KR20220145663A - Battery control device - Google Patents

Battery control device Download PDF

Info

Publication number
KR20220145663A
KR20220145663A KR1020210052510A KR20210052510A KR20220145663A KR 20220145663 A KR20220145663 A KR 20220145663A KR 1020210052510 A KR1020210052510 A KR 1020210052510A KR 20210052510 A KR20210052510 A KR 20210052510A KR 20220145663 A KR20220145663 A KR 20220145663A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
unit
battery rack
rack
control device
Prior art date
Application number
KR1020210052510A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102565079B1 (en
Inventor
김월영
박관용
김현섭
김준영
김석환
권은지
이병찬
김동현
Original Assignee
(주)솔라라이트
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)솔라라이트 filed Critical (주)솔라라이트
Priority to KR1020210052510A priority Critical patent/KR102565079B1/en
Publication of KR20220145663A publication Critical patent/KR20220145663A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102565079B1 publication Critical patent/KR102565079B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/02—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16538—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
    • G01R19/16542—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies for batteries
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G08B21/182—Level alarms, e.g. alarms responsive to variables exceeding a threshold
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

The present invention relates to a battery control device. The present invention comprises: a battery rack made of a plurality of battery modules; a discharging unit for discharging power stored in the battery rack; an integrated sensor unit for sensing a state of the battery rack during discharging of the battery rack; a determination unit for determining an abnormal state of the battery rack by comparing data of the integrated sensor unit with a predetermined threshold value; and a control unit for controlling to stop discharging of the battery rack when an abnormality occurs as a result of the determination of the determination unit.

Description

배터리 제어장치{Battery control device}Battery control device

본 발명은 배터리 제어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배터리랙 및 각각의 배터리 모듈을 안전하게 방전하기 위한 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a battery control device, and more particularly, to a control device for safely discharging a battery rack and each battery module.

배터리는 화학에너지를 전기에너지로 변환시키는 기구이며, 그 중 리튬이온 배터리는 현재 상용화되어 있는 이차전지 중에서 가장 성능이 우수하다는 장점이 있다. 리튬이온 배터리는 다른 이차 전지들 대비 상대적으로 무게가 가볍고 에너지 밀도가 높기 때문에, 휴대용 제품에서부터 대형 에너지 저장 시스템에 이르기까지 다양한 분야에 널리 이용되고 있다. 리튬이온 배터리는 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 전기자동차, 퍼스널 모빌리티(전동 킥보드, 전기자전거 등) 에너지저장시스템(ESS, Energy Storage System) 등의 다양한 어플리케이션에 광범위하게 적용되고 있다.A battery is a device that converts chemical energy into electrical energy, and among them, a lithium-ion battery has the advantage of having the best performance among secondary batteries currently commercially available. Since lithium-ion batteries are relatively light in weight and have high energy density compared to other secondary batteries, they are widely used in various fields ranging from portable products to large-scale energy storage systems. Lithium-ion batteries are widely applied to various applications such as smartphones, tablet computers, electric vehicles, personal mobility (electric kickboard, electric bicycle, etc.), energy storage system (ESS), and the like.

그러나, 리튬이온 배터리는 과충전, 과방전, 과전압, 과전류 등과 같이 화학적으로 불안정한 상태에 이르게 되면 폭발하거나 부풀어 오를 수 있는 위험 요소도 내포하고 있으며, 이에 따라 배터리의 효율적 에너지 사용과 안정성 문제가 더욱 부각되고 있다.However, lithium-ion batteries also contain risk factors that can explode or swell when they reach chemically unstable states such as overcharge, overdischarge, overvoltage, and overcurrent, and accordingly, the problem of efficient energy use and stability of the battery is further highlighted. have.

최근 배터리가 화학적 불안정 상태에 있는지를 확인하기 위해 배터리의 전압 및 전류를 모니터링하는 기술이 개발되었으나, 배터리의 전력을 방전할 때 배터리의 주변의 상황을 모니터링하며 배터리의 이상상태에 따라 방전을 중단하도록 제어하는 구성을 포함하고 있지 않아 배터리 방전에 따른 상황을 실시간으로 파악하기 어려운 문제가 있다. Recently, a technology for monitoring the voltage and current of the battery has been developed to check whether the battery is in a chemically unstable state. There is a problem in that it is difficult to grasp the situation due to battery discharge in real time because it does not include a control configuration.

