KR20220105379A - Energy storage system and operation method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an energy storage system (ESS) and an operating method thereof. The ESS comprises: a plurality of battery packs; a plurality of power converters individually managing charging and discharging of the plurality of battery packs; and a system control device controlling the plurality of power converters to differently manage charge/discharge of each of the plurality of battery packs based on battery state data of each of the plurality of battery packs.

Description

에너지 저장 시스템 및 그 동작 방법{ENERGY STORAGE SYSTEM AND OPERATION METHOD THEREOF}ENERGY STORAGE SYSTEM AND OPERATION METHOD THEREOF

본 발명은 에너지 저장 시스템(ENERGY STORAGE SYSTEM, ESS) 및 그 동작 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 상이한 수명을 갖는 복수의 배터리를 관리하는 기술에 관한 것이다. The present invention relates to an energy storage system (ENERGY STORAGE SYSTEM, ESS) and an operating method thereof, and more particularly, to a technology for managing a plurality of batteries having different lifespans.

최근 전기 자동차 등의 대용량 배터리를 사용하는 기계의 사용의 급증에 따라 사용후 폐기되는 배터리의 처리 문제가 점차 발생하고 있다. 이렇게 폐기되는 배터리들은 배터리로서 기능을 할 수 없는 상태가 되어 폐기되는 것이 아니라 해당 배터리가 사용되는 기계가 요구하는 기준 배터리 성능(60~70%) 이하가 되어 폐기된다. 따라서, 이러한 배터리를 효율적으로 재활용하는 기술이 환경적, 경제적 측면서 요구된다. Recently, with the rapid increase in the use of machines using large-capacity batteries, such as electric vehicles, the problem of disposing of batteries after use is gradually occurring. Batteries that are discarded in this way are not discarded because they cannot function as batteries, but are disposed of below the standard battery performance (60 to 70%) required by the machine in which the batteries are used. Therefore, a technology for efficiently recycling such a battery is required from an environmental and economic point of view.

본 발명의 목적은 배터리의 성능에 따라 충방전 전력량을 상이하게 관리하는 기술을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a technology for differently managing the amount of charge/discharge power according to the performance of a battery.

또한, 본 발명의 목적은 이미 사용되어 폐기된 다수의 배터리를 재활용하는 기술을 제공하는 것이다. It is also an object of the present invention to provide a technology for recycling a plurality of batteries that have already been used and discarded.

또한, 본 발명의 목적은 배터리 상호간의 열화 차이를 고려하여 충방전 전력량을 상이하게 관리하는 기술을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a technology for differently managing the amount of charge/discharge power in consideration of a difference in deterioration between batteries.

본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 배터리 팩; 각각 복수의 배터리 팩의 충방전 관리하는 복수의 전력 변환기; 및 복수의 배터리 팩 각각의 배터리 상태 데이터를 기반으로 복수의 배터리 팩 각각의 충방전이 상이하게 관리하도록 복수의 전력 변환기를 제어하는 시스템 제어 장치를 포함하는 에너지 저장 시스템이 제공된다.According to an aspect of the present invention, a plurality of battery packs; a plurality of power converters, each of which manages charging and discharging of a plurality of battery packs; and a system control device for controlling the plurality of power converters to differently manage charging and discharging of each of the plurality of battery packs based on battery state data of each of the plurality of battery packs.

일 실시예에서, 배터리 상태 데이터는 복수의 배터리 팩 각각의 SOH(State of Health) 정보를 포함하고, 시스템 제어 장치는 복수의 배터리 팩 각각의 SOH 정보에 따라 복수의 배터리 팩의 충방전량이 상이하게 관리되도록 복수의 전력 변환기를 제어할 수 있다.In an embodiment, the battery state data includes state of health (SOH) information of each of the plurality of battery packs, and the system controller determines that the charge/discharge amounts of the plurality of battery packs are different according to the SOH information of each of the plurality of battery packs. A plurality of power converters can be controlled to be managed.

일 실시예에서, 시스템 제어 장치는 복수의 배터리 팩 각각의 SOH 정보를 기반으로, 복수의 배터리 팩 각각의 충방전 전력량을 결정하는 충방전량 결정부; 및 결정된 충방전 전력량에 따라 복수의 배터리 팩 각각의 충방전을 상이하게 관리하도록 복수의 전력 변환기를 제어하는 제어 신호를 생성하는 충방전 제어부를 포함할 수 있다.In one embodiment, the system control apparatus, based on the SOH information of each of the plurality of battery packs, the charge/discharge amount determiner for determining the amount of charge/discharge power of each of the plurality of battery packs; and a charge/discharge control unit configured to generate a control signal for controlling the plurality of power converters to differently manage charge/discharge of each of the plurality of battery packs according to the determined amount of charge/discharge power.

일 실시예에서, 충방전량 결정부는 에너지 저장 시스템이 충방전할 총 전력량을 복수의 배터리 팩 각각의 SOH 비율에 따라 상이하게 분배함으로써, 복수의 배터리 팩 각각의 충방전 전력량을 결정할 수 있다.In an embodiment, the charge/discharge amount determining unit may determine the charge/discharge amount of power of each of the plurality of battery packs by differently distributing the total amount of power to be charged and discharged by the energy storage system according to the SOH ratio of each of the plurality of battery packs.

일 실시예에서, 충방전량 결정부는 충방전시 복수의 배터리 팩 각각의 SOH 비율에 따라 복수의 배터리 팩 각각의 C-Rate를 상이하게 결정함으로써, 복수의 배터리 팩 각각의 충방전 전력량을 결정할 수 있다.In an embodiment, the charge/discharge amount determiner may determine the amount of charge/discharge power of each of the plurality of battery packs by differently determining the C-Rate of each of the plurality of battery packs according to the SOH ratio of each of the plurality of battery packs during charging and discharging. .

일 실시예에서, 배터리 상태 데이터는 SOC(State of Charge) 정보, 전압 정보, 전류 정보 및 온도 정보 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the battery state data may further include at least one of state of charge (SOC) information, voltage information, current information, and temperature information.

일 실시예에서, 시스템 제어 장치는 SOC 정보, 전압 정보, 전류 정보 및 온도 정보 중 적어도 하나를 기반으로 SOH 정보를 보정하는 SOH 보정부를 더 포함하고, 충방전 전력량 결정부는 보정된 SOH를 기반으로 복수의 배터리 팩 각각의 충방전 전력량을 결정할 수 있다.In an embodiment, the system control device further includes an SOH correction unit for correcting SOH information based on at least one of SOC information, voltage information, current information, and temperature information, and the charge/discharge wattage determining unit includes a plurality of units based on the corrected SOH. It is possible to determine the amount of charge/discharge power of each of the battery packs.

일 실시예에서, 충방전 제어부는 복수의 배터리 팩 각각에 결정된 충방전 전력량이 충전되게 복수의 배터리 팩 각각의 충방전시 C-rate를 상이하게 관리하도록 복수의 전력 변환기를 제어하는 제어 신호를 생성하고, 복수의 전력 변환기는 제어 신호에 따라 복수의 배터리 팩 각각의 충방전시 유출입 C-rate를 제어할 수 있다.In an embodiment, the charge/discharge control unit generates a control signal for controlling the plurality of power converters to differently manage C-rates during charging and discharging of the plurality of battery packs so that the determined amount of charge/discharge power is charged in each of the plurality of battery packs and the plurality of power converters may control the inflow/outflow C-rate during charging and discharging of each of the plurality of battery packs according to the control signal.

