 충전시 온도 패턴 학습 정보는 상기 주변 온도를 변경시켜가면서 상기 배터리 모듈들(110) 각각에 대한 충전시 충전률이 증가할 때마다 상기 배터리 온도를 측정하는 과정을 복수회 수행하여 생성된 정보일 수 있다.6 and 7, the temperature pattern learning information during charging is used to measure the battery temperature whenever the charging rate of each of the
구체적으로 상기 배터리 모듈들(110) 중 임의의 배터리 모듈 A를 예를 들어 설명하면, 상기 학습 프로세스는 우선 상기 주변 온도를 T1으로 하면서 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전시 충전률이 제1 설정치, 예를 들어 10% 증가할 때마다 상기 배터리 모듈 A에 대한 상부 온도 및 하부 온도를 각각 측정하고, 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전시 충전률이 제1 기준 충전률, 예를 들어 90% 이상일 때에는 제2 설정치, 예를 들어 2% 증가할 때마다 상기 배터리 모듈 A에 대한 상부 온도 및 하부 온도를 측정하는 과정을 n회 수행하고, 이후 상기 주변 온도를 T2, T3, ... , Tm으로 변경하면서 위의 과정을 수행하면서 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전시 온도 패턴 학습 정보를 생성하여 상기 메모리부(228)에 저장시킬 수 있다. 이때, 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전시 온도 패턴 학습 정보에는, 상기 배터리 모듈 A에 대한 상부 온도 및 하부 온도 사이의 편차 정보가 포함될 수도 있다.Specifically, if any battery module A of the
위의 방식을 상기 배터리 모듈 A 이외의 모든 배터리 모듈들(110)에 적용하여 상기 배터리 모듈들 각각에 대한 충전시 온도 패턴 학습 정보를 생성하여 상기 메모리부(228)에 저장시킬 수 있다.By applying the above method to all
도 8은 도 5의 학습 프로세스 중 방전시 온도 패턴 학습 정보를 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 9는 도 8에 따른 프로세스를 통해 획득한 방전시 온도 패턴 학습 정보의 일부분을 도시한 도면이다.FIG. 8 is a diagram for explaining a process of acquiring temperature pattern learning information during discharge among the learning process of FIG. 5, and FIG. 9 is a diagram illustrating a part of temperature pattern learning information during discharge obtained through the process according to FIG. 8. to be.
도 8 및 도 9를 참조할 때, 상기 방전시 온도 패턴 학습 정보는 상기 주변 온도를 변경시켜가면서 상기 배터리 모듈들(110) 각각에 대한 방전시 충전률이 감소할 때마다 상기 배터리 온도를 측정하는 과정을 복수회 수행하여 생성된 정보일 수 있다.8 and 9, the temperature pattern learning information at the time of discharging is used to measure the battery temperature whenever the charging rate of each of the
구체적으로 상기 배터리 모듈들(110) 중 임의의 배터리 모듈 A를 예를 들어 설명하면, 상기 학습 프로세스는 우선 상기 주변 온도를 T1으로 하면서 상기 배터리 모듈 A에 대한 방전시 충전률이 제3 설정치, 예를 들어 10% 감소할 때마다 상기 배터리 모듈 A에 대한 상부 온도 및 하부 온도을 각각 측정하는 과정을 n회 수행하고, 이후 상기 주변 온도를 T2, T3, ... , Tm으로 변경하면서 위의 과정을 수행하면서 상기 배터리 모듈 A에 대한 방전시 온도 패턴 학습 정보를 생성하여 상기 메모리부(228)에 저장시킬 수 있다. 이때, 상기 배터리 모듈 A에 대한 방전시 온도 패턴 학습 정보에는, 상기 배터리 모듈 A에 대한 상부 온도 및 하부 온도 사이의 편차 정보가 포함될 수도 있다.Specifically, if any battery module A among the
위의 방식을 상기 배터리 모듈 A 이외의 모든 배터리 모듈들(110)에 적용하여 상기 배터리 모듈들 각각에 대한 방전시 온도 패턴 학습 정보를 생성하여 상기 메모리부(228)에 저장시킬 수 있다.By applying the above method to all
도 10은 도 5의 학습 프로세스 중 충전시 전류 및 전압 패턴 학습 정보를 획득하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 11은 도 10에 따른 프로세스를 통해 획득한 충전시 전류 및 전압 패턴 학습 정보의 일부분을 도시한 도면이다.10 is a diagram for explaining a process of acquiring current and voltage pattern learning information during charging during the learning process of FIG. 5, and FIG. 11 is a part of current and voltage pattern learning information during charging acquired through the process according to FIG. 10 It is a diagram showing.
도 10 및 도 11을 참조할 때, 상기 충전시 전류 및 전압 패턴 학습 정보는 상기 주변 온도를 변경시켜가면서 상기 배터리 모듈들(110) 각각에 대한 충전시 충전률이 증가할 때마다 상기 배터리 모듈들(110) 각각에서의 충전 전류 및 충전 전압을 측정하여 복수회 수행하여 생성된 정보일 수 있다.Referring to FIGS. 10 and 11, the current and voltage pattern learning information at the time of charging is determined by the battery modules whenever the charging rate of each of the
구체적으로 상기 배터리 모듈들(110) 중 임의의 배터리 모듈 A를 예를 들어 설명하면, 상기 학습 프로세스는 우선 상기 주변 온도를 T1으로 하면서 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전시 충전률이 제4 설정치, 예를 들어 5% 증가할 때마다 상기 배터리 모듈 A의 충전 전류 및 충전 전압을 각각 측정하고, 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전시 충전률이 제2 기준 충전률, 예를 들어 90% 이상일 때에는 제5 설정치, 예를 들어 2% 증가할 때마다 상기 배터리 모듈 A의 충전 전류 및 충전 전압을 측정하는 과정을 n회 수행하고, 이후 상기 주변 온도를 T2, T3, ... , Tm으로 변경하면서 위의 과정을 수행하면서 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전시 전류 및 전압 패턴 학습 정보를 생성하여 상기 메모리부(228)에 저장시킬 수 있다.Specifically, if any battery module A of the
위의 방식을 상기 배터리 모듈 A 이외의 모든 배터리 모듈들(110)에 적용하여 상기 배터리 모듈들 각각에 대한 충전시 전류 및 전압 패턴 학습 정보를 생성하여 상기 메모리부(228)에 저장시킬 수 있다.When the above method is applied to all
도 5를 다시 참조하면, 상기 학습 프로세스 이후에 수행되는 상기 감시 프로세스는 충전시 온도 감시 프로세스, 방전시 온도 감시 프로세스, 및 충전시 전류 및 전압 감시 프로세스를 포함할 수 있다.Referring again to FIG. 5, the monitoring process performed after the learning process may include a temperature monitoring process during charging, a temperature monitoring process during discharge, and a current and voltage monitoring process during charging.