본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 복수의 배터리 모듈로 이루어진 배터리랙 및 배터리 모듈을 안정적으로 방전하도록 하는 배터리 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the problems of the prior art described above, and an object of the present invention is to provide a battery control device for stably discharging a battery rack and a battery module composed of a plurality of battery modules.

본 발명은 방전하는 배터리랙 및 배터리 모듈의 상태를 모니터링하며, 이상상태일 경우 배터리의 방전을 중단하도록 제어하는 배터리 제어장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a battery control device that monitors the state of the discharging battery rack and battery module, and controls to stop discharging the battery in case of an abnormal state.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.Objects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 배터리 전력을 제어하는 장치에 있어서, 복수의 배터리 모듈로 이루어진 배터리랙, 상기 배터리랙에 저장된 전력을 방전시키는 방전부, 상기 배터리랙의 방전 도중 상기 배터리랙의 상태를 센싱하는 통합 센서부, 상기 통합 센서부의 데이터를 기설정된 임계값과 비교하여 상기 배터리랙의 이상상태를 판단하는 판단부 및 상기 판단부의 판단결과 이상발생시 배터리랙의 방전을 중단하도록 제어하는 제어부를 포함하는 배터리 제어장치를 제공한다.The present invention for achieving this object, in the device for controlling battery power, a battery rack consisting of a plurality of battery modules, a discharge unit for discharging the power stored in the battery rack, the battery rack during the discharging of the battery rack An integrated sensor unit for sensing the state of, a determination unit for determining the abnormal state of the battery rack by comparing the data of the integrated sensor unit with a preset threshold value, and a determination result of the determination unit to stop discharging the battery rack when an abnormality occurs It provides a battery control device including a control unit.

상기 통합 센서부는 상기 배터리랙 내부의 온도를 측정하는 온도센서, 상기 배터리랙 내부의 습도를 측정하는 습도센서, 상기 배터리랙의 전압을 측정하는 전압센서 및 상기 배터리랙의 전류를 측정하는 전류센서를 포함한다.The integrated sensor unit includes a temperature sensor for measuring the temperature inside the battery rack, a humidity sensor for measuring the humidity inside the battery rack, a voltage sensor for measuring the voltage of the battery rack, and a current sensor for measuring the current of the battery rack. include

상기 통합 센서부의 센싱된 데이터를 이용하여 상기 배터리팩의 SOC(state of charge)를 추정하는 추정부를 더 포함하고, 상기 판단부는 상기 추정된 SOC가 기설정된 임계값을 초과할 경우 이상상태로 판단하는 것을 특징으로 한다.Further comprising an estimator for estimating a state of charge (SOC) of the battery pack by using the data sensed by the integrated sensor unit, wherein the determining unit determines that the estimated SOC exceeds a preset threshold value as an abnormal state characterized in that

상기 배터리 랙 내부의 온도를 조절하기 위한 팬(Fan)을 더 포함한다.It further includes a fan (Fan) for controlling the temperature inside the battery rack.

상기 통합 센서부는 상기 팬의 동작여부를 감지하는 팬 감지센서를 더 포함하고, 상기 판단부는 상기 팬의 동작이 중단된 경우를 이상상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 특징으로 한다.The integrated sensor unit further includes a fan detection sensor for detecting whether the fan is operating, and the determination unit is characterized in that it is determined that the operation of the fan is stopped as an abnormal state.

상기 배터리팩에서 방전시킨 출력전력을 상기 팬 감지센서로 공급하는 공급부;를 더 포함한다.It further includes; a supply unit for supplying the output power discharged from the battery pack to the fan detection sensor.

상기 통합 센서부의 데이터를 저장하는 저장부, 상기 통합 센서부의 데이터를 모니터링하는 디스플레이부를 더 포함하고, 상기 디스플레이부는 이상상태일 경우 알림을 제공하는 것을 특징으로 한다.A storage unit for storing data of the integrated sensor unit, and a display unit for monitoring data of the integrated sensor unit, wherein the display unit provides a notification when an abnormal state occurs.