일 실시예에서, 시스템 제어 장치는 배터리 상태 데이터를 복수의 배터리 팩 각각으로부터 수신하고, 제어 신호를 복수의 전력 변환기 각각에 전송하는 통신부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, the system control apparatus may further include a communication unit that receives battery state data from each of the plurality of battery packs and transmits a control signal to each of the plurality of power converters.

일 실시예에서, 복수의 배터리 팩 각각은 전력을 충방전하는 복수의 배터리 모듈; 및 복수의 배터리 모듈에 대한 배터리 상태 정보를 생성하고, 배터리 상태 정보를 시스템 제어 장치에 전송하는 BMS 모듈을 포함할 수 있다.In one embodiment, each of the plurality of battery packs includes a plurality of battery modules for charging and discharging power; and a BMS module that generates battery state information for a plurality of battery modules and transmits the battery state information to the system control device.

일 실시예에서, 복수의 배터리 팩은 에너지 저장 시스템의 입출력 단자에 대해 상호 병렬로 연결될 수 있다.In an embodiment, the plurality of battery packs may be connected in parallel to an input/output terminal of the energy storage system.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 복수의 배터리 팩, 복수의 전력 변환기 및 시스템 제어 장치를 포함하는 에너지 저장 시스템의 동작 방법은, 시스템 제어 장치가 복수의 배터리 팩 각각의 배터리 상태 데이터를 기반으로 복수의 배터리 팩 각각의 충방전이 상이하게 관리하도록 복수의 전력 변환기를 제어하는 제어 신호를 생성하는 단계; 및 복수의 전력 변환기가 제어 신호에 따라 복수의 배터리 팩 각각의 충방전을 관리하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, there is provided an operating method of an energy storage system including a plurality of battery packs, a plurality of power converters, and a system control device, wherein the system control device is generating a control signal for controlling the plurality of power converters to manage charging and discharging of each of the plurality of battery packs differently; and managing, by the plurality of power converters, charging/discharging of each of the plurality of battery packs according to the control signal.

본 발명의 실시예에 따르면 배터리의 성능에 따라 충방전 전력량을 상이하게 관리하는 것이 가능하게 된다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to differently manage the amount of charge/discharge power according to the performance of the battery.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 이미 사용되어 폐기된 다수의 배터리를 재활용하는 것이 가능하게 된다. Further, according to another embodiment of the present invention, it becomes possible to recycle a plurality of batteries that have already been used and discarded.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 배터리 상호간의 열화 차이를 고려하여 충방전 전력량을 상이하게 관리하는 것이 가능하게 된다. In addition, according to another embodiment of the present invention, it is possible to differently manage the amount of charge/discharge power in consideration of a difference in deterioration between batteries.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템 제어 장치의 블록도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 동작 방법의 흐름도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 동작 방법의 흐름도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 다른 에너지 저장 시스템의 동작 방법의 흐름도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 배터리 팩 및 복수의 전력 변환기의 배치도.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 배터리 팩 및 복수의 전력 변환기의 배치도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 배터리 팩, 복수의 전력 변환기의 블록 및 시스템 제어 장치의 블록도.
1 is a view for explaining an energy storage system according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a system control apparatus according to an embodiment of the present invention;
3 is a flowchart of a method of operating an energy storage system according to an embodiment of the present invention;
4 is a flowchart of a method of operating an energy storage system according to another embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a method of operating an energy storage system according to another embodiment of the present invention;
6 is a layout view of a plurality of battery packs and a plurality of power converters according to another embodiment of the present invention;
7 is a layout view of a plurality of battery packs and a plurality of power converters according to another embodiment of the present invention;
8 is a block diagram of a plurality of battery packs, blocks of a plurality of power converters, and a system control apparatus according to another embodiment of the present invention;

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서 및 청구항에서 사용되는 단수 표현은, 달리 언급하지 않는 한 일반적으로 "하나 이상"을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.Since the present invention can have various changes and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail through the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it should be understood that all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention are included. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Also, as used herein and in the claims, the terms "a" and "a" and "a" are generally to be construed to mean "one or more" unless stated otherwise.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. do it with

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram for explaining an energy storage system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 에너지 저장 시스템(ESS, Energy storage system)(1000)은 각각 전력을 충방전할 수 있는 복수의 배터리 팩(1100), 복수의 배터리 팩(1100) 각각의 충방전을 관리하는 복수의 전력 변환기(1200) 및 복수의 전력 변환기(1200)를 제어하는 시스템 제어 장치(1300)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1 , an energy storage system (ESS) 1000 manages charging and discharging of a plurality of battery packs 1100 and a plurality of battery packs 1100 capable of respectively charging and discharging power. It may include a plurality of power converters 1200 and a system control device 1300 for controlling the plurality of power converters 1200 .

배터리 팩(1100)은 직렬 또는 병렬로 연결되어 전력을 충전 및 방전하는 복수의 배터리 모듈(또는 배터리 셀) 및 복수의 배터리 모듈을 모니터링하여 배터리 상태 데이터를 생성하는 BMS(Battery Management System) 모듈을 포함할 수 있다. 여기서, 배터리 상태 데이터는 배터리 모듈의 전류, 전압, 온도, 습도, 배터리 충전 상태(SOC, State Of Charge), 배터리 열화 상태(SOH, State Of Health) 등의 정보를 포함할 수 있다. 여기서, BMS 모듈은 일반적으로 널리 알려지고 사용되고 있는 것이므로 이에 대한 상세한 구조 및 동작에 대한 설명은 생략한다. The battery pack 1100 includes a plurality of battery modules (or battery cells) connected in series or parallel to charge and discharge power, and a Battery Management System (BMS) module that monitors the plurality of battery modules to generate battery status data. can do. Here, the battery state data may include information such as current, voltage, temperature, humidity, battery state of charge (SOC), and battery deterioration state (SOH) of the battery module. Here, since the BMS module is generally widely known and used, a detailed structure and operation thereof will be omitted.

일 실시예에서, 복수의 배터리 모듈은 전력을 충전 및 방전하는 납 축전지(Lead_Acid), 니켈 카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈 수소(Ni-MH) 전지, 리튬 이온(Li-ion) 전지, 리튬 폴리머(Li-Polymer) 전지 등의 2차 전지일 수 있다. In an embodiment, the plurality of battery modules include a lead-acid battery (Lead_Acid), a nickel-cadmium (Ni-Cd) battery, a nickel-hydrogen (Ni-MH) battery, a lithium ion (Li-ion) battery, and a lithium for charging and discharging power. It may be a secondary battery such as a polymer (Li-Polymer) battery.

일 실시예에서, 복수의 배터리 팩(1100) 각각은 배터리 상태 데이터를 복수의 전력 변환기(1200) 각각에 전송할 수 있다. 예를 들어, 각 배터리 팩(1100)의 BMS 모듈은 각 배터리 팩(1100)의 배터리 상태 데이터를 유무선 통신 수단(예, CAN(Controller Area Network)) 통신)을 통해 복수의 전력 변환기(1200) 각각에 전송할 수 있다. In an embodiment, each of the plurality of battery packs 1100 may transmit battery state data to each of the plurality of power converters 1200 . For example, the BMS module of each battery pack 1100 transmits the battery state data of each battery pack 1100 to each of the plurality of power converters 1200 through wired/wireless communication means (eg, controller area network (CAN) communication). can be sent to

일 실시예에서, 복수의 배터리 팩(1100)은 에너지 저장 시스템(1000)의 전력 입출력 단자(1400)(예, 그리드(GRID))에 상호 병렬로 연결될 수 있다. In an embodiment, the plurality of battery packs 1100 may be connected in parallel to the power input/output terminal 1400 (eg, the grid GRID) of the energy storage system 1000 .