상기 충전시 온도 감시 프로세스는 상기 배터리 모듈들(110)이 충전되고 있을 때 상기 온도 멀티 채널(220)로부터 제공된 상기 배터리 온도들 및 상기 주변 온도를 상기 충전시 온도 패턴 학습 정보들과 비교하여, 상기 에너지 저장 장치(100)의 상태를 감시할 수 있다.The charging temperature monitoring process compares the battery temperatures and the ambient temperature provided from the temperature multi-channel 220 when the
구체적으로 상기 배터리 모듈들(110) 중 임의의 배터리 모듈 A를 예를 들어 설명하면, 상기 충전시 온도 감시 프로세스는 상기 배터리 모듈 A가 충전될 때 상기 온도 멀티 채널(220)로부터 실시간으로 제공되는 주변 온도와 상기 배터리 모듈 A에 대한 상부 온도 및 하부 온도를 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전시 온도 패턴 학습 정보와 비교하여, 상기 배터리 모듈 A에 대한 상태를 감시할 수 있다. 예를 들어, 상기 충전시 온도 감시 프로세스는 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전시 온도 패턴 학습 정보로부터 각 주변 온도 별로 온도 허용 범위, 예를 들어 제1 온도 허용 범위 및 상기 제1 온도 허용 범위를 포괄하는 제2 온도 허용 범위를 계산한 후, 상기 제1 온도 허용 범위 및 상기 제2 온도 허용 범위와 실시간으로 제공되는 주변 온도와 상기 배터리 모듈 A에 대한 상부 온도 및 하부 온도를 비교하여 상기 배터리 모듈 A에 대한 상태를 감시할 수 있다. 이때, 상기 충전시 온도 감시 프로세스는 상기 배터리 모듈 A에 대한 상부 온도 및 하부 온도가 상기 제1 온도 허용 범위를 벗어날 경우 상기 경고 모드를 수행하고, 상기 배터리 모듈 A에 대한 상부 온도 및 하부 온도가 상기 제2 온도 허용 범위를 벗어날 경우 상기 차단 모드를 수행할 수 있다. 여기서, 상기 제1 온도 허용 범위는 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전시 온도 패턴 학습 정보로부터 통계적 공정 관리(SPC)에 따른 계산을 수행하여 제1 최대 허용 범위를 생성한 후 제1 안전 편차를 더하여 계산될 수 있고, 상기 제2 온도 허용 범위는 상기 제1 최대 허용 범위에 상기 제1 안전 편차보다 큰 제2 안전 편차를 더하여 계산될 수 있다. Specifically, if any battery module A of the
또한, 상기 충전시 온도 감시 프로세스는 상기 배터리 모듈 A가 충전될 때 상기 온도 멀티 채널(220)로부터 실시간으로 제공되는 상기 배터리 모듈 A에 대한 상부 온도 및 하부 온도의 변화율을 기 설정된 제1 기준 온도 변화율 및 상기 제1 기준 온도 변화율보다 큰 제2 기준 온도 변화율과 비교하여, 상기 배터리 모듈 A에 대한 상태를 감시할 수 있다. 이때, 상기 충전시 온도 감시 프로세스는 상기 배터리 모듈 A에 대한 상부 온도 및 하부 온도의 변화율이 상기 제1 기준 온도 변화율보다 클 경우 상기 경고 모드를 수행하고, 상기 배터리 모듈 A에 대한 상부 온도 및 하부 온도의 변화율이 상기 제2 기준 온도 변화율보다 클 경우 상기 차단 모드를 수행할 수 있다. 한편, 상기 제1 기준 온도 변화율 및 상기 제2 기준 온도 변화율은 상기 메모리부(228)에 저장되어 있는 정보로, 상기 배터리 모듈 A가 충전시 상부 온도 및 하부 온도의 변화율을 복수회 측정하여 생성된 정보로부터 추출된 정보이거나, 상기 배터리 모듈 A의 제조사로부터 제공되는 특성 정보로부터 추출된 정보일 수 있다.In addition, in the charging process, the temperature monitoring process determines the rate of change of the upper temperature and the lower temperature of the battery module A provided in real time from the temperature multi-channel 220 when the battery module A is charged. And comparing with a second reference temperature change rate greater than the first reference temperature change rate, the state of the battery module A may be monitored. In this case, the charging temperature monitoring process performs the warning mode when the rate of change of the upper temperature and the lower temperature of the battery module A is greater than the first reference temperature change rate, and the upper temperature and the lower temperature of the battery module A When the rate of change of is greater than the rate of change of the second reference temperature, the blocking mode may be performed. Meanwhile, the first reference temperature change rate and the second reference temperature change rate are information stored in the
한편, 상기 충전시 온도 감시 프로세스는 위의 방식을 상기 배터리 모듈 A 이외의 모든 배터리 모듈들(110)에 적용하여 상기 배터리 모듈들(110) 각각에 대해 감시를 수행할 수 있다.Meanwhile, in the charging process, the temperature monitoring process may perform monitoring for each of the
이어서, 상기 방전시 온도 감시 프로세스는 상기 배터리 모듈들(110)이 방전되고 있을 때 상기 온도 멀티 채널(220)로부터 제공된 상기 배터리 온도들 및 상기 주변 온도를 상기 방전시 온도 패턴 학습 정보들과 비교하여 상기 에너지 저장 장치(100)의 상태를 감시할 수 있다.Subsequently, the discharging temperature monitoring process compares the battery temperatures and the ambient temperature provided from the temperature multi-channel 220 when the
구체적으로 상기 배터리 모듈들(110) 중 임의의 배터리 모듈 A를 예를 들어 설명하면, 상기 방전시 온도 감시 프로세스는 상기 배터리 모듈 A가 방전될 때 상기 온도 멀티 채널(220)로부터 실시간으로 제공되는 주변 온도와 상기 배터리 모듈 A에 대한 상부 온도 및 하부 온도를 상기 배터리 모듈 A에 대한 방전시 온도 패턴 학습 정보와 비교하여, 상기 배터리 모듈 A에 대한 상태를 감시할 수 있다. 예를 들어, 상기 방전시 온도 감시 프로세스는 상기 배터리 모듈 A에 대한 방전시 온도 패턴 학습 정보로부터 각 주변 온도 별로 온도 허용 범위, 예를 들어 제3 온도 허용 범위 및 상기 제3 온도 허용 범위를 포괄하는 제4 온도 허용 범위를 계산한 후, 상기 제3 온도 허용 범위 및 상기 제4 온도 허용 범위와 실시간으로 제공되는 주변 온도와 상기 배터리 모듈 A에 대한 상부 온도 및 하부 온도를 비교하여 상기 배터리 모듈 A에 대한 상태를 감시할 수 있다. 이때, 상기 방전시 온도 감시 프로세스는 상기 배터리 모듈 A에 대한 상부 온도 및 하부 온도가 상기 제3 온도 허용 범위를 벗어날 경우 상기 경고 모드를 수행하고, 상기 배터리 모듈 A에 대한 상부 온도 및 하부 온도가 상기 제4 온도 허용 범위를 벗어날 경우 상기 차단 모드를 수행할 수 있다. 여기서, 상기 제3 온도 허용 범위는 상기 배터리 모듈 A에 대한 방전시 온도 패턴 학습 정보로부터 통계적 공정 관리(SPC)에 따른 계산을 수행하여 제2 최대 허용 범위를 생성한 후 제3 안전 편차를 더하여 계산될 수 있고, 상기 제4 온도 허용 범위는 상기 제2 최대 허용 범위에 상기 제3 안전 편차보다 큰 제4 안전 편차를 더하여 계산될 수 있다.Specifically, if any battery module A among the
