KR20220105895A - 셀 밸런싱을 이용한 배터리 전력 제어 장치 및 방법 - Google Patents

셀 밸런싱을 이용한 배터리 전력 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

셀 밸런싱을 이용한 배터리 전력 제어 장치 및 방법이 개시된다. 상기 배터리 전력 제어 장치 및 방법은 태양광 가로등 시스템 내 배터리의 충전 및 방전에 따른 배터리 셀 간의 전압 데이터를 획득하도록 하는 명령, 상기 배터리 셀 간의 전압 편차가 발생될 경우, 상기 배터리 셀 간의 전압이 일정 값을 유지되게 셀 밸런싱을 수행하도록 하는 명령, 상기 셀 밸런싱에 따른 적어도 하나의 정보를 저장하도록 하는 명령, 상기 적어도 하나의 정보로부터 상기 배터리의 수명(State Of Health, SOH)을 예측하도록 하는 명령, 상기 수명에 따른 상기 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC)을 추출하도록 하는 명령, 및 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 가용 전력을 제어하도록 하는 명령을 포함함으로써, 배터리의 상태 점검을 위한 별도의 시스템 없이 배터리의 수명을 예측하고, 배터리의 잔존용량에 따라 맞춤형 전력 제어가 가능하여 태양광 가로등 시스템의 효율적인 에너지 관리가 가능한 고효율 및 고신뢰성의 배터리 전력 제어 장치 및 방법이 제공될 수 있다.

Description

셀 밸런싱을 이용한 배터리 전력 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING BETTERY POWER USING CELL BALANCING}
본 발명은 셀 밸런싱을 이용한 배터리 전력 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 태양광 가로등 시스템 내 배터리 셀의 셀 밸런싱으로 잔존용량을 분석하여 배터리 셀의 전력을 제어하는 배터리 전력 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 가로등 시스템에서는 충전된 태양광 전력을 저장하기 위한 리튬 배터리 팩이 내장되어 있으며, 저장된 리튬 배터리 팩의 잔량을 측정하여 배터리의 출력을 제어하기 위한 배터리 관리 장치가 내장되어 있다.
그러나, 종래의 배터리 관리 장치는 태양광 가로등 시스템에 요구되는 부조일수를 지키지 못하는 경우가 다수 발생하여 배터리 효율을 저하시킬 뿐 아니라, 배터리 상태에 따른 방전 제어가 불가능하므로 배터리의 수명을 단축시켜 태양광 가로등 시스템의 신뢰성을 저하시키는 문제가 있다.
또한, 태양광 가로등 시스템에서의 리튬 배터리 팩에서는, 내부 저항 발생 등의 재질적 특성과 같은 제조 공정상의 이유 및 사용 환경에 따른 후발적인 요인 등에 의해 배터리 셀 내부에 임피던스의 변화를 일으켜 용량 편차가 발생된다.
이에 따라, 배터리 셀은, 도 1과 같이, 충방전 사이클에 따른 개별 충전 또는 방전시 전압 편차에 따른 특정 배터리 셀의 과충전 또는 과방전이 발생되며, 이는 배터리 팩의 용량 감소 및 열화(degrade)를 야기시켜 배터리 팩의 수명을 단축시킴으로써 태양광 가로등 시스템의 성능 저하를 유발할 수 있다.
배터리의 전력 제어에 따른 태양광 가로등 시스템의 성능 저하를 방지하기 위해, 종래에는 전류적산법에 따라 배터리의 수명을 예측하여 배터리의 전력을 제어하는 방법이 제공되고 있다. 그러나, 누적된 기존의 전류 데이터 및 전하량을 이용하여 배터리의 수명을 예측하는 전류적산법은 배터리 수명 산출시 오차 발생 가능성이 높아 초기화가 필수적으로 요구되며, 기존 데이터의 신뢰성 또한 확신하기 어려운 단점이 있다.