일 실시예에서, 복수의 배터리 팩(1100)의 각각의 충전 및 방전 전력(또는 방전율(C-rate))는 복수의 배터리 팩(1100) 각각과 에너지 저장 시스템(1000)의 전력 입출력 단자(1400) 사이에 배치된 복수의 전력 변환기(1200) 각각에 의해 상이하게 관리될 수 있다. 예를 들어, 에너지 저장 시스템(1000)이 100kW 전력을 충전할 경우, 제1 배터리 팩(1100)에는 70kW 전력이 충전되도록 제1 배터리 팩(1100)과 전력 입출력 단자(1400) 사이에 배치된 제1 전력 변환기(1200)가 관리하고, 제2 배터리 팩(1100)에는 30kW의 전력이 충전되도록 제2 배터리 팩(1100)과 전력 입출력 단자(1400) 사이에 배치된 제2 전력 변화기가 관리할 수 있다. In one embodiment, the charging and discharging power (or discharging rate (C-rate)) of each of the plurality of battery packs 1100 is the power input/output terminal 1400 of each of the plurality of battery packs 1100 and the energy storage system 1000 . ) may be managed differently by each of the plurality of power converters 1200 disposed between. For example, when the energy storage system 1000 charges 100 kW of power, the first battery pack 1100 is charged with 70 kW of power, which is disposed between the first battery pack 1100 and the power input/output terminal 1400 . The first power converter 1200 manages, and the second power converter disposed between the second battery pack 1100 and the power input/output terminal 1400 can manage the second battery pack 1100 so that 30 kW of power is charged. have.

일 실시예에서, 복수의 배터리 팩(1100) 각각은 이미 사용되어 폐기된 배터리 팩(1100)일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(1000)에 포함된 복수의 배터리 팩(1100)은 전기 자동차 등에서 사용되다가 배터리 성능이 해당 전기 자동차 등에서 요구하는 기준 이하로 내려가 폐기된 배터리 팩(1100)일 수 있다. 이는 본 발명의 일 목적이 폐기된 배터리를 재활용하는 기술을 제공하는 것이기 때문이다. 하자만, 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템(1000)은 신규 배터리 팩(1100)의 사용에 따른 불균등한 배터리 성능 저하시에도 적용 가능하므로, 본 발명의 기술적 범위가 이미 사용된 배터리의 재활용에 한정되는 것은 아니다. In one embodiment, each of the plurality of battery packs 1100 may be an already used and discarded battery pack 1100 . Specifically, the plurality of battery packs 1100 included in the energy storage system 1000 according to an embodiment of the present invention are discarded after being used in an electric vehicle, etc. (1100). This is because one object of the present invention is to provide a technology for recycling a discarded battery. However, since the energy storage system 1000 according to the present invention can be applied even when the battery performance is unevenly deteriorated due to the use of the new battery pack 1100, the technical scope of the present invention is limited to recycling of an already used battery. it is not

전력 변환기(1200)는 각 배터리 모듈과 에너지 저장 시스템(1000)의 전력 입출력 단자(1400) 사이에 배치되며, 시스템 제어 장치(1300)의 제어 신호에 따라 각 배터리 모듈로 유입되는 전류(충전) 및 각 배터리 모듈로부터 유출되는 전류(방전)을 관리할 수 있으며, 이를 위해 배터리 모듈과 전력 입출력 단자(1400)를 연결 및 차단하기 위한 개폐 릴레이와 같은 스위치 구성을 포함할 수 있다. The power converter 1200 is disposed between each battery module and the power input/output terminal 1400 of the energy storage system 1000, and the current (charge) flowing into each battery module according to the control signal of the system control device 1300 and Current (discharge) flowing from each battery module can be managed, and for this purpose, a switch configuration such as an open/close relay for connecting and disconnecting the battery module and the power input/output terminal 1400 may be included.

일 실시예에서, 전력 변환기(1200)는 시스템 제어 장치(1300)로부터 제어 신호를 수신하기 위한 통신 모듈을 포함할 수 있으며, 이 통신 모듈은 유무선 통신(예, CAN 통신) 방식으로 시스템 제어 장치(1300)로부터 제어 신호를 수신할 수 있다. In one embodiment, the power converter 1200 may include a communication module for receiving a control signal from the system control device 1300, the communication module is a system control device (eg, CAN communication) in a wired/wireless communication (eg, CAN communication) method 1300) may receive a control signal.

일 실시예에서, 복수의 전력 변환기(1200) 각각은 대응하는 복수의 배터리 팩(1100) 각각의 충방전시 C-rate가 시스템 제어 장치(1300)로부터 수신된 제어 신호에 따른 C-rate로 충방전 되도록 복수의 배터리 팩(1100) 각각의 유출입 전류를 상이하게 제어할 수 있다. In one embodiment, each of the plurality of power converters 1200 is charged at a C-rate according to a control signal received from the system control device 1300 at a C-rate during charging and discharging of each of the corresponding plurality of battery packs 1100 . In and out currents of each of the plurality of battery packs 1100 may be differently controlled to be discharged.

일 실시예에서, 복수의 전력 변환기(1200) 각각은 대응하는 복수의 배터리 팩(1100) 각각의 충방전 전력량을 시스템 제어 장치(1300)로부터 수신된 제어 신호에 따른 전력량으로 충방전 되도록, 복수의 배터리 팩(1100) 각각의 유출입 전류를 상이하게 제어할 수 있다. In one embodiment, each of the plurality of power converters 1200 is charged/discharged with the amount of charge/discharge power of each of the corresponding plurality of battery packs 1100 to the amount of power according to the control signal received from the system control device 1300 , Each of the battery packs 1100 may control the input and output currents differently.

일 실시예에서, 전력 변환기(1200)는 배터리 팩(1100)의 전압을 승압 또는 강압할 수 있다. 예를 들어, 에너지 저장 시스템(1000)이 전력을 방전하고자 하는 경우, 복수의 배터리 팩(1100)의 일부 또는 전부의 전압이 에너지 저장 시스템(1000)의 방전하고자 하는 기준 전압 보다 낮으면, 기준 전압 보다 낮은 배터리 팩(1100)들의 전압을 승압할 수 있다. In an embodiment, the power converter 1200 may step-up or step-down the voltage of the battery pack 1100 . For example, when the energy storage system 1000 intends to discharge power, if the voltage of some or all of the plurality of battery packs 1100 is lower than the reference voltage to be discharged of the energy storage system 1000 , the reference voltage Voltages of lower battery packs 1100 may be boosted.

일 실시예에서, 전력 변환기(1200)는 양방향 벅-부스터 변환회로를 포함할 수 있다. In one embodiment, the power converter 1200 may include a bi-directional buck-boost converter circuit.

일 실시예에서, 제어 신호는 에너지 저장 시스템(1000)의 충방전시 복수의 배터리 모듈 각각의 전류 및 전압 정보를 포함할 수 있다. In an embodiment, the control signal may include current and voltage information of each of the plurality of battery modules during charging and discharging of the energy storage system 1000 .