또한, 상기 방전시 온도 감시 프로세스는 상기 배터리 모듈 A가 방전될 때 상기 온도 멀티 채널(220)로부터 실시간으로 제공되는 상기 배터리 모듈 A에 대한 상부 온도 및 하부 온도의 변화율을 기 설정된 제3 기준 온도 변화율 및 상기 제3 기준 온도 변화율보다 큰 제4 기준 온도 변화율과 비교하여, 상기 배터리 모듈 A에 대한 상태를 감시할 수 있다. 이때, 상기 방전시 온도 감시 프로세스는 상기 배터리 모듈 A에 대한 상부 온도 및 하부 온도의 변화율이 상기 제3 기준 온도 변화율보다 클 경우 상기 경고 모드를 수행하고, 상기 배터리 모듈 A에 대한 상부 온도 및 하부 온도의 변화율이 상기 제4 기준 온도 변화율보다 클 경우 상기 차단 모드를 수행할 수 있다. 한편, 상기 제3 기준 온도 변화율 및 상기 제4 기준 온도 변화율은 상기 메모리부(228)에 저장되어 있는 정보로, 상기 배터리 모듈 A가 방전시 상부 온도 및 하부 온도의 변화율을 복수회 측정하여 생성된 정보로부터 추출된 정보이거나, 상기 배터리 모듈 A의 제조사로부터 제공되는 특성 정보로부터 추출된 정보일 수 있다.In addition, the temperature monitoring process at the time of discharging is a predetermined third reference temperature change rate based on the rate of change of the upper temperature and the lower temperature of the battery module A provided in real time from the temperature multi-channel 220 when the battery module A is discharged. And comparing with a fourth reference temperature change rate greater than the third reference temperature change rate, the state of the battery module A may be monitored. In this case, the temperature monitoring process during discharge performs the warning mode when the rate of change of the upper temperature and the lower temperature of the battery module A is greater than the third reference temperature change rate, and the upper temperature and the lower temperature of the battery module A When the change rate of is greater than the fourth reference temperature change rate, the blocking mode may be performed. Meanwhile, the third reference temperature change rate and the fourth reference temperature change rate are information stored in the
한편, 상기 방전시 온도 감시 프로세스는 위의 방식을 상기 배터리 모듈 A 이외의 모든 배터리 모듈들(110)에 적용하여 상기 배터리 모듈들(110) 각각에 대해 감시를 수행할 수 있다.Meanwhile, the temperature monitoring process during discharge may apply the above method to all
이어서, 상기 충전시 전류 및 전압 감시 프로세스는 상기 배터리 모듈들(110)이 충전되고 있을 때, 상기 온도 멀티 채널(220)로부터 제공된 주변 온도와, 상기 감시부(224)로부터 제공된 상기 배터리 모듈들(110) 각각에 대한 동작 상태 정보 중 상기 배터리 모듈들(110) 각각에서의 충전 전류 및 충전 전압에 대한 측정 정보를, 상기 충전시 전류 및 전압 패턴 학습 정보들과 비교하여 상기 에너지 저장 장치(100)의 상태를 감시할 수 있다.Subsequently, the charging current and voltage monitoring process includes the ambient temperature provided from the temperature multi-channel 220 and the battery modules provided from the
구체적으로 상기 배터리 모듈들(110) 중 임의의 배터리 모듈 A를 예를 들어 설명하면, 상기 충전시 전류 및 전압 감시 프로세스는 상기 배터리 모듈 A가 충전될 때 상기 온도 멀티 채널(220)로부터 실시간으로 제공되는 주변 온도와 상기 감시부(224)로부터 실시간으로 제공되는 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전 전류 및 충전 전압을 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전시 전류 및 전압 패턴 학습 정보와 비교하여, 상기 배터리 모듈 A에 대한 상태를 감시할 수 있다. 예를 들어, 상기 충전시 전류 및 전압 감시 프로세스는 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전시 전류 및 전압 패턴 학습 정보로부터 주변 온도에 따른 충전 전류별 충전 전압의 허용 범위, 예를 들어 제1 충전 전압 허용 범위 및 상기 제1 충전 전압 허용 범위를 포괄하는 제2 충전 전압 허용 범위를 계산한 후, 상기 제1 충전 전압 허용 범위 및 상기 제2 충전 전압 허용 범위와 실시간으로 제공되는 주변 온도와 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전 전류 및 충전 전압을 비교하여 상기 배터리 모듈 A에 대한 상태를 감시할 수 있다. 이때, 상기 충전시 전류 및 전압 감시 프로세스는, 실시간으로 제공되는 주변 온도 및 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전 전류에서의 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전 전압이, 실시간으로 제공되는 주변 온도 및 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전 전류에서의 제1 충전 전압 허용 범위를 벗어날 경우 상기 경고 모드를 수행하고, 실시간으로 제공되는 주변 온도 및 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전 전류에서의 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전 전압이, 실시간으로 제공되는 주변 온도 및 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전 전류에서의 제2 충전 전압 허용 범위를 벗어날 경우 상기 차단 모드를 수행할 수 있다. 여기서, 상기 제1 충전 전압 허용 범위는 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전시 전류 및 전압 패턴 학습 정보로부터 통계적 공정 관리(SPC)에 따른 계산을 수행하여 최대 전압 허용 범위를 생성한 후 제1 전압 안전 편차를 더하여 계산될 수 있고, 상기 제2 충전 전압 허용 범위는 상기 최대 전압 허용 범위에 상기 제1 전압 안전 편차보다 큰 제2 전압 안전 편차를 더하여 계산될 수 있다.Specifically, if any of the