또한, 다른 종래 기술로는 배터리의 출력 전압 데이터를 배터리의 개방 회로 전압(OCV, Open Circuit Voltage) 데이터와 대조하여 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC)을 측정하는 기술이 있으나, 도 2와 같이, 잔존용량의 측정만으로, 노후화 또는 환경적 요인에 의해 발생되는 배터리의 수명 저하에 따른 배터리의 충방전 사이클 제어의 효과를 판단하기 어려워 신뢰성이 저하되는 단점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 고효율 및 고신뢰성의 배터리 전력 제어 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은 고효율 및 고신뢰성의 배터리 전력 제어 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치는, 메모리(memory) 및 상기 메모리에 저장된 적어도 하나의 명령을 실행하는 프로세서(processor)를 포함하되, 상기 적어도 하나의 명령은, 태양광 가로등 시스템 내 배터리의 충전 및 방전에 따른 배터리 셀 간의 전압 데이터를 획득하도록 하는 명령, 상기 배터리 셀 간의 전압 편차가 발생될 경우, 상기 배터리 셀 간의 전압이 일정 값을 유지되게 셀 밸런싱을 수행하도록 하는 명령, 상기 셀 밸런싱에 따른 적어도 하나의 정보를 저장하도록 하는 명령, 상기 적어도 하나의 정보로부터 상기 배터리의 수명(State Of Health, SOH)을 예측하도록 하는 명령, 상기 수명에 따른 상기 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC)을 추출하도록 하는 명령 및 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 전력을 제어하도록 하는 명령을 포함한다.
여기서, 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 전력을 제어하도록 하는 명령은, 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 가용 전력을 제어하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
또한, 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 전력을 제어하도록 하는 명령은, 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 소모 전력을 제어하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
이때, 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 소모 전력을 제어하도록 하는 명령에서는, 상기 배터리의 방전 심도(Depth Of Discharge,DOD)가 일정 값을 유지하도록 상기 배터리의 소모 전력을 제어할 수 있다.
한편, 상기 배터리 셀 간의 전압 데이터는 상기 배터리의 충방전 사이클 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 셀 밸런싱에 따른 적어도 하나의 정보는, 상기 셀 밸런싱을 수행한 횟수 및 상기 셀 밸런싱의 수행 시간 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 전력 제어 방법은, 태양광 가로등 시스템 내 배터리의 충전 및 방전에 따른 배터리 셀 간의 전압 데이터를 획득하는 단계, 상기 배터리 셀 간의 전압 편차가 발생될 경우, 상기 배터리 셀 간의 전압이 일정 값을 유지되도록 셀 밸런싱을 수행하는 단계, 상기 셀 밸런싱에 따른 적어도 하나의 정보를 저장하는 단계, 상기 적어도 하나의 정보로부터 상기 배터리의 수명(State Of Health, SOH)을 예측하는 단계, 상기 수명에 따른 상기 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC)을 추출하는 단계 및 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 전력을 제어하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 전력을 제어하는 단계는, 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 가용 전력을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 전력을 제어하는 단계는, 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 소모 전력을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 소모 전력을 제어하는 단계에서는, 상기 배터리의 방전 심도(Depth Of Discharge,DOD)가 일정 값을 유지하도록 상기 배터리의 소모 전력을 제어할 수 있다.