시스템 제어 장치(1300)는 복수의 배터리 팩(1100) 및 복수의 전력 변환기(1200)를 제어하는 등 에너지 저장 시스템(1000)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 2를 참조하여 후술한다. The system control apparatus 1300 may control the overall operation of the energy storage system 1000 , such as controlling the plurality of battery packs 1100 and the plurality of power converters 1200 . A detailed description thereof will be described later with reference to FIG. 2 .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템 제어 장치의 블록도이다. 2 is a block diagram of a system control apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 시스템 제어 장치(1300)는 통신부(2100), SOH 보정부(2200), 충방전량 결정부(2300) 및 충방전 제어부(2400)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the system control apparatus 1300 may include a communication unit 2100 , an SOH correction unit 2200 , a charge/discharge amount determiner 2300 , and a charge/discharge control unit 2400 .

통신부(2100)는 복수의 배터리 팩(1100) 및 복수의 전력 변환기(1200)와 유무선(예, CAN 통신) 방식으로 데이터 통신을 수행할 수 있다. 구체적으로, 통신부(2100)는 복수의 배터리 팩(1100)으로부터 배터리 상태 데이터를 수신하고, 제어 신호를 복수의 전력 변환기(1200)에 전송할 수 있다. The communication unit 2100 may perform data communication with the plurality of battery packs 1100 and the plurality of power converters 1200 in a wired/wireless (eg, CAN communication) method. Specifically, the communication unit 2100 may receive battery state data from the plurality of battery packs 1100 and transmit a control signal to the plurality of power converters 1200 .

SOH 보정부(2200)는 복수의 배터리 팩(1100) 각각으로부터 수신된 배터리 상태 데이터에 포함된 SOH를 상태 데이터에 포함된 전압, 전류 등의 정보를 기반으로 보정할 수 있다. 이는, 복수의 배터리 팩(1100) 각각에 포함된 BMS 모듈에서 측정된 SOH을 신뢰할 수 없는 경우가 발생할 수 있기 때문이며, 특히 이미 사용되어 폐기된 배터리를 재 사용하는 경우에는 더욱 그러할 수 있다. The SOH corrector 2200 may correct the SOH included in the battery state data received from each of the plurality of battery packs 1100 based on information such as voltage and current included in the state data. This is because the SOH measured by the BMS module included in each of the plurality of battery packs 1100 may be unreliable, particularly when the already used and discarded batteries are reused.

일 실시예에서, SOH 보정부(2200)는 상태 데이터에 포함된 SOC 변화량, 복수의 배터리 모듈(또는 배터리 셀) 간의 전압 편차, 배터리 팩(1100)의 내부 온도, 배터리 팩(1100)의 내부 온도 편차 등 각각에 개별적인 변환 계수를 곱한 결과를 다시 SOH와 합차 연산을 수행함으로써, SOH를 변환할 수 있다. In an embodiment, the SOH corrector 2200 may include an SOC variation included in the state data, a voltage deviation between a plurality of battery modules (or battery cells), an internal temperature of the battery pack 1100 , and an internal temperature of the battery pack 1100 . SOH can be transformed by performing a sum operation with SOH again on the result of multiplying each of the deviations and the like by individual transform coefficients.

일 실시예에서, SOH 보정부(2200)는, 상태 데이터에 포함된 전류, 전압, SOC 등을 정보를 기반으로 SOH를 산출할 수 있다. 이 때, 사용되는 산출방법은 이미 공지되어 사용되고 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. In an embodiment, the SOH corrector 2200 may calculate the SOH based on information on current, voltage, SOC, etc. included in the state data. At this time, since the calculation method used is already known and used, a detailed description thereof will be omitted.

일 실시예에서, SOH는 에너지 저장 시스템(1000)의 1차 충방전이 끝난 이후, 2차 충방전 전에 기 보정된 SOH를 다시 보정하거나, 다시 SOH를 산출할 수 있다. 이는 에너지 저장 시스템(1000)의 충방전이 수행될 때마다 복수의 배터리 팩(1100) 각각의 SOH가 변동(예, 배터리 성능 열화가 발생)될 수 있기 때문이다. In an embodiment, after the first charge/discharge of the energy storage system 1000 is finished, the SOH may be calibrated again before the second charge/discharge, or the SOH may be calculated again. This is because the SOH of each of the plurality of battery packs 1100 may be changed (eg, battery performance deterioration occurs) whenever the energy storage system 1000 is charged and discharged.

충방전량 결정부(2300)는 SOH를 기반으로 충방전량을 결정할 수 있다. 구체적으로, 배터리 충방전량 결정부(2300)는 상태 데이터에 포함된 SOH 또는 보정된 SOH를 기반으로 복수의 배터리 팩(1100) 각각의 충방전 전력량을 결정할 수 있다. The charge/discharge amount determining unit 2300 may determine the charge/discharge amount based on the SOH. Specifically, the battery charge/discharge amount determiner 2300 may determine the amount of charge/discharge power of each of the plurality of battery packs 1100 based on the SOH or the corrected SOH included in the state data.

일 실시예에서, 충방전량 결정부(2300)는 수학식 1에 따라 복수의 배터리 팩(1100) 각각의 충방전 전력량을 결정할 수 있다. In an embodiment, the charge/discharge amount determining unit 2300 may determine the charge/discharge amount of power of each of the plurality of battery packs 1100 according to Equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

즉, n 번째 배터리 팩(1100)에 충방전될 전력량(

Figure pat00002
)은 n 번째 배터리 팩(1100)의 SOH(
Figure pat00003
)를 복수의 배터리 팩(1100) t개의 총 SOH(
Figure pat00004
)로 나눈 값에 에너지 저장 장치가 충방전할 총 전력량(
Figure pat00005
)을 곱함으로써 결정될 수 있다. That is, the amount of power to be charged and discharged in the n-th battery pack 1100 (
Figure pat00002
) is the SOH(
Figure pat00003
) for a plurality of battery packs 1100 t total SOH(
Figure pat00004
) divided by the total amount of power to be charged and discharged by the energy storage device (
Figure pat00005
) can be determined by multiplying

일 실시예에서, 충방전량 결정부(2300)는 수학식 2에 따라 복수의 배터리 팩(1100) 각각의 충방전시 C-Rate를 결정함으로써, 복수의 배터리 팩(1100) 각각의 충방전 전력량을 결정할 수 있다. In one embodiment, the charge/discharge amount determining unit 2300 determines the C-Rate during charging and discharging of each of the plurality of battery packs 1100 according to Equation 2, thereby determining the amount of charge/discharge power of each of the plurality of battery packs 1100 can decide

Figure pat00006
Figure pat00006

즉, 충방전시 n 번째 배터리 팩(1100)의 C-Rate(

Figure pat00007
)는 n 번째 배터리 팩(1100)의 SOH(
Figure pat00008
)를 복수의 배터리 팩(1100) t개의 총 SOH(
Figure pat00009
)로 나눈 값에 에너지 저장 장치의 총 유출입 전류(
Figure pat00010
)를 곱합으로써 결정될 수 있다. That is, during charging and discharging, the C-Rate (
Figure pat00007
) is the SOH(
Figure pat00008
) for a plurality of battery packs 1100 t total SOH(
Figure pat00009
) divided by the total inflow and outflow current of the energy storage device (
Figure pat00010
) can be determined by multiplying

충방전 제어부(2400)는 복수의 전력 변환기(1200)가 복수의 배터리 팩(1100) 각각의 충방전 전력량을 관리하도록 복수의 전력 변환기(1200)를 제어할 수 있다. 구체적으로, 충방전 제어부(2400)는 충방전량 결정부(2300)에서 결정된 복수의 배터리 팩(1100) 각각의 충방전 전력량(또는 C-Rate)에 따라, 각 복수의 배터리 팩(1100)의 충방전시 유출입 전류를 복수의 전력 변환기(1200) 각각이 관리하도록 하는 제어 신호를 생성할 수 있다. The charge/discharge controller 2400 may control the plurality of power converters 1200 so that the plurality of power converters 1200 manage the amount of charge/discharge power of each of the plurality of battery packs 1100 . Specifically, the charging/discharging control unit 2400 may charge and discharge each of the plurality of battery packs 1100 according to the charging/discharging power amount (or C-Rate) of each of the plurality of battery packs 1100 determined by the charging/discharging amount determining unit 2300 . A control signal for allowing each of the plurality of power converters 1200 to manage the inflow and outflow currents during discharge may be generated.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 동작 방법의 흐름도이다. 3 is a flowchart of a method of operating an energy storage system according to an embodiment of the present invention.