또한, 상기 충전시 전류 및 전압 감시 프로세스는 상기 배터리 모듈 A가 충전될 때 상기 온도 멀티 채널(220)로부터 실시간으로 제공되는 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전 전압의 변화율을 기 설정된 기준 전압 변화율, 예를 들어 제1 기준 전압 변화율 및 상기 제1 기준 전압 변화율보다 큰 제2 기준 전압 변화율과 비교하여, 상기 배터리 모듈 A에 대한 상태를 감시할 수 있다. 이때, 상기 충전시 전류 및 전압 감시 프로세스는 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전 전압의 변화율이 상기 제1 기준 전압 변화율보다 클 경우 상기 경고 모드를 수행하고, 상기 배터리 모듈 A에 대한 충전 전압이 상기 제2 기준 전압 변화율보다 클 경우 상기 차단 모드를 수행할 수 있다. 한편, 상기 제1 기준 전압 변화율 및 상기 제2 기준 전압 변화율은 상기 메모리부(228)에 저장되어 있는 정보로, 상기 배터리 모듈 A가 충전시 전압의 변화율을 복수회 측정하여 생성된 정보로부터 추출된 정보이거나, 상기 배터리 모듈 A의 제조사로부터 제공되는 특성 정보로부터 추출된 정보일 수 있다.In addition, the charging current and voltage monitoring process determines the rate of change of the charging voltage for the battery module A provided in real time from the temperature multi-channel 220 when the battery module A is charged. For example, the state of the battery module A may be monitored by comparing the first reference voltage change rate and the second reference voltage change rate greater than the first reference voltage change rate. In this case, the charging current and voltage monitoring process performs the warning mode when the rate of change of the charging voltage for the battery module A is greater than the rate of change of the first reference voltage, and the charging voltage for the battery module A is the second If it is greater than the reference voltage change rate, the blocking mode may be performed. Meanwhile, the first reference voltage change rate and the second reference voltage change rate are information stored in the
한편, 상기 충전시 전류 및 전압 감시 프로세스는 위의 방식을 상기 배터리 모듈 A 이외의 모든 배터리 모듈들(110)에 적용하여 상기 배터리 모듈들(110) 각각에 대해 감시를 수행할 수 있다.Meanwhile, in the charging current and voltage monitoring process, the above method may be applied to all
한편, 본 실시예에서 상기 감시 프로세스는 상기 감시부에서 제공된 상기 배터리 모듈들(110)에 대한 동작 상태 정보 중 상기 배터리 제어부(120)가 상기 배터리 모듈들(110) 각각을 감시하는 자체 감시 결과를 이용하여 상기 에너지 저장 장치(100)를 감시하는 배터리 제어 감시 프로세스를 더 포함할 수 있다.On the other hand, in the present embodiment, the monitoring process includes a self-monitoring result of the
상기 배터리 제어 감시 프로세스는 상기 충전시 온도 감시 프로세스, 상기 방전시 온도 감시 프로세스 및 상기 충전시 전류 및 전압 감시 프로세스 중 적어도 하나의 프로세스에 따른 감시 결과 정보가 상기 자체 감시 결과와 상이할 때, 경고 알람을 발생시키거나 배터리 제어 경고 메시지를 생성하여 관리자 단말기로 전송시킬 수 있다. 구체적으로 설명하면, 상기 배터리 제어 감시 프로세스는 상기 자체 감시 결과가 상기 충전시 온도 감시 프로세스, 상기 방전시 온도 감시 프로세스 및 상기 충전시 전류 및 전압 감시 프로세스 중 적어도 하나의 프로세스에 따른 감시 결과 정보와 상이하다고 판단되어 상기 배터리 제어부(120)의 감시 기능에 있어서 오동작 또는 오류가 발생되고 있다고 판단하면, 상기 배터리 제어부(120)의 감시 기능에 문제가 있음을 알리는 경고 알람 또는 메시지를 발생시킬 수 있다.The battery control monitoring process is a warning alarm when the monitoring result information according to at least one of the charging temperature monitoring process, the discharging temperature monitoring process, and the charging current and voltage monitoring process is different from the self-monitoring result. Can be generated or a battery control warning message can be generated and transmitted to the administrator terminal. Specifically, in the battery control monitoring process, the self-monitoring result is different from monitoring result information according to at least one of the charging temperature monitoring process, the discharging temperature monitoring process, and the charging current and voltage monitoring process. If it is determined that there is a malfunction or an error in the monitoring function of the
이와 같이 본 실시예에 따르면, 상기 에너지 저장 장치(100) 내에 포함된 상기 배터리 제어부(120)가 상기 배터리 모듈들(110)의 상태를 자체적으로 감시하는 것에 더하여, 상기 외부 전력 장치 및 상기 외부 네트워크 장치와 상기 에너지 저장 장치(100) 사이에 장착된 상기 이중화 보호 장치(200)가 상기 배터리 모듈들(110)의 상태를 2차적으로 감시함에 따라, 상기 배터리 모듈들(110)을 이중적으로 보호할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, in addition to the
또한, 상기 이중화 보호 장치(200)가 상기 에너지 저장 장치(100)의 동작 상태를 감시하면서 감시한 결과 및 이에 대한 조치 결과를 일정 시간마다 상기 블랙 박스(230)에 저장시킴에 따라, 관리자는 상기 블랙박스(230)에 저장된 정보를 이용하여 상기 에너지 저장 장치(100)가 무엇 때문에 오동작 또는 화재가 발생되었는지 그리고 그에 따라 어떤 조치를 취했는지에 대한 정보를 확인할 수 있다.In addition, as the
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.In the detailed description of the present invention described above, it has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, but those skilled in the art or those of ordinary skill in the art will have the spirit of the present invention described in the claims to be described later. And it will be appreciated that various modifications and changes can be made to the present invention within a range not departing from the technical field.