한편, 상기 배터리 셀 간의 전압 데이터는 상기 배터리의 충방전 사이클 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 셀 밸런싱에 따른 적어도 하나의 정보는, 상기 셀 밸런싱을 수행한 횟수 및 상기 셀 밸런싱의 수행 시간 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치 및 방법은 태양광 가로등 시스템 내 배터리의 충전 및 방전에 따른 배터리 셀 간의 전압 데이터를 획득하도록 하는 명령, 상기 배터리 셀 간의 전압 편차가 발생될 경우, 상기 배터리 셀 간의 전압이 일정 값을 유지되게 셀 밸런싱을 수행하도록 하는 명령, 상기 셀 밸런싱에 따른 적어도 하나의 정보를 저장하도록 하는 명령, 상기 적어도 하나의 정보로부터 상기 배터리의 수명(State Of Health, SOH)을 예측하도록 하는 명령, 상기 수명에 따른 상기 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC)을 추출하도록 하는 명령, 및 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 가용 전력을 제어하도록 하는 명령을 포함함으로써, 배터리의 상태 점검을 위한 별도의 시스템 없이 배터리의 수명을 예측하고, 배터리의 잔존용량에 따라 맞춤형 전력 제어가 가능하여 태양광 가로등 시스템의 효율적인 에너지 관리가 가능한 고효율 및 고신뢰성의 배터리 전력 제어 장치 및 방법이 제공될 수 있다.
도 1은 태양광 가로등 시스템의 충방전 사이클에 따른 리튬 배터리의 총 용량 변화를 나타내는 그래프이다.
도 2는 태양광 가로등 시스템의 충방전 사이클에 따른 잔존용량과 리튬 배터리 팩의 개방 회로 전압 간의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치의 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 방법의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실험예에 따른 배터리 전력 제어 방법에서의 잔존용량에 따른 소모 전력을 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 6에 따른 배터리 전력 제어 방법에서의 배터리 전력 제어 시 시간에 따른 잔존용량을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실험예에 따른 배터리 전력 제어 방법에서의 방전심도에 따른 배터리 팩의 수명을 나타내는 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하여 이를 상세하게 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 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 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치를 설명하기 위한 블록 구성도이다.
도 3을 참조하면, 배터리 전력 제어 장치(1000)는 태양광 가로등 시스템(S)과 연동될 수 있다. 이에 따라, 배터리 전력 제어 장치(1000)는 태양광 가로등 시스템(S) 내 배터리 팩의 셀 밸런싱을 제어하여 상기 배터리 팩의 수명을 예측하고, 배터리의 가용 전력을 제어할 수 있다.
배터리 전력 제어 장치(1000)에 대해서는 하기 도 4를 참조하여 구성별로 보다 자세히 설명하겠다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치의 블록 구성도이다.
도 4를 참조하면, 배터리 전력 제어 장치(1000)는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리(100) 및 상기 메모리의 적어도 하나의 명령을 실행하는 프로세서(200), 송수신 장치(300), 입력 인터페이스 장치(400), 출력 인터페이스 장치(500) 및 저장 장치(600) 등을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 배터리 전력 제어 장치(1000)에 포함된 각각의 구성 요소들(100, 200, 300, 400, 500, 600)은 버스(bus, 700)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
배터리 전력 제어 장치(1000)의 상기 구성들(100, 200, 300, 400, 500, 600) 중 메모리(100) 및 저장 장치(600)는 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리(100) 및 저장 장치(600)는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
메모리(100)는 후술될 프로세서(200)에 의해 실행될 적어도 하나의 명령을 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 적어도 하나의 명령은, 태양광 가로등 시스템 내 배터리의 충전 및 방전에 따른 배터리 셀 간의 전압 데이터를 획득하도록 하는 명령, 상기 배터리 셀 간의 전압 편차가 발생될 경우, 상기 배터리 셀 간의 전압이 일정 값을 유지되게 셀 밸런싱을 수행하도록 하는 명령, 상기 셀 밸런싱에 따른 적어도 하나의 정보를 저장하도록 하는 명령, 상기 적어도 하나의 정보로부터 상기 배터리의 수명(State Of Health, SOH)을 예측하도록 하는 명령, 상기 수명에 따른 상기 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC)을 추출하도록 하는 명령, 및 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 가용 전력을 제어하도록 하는 명령을 포함할 수 있다.