이하, 도 1 및 도 2에 도시된 에너지 저장 시스템(1000)을 예시로 도 3의 방법을 설명하므로, 도 1 및 도 2에 관련 설명은 도 3의 방법에도 적용될 수 있다. Hereinafter, the method of FIG. 3 will be described using the energy storage system 1000 shown in FIGS. 1 and 2 as an example, and thus the descriptions related to FIGS. 1 and 2 may also be applied to the method of FIG. 3 .

단계 S3100에서, 배터리 상태 데이터가 수신된다. 구체적으로, 복수의 배터리 팩(1100) 각각은 배터리 상태 데이터를 시스템 제어 장치(1300)로 전송할 수 있다. 시스템 제어 장치(1300)는 복수의 배터리로부터 배터리 상태 데이터를 수신할 수 있다. In step S3100, battery state data is received. Specifically, each of the plurality of battery packs 1100 may transmit battery state data to the system control device 1300 . The system control device 1300 may receive battery state data from a plurality of batteries.

단계 S3200에서, 복수의 배터리 팩(1100) 각각의 충방전량이 결정된다. 구체적으로, 시스템 제어 장치(1300)는 배터리 상태 데이터를 기반으로 에너지 저장 장치의 충방전시 복수의 배터리 팩(1100) 각각에 충방전될 전력량을 결정할 수 있다. In step S3200 , a charge/discharge amount of each of the plurality of battery packs 1100 is determined. Specifically, the system control device 1300 may determine the amount of power to be charged and discharged in each of the plurality of battery packs 1100 during charging and discharging of the energy storage device based on the battery state data.

일 실시예에서, 시스템 제어 장치(1300)는 배터리 상태 데이터에 포함된 SOH를 기반으로 복수의 배터리 모듈 각각에 충방전될 전력량을 결정할 수 있다. 예를 들어, 시스템 제어 장치(1300)는 에너지 저장 장치에 충방전될 총 전력량을 복수의 배터리 모듈 각각의 SOH 비율에 따라, 복수의 배터리 모듈 각각의 충방전 전력량을 결정할 수 있다. 또한, 시스템 제어 장치(1300)는 에너지 저장 장치에 충방전될 총 전력량을 복수의 배터리 모듈 각각의 SOH 비율에 따라, 에너지 저장 시스템(1000)의 충방전시 복수의 배터리 모듈 각각의 C-Rate를 결정함으로써, 복수의 배터리 모듈 각각의 충방전 전력량을 결정할 수 있다. In an embodiment, the system controller 1300 may determine the amount of power to be charged and discharged in each of the plurality of battery modules based on the SOH included in the battery state data. For example, the system controller 1300 may determine the total amount of power to be charged and discharged in the energy storage device according to the SOH ratio of each of the plurality of battery modules, and the amount of charge/discharge power of each of the plurality of battery modules. In addition, the system control device 1300 determines the total amount of power to be charged and discharged in the energy storage device according to the SOH ratio of each of the plurality of battery modules, and the C-Rate of each of the plurality of battery modules during charging and discharging of the energy storage system 1000 . By determining, it is possible to determine the amount of charge/discharge power of each of the plurality of battery modules.

단계 S3300에서, 복수의 배터리 팩(1100)이 충방전 된다. 구체적으로, 시스템 제어 장치(1300)는 복수의 전력 변환기(1200)가 결정된 충방전 전력량으로 복수의 배터리 팩(1100) 각각이 충방전 되도록 관리하도록, 복수의 전력 변환기(1200)를 제어하는 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 복수의 전력 변환기(1200)에 전송할 수 있다. 복수의 전력 변환기(1200) 각각은 시스템 제어 장치(1300)로부터 제어 신호를 수신하고, 수신된 제어 신호에 따라 복수의 배터리 팩(1100) 각각의 충방전시 전류를 관리할 수 있다. 복수의 배터리 팩(1100) 각각은 복수의 전력 변환기(1200)에 의해 관리되는 전류에 따라 충방전을 수행할 수 있다. In step S3300, the plurality of battery packs 1100 are charged and discharged. Specifically, the system control device 1300 controls the plurality of power converters 1200 to control the plurality of power converters 1200 so that each of the plurality of battery packs 1100 is charged and discharged with the determined amount of charge/discharge power. may be generated, and the generated control signal may be transmitted to the plurality of power converters 1200 . Each of the plurality of power converters 1200 may receive a control signal from the system control device 1300 , and may manage current during charging and discharging of each of the plurality of battery packs 1100 according to the received control signal. Each of the plurality of battery packs 1100 may perform charging/discharging according to the current managed by the plurality of power converters 1200 .

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 동작 방법의 흐름도이다. 4 is a flowchart of a method of operating an energy storage system according to another embodiment of the present invention.

이하, 도 1 및 도 2에 도시된 에너지 저장 시스템(1000)을 예시로 도 4의 방법을 설명하므로, 도 1 및 도 2에 관한 설명은 도 4의 방법에도 적용될 수 있다. Hereinafter, the method of FIG. 4 will be described using the energy storage system 1000 shown in FIGS. 1 and 2 as an example, and thus the descriptions with respect to FIGS. 1 and 2 may also be applied to the method of FIG. 4 .

단계 S4100에서, 시스템 제어 장치(1300)는 복수의 배터리 팩(1100) 각각으로부터 SOH, 전류, 전압, SOC 등의 정보를 포함하는 배터리 상태 데이터를 수신할 수 있다. In operation S4100 , the system control device 1300 may receive battery state data including information such as SOH, current, voltage, and SOC from each of the plurality of battery packs 1100 .

단계 S4200에서, 시스템 제어 장치(1300)는 배터리 상태 데이터에 포함된 SOH를 배터리 상태 데이터에 포함된 전압, 전류, SOH 등을 정보를 기반으로 보정할 수 있다. In operation S4200, the system control device 1300 may correct the SOH included in the battery state data based on information on voltage, current, SOH, etc. included in the battery state data.

단계 S4300에서, 시스템 제어 장치(1300)는 보정된 SOH를 기반으로 복수의 배터리 팩(1100) 각각의 충방전 전력량을 결정할 수 있다. In operation S4300 , the system controller 1300 may determine the amount of charge/discharge power of each of the plurality of battery packs 1100 based on the corrected SOH.

일 실시예에서, 시스템 제어 장치(1300)는 복수의 배터리 팩(1100) 각각의 보정된 SOH에 따라 상이하게 복수의 배터리 팩(1100) 각각에 충방전될 전력량을 결정할 수 있다. In an embodiment, the system control device 1300 may determine the amount of power to be charged and discharged in each of the plurality of battery packs 1100 differently according to the corrected SOH of each of the plurality of battery packs 1100 .