1000 : 에너지 저장 시스템
100 : 에너지 저장 장치
110 : 배터리 모듈
120 : 배터리 제어부
130 : 상부 온도 센서
140 : 하부 온도 센서
150 : 주변 온도 센서
160 : 온도 제어 모듈
200 : 이중화 보호 장치
210 : 온도 멀티 채널
220 : 이중화 보호 제어부
222 : 스위치부
224 : 감시부
226 : 메인 제어부
228 : 메모리부
230 : 블랙박스1000: energy storage system 100: energy storage device
110: battery module 120: battery control unit
130: upper temperature sensor 140: lower temperature sensor
150: ambient temperature sensor 160: temperature control module
200: redundant protection device 210: temperature multi-channel
220: redundant protection control unit 222: switch unit
224: monitoring unit 226: main control unit
228: memory unit 230: black box
Claims (24)
상기 외부 전력 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이를 연결하여 상기 외부 전력 장치로부터 제공되는 상기 외부 전력을 상기 에너지 저장 장치로 전달하거나 상기 에너지 저장 장치에 저장되어 있는 상기 충전 전력을 상기 외부 전력 장치로 제공할 수 있고, 상기 외부 네트워크 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이를 연결하여 상기 외부 네트워크 장치로부터 제공되는 상기 배터리 제어 신호를 상기 에너지 저장 장치로 전달할 수 있으며, 상기 에너지 저장 장치로부터 제공되는 상기 동작 상태 정보를 상기 외부 네트워크 장치로 전달할 수 있으며, 상기 에너지 저장 장치의 상태를 감시하는 감시 프로세스를 수행할 수 있는 이중화 보호 장치를 포함하고,
상기 감시 프로세스는
상기 에너지 저장 장치의 상태를 직접 측정하여 생성된 정보 및 상기 동작 상태 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 상태를 감시하고, 감시한 결과 이상 상태에 있다고 판단하면, 경고 메시지를 발생시키거나 상기 외부 전력 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이의 연결을 차단하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.It is possible to charge by receiving external power from an external power device and provide charging power to the external power device, and control by receiving a battery control signal from an external network device, and generating operation state information to the external network device. Energy storage devices that can be provided; And
Connects between the external power device and the energy storage device to transfer the external power provided from the external power device to the energy storage device or to provide the charging power stored in the energy storage device to the external power device. The battery control signal provided from the external network device may be transmitted to the energy storage device by connecting between the external network device and the energy storage device, and the operation state information provided from the energy storage device may be transmitted to the energy storage device. It can be transmitted to an external network device, and includes a redundant protection device capable of performing a monitoring process for monitoring the state of the energy storage device,
The monitoring process is
The state of the energy storage device is monitored using at least one of information generated by directly measuring the state of the energy storage device and the operation state information, and if it is determined that it is in an abnormal state as a result of monitoring, a warning message is generated or The energy storage system, characterized in that blocking the connection between the external power device and the energy storage device.
상기 에너지 저장 장치는
상기 충전 전력을 저장할 수 있는 복수의 배터리 모듈들;
상기 충전 전력을 생성하기 위해 상기 외부 전력을 이용하여 상기 배터리 모듈들을 충전시키거나 상기 충전 전력을 외부로 제공하기 위해 상기 배터리 모듈들을 방전시킬 수 있고, 상기 배터리 제어 신호를 이용하여 상기 배터리 모듈들의 동작을 제어할 수 있으며, 상기 배터리 모듈들의 동작 상태를 감지하여 상기 동작 상태 정보를 생성하여 상기 외부 네트워크 장치로 제공할 수 있는 배터리 제어부; 및
상기 배터리 모듈들에 인접하게 각각 배치되고, 상기 배터리 모듈들에서의 배터리 온도들을 각각 측정한 후 상기 이중화 보호 장치로 제공할 수 있는 복수의 배터리 온도 센서들을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 1,
The energy storage device
A plurality of battery modules capable of storing the charging power;
The battery modules may be charged using the external power to generate the charging power, or the battery modules may be discharged to provide the charging power to the outside, and the operation of the battery modules using the battery control signal A battery control unit capable of controlling the battery module and generating the operation state information by detecting the operation state of the battery modules and providing the information to the external network device; And
And a plurality of battery temperature sensors disposed adjacent to the battery modules, each measuring battery temperatures in the battery modules, and providing them to the redundant protection device.
상기 에너지 저장 장치는
상기 배터리 모듈들이 배치되는 배터리 배치 공간 내에 배치되고, 상기 배터리 배치 공간에서의 온도(이하, '주변 온도'라 함)를 측정한 후 상기 이중화 보호 장치로 제공할 수 있는 주변 온도 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 2,
The energy storage device
Further comprising an ambient temperature sensor disposed in the battery arrangement space in which the battery modules are arranged, measuring the temperature in the battery arrangement space (hereinafter, referred to as'ambient temperature') and providing the redundant protection device Energy storage system, characterized in that.
상기 배터리 온도들 각각은
상기 배터리 모듈들 각각의 상부에서의 온도(이하, '상부 온도'라 함) 및 상기 배터리 모듈들 각각의 하부에서의 온도(이하, '하부 온도'라 함)를 포함하고,
상기 배터리 온도 센서들 각각은
상기 배터리 모듈들 각각의 상부에 인접하게 배치되고, 상기 상부 온도를 측정하여 상기 이중화 보호 장치로 제공할 수 있는 상부 온도 센서; 및
상기 배터리 모듈들 각각의 하부에 인접하게 배치되고, 상기 하부 온도를 측정하여 상기 이중화 보호 장치로 제공할 수 있는 하부 온도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 3,
Each of the battery temperatures is
Including a temperature at the top of each of the battery modules (hereinafter referred to as'upper temperature') and a temperature at the bottom of each of the battery modules (hereinafter referred to as'lower temperature'),
Each of the battery temperature sensors
An upper temperature sensor disposed adjacent to an upper portion of each of the battery modules and measuring the upper temperature and providing the redundant protection device; And
And a lower temperature sensor disposed adjacent to the lower part of each of the battery modules and measuring the lower temperature and providing the redundant protection device.