이상과 같은 본 발명의 배터리 제어장치에 따르면, 방전되고 있는 복수의 배터리 모듈 및 배터리랙의 상태를 실시간으로 확인하며, 배터리 랙이 이상상태일 경우 방전을 중단하도록 제어함으로써, 방전 과정을 안정적으로 동작시킬 수 있으며 배터리 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.According to the battery control device of the present invention as described above, by checking the status of a plurality of battery modules and the battery rack being discharged in real time, and controlling to stop discharging when the battery rack is in an abnormal state, the discharging process is stably operated and can improve the reliability of the battery system.

본 발명은 배터리 랙의 상태를 센싱하여 센싱 데이터를를 저장하고 실시간으로 모니터링함으로써, 배터리의 상태에 대해 관리자가 용이하게 파악하고 관리할 수 있도록 하는 효과가 있다.The present invention has the effect of enabling the administrator to easily grasp and manage the state of the battery by sensing the state of the battery rack, storing the sensed data, and monitoring in real time.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. will be.

도 1은 본 발명에 따른 배터리 제어장치를 설명하기 위한 구성도
도 2a 및 2b는 도 1의 배터리랙을 설명하기 위한 예시도
도 3은 도 1의 통합 센서부를 설명하기 위한 구성도
도 4a 및 도 4b는 도 1의 디스플레이부에서 출력된 화면 예시도1 is a configuration diagram for explaining a battery control device according to the present invention;
Figures 2a and 2b is an exemplary view for explaining the battery rack of Figure 1
3 is a configuration diagram for explaining the integrated sensor unit of FIG. 1
4A and 4B are exemplary views of a screen output from the display unit of FIG. 1 ;

본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.Objects and effects of the present invention, and technical configurations for achieving them will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a well-known function or configuration may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to intentions or customs of users and operators.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various different forms. Only the present embodiments are provided so that the disclosure of the present invention is complete, and to completely inform those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, the scope of the invention, the present invention is defined by the scope of the claims will only be Therefore, the definition should be made based on the content throughout this specification.

이와 같은 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.Although the present invention is described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and it is described below with the technical spirit of the present invention by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be made.

이하에서는 도면에 도시한 실시 예에 기초하면서 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본원이 이러한 실시 예와 도면에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the embodiments shown in the drawings. However, the present application is not limited to these examples and drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 배터리 제어장치(100)를 설명하기 위한 구성도이다.1 is a configuration diagram for explaining a battery control apparatus 100 according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리 제어장치(100)는 복수의 배터리 모듈로 이루어진 배터리랙(110), 배터리랙에 저장된 전력을 방전시키는 방전부(120), 배터리랙(110)의 상태를 센싱하는 통합 센서부(130), 배터리랙(110)의 SOC(state of charge)를 추정하는 추정부(140), 배터리랙(110)에 대해 이상상태를 판단하는 판단부(150), 배터리랙(110)의 방전을 중단하도록 제어하는 제어부(160), 배터리랙(110) 내부의 온도를 조절하기 위한 팬(Fan)(170), 방전시킨 출력전력을 팬 감지센서로 공급하는 공급부(180), 상기 통합 센서부(130)의 데이터를 저장하는 저장부(190) 및 모니터링하는 디스플레이부(200)를 포함한다.As shown in Figure 1, the battery control device 100 according to the present invention is a battery rack 110 consisting of a plurality of battery modules, a discharge unit 120 for discharging the power stored in the battery rack, the battery rack 110 The integrated sensor unit 130 for sensing the state of the estimator 140 for estimating the SOC (state of charge) of the battery rack 110, the determination unit 150 for determining the abnormal state for the battery rack 110 , a control unit 160 for controlling to stop discharging of the battery rack 110, a fan for controlling the temperature inside the battery rack 110 (Fan) 170, a supply unit for supplying the discharged output power to the fan detection sensor 180 , a storage unit 190 for storing data of the integrated sensor unit 130 , and a display unit 200 for monitoring.