출력 인터페이스 장치(500)는 후술될 저장 장치(600)에 저장된 적어도 하나의 정보를 출력할 수 있다. 예를 들어, 출력 인터페이스 장치(500)는 모니터(monitor) 또는 인디케이터(indicator)로 제공될 수 있다. 이에 따라, 배터리 셀의 상태 모니터링이 가능하므로, 사용자가 배터리의 노후화 정도를 용이하게 점검할 수 있다.
저장 장치(600)는 프로세서(200)에 의해 실행되는 적어도 하나의 명령에 의해 생성된 적어도 하나의 정보를 저장할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 저장 장치(600)는 태양광 가로등 시스템으로부터 획득한 배터리 팩의 충전 및 방전에 따른 베터리 셀 간의 전압 데이터를 저장할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 저장 장치(600)는 프로세서(200)에 의한 명령 수행 시 생성되는 적어도 하나의 셀 밸런싱 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 셀 밸런싱 정보는 셀 밸런싱에 의해 출력되는 전력 데이터, 셀 밸런싱을 수행하는 시간 데이터 및 셀 밸런싱을 수행한 횟수 데이터 등을 저장할 수 있다.
또다른 실시예에 따르면, 저장 장치(600)는 프로세서(200)에 의한 명령 수행 시 산출된 배터리 셀의 수명 데이터 및 잔존용량 데이터 등을 저장할 수 있다.
프로세서(200)는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다.
프로세서(200)는 앞서 설명한 바와 같이, 메모리(100)에 저장된 적어도 하나의 프로그램 명령(program command)을 실행할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치를 설명하였다.
이하에서는, 하기 도 5에서는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치 내 프로세서에 의해 실행되는 배터리 전력 제어 방법을 보다 자세히 설명하겠다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 방법의 순서도이다.
도 5를 참조하면, 배터리 전력 제어 장치(1000) 내 프로세서(200)는 태양광 가로등 시스템 내 배터리 팩의 충전 및 방전에 따른 적어도 하나의 데이터를 획득할 수 있다(S1000).
여기서, 적어도 하나의 데이터는 배터리 셀 간의 전압 데이터일 수 있다. 이때, 상기 배터리 셀 간의 전압 데이터는 태양광 가로등 시스템의 충방전 사이클 정보를 포함할 수 있다.
한편, 배터리 셀은 복수개로 제공되며, 패터리 팩 내부에 직렬 연결된 형태로 제공될 수 있다.
프로세서(200)는 수신된 전압 데이터로부터 배터리 셀들 간의 전압 편차가 발생될 경우, 셀 밸런싱을 수행할 수 있다(S2000). 여기서, 셀 밸런싱은 배터리 셀들 간의 전압이 일정 값을 유지되도록 회로를 제어하는 것일 수 있다.
보다 자세히 설명하면, 배터리 팩 내부의 복수의 배터리 셀은 열화(degrade)에 의한 전압 편차가 발생될 수 있다. 이에, 열화에 따른 배터리 셀 간의 전압 편차가 발생될 경우, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치(1000) 내 프로세서(200)는 셀 밸런싱을 수행함으로써 배터리 셀들 간의 전압이 일정하게 유지되도록 하여, 배터리 셀들 간의 전압 편차에 따른 태양광 가로등 시스템의 전력 손실 및 수명 저하를 방지할 수 있다.
이때, 프로세서(200)는 상기 셀 밸런싱 수행 시 발생되는 적어도 하나의 정보를 저장할 수 있다(S3000). 여기서, 상기 적어도 하나의 정보는 상기 셀 밸런싱을 수행한 횟수 및 상기 셀 밸런싱의 수행 시간 등의 정보를 포함할 수 있다.
이후, 프로세서(200)는 상기 적어도 하나의 정보로부터 상기 배터리의 수명(State Of Health, SOH)을 예측하고(S4000), 예측된 수명에 따른 상기 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC)을 추출할 수 있다(S5000).