상기 이중화 보호 장치는
상기 배터리 온도 센서들로부터 상기 배터리 온도들을 각각 수신하고, 상기 주변 온도 센서로부터 상기 주변 온도를 수신하는 온도 멀티 채널; 및
상기 외부 전력 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이를 연결하여 상기 외부 전력 장치로부터 제공되는 상기 외부 전력을 상기 에너지 저장 장치로 전달하거나 상기 에너지 저장 장치에 저장되어 있는 상기 충전 전력을 상기 외부 전력 장치로 제공할 수 있고, 상기 외부 네트워크 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이를 연결하여 상기 외부 네트워크 장치로부터 제공되는 상기 배터리 제어 신호를 상기 에너지 저장 장치로 전달할 수 있으며, 상기 에너지 저장 장치로부터 제공되는 상기 동작 상태 정보를 상기 외부 네트워크 장치로 전달할 수 있으며, 상기 감시 프로세스를 수행할 수 있는 이중화 보호 제어부를 포함하고,
상기 감시 프로세스는
상기 온도 멀티 채널로부터 제공된 상기 배터리 온도들 및 상기 주변 온도와 상기 동작 상태 정보를 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 상태를 감시하고, 감시한 결과 상기 이상 상태에 있다고 판단하면, 상기 경고 메시지를 발생시키거나 상기 외부 전력 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이의 연결을 차단하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 4,
The redundancy protection device
A temperature multi-channel for each receiving the battery temperatures from the battery temperature sensors and for receiving the ambient temperature from the ambient temperature sensor; And
Connects between the external power device and the energy storage device to transfer the external power provided from the external power device to the energy storage device or to provide the charging power stored in the energy storage device to the external power device. The battery control signal provided from the external network device may be transmitted to the energy storage device by connecting between the external network device and the energy storage device, and the operation state information provided from the energy storage device may be transmitted to the energy storage device. It can be transmitted to an external network device and includes a redundant protection control unit capable of performing the monitoring process,
The monitoring process is
The state of the energy storage device is monitored using the battery temperatures provided from the temperature multi-channel, the ambient temperature, and the operation state information, and if it is determined that it is in the abnormal state as a result of monitoring, the warning message is generated or The energy storage system, characterized in that blocking the connection between the external power device and the energy storage device.
상기 이중화 보호 장치는
상기 에너지 저장 장치가 상기 이상 상태에 있을 때의 정보(이하, '이상 상태 정보'라 함)를 저장할 수 있는 블랙박스를 더 포함하고,
상기 감시 프로세스는
상기 온도 멀티 채널로부터 제공된 상기 배터리 온도들 및 상기 주변 온도와 상기 동작 상태 정보를 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 상태를 감시하고, 감시한 결과 상기 이상 상태에 있다고 판단하면, 상기 블랙박스에 상기 이상 상태 정보를 저장시키면서 상기 경고 메시지를 발생시키거나 상기 외부 전력 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이의 연결을 차단하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 5,
The redundancy protection device
Further comprising a black box capable of storing information when the energy storage device is in the abnormal state (hereinafter, referred to as'abnormal state information'),
The monitoring process is
The state of the energy storage device is monitored using the battery temperatures provided from the temperature multi-channel, the ambient temperature, and the operation state information, and if it is determined that it is in the abnormal state as a result of monitoring, the abnormal state is displayed in the black box. And generating the warning message while storing information or blocking a connection between the external power device and the energy storage device.
상기 이중화 보호 장치는
상기 외부 전력 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이를 연결하거나 차단시킬 수 있고, 상기 외부 전력 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이를 연결할 때, 상기 외부 전력 장치로부터 제공되는 상기 외부 전력을 상기 에너지 저장 장치로 전달하거나 상기 에너지 저장 장치에 저장되어 있는 상기 충전 전력을 상기 외부 전력 장치로 제공할 수 있는 스위치부;
상기 외부 네트워크 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이를 연결하여 상기 외부 네트워크 장치로부터 제공되는 상기 배터리 제어 신호를 상기 에너지 저장 장치로 전달할 수 있고, 상기 에너지 저장 장치로부터 제공되는 상기 동작 상태 정보를 상기 외부 네트워크 장치로 전달할 수 있는 감시부; 및
상기 스위치부를 제어하고, 상기 온도 멀티 채널로부터 상기 배터리 온도들 및 상기 주변 온도를 수신하며, 상기 감시부로부터 상기 동작 상태 정보를 수신하고, 상기 감시 프로세스를 수행할 수 있는 메인 제어부를 포함하고,
상기 감시 프로세스는
상기 온도 멀티 채널로부터 제공된 상기 배터리 온도들 및 상기 주변 온도와 상기 동작 상태 정보를 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 상태를 감시하고, 감시한 결과 상기 이상 상태에 있다고 판단하면, 상기 블랙박스에 상기 이상 상태 정보를 저장시키면서 상기 경고 메시지를 발생시키거나 상기 외부 전력 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이의 연결을 차단하도록 상기 스위치부를 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 6,
The redundancy protection device
The external power device and the energy storage device may be connected or cut off, and when connecting between the external power device and the energy storage device, the external power provided from the external power device is transferred to the energy storage device, or A switch unit configured to provide the charging power stored in the energy storage device to the external power device;
By connecting between the external network device and the energy storage device, the battery control signal provided from the external network device may be transmitted to the energy storage device, and the operation state information provided from the energy storage device may be transmitted to the external network device. A monitoring unit that can be transferred to; And
And a main control unit capable of controlling the switch unit, receiving the battery temperatures and the ambient temperature from the temperature multi-channel, receiving the operation state information from the monitoring unit, and performing the monitoring process,
The monitoring process is
The state of the energy storage device is monitored using the battery temperatures provided from the temperature multi-channel, the ambient temperature, and the operation state information, and if it is determined that it is in the abnormal state as a result of monitoring, the abnormal state is displayed in the black box. And controlling the switch unit to generate the warning message while storing information or to block a connection between the external power device and the energy storage device.
상기 이중화 보호 장치는
상기 메인 제어부에 제어되어 각종 정보를 저장할 수 있는 메모리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 7,
The redundancy protection device
And a memory unit that is controlled by the main control unit to store various types of information.
상기 메인 제어부는
상기 배터리 모듈들의 구동 패턴 학습 정보들을 생성하여 상기 메모리부에 저장시키는 학습 프로세스를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 8,
The main control unit
And further performing a learning process of generating driving pattern learning information of the battery modules and storing them in the memory unit.