배터리 랙(Battery Rack)(110)은 직·병렬로 연결된 다수의 배터리 셀(115)을 포함한다. 다수의 배터리셀(115)을 직·병렬로 연결하여 배터리 모듈(113)을 형성하고, 이 모듈들(n개의 모듈)(113)을 병렬로 연결하여 배터리 랙(110)을 형성한다.The battery rack (Battery Rack) 110 includes a plurality of battery cells 115 connected in series and parallel. A plurality of battery cells 115 are connected in series and parallel to form a battery module 113 , and these modules (n modules) 113 are connected in parallel to form a battery rack 110 .

상기 배터리 랙(110)은 전력 저장 장치 이외에도 이차 전지를 이용하는 자동차, ESS(Energy Storage System, 에너지저장시스템) 등 기타 다른 장치나 기구 및 설비 등에도 구비될 수 있음은 물론이다. 그리고 배터리 셀(110)은 리튬이온 배터리일 수 있다.Of course, the battery rack 110 may be provided in other devices, instruments and facilities, such as a vehicle using a secondary battery, an ESS (Energy Storage System), etc. in addition to the power storage device. And the battery cell 110 may be a lithium-ion battery.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 랙(110)은 복수 개의 배터리 모듈(113a, 113b, 113c, … )이 병렬로 연결되어 다단 형태로 구비되어 있으며, 각 배터리 모듈(113)은 직·병렬로 연결된 복수 개의 배터리 셀(115)들로 이루어진다. 상기 배터리 랙(110)은 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.2a and 2b, the battery rack 110 according to an embodiment of the present invention is provided in a multi-stage form in which a plurality of battery modules (113a, 113b, 113c, ...) are connected in parallel, each battery The module 113 includes a plurality of battery cells 115 connected in series and parallel. The battery rack 110 is not limited to the embodiment described.

방전부(120)는 전력스위치를 턴온시켜 배터리팩(110)에 저장된 전력을 방전시키는 역할이다. 물론, 방전부(120)는 배터리 모듈(113) 각각에 저장된 전력을 방전시킬 수도 있다.The discharge unit 120 turns on the power switch to discharge the power stored in the battery pack 110 . Of course, the discharge unit 120 may discharge power stored in each of the battery modules 113 .

통합 센서부(130)는 배터리랙(110)의 상태를 센싱하는 역할이며, 배터리 모듈(113) 각각의 상태도 센싱할 수 있다.The integrated sensor unit 130 serves to sense the state of the battery rack 110 , and may also sense the state of each of the battery modules 113 .

도 3에 도시된 바와 같이, 통합 센서부(130)는 배터리랙(110) 내부의 온도를 측정하는 온도센서(131), 습도를 측정하는 습도센서(133), 배터리랙(110)의 전압을 측정하는 전압센서(135), 전류를 측정하는 전류센서(137), 팬(170)의 동작여부를 감지하는 팬 감지센서(139)를 포함한다.As shown in Figure 3, the integrated sensor unit 130 is a temperature sensor 131 for measuring the temperature inside the battery rack 110, a humidity sensor 133 for measuring the humidity, the voltage of the battery rack 110 It includes a voltage sensor 135 for measuring current, a current sensor 137 for measuring current, and a fan detection sensor 139 for detecting whether the fan 170 is operating.

상기 온도센서(131) 및 습도센서(133)는 배터리 랙(110) 내부에 위치하여 배터리 랙(110) 내부의 온도 및 습도를 측정할 수 있으나, 배터리 모듈(113) 각각에 구비되어 하나의 배터리 모듈(113)에 대한 온도 및 습도를 측정할 수 도 있다. 또한, 상기 전압센서(135) 및 전류센서(137)는 배터리 랙(110)에 대한 전압 및 전류를 측정할 수 있고, 각각의 배터리 모듈(113) 또는 배터리 셀(115)에 대한 전압 및 전류를 측정할 수 도 있다.The temperature sensor 131 and the humidity sensor 133 are located inside the battery rack 110 to measure the temperature and humidity inside the battery rack 110, but are provided in each of the battery modules 113 to form one battery. It is also possible to measure the temperature and humidity for the module 113 . In addition, the voltage sensor 135 and the current sensor 137 can measure the voltage and current for the battery rack 110, and the voltage and current for each battery module 113 or battery cell 115 can also be measured.