일반적으로, 태양광 가로등 시스템 내 배터리 팩은 충방전 사이클을 반복함에 따라 자연적으로 노후화되어, 배터리 팩 내부의 총 가용 용량(Capacity)이 저하될 수 있다. 또한, 내부 전류 세기, 온도 등에 따른 배터리 셀들 간의 열화 발생 및 방전심도(Depth Of Discharge. DOD) 등의 내부 요인으로 인해 배터리 팩의 노후화가 가속화 될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치(1000) 내 프로세서(200)는 태양광 가로등 시스템으로부터 획득된 적어도 하나의 정보 및 배터리 셀들 간의 열화 발생 시 생성되는 적어도 하나의 셀 밸런싱 정보에 따라 배터리 팩의 수명을 예측하여 잔존용량을 산출할 수 있다.
이후, 프로세서(200)는 산출된 잔존용량에 따라 상기 배터리의 소모 전력을 제어할 수 있다(S6000).
도 6은 본 발명의 실험예에 따른 배터리 전력 제어 방법에서의 잔존용량에 따른 소모 전력을 나타내는 그래프이고, 도 7은 도 6에 따른 배터리 전력 제어 방법에서의 배터리 전력 제어 시 시간에 따른 잔존용량을 나타내는 그래프이며, 도 8은 본 발명의 실험예에 따른 배터리 전력 제어 방법에서의 방전심도에 따른 배터리 팩의 수명을 나타내는 그래프이다.
도 6 내지 도 8에 따른 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치의 실험예에 따르면, 방전심도가 100%, 다시 말해 완전 방전되었을 경우 대비 방전심도가 80% 이하일 경우 잔존용량이 크고, 충반전 사이클의 횟수가 증가되는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치의 프로세서(200)는 방전심도를 고려하여 잔존용량에 따라 배터리의 소모 전력을 제어함으로써, 고효율의 배터리 제어가 가능하여 태양광 가로등 시스템의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
다시 말해, 본 발며의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치는 배터리 수명을 정확하게 예측함으로써, 배터리의 충방전 사이클 및 잔존용량의 사용 전략을 적절하게 조정할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치 및 방법을 설명하였다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 전력 제어 장치 및 방법은 태양광 가로등 시스템 내 배터리의 충전 및 방전에 따른 배터리 셀 간의 전압 데이터를 획득하도록 하는 명령, 상기 배터리 셀 간의 전압 편차가 발생될 경우, 상기 배터리 셀 간의 전압이 일정 값을 유지되게 셀 밸런싱을 수행하도록 하는 명령, 상기 셀 밸런싱에 따른 적어도 하나의 정보를 저장하도록 하는 명령, 상기 적어도 하나의 정보로부터 상기 배터리의 수명(State Of Health, SOH)을 예측하도록 하는 명령, 상기 수명에 따른 상기 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC)을 추출하도록 하는 명령, 및 상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 가용 전력을 제어하도록 하는 명령을 포함함으로써, 배터리의 상태 점검을 위한 별도의 시스템 없이 배터리의 수명을 예측하고, 배터리의 잔존용량에 따라 맞춤형 전력 제어가 가능하여 태양광 가로등 시스템의 효율적인 에너지 관리가 가능한 고효율 및 고신뢰성의 배터리 전력 제어 장치 및 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 롬(rom), 램(ram), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다. 프로그램 명령은 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.