일 실시예에서, 시스템 제어 장치(1300)는 복수의 배터리 팩(1100) 각각의 보정된 SOH를 기반으로 충방전시 복수의 배터리 팩(1100) 각각의 C-Rate를 결정함으로써, 복수의 배터리 팩(1100) 각각에 충방전될 전력량을 결정할 수 있다. In one embodiment, the system control device 1300 determines the C-Rate of each of the plurality of battery packs 1100 during charging and discharging based on the corrected SOH of each of the plurality of battery packs 1100, It is possible to determine the amount of power to be charged and discharged in each of (1100).

단계 S4400에서, 시스템 제어 장치(1300)는 복수의 전력 변환기(1200)를 제어함으로써, 복수의 전력 변환기(1200)가 결정된 전력량으로 충방전하도록 복수의 배터리 팩(1100)을 관리할 수 있다. 복수의 배터리 팩(1100)은 복수의 전력 변환기(1200)에 의해 관리되는 전류에 따라 결정된 전력량을 충방전할 수 있다. In operation S4400 , the system control device 1300 may manage the plurality of battery packs 1100 by controlling the plurality of power converters 1200 so that the plurality of power converters 1200 are charged and discharged with a determined amount of power. The plurality of battery packs 1100 may charge/discharge an amount of power determined according to the current managed by the plurality of power converters 1200 .

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 다른 에너지 저장 시스템의 동작 방법의 흐름도이다. 5 is a flowchart of a method of operating an energy storage system according to another embodiment of the present invention.

이하, 도 1 및 도 2에 도시된 에너지 저장 시스템(1000)을 예시로 도 4의 방법을 설명하므로, 도 1 및 도 2에 관한 설명은 도 5에 방법에도 적용될 수 있다. Hereinafter, the method of FIG. 4 will be described using the energy storage system 1000 shown in FIGS. 1 and 2 as an example, so that the description of FIGS. 1 and 2 may also be applied to the method of FIG. 5 .

단계 S5100에서, 에너지 저장 시스템(1000)은 복수의 배터리 팩(1100) 각각이 보정된 SOH를 기반으로 결정된 충방전 전력을 충방전하는 1차 충방전 동작을 수행할 수 있다. In operation S5100 , the energy storage system 1000 may perform a primary charging/discharging operation in which each of the plurality of battery packs 1100 charges/discharges the determined charging/discharging power based on the corrected SOH.

단계 S5200에서, 배터리 상태 정보가 수신된다. 구체적으로, 시스템 제어 장치(1300)는 1차 충방전 동작 동안 모니터링된 복수의 배터리 팩(1100) 각각에 대한 배터리 상태 데이터를 복수의 배터리 팩(1100) 각각으로부터 수신할 수 있다. 시스템 제어 장치(1300)는 기 보정된 SOH를 1차 충방전 동작 동안 모니터링된 복수의 배터리 팩(1100) 각각에 대한 배터리 상태 데이터를 기반으로 다시 보정할 수 있다. In step S5200, battery state information is received. Specifically, the system control device 1300 may receive battery state data for each of the plurality of battery packs 1100 monitored during the first charge/discharge operation from each of the plurality of battery packs 1100 . The system control device 1300 may re-correct the pre-calibrated SOH based on battery state data for each of the plurality of battery packs 1100 monitored during the first charge/discharge operation.

단계 S5300에서, 시스템 제어 장치(1300)는 다시 보정된 SOH를 기반으로 복수의 배터리 팩(1100) 각각이 충방전할 전력량을 결정하고, 복수의 배터리 팩(1100) 각각이 결정된 전력량을 충방전하게 관리하는 복수의 전력 변환기(1200)를 제어하는 제어 신호를 생성하여, 생성된 제어 신호를 복수의 전력 변환기(1200)에 전송할 수 있다. 복수의 전력 변환기(1200)는 복수의 배터리 팩(1100) 각각이 결정된 전력을 충방전하도록 복수의 배터리 팩(1100) 각각의 전류를 제어할 수 있다. 복수의 배터리 팩(1100)은 복수의 전력 변환기(1200)에 의해 제어된 전류에 따라 충방전을 수행할 수 있다. In step S5300, the system control device 1300 determines the amount of power to be charged and discharged by each of the plurality of battery packs 1100 based on the corrected SOH again, and each of the plurality of battery packs 1100 charges and discharges the determined amount of power A control signal for controlling the plurality of managed power converters 1200 may be generated, and the generated control signal may be transmitted to the plurality of power converters 1200 . The plurality of power converters 1200 may control the current of each of the plurality of battery packs 1100 so that each of the plurality of battery packs 1100 charges and discharges the determined power. The plurality of battery packs 1100 may be charged and discharged according to currents controlled by the plurality of power converters 1200 .

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 배터리 팩 및 복수의 전력 변환기의 배치도이다. 6 is a layout view of a plurality of battery packs and a plurality of power converters according to another embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템(1000)에서 복수의 전력 변환기(1200) 상호간에 직렬로 연결될 수 있으며, 다만 이 경우에도 복수의 배터리 팩(1100)은 에너지 저장 시스템(1000)의 입출력 단자(1400)에 대해 상호 병렬로 연결된다. Referring to FIG. 6 , a plurality of power converters 1200 may be connected in series to each other in the energy storage system 1000 according to the present invention, but even in this case, the plurality of battery packs 1100 may be used in the energy storage system 1000 . are connected in parallel to each other with respect to the input/output terminal 1400 of the .

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 배터리 팩 및 복수의 전력 변환기의 배치도이다. 7 is a layout view of a plurality of battery packs and a plurality of power converters according to another embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 에너지 저장 시스템(1000)에서 복수의 전력 변환기(1200)는 상호간에 직렬 및 병렬의 조합으로 배치될 수 있으며, 다만 이 경우에도 복수의 배터리 팩(1100)은 에너지 저장 시스템(1000)의 입출력 단자(1400)에 대해 상호 병렬로 연결된다. Referring to FIG. 7 , in the energy storage system 1000 according to the present invention, the plurality of power converters 1200 may be disposed in a combination of series and parallel with each other, but even in this case, the plurality of battery packs 1100 They are connected in parallel to the input/output terminal 1400 of the energy storage system 1000 .

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 배터리 팩(1100), 복수의 전력 변환기(1200)의 블록 및 시스템 제어 장치(1300)의 블록도이다.8 is a block diagram of a plurality of battery packs 1100, blocks of a plurality of power converters 1200, and a system control apparatus 1300 according to another embodiment of the present invention.

도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 배터리 팩(1100), 복수의 전력 변환기(1200)의 블록 및 시스템 제어 장치(1300)는 프로세서(810), 메모리(820), 저장부(830), 사용자 인터페이스 입력부(840) 및 사용자 인터페이스 출력부(850) 중 적어도 하나 이상의 요소를 포함할 수 있으며, 이들은 버스(860)를 통해 서로 통신할 수 있다. 또한, 복수의 배터리 팩(1100), 복수의 전력 변환기(1200)의 블록 및 시스템 제어 장치(1300)는 네트워크에 접속하기 위한 네트워크 인터페이스(870)를 또한 포함할 수 있다. 프로세서(810)는 메모리(820) 및/또는 저장소(830)에 저장된 처리 명령어를 실행시키는 CPU 또는 반도체 소자일 수 있다. 메모리(820) 및 저장부(830)는 다양한 유형의 휘발성/비휘발성 기억 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리는 ROM(824) 및 RAM(825)을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 8 , the plurality of battery packs 1100 , the blocks of the plurality of power converters 1200 , and the system control device 1300 include a processor 810 , a memory 820 , a storage unit 830 , and a user At least one element of the interface input unit 840 and the user interface output unit 850 may be included, and they may communicate with each other through the bus 860 . In addition, the plurality of battery packs 1100 , the blocks of the plurality of power converters 1200 , and the system control device 1300 may also include a network interface 870 for connecting to a network. The processor 810 may be a CPU or a semiconductor device that executes processing instructions stored in the memory 820 and/or the storage 830 . The memory 820 and the storage 830 may include various types of volatile/nonvolatile storage media. For example, the memory may include ROM 824 and RAM 825 .