상기 팬 감지센서(139)는 전압출력 AC 전류 센서를 이용하여 팬(170)의 동작여부를 감지한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 팬 감지센서(139)는 Wison 사의 WCS2801 모델을 사용할 수 있다.The fan detection sensor 139 detects whether the fan 170 is operating using a voltage output AC current sensor. According to an embodiment of the present invention, the fan detection sensor 139 may use Wison's WCS2801 model.

추정부(140)는 통합 센서부(120)에서 통합 센서부의 센싱된 데이터를 이용하여 상기 배터리랙(110)의 SOC(state of charge)를 추정한다. 즉, 추정부(140)는 측정된 전압데이터, 전류데이터와 배터리랙 주변을 측정한 온도데이터를 이용하여 상기 배터리랙(110)의 SOC(state of charge)를 추정할 수 있다.The estimator 140 estimates the state of charge (SOC) of the battery rack 110 by using the sensed data of the integrated sensor unit in the integrated sensor unit 120 . That is, the estimator 140 may estimate the SOC (state of charge) of the battery rack 110 by using the measured voltage data, current data, and temperature data measured around the battery rack.

판단부(150)는 통합 센서부(120)에서 측정된 데이터를 기설정된 임계값과 비교하며, 기설정된 임계값을 초과하는 경우 이상상태를 판단한다. 즉, 판단부(150)는 통합 센서부(120)에서 측정된 온도데이터, 습도데이터, 전압데이터, 전류데이터 중 적어도 하나 이상이 기 설정된 임계값보다 클 경우 이상상태로 판단한다.The determination unit 150 compares the data measured by the integrated sensor unit 120 with a predetermined threshold value, and determines an abnormal state when the predetermined threshold value is exceeded. That is, the determination unit 150 determines an abnormal state when at least one of temperature data, humidity data, voltage data, and current data measured by the integrated sensor unit 120 is greater than a preset threshold value.

또, 판단부(150)는 추정부(130)에서 추정된 SOC가 기설정된 임계 SOC값을 초과하는 경우에도 이상상태로 판단하며, 배터리랙(110)의 온도를 조절하는 팬(170)이 동작하지 않을 경우에도 이상상태로 판단한다.In addition, the determination unit 150 determines the abnormal state even when the SOC estimated by the estimation unit 130 exceeds the preset threshold SOC value, and the fan 170 for controlling the temperature of the battery rack 110 operates Even if it does not, it is judged as an abnormal state.

제어부(160)는 이상상태일 경우, 배터리랙(110)의 방전을 중단하도록 제어하는 역할이다. 제어부(160)는 배터리 모듈(113) 각각의 상태를 측정하여 이상상태를 판단한 경우, 해당 배터리 모듈(113)만 방전을 중단시킬 수 도 있다. 이는 이상상태가 발생한 배터리 셀로 인하여 열 폭주 및 열 전파 위험을 배터리 모듈(10) 단위에서 효과적으로 방지하기 위함이다.The control unit 160 serves to control to stop discharging of the battery rack 110 when it is in an abnormal state. When determining an abnormal state by measuring the state of each battery module 113 , the controller 160 may stop discharging only the battery module 113 . This is to effectively prevent the risk of thermal runaway and heat propagation in the battery module 10 unit due to the battery cell having an abnormal state.

팬(170)은 배터리 랙(110) 내부의 온도를 조절하기 위해 배터리랙(110) 마다 하나가 설치되거나, 배터리 모듈(113) 각각마다 별도로 설치될 수 있다.One fan 170 is installed for each battery rack 110 in order to control the temperature inside the battery rack 110, or each of the battery modules 113 may be installed separately.

공급부(180)는 배터리팩(110) 또는 배터리 모듈(113)에서 방전시킨 출력전력을 팬 감지센서(139)로 공급한다.The supply unit 180 supplies the output power discharged from the battery pack 110 or the battery module 113 to the fan detection sensor 139 .