상기 감시 프로세스는
상기 온도 멀티 채널로부터 제공된 상기 배터리 온도들 및 상기 주변 온도와 상기 동작 상태 정보를 상기 구동 패턴 학습 정보들과 비교하여 상기 에너지 저장 장치가 상기 이상 상태에 있는지 여부를 판단하고, 상기 이상 상태에 있다고 판단하면, 상기 블랙박스에 상기 이상 상태 정보를 저장시키면서 상기 경고 메시지를 발생시키거나 상기 외부 전력 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이의 연결을 차단하도록 상기 스위치부를 제어하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 9,
The monitoring process is
It is determined whether the energy storage device is in the abnormal state by comparing the battery temperatures, the ambient temperature and the operating state information provided from the temperature multi-channel with the driving pattern learning information, and determining that the energy storage device is in the abnormal state. Then, the switch unit is controlled to generate the warning message while storing the abnormal state information in the black box or to block a connection between the external power device and the energy storage device.
상기 구동 패턴 학습 정보들 각각은
상기 배터리 모듈들 각각의 충전률에 따른 구동 패턴 정보인 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 10,
Each of the driving pattern learning information
An energy storage system comprising driving pattern information according to a charging rate of each of the battery modules.
상기 에너지 저장 장치는
상기 배터리 배치 공간 내에 배치되고, 상기 메인 제어부에 의해 제어되어 상기 주변 온도를 제어할 수 있는 온도 제어 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 11,
The energy storage device
And a temperature control module disposed in the battery arrangement space and controlled by the main controller to control the ambient temperature.
상기 구동 패턴 학습 정보들 각각은
상기 주변 온도 및 상기 배터리 모듈들 각각의 충전률에 따른 구동 패턴 정보인 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 12,
Each of the driving pattern learning information
An energy storage system comprising driving pattern information according to the ambient temperature and a charging rate of each of the battery modules.
상기 학습 프로세스는
상기 온도 제어 모듈을 제어하여 상기 주변 온도를 변경시키면서, 상기 배터리 모듈들 각각의 충전률에 따른 구동 패턴 정보를 학습한 후, 상기 구동 패턴 학습 정보들을 생성하여 상기 메모리부에 저장시키는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 13,
The learning process is
Controlling the temperature control module to change the ambient temperature, learning driving pattern information according to the charging rate of each of the battery modules, and then generating the driving pattern learning information and storing the driving pattern learning information in the memory unit. Energy storage system.
상기 학습 프로세스는
상기 온도 제어 모듈을 제어하여 상기 주변 온도를 변경시키면서, 상기 배터리 모듈들 각각의 충전률에 따른 구동 패턴 정보를 복수회 학습한 후, 상기 구동 패턴 학습 정보들을 생성하여 상기 메모리부에 저장시키는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 14,
The learning process is
Controlling the temperature control module to change the ambient temperature, learning driving pattern information according to the charging rate of each of the battery modules a plurality of times, and then generating the driving pattern learning information and storing the driving pattern learning information in the memory unit. Energy storage system.
상기 구동 패턴 학습 정보들 각각은
상기 주변 온도를 변경시켜가면서 상기 배터리 모듈들 각각에 대한 충전시 충전률이 증가할 때마다 상기 배터리 온도를 측정하는 과정을 복수회 수행하여 생성된 충전시 온도 패턴 학습 정보;
상기 주변 온도를 변경시켜가면서 상기 배터리 모듈들 각각에 대한 방전시 충전률이 감소할 때마다 상기 배터리 온도를 측정하는 과정을 복수회 수행하여 생성된 방전시 온도 패턴 학습 정보; 및
상기 주변 온도를 변경시켜가면서 상기 배터리 모듈들 각각에 대한 충전시 충전률이 증가할 때마다 상기 배터리 모듈들 각각에서의 충전 전류 및 충전 전압을 측정하여 복수회 수행하여 생성된 충전시 전류 및 전압 패턴 학습 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 15,
Each of the driving pattern learning information
Charging temperature pattern learning information generated by performing a process of measuring the temperature of the battery a plurality of times whenever the charging rate of each of the battery modules increases while changing the ambient temperature;
Discharging temperature pattern learning information generated by performing a process of measuring the temperature of the battery a plurality of times each time the charging rate of each of the battery modules decreases while changing the ambient temperature; And
Charging current and voltage patterns generated by measuring the charging current and charging voltage in each of the battery modules a plurality of times each time the charging rate increases when charging each of the battery modules while changing the ambient temperature Energy storage system comprising learning information.
상기 충전시 온도 패턴 학습 정보는
상기 주변 온도를 변경시켜가면서, 상기 배터리 모듈들 각각에 대한 충전시 충전률이 제1 설정치 증가할 때마다 상기 배터리 온도를 측정하고, 상기 배터리 모듈들 각각에 대한 충전시 충전률이 제1 기준 충전률 이상일 때에는 제2 설정치 증가할 때마다 상기 배터리 온도를 측정하는 과정을 복수회 수행하여 생성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 16,
The temperature pattern learning information during charging is
As the ambient temperature is changed, the battery temperature is measured whenever the charging rate for each of the battery modules increases by a first set value, and the charging rate for each of the battery modules is charged as a first reference. When the rate is higher than the rate, the energy storage system is generated by performing a process of measuring the battery temperature a plurality of times each time the second set value increases.
상기 방전시 온도 패턴 학습 정보는
상기 주변 온도를 변경시켜가면서, 상기 배터리 모듈들 각각에 대한 방전시 충전률이 제3 설정치 감소할 때마다 상기 배터리 온도를 측정하는 과정을 복수회 수행하여 생성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 16,
The temperature pattern learning information during the discharge is
The energy storage system, characterized in that the energy storage system is generated by performing a process of measuring the battery temperature a plurality of times whenever the charging rate of each of the battery modules decreases by a third set value while changing the ambient temperature.
상기 충전시 전류 및 전압 패턴 학습 정보는
상기 주변 온도를 변경시켜가면서, 상기 배터리 모듈들 각각에 대한 충전시 충전률이 제4 설정치 증가할 때마다 상기 배터리 모듈들 각각에서의 충전 전류 및 충전 전압을 측정하고, 상기 배터리 모듈들 각각에 대한 충전시 충전률이 제2 기준 충전률 이상일 때에는 제5 설정치 증가할 때마다 상기 배터리 모듈들 각각에서의 충전 전류 및 충전 전압을 측정하는 과정을 복수회 수행하여 생성되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 16,
The current and voltage pattern learning information during the charging
While changing the ambient temperature, each time the charging rate of each of the battery modules increases by a fourth set value, the charging current and the charging voltage of each of the battery modules are measured, and each of the battery modules is When the charging rate is greater than the second reference charging rate during charging, the energy storage system is generated by performing a process of measuring charging current and charging voltage in each of the battery modules a plurality of times each time the fifth set value increases.