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Up to now, the present invention has been looked at focusing on the embodiments thereof. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments are to be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

1000 : 에너지 저장 시스템
1100 : 배터리 팩
1200 : 전력 변환기
1300 : 시스템 제어 장치
1400 : 입출력 단자
2100 : 통신부
2200 : SOH 보정부
2300 : 충방전량 결정부
2400 : 충방전 제어부
1000: energy storage system
1100 : battery pack
1200 : power converter
1300: system control unit
1400: input/output terminal
2100: communication department
2200: SOH correction unit
2300: charge/discharge amount determining unit
2400: charge/discharge control unit

Claims (20)

복수의 배터리 팩;
각각 상기 복수의 배터리 팩의 충방전 관리하는 복수의 전력 변환기; 및
상기 복수의 배터리 팩 각각의 배터리 상태 데이터를 기반으로 상기 복수의 배터리 팩 각각의 충방전이 상이하게 관리하도록 상기 복수의 전력 변환기를 제어하는 시스템 제어 장치
를 포함하는 에너지 저장 시스템.
a plurality of battery packs;
a plurality of power converters respectively managing charging and discharging of the plurality of battery packs; and
A system control device for controlling the plurality of power converters to differently manage charging and discharging of each of the plurality of battery packs based on battery state data of each of the plurality of battery packs
An energy storage system comprising a.
제1항에 있어서,
상기 배터리 상태 데이터는 상기 복수의 배터리 팩 각각의 SOH(State of Health) 정보를 포함하고,
상기 시스템 제어 장치는,
상기 복수의 배터리 팩 각각의 SOH 정보에 따라 상기 복수의 배터리 팩의 충방전량이 상이하게 관리되도록 상기 복수의 전력 변환기를 제어하는, 에너지 저장 시스템.
According to claim 1,
The battery state data includes SOH (State of Health) information of each of the plurality of battery packs,
The system control device,
An energy storage system for controlling the plurality of power converters so that charging and discharging amounts of the plurality of battery packs are managed differently according to SOH information of each of the plurality of battery packs.
제2항에 있어서,
상기 시스템 제어 장치는,
상기 복수의 배터리 팩 각각의 SOH 정보를 기반으로, 상기 복수의 배터리 팩 각각의 충방전 전력량을 결정하는 충방전량 결정부; 및
결정된 충방전 전력량에 따라 상기 복수의 배터리 팩 각각의 충방전을 상이하게 관리하도록 상기 복수의 전력 변환기를 제어하는 제어 신호를 생성하는 충방전 제어부
를 포함하는, 에너지 저장 시스템.
3. The method of claim 2,
The system control device,
a charge/discharge amount determiner configured to determine an amount of charge/discharge power of each of the plurality of battery packs based on the SOH information of each of the plurality of battery packs; and
A charging/discharging control unit generating a control signal for controlling the plurality of power converters to differently manage charging/discharging of each of the plurality of battery packs according to the determined amount of charging/discharging power
comprising, an energy storage system.
제3항에 있어서,
상기 충방전량 결정부는,
에너지 저장 시스템이 충방전할 총 전력량을 상기 복수의 배터리 팩 각각의 SOH 비율에 따라 상이하게 분배함으로써, 상기 복수의 배터리 팩 각각의 충방전 전력량을 결정하는, 에너지 저장 시스템.
4. The method of claim 3,
The charge/discharge amount determining unit,
By distributing a total amount of electric power to be charged and discharged by the energy storage system differently according to an SOH ratio of each of the plurality of battery packs, the amount of charge/discharge electric power of each of the plurality of battery packs is determined.
제3항에 있어서,
상기 충방전량 결정부는,
충방전시 상기 복수의 배터리 팩 각각의 SOH 비율에 따라 상기 복수의 배터리 팩 각각의 C-Rate를 상이하게 결정함으로써, 상기 복수의 배터리 팩 각각의 충방전 전력량을 결정하는, 에너지 저장 시스템.
4. The method of claim 3,
The charge/discharge amount determining unit,
An energy storage system for determining the amount of charge/discharge power of each of the plurality of battery packs by differently determining the C-Rate of each of the plurality of battery packs according to the SOH ratio of each of the plurality of battery packs during charging and discharging.
제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 배터리 상태 데이터는 SOC(State of Charge) 정보, 전압 정보, 전류 정보 및 온도 정보 중 적어도 하나를 더 포함하고,
상기 시스템 제어 장치는,
상기 SOC 정보, 전압 정보, 전류 정보 및 온도 정보 중 적어도 하나를 기반으로 상기 SOH 정보를 보정하는 SOH 보정부를 더 포함하되,
상기 충방전 전력량 결정부는,
보정된 SOH를 기반으로 상기 복수의 배터리 팩 각각의 충방전 전력량을 결정하는, 에너지 저장 시스템.
6. The method of claim 4 or 5,
The battery state data further includes at least one of SOC (State of Charge) information, voltage information, current information, and temperature information,
The system control device,
Further comprising an SOH correction unit for correcting the SOH information based on at least one of the SOC information, voltage information, current information, and temperature information,
The charge/discharge power amount determining unit,
An energy storage system for determining the amount of charge/discharge power of each of the plurality of battery packs based on the corrected SOH.
제3항에 있어서,
상기 충방전 제어부는,
상기 복수의 배터리 팩 각각에 결정된 충방전 전력량이 충전되게 상기 복수의 배터리 팩 각각의 충방전시 C-rate를 상이하게 관리하도록 상기 복수의 전력 변환기를 제어하는 상기 제어 신호를 생성하고,
상기 복수의 전력 변환기는 상기 제어 신호에 따라 상기 복수의 배터리 팩 각각의 충방전시 유출입 C-rate를 제어하는, 에너지 저장 시스템.
4. The method of claim 3,
The charge/discharge control unit,
generating the control signal for controlling the plurality of power converters to differently manage a C-rate during charging and discharging of each of the plurality of battery packs so that the determined amount of charge/discharge power is charged in each of the plurality of battery packs;
The plurality of power converters control an inflow/outflow C-rate during charging and discharging of each of the plurality of battery packs according to the control signal.
제3항에 있어서,
상기 시스템 제어 장치는,
상기 배터리 상태 데이터를 상기 복수의 배터리 팩 각각으로부터 수신하고, 상기 제어 신호를 상기 복수의 전력 변환기 각각에 전송하는 통신부를 더 포함하는, 에너지 저장 시스템.
4. The method of claim 3,
The system control device,
The energy storage system of claim 1, further comprising a communication unit receiving the battery state data from each of the plurality of battery packs and transmitting the control signal to each of the plurality of power converters.
제1항에 있어서,
상기 복수의 배터리 팩 각각은,
전력을 충방전하는 복수의 배터리 모듈; 및
상기 복수의 배터리 모듈에 대한 상기 배터리 상태 정보를 생성하고, 상기 배터리 상태 정보를 상기 시스템 제어 장치에 전송하는 BMS 모듈
을 포함하는, 에너지 저장 시스템.
According to claim 1,
Each of the plurality of battery packs,
a plurality of battery modules for charging and discharging power; and
BMS module for generating the battery state information for the plurality of battery modules, and transmitting the battery state information to the system control device
comprising, an energy storage system.
제1항에 있어서,
상기 복수의 배터리 팩은,
에너지 저장 시스템의 입출력 단자에 대해 상호 병렬로 연결되는, 에너지 저장 시스템.