본 발명의 일 실시예에 따른 공급부(180)는 방전이 중단되어 전류가 흐르지 않을 경우, 팬 감지센서(139)로

Figure pat00001
을 공급한다. 예를들어, 공급부(180)는 5V일 경우 2.5V가 팬 감지센서(139)로 공급된다.The supply unit 180 according to an embodiment of the present invention is a fan detection sensor 139 when the current does not flow because the discharge is stopped.
Figure pat00001
to supply For example, when the supply unit 180 is 5V, 2.5V is supplied to the fan detection sensor 139 .

공급부(180)는 팬 감지센서(139)에 정방향으로 전류가 흐를 경우

Figure pat00002
이상의 출력전압이 공급되고, 역방향으로 흐를 경우
Figure pat00003
미만의 출력전압이 공급된다. 또 AC 전류의 경우,
Figure pat00004
를 중심으로 스윙되는 전압을 출력전압으로 출력하며, 스윙전압의 RMS 전압을 출력전류로 환산하여 공급하게 된다.When the current flows in the forward direction to the fan detection sensor 139, the supply unit 180
Figure pat00002
When more than an output voltage is supplied and flows in the reverse direction
Figure pat00003
Less than the output voltage is supplied. Also, in the case of AC current,
Figure pat00004
The voltage swinging around is output as an output voltage, and the RMS voltage of the swing voltage is converted into an output current and supplied.

공급부(180)에서 팬 감지센서(139)로 출력전력을 공급하는 것은 배터리 랙(110) 내부의 온도를 상승하지 않도록 지속적으로 팬이 동작하는 지를 감시하기 위함이다.Supplying output power from the supply unit 180 to the fan detection sensor 139 is to monitor whether the fan continuously operates so as not to increase the temperature inside the battery rack 110 .

저장부(190)는 온도데이터, 습도데이터, 전압데이터, 전류데이터, SOC를 저장한다.The storage unit 190 stores temperature data, humidity data, voltage data, current data, and SOC.

디스플레이부(200)는 모니터링하도록 온도데이터, 습도데이터, 전압데이터, 전류데이터, SOC를 제공한다. 디스플레이부(200)은 이상상태일 경우 경고 또는 알림을 제공할 수 있다.The display unit 200 provides temperature data, humidity data, voltage data, current data, and SOC for monitoring. The display unit 200 may provide a warning or a notification in case of an abnormal state.

본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이부(200)는 다양한 크기의 터치패드를 이용할 수 있다.The display unit 200 according to an embodiment of the present invention may use touchpads of various sizes.

도 4a 및 도 4b는 디스플레이부(200)에서 출력된 화면 예시도이다.4A and 4B are exemplary views of a screen output from the display unit 200 .

도 4a를 참조하면, 디스플레이부(200)는 방전되고 있는 배터리 랙(110)의 상태를 통합센서부(13)에서 측정하여 평균온도, 평균습도, 방전전압, 방전전류, 셀전압, SOC으로 방전 진행 상황을 실시간으로 나타낼 수 있다. 그리고 디스플레이부(200)는 사용자에 의해 기설정된 임계값 즉, 방전정지 조건 설정의 내부온도, 내부습도, 셀전압, SOC을 설정하도록 디스플레이할 수 있다.Referring to Figure 4a, the display unit 200 measures the state of the battery rack 110 being discharged in the integrated sensor unit 13, the average temperature, average humidity, discharge voltage, discharge current, cell voltage, SOC discharge Progress can be displayed in real time. In addition, the display unit 200 may display to set a threshold value preset by the user, that is, the internal temperature, internal humidity, cell voltage, and SOC of the discharge stop condition setting.

디스플레이부(200)는 reset 버튼을 통해 사용자가 설정한 임계값을 초기화하도록 할 수 있다. 또한, 이상상황 시에 alarm이 발광하면서 경고음을 제공할 수 있다.The display unit 200 may initialize the threshold value set by the user through the reset button. In addition, in case of an abnormal situation, an alarm can be emitted and a warning sound can be provided.

도 4b를 참조하면, 디스플레이부(200)는 배터리 모듈(113)별로(#1 내지 #12) 온도 및 습도 데이터, 팬(FAN)의 동작상태를 디스플레이한다. Referring to FIG. 4B , the display unit 200 displays temperature and humidity data for each battery module 113 (#1 to #12), and the operating state of the fan.