상기 동작 상태 정보는
상기 배터리 모듈들 각각에서의 충전 전류 및 충전 전압에 대한 측정 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 16,
The operation status information is
An energy storage system comprising measurement information on a charging current and a charging voltage in each of the battery modules.
상기 감시 프로세스는
상기 온도 멀티 채널로부터 제공된 상기 배터리 온도들 및 상기 주변 온도를 상기 충전시 온도 패턴 학습 정보들과 비교하여 상기 에너지 저장 장치의 상태를 감시하는 충전시 온도 감시 프로세스;
상기 온도 멀티 채널로부터 제공된 상기 배터리 온도들 및 상기 주변 온도를 상기 방전시 온도 패턴 학습 정보들과 비교하여 상기 에너지 저장 장치의 상태를 감시하는 방전시 온도 감시 프로세스; 및
상기 온도 멀티 채널로부터 제공된 상기 주변 온도와 상기 동작 상태 정보를 상기 충전시 전류 및 전압 패턴 학습 정보들과 비교하여 상기 에너지 저장 장치의 상태를 감시하는 충전시 전류 및 전압 감시 프로세스를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 16,
The monitoring process is
A charging temperature monitoring process for monitoring a state of the energy storage device by comparing the battery temperatures and the ambient temperature provided from the temperature multi-channel with temperature pattern learning information during charging;
A discharge temperature monitoring process for monitoring a state of the energy storage device by comparing the battery temperatures and the ambient temperature provided from the temperature multi-channel with temperature pattern learning information during the discharge; And
And a charging current and voltage monitoring process for monitoring a state of the energy storage device by comparing the ambient temperature and the operating state information provided from the temperature multi-channel with current and voltage pattern learning information during charging. Energy storage system.
상기 동작 상태 정보는
상기 배터리 제어부가 상기 배터리 모듈들 각각을 감시하는 자체 감시 결과를 포함하고,
상기 감시 프로세스는
상기 충전시 온도 감시 프로세스, 상기 방전시 온도 감시 프로세스 및 상기 충전시 전류 및 전압 감시 프로세스 중 적어도 하나의 프로세스에 따른 감시 결과 정보가 상기 자체 감시 결과와 상이할 때 배터리 제어 경고 메시지를 생성하는 배터리 제어 감시 프로세스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 21,
The operation status information is
The battery control unit includes a self-monitoring result of monitoring each of the battery modules,
The monitoring process is
Battery control for generating a battery control warning message when monitoring result information according to at least one of the charging temperature monitoring process, the discharging temperature monitoring process, and the charging current and voltage monitoring process is different from the self-monitoring result Energy storage system, characterized in that it further comprises a monitoring process.
상기 블랙박스는
블랙박스 메모리부;
상기 이중화 보호 제어부로부터 상기 이상 상태 정보를 수신하여, 상기 블랙박스 메모리부에 저장시킬 수 있는 블랙박스 제어부; 및
외부 전원에서 상기 블랙박스 제어부로 구동 전력을 제공하지 못할 때를 대비하여, 상기 블랙박스 제어부로 상기 구동 전력을 예비로 제공할 수 있는 백업 전원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 시스템.The method of claim 6,
The black box is
A black box memory unit;
A black box control unit configured to receive the abnormal state information from the redundancy protection control unit and store the data in the black box memory unit; And
And a backup power supply unit capable of providing the driving power to the black box control unit in reserve in case an external power supply cannot provide driving power to the black box control unit.
외부 네트워크 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이를 연결하여 상기 외부 네트워크 장치로부터 제공되는 배터리 제어 신호를 상기 에너지 저장 장치로 전달할 수 있고, 상기 에너지 저장 장치로부터 제공되는 동작 상태 정보를 상기 외부 네트워크 장치로 전달할 수 있는 감시부; 및
상기 스위치부를 제어하고, 상기 감시부로부터 상기 동작 상태 정보를 수신하고, 상기 에너지 저장 장치의 상태를 직접 측정할 수 있으며, 상기 에너지 저장 장치의 상태를 감시하는 감시 프로세스를 수행할 수 있는 메인 제어부를 포함하고,
상기 에너지 저장 장치는
상기 외부 전력을 제공받아 충전하거나 상기 충전 전력을 상기 외부 전력 장치로 제공할 수 있고, 상기 배터리 제어 신호를 제공받아 제어될 수 있으며, 상기 동작 상태 정보를 생성하여 상기 외부 네트워크 장치로 제공할 수 있고,
상기 감시 프로세스는
상기 에너지 저장 장치의 상태를 직접 측정하여 생성된 정보 및 상기 동작 상태 정보 중 적어도 하나를 이용하여 상기 에너지 저장 장치의 상태를 감시하고, 감시한 결과 이상 상태에 있다고 판단하면, 상기 스위치를 제어하여 경고 메시지를 발생시키거나 상기 외부 전력 장치 및 상기 에너지 저장 장치 사이의 연결을 차단하는 것을 특징으로 하는 이중화 보호 장치.
A switch unit that connects between an external power device and an energy storage device to transfer external power provided from the external power device to the energy storage device or to provide charging power stored in the energy storage device to the external power device ;
By connecting between an external network device and the energy storage device, a battery control signal provided from the external network device may be transmitted to the energy storage device, and operation state information provided from the energy storage device may be transmitted to the external network device. Monitoring unit; And
A main control unit capable of controlling the switch unit, receiving the operation state information from the monitoring unit, directly measuring the state of the energy storage device, and performing a monitoring process of monitoring the state of the energy storage device. Including,
The energy storage device
The external power may be supplied to charge or the charging power may be provided to the external power device, the battery control signal may be received and controlled, and the operation state information may be generated and provided to the external network device. ,
The monitoring process is
The state of the energy storage device is monitored using at least one of information generated by directly measuring the state of the energy storage device and the operation state information, and if it is determined that it is in an abnormal state as a result of monitoring, the switch is controlled to warn Generates a message or cuts off a connection between the external power device and the energy storage device.
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WO2023243987A1 (en) * | 2022-06-13 | 2023-12-21 | 스탠다드에너지 주식회사 | Ess security management system |
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