According to claim 1,
The plurality of battery packs,
An energy storage system connected in parallel with each other to input and output terminals of the energy storage system.

복수의 배터리 팩, 복수의 전력 변환기 및 시스템 제어 장치를 포함하는 에너지 저장 시스템의 동작 방법에 있어서,
상기 시스템 제어 장치가, 상기 복수의 배터리 팩 각각의 배터리 상태 데이터를 기반으로 상기 복수의 배터리 팩 각각의 충방전이 상이하게 관리하도록 상기 복수의 전력 변환기를 제어하는 제어 신호를 생성하는 단계; 및
상기 복수의 전력 변환기가, 상기 제어 신호에 따라 상기 복수의 배터리 팩 각각의 충방전을 관리하는 단계
를 포함하는 방법.
A method of operating an energy storage system comprising a plurality of battery packs, a plurality of power converters and a system control device, the method comprising:
generating, by the system control device, a control signal for controlling the plurality of power converters to differently manage charging and discharging of each of the plurality of battery packs based on battery state data of each of the plurality of battery packs; and
managing, by the plurality of power converters, charging and discharging of each of the plurality of battery packs according to the control signal
How to include.
제11항에 있어서,
상기 배터리 상태 데이터는 상기 복수의 배터리 팩 각각의 SOH(State of Health) 정보를 포함하고,
상기 제어 신호를 생성하는 단계는,
상기 복수의 배터리 팩 각각의 SOH 정보에 따라 상기 복수의 배터리 팩의 충방전량이 상이하게 관리되도록 상기 복수의 전력 변환기를 제어하는, 방법.
12. The method of claim 11,
The battery state data includes SOH (State of Health) information of each of the plurality of battery packs,
The step of generating the control signal comprises:
Controlling the plurality of power converters so that the charging and discharging amounts of the plurality of battery packs are managed differently according to SOH information of each of the plurality of battery packs.
제12항에 있어서,
상기 제어 신호를 생성하는 단계는,
상기 복수의 배터리 팩 각각의 SOH 정보를 기반으로 상기 복수의 배터리 팩 각각의 충방전 전력량을 결정하고,
결정된 충방전 전력량에 따라 상기 복수의 배터리 팩 각각의 충방전을 상이하게 관리하도록 상기 복수의 전력 변환기를 제어하는 제어 신호를 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
13. The method of claim 12,
The step of generating the control signal comprises:
determining the amount of charge/discharge power of each of the plurality of battery packs based on the SOH information of each of the plurality of battery packs;
and generating a control signal for controlling the plurality of power converters to differently manage charging and discharging of each of the plurality of battery packs according to the determined amount of charging/discharging power.
제13항에 있어서,
상기 제어 신호를 생성하는 단계는,
에너지 저장 시스템이 충방전할 총 전력량을 상기 복수의 배터리 팩 각각의 SOH 비율에 따라 상이하게 분배함으로써, 상기 복수의 배터리 팩 각각의 충방전 전력량을 결정하는, 방법.
14. The method of claim 13,
The step of generating the control signal comprises:
The method of claim 1, wherein the energy storage system determines the amount of charge/discharge power of each of the plurality of battery packs by differently distributing the total amount of power to be charged/discharged according to the SOH ratio of each of the plurality of battery packs.
제13항에 있어서,
상기 제어 신호를 생성하는 단계는,
충방전시 상기 복수의 배터리 팩 각각의 SOH 비율에 따라 상기 복수의 배터리 팩 각각의 C-Rate를 상이하게 결정함으로써, 상기 복수의 배터리 팩 각각의 충방전 전력량을 결정하는, 방법.
14. The method of claim 13,
The step of generating the control signal comprises:
A method of determining the amount of charge/discharge power of each of the plurality of battery packs by differently determining the C-Rate of each of the plurality of battery packs according to the SOH ratio of each of the plurality of battery packs during charging and discharging.
제14항 또는 제15항에 있어서,
상기 배터리 상태 데이터는 SOC(State of Charge) 정보, 전압 정보, 전류 정보 및 온도 정보 중 적어도 하나를 더 포함하고,
상기 제어 신호를 생성하는 단계는,
상기 SOC 정보, 전압 정보, 전류 정보 및 온도 정보 중 적어도 하나를 기반으로 상기 SOH 정보를 보정하고,
보정된 SOH를 기반으로 상기 복수의 배터리 팩 각각의 충방전 전력량을 결정하는, 방법.
16. The method of claim 14 or 15,
The battery state data further includes at least one of SOC (State of Charge) information, voltage information, current information, and temperature information,
The step of generating the control signal comprises:
correcting the SOH information based on at least one of the SOC information, voltage information, current information, and temperature information,
A method of determining the amount of charge/discharge power of each of the plurality of battery packs based on the corrected SOH.
제13항에 있어서,
상기 제어 신호를 생성하는 단계는,
상기 복수의 배터리 팩 각각에 결정된 충방전 전력량이 충전되게 상기 복수의 배터리 팩 각각의 충방전시 C-rate를 상이하게 관리하도록 상기 복수의 전력 변환기를 제어하는 상기 제어 신호를 생성하고,
상기 복수의 배터리 팩 각각의 충방전을 관리하는 단계는,
상기 제어 신호에 따라 상기 복수의 배터리 팩 각각의 충방전시 유출입 C-rate를 제어하는, 방법.
14. The method of claim 13,
The step of generating the control signal comprises:
generating the control signal for controlling the plurality of power converters to differently manage a C-rate during charging and discharging of each of the plurality of battery packs so that the determined amount of charge/discharge power is charged in each of the plurality of battery packs;
The step of managing the charging and discharging of each of the plurality of battery packs,
Controlling an inflow and outflow C-rate during charging and discharging of each of the plurality of battery packs according to the control signal.
제13항에 있어서,
상기 배터리 상태 데이터를 상기 복수의 배터리 팩 각각으로부터 수신하는 단계; 및
상기 제어 신호를 상기 복수의 전력 변환기 각각에 전송하는 단계를 더 포함하는, 방법.
14. The method of claim 13,
receiving the battery state data from each of the plurality of battery packs; and
and transmitting the control signal to each of the plurality of power converters.
제11항에 있어서,
상기 복수의 배터리 팩 각각은,
전력을 충방전하는 복수의 배터리 모듈; 및
상기 복수의 배터리 모듈에 대한 상기 배터리 상태 정보를 생성하고, 상기 배터리 상태 정보를 상기 시스템 제어 장치에 전송하는 BMS 모듈
을 포함하는, 방법.
12. The method of claim 11,
Each of the plurality of battery packs,
a plurality of battery modules for charging and discharging power; and
BMS module for generating the battery state information for the plurality of battery modules, and transmitting the battery state information to the system control device
A method comprising
제11항에 있어서,
상기 복수의 배터리 팩은,
에너지 저장 시스템의 입출력 단자에 대해 상호 병렬로 연결되는, 방법.
12. The method of claim 11,
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KR101923958B1 (en) * 2018-08-17 2018-11-30 박훈양 Power management device for charging or discharging battery racks based on state of each of the battery racks and energy storage system including the same

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