실시예들에서, 프로그램 가능한 로직 장치(예를 들어, 필드 프로그머블 게이트 어레이)가 여기서 설명된 방법들의 기능의 일부 또는 전부를 수행하기 위해 사용될 수 있다. 실시예들에서, 필드 프로그머블 게이트 어레이는 여기서 설명된 방법들 중 하나를 수행하기 위한 마이크로프로세서와 함께 작동할 수 있다. 일반적으로, 방법들은 어떤 하드웨어 장치에 의해 수행되는 것이 바람직하다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1000: 배터리 전력 제어 장치 100: 메모리
200: 프로세서 300: 송수신 장치
400: 입력 인터페이스 장치 500: 출력 인터페이스 장치
600: 저장 장치 700: 버스(BUS)

Claims (12)

  1. 메모리(memory); 및
    상기 메모리에 저장된 적어도 하나의 명령을 실행하는 프로세서(processor)를 포함하되,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    태양광 가로등 시스템 내 배터리의 충전 및 방전에 따른 배터리 셀 간의 전압 데이터를 획득하도록 하는 명령,
    상기 배터리 셀 간의 전압 편차가 발생될 경우, 상기 배터리 셀 간의 전압이 일정 값을 유지되게 셀 밸런싱을 수행하도록 하는 명령,
    상기 셀 밸런싱에 따른 적어도 하나의 정보를 저장하도록 하는 명령,
    상기 적어도 하나의 정보로부터 상기 배터리의 수명(State Of Health, SOH)을 예측하도록 하는 명령,
    상기 수명에 따른 상기 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC)을 추출하도록 하는 명령, 및
    상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 전력을 제어하도록 하는 명령을 포함하는, 배터리 전력 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 전력을 제어하도록 하는 명령은,
    상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 가용 전력을 제어하도록 하는 명령을 포함하는, 배터리 전력 제어 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 전력을 제어하도록 하는 명령은,
    상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 소모 전력을 제어하도록 하는 명령을 포함하는, 배터리 전력 제어 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 소모 전력을 제어하도록 하는 명령에서는,
    상기 배터리의 방전 심도(Depth Of Discharge,DOD)가 일정 값을 유지하도록 상기 배터리의 소모 전력을 제어하는, 배터리 전력 제어 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 배터리 셀 간의 전압 데이터는,
    상기 배터리의 충방전 사이클 정보를 포함하는, 배터리 전력 제어 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 셀 밸런싱에 따른 적어도 하나의 정보는,
    상기 셀 밸런싱을 수행한 횟수 및 상기 셀 밸런싱의 수행 시간 중 적어도 하나의 정보를 포함하는, 배터리 전력 제어 장치.
  7. 태양광 가로등 시스템 내 배터리의 충전 및 방전에 따른 배터리 셀 간의 전압 데이터를 획득하는 단계;
    상기 배터리 셀 간의 전압 편차가 발생될 경우, 상기 배터리 셀 간의 전압이 일정 값을 유지되도록 셀 밸런싱을 수행하는 단계;
    상기 셀 밸런싱에 따른 적어도 하나의 정보를 저장하는 단계;
    상기 적어도 하나의 정보로부터 상기 배터리의 수명(State Of Health, SOH)을 예측하는 단계;
    상기 수명에 따른 상기 배터리의 잔존용량(State Of Charge, SOC)을 추출하는 단계; 및
    상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 전력을 제어하는 단계를 포함하는, 배터리 전력 제어 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 전력을 제어하는 단계는,
    상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 가용 전력을 제어하는 단계를 포함하는, 배터리 전력 제어 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 전력을 제어하는 단계는,
    상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 소모 전력을 제어하는 단계를 포함하는, 배터리 전력 제어 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 잔존용량에 따라 상기 배터리의 소모 전력을 제어하는 단계에서는,
    상기 배터리의 방전 심도(Depth Of Discharge,DOD)가 일정 값을 유지하도록 상기 배터리의 소모 전력을 제어하는, 배터리 전력 제어 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 배터리 셀 간의 전압 데이터는,
    상기 배터리의 충방전 사이클 정보를 포함하는, 배터리 전력 제어 방법.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 셀 밸런싱에 따른 적어도 하나의 정보는,
    상기 셀 밸런싱을 수행한 횟수 및 상기 셀 밸런싱의 수행 시간 중 적어도 하나의 정보를 포함하는, 배터리 전력 제어 방법.
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