이와 같이 본 발명에 따르면, 배터리 제어장치(100)는 방전되는 배터리 랙의 상태를 실시간으로 센싱하고, 센싱 데이터를 비교하여 이상상태를 판단하며, 이상상태일 경우 방전을 중단하도록 제어함으로써, 방전 과정을 안정적으로 동작시킬 수 있다. 또한, 센싱 데이터를 실시간으로 모니터링할 수 있으므로, 관리자가 시각적으로 확인할 수 있다.As described above, according to the present invention, the battery control device 100 senses the state of the discharged battery rack in real time, compares the sensed data to determine an abnormal state, and controls to stop discharging in the case of an abnormal state, thereby discharging process can be operated stably. In addition, since the sensed data can be monitored in real time, the administrator can visually confirm it.

이상과 같이 본 발명의 도시된 실시 예를 참고하여 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지 및 범위에 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적인 사상에 의해 정해져야 할 것이다.Although described with reference to the illustrated embodiments of the present invention as described above, these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can use various methods without departing from the spirit and scope of the present invention. It will be apparent that modifications, variations and other equivalent embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

100: 배터리 제어장치
110: 배터리랙
113: 배터리 모듈
115: 배터리 셀
120: 방전부
130: 통합센서부
131: 온도센서
133: 습도센서
135: 전압센서
137: 전류센서
139: 팬 감지센서
140: 추정부
150: 판단부
160: 제어부
170: 팬
180: 공급부
190: 저장부
200: 디스플레이부100: battery control device
110: battery rack
113: battery module
115: battery cell
120: discharge unit
130: integrated sensor unit
131: temperature sensor
133: humidity sensor
135: voltage sensor
137: current sensor
139: fan detection sensor
140: estimator
150: judgment unit
160: control unit
170: fan
180: supply unit
190: storage
200: display unit

Claims (7)

배터리 전력을 제어하는 장치에 있어서,
복수의 배터리 모듈로 이루어진 배터리랙;
상기 배터리랙에 저장된 전력을 방전시키는 방전부;
상기 배터리랙의 방전 도중 상기 배터리랙의 상태를 센싱하는 통합 센서부;
상기 통합 센서부의 데이터를 기설정된 임계값과 비교하여 상기 배터리랙의 이상상태를 판단하는 판단부; 및
상기 판단부의 판단결과 이상발생시 상기 배터리랙의 방전을 중단하도록 제어하는 제어부를 포함하는 배터리 제어장치.
A device for controlling battery power, comprising:
A battery rack consisting of a plurality of battery modules;
a discharging unit for discharging the power stored in the battery rack;
An integrated sensor unit for sensing the state of the battery rack during the discharge of the battery rack;
A determination unit for determining the abnormal state of the battery rack by comparing the data of the integrated sensor unit with a preset threshold value; and
Battery control device including a control unit for controlling to stop the discharge of the battery rack when an abnormality occurs as a result of the determination of the determination unit.
 제1항에 있어서,
상기 통합 센서부는,
상기 배터리랙 내부의 온도를 측정하는 온도센서;
상기 배터리랙 내부의 습도를 측정하는 습도센서;
상기 배터리랙의 전압을 측정하는 전압센서; 및
상기 배터리랙의 전류를 측정하는 전류센서를 포함하는 배터리 제어장치.
According to claim 1,
The integrated sensor unit,
a temperature sensor for measuring the temperature inside the battery rack;
Humidity sensor for measuring the humidity inside the battery rack;
a voltage sensor for measuring the voltage of the battery rack; and
A battery control device comprising a current sensor for measuring the current of the battery rack.
 제1항에 있어서,
상기 통합 센서부의 센싱된 데이터를 이용하여 상기 배터리팩의 SOC(state of charge)를 추정하는 추정부를 더 포함하고,
상기 판단부는 상기 추정된 SOC가 기설정된 임계값을 초과할 경우 이상상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 배터리 제어장치.
According to claim 1,
Further comprising an estimator for estimating a state of charge (SOC) of the battery pack by using the sensed data of the integrated sensor unit,
The battery control device, characterized in that the determination unit determines the abnormal state when the estimated SOC exceeds a predetermined threshold value.
 제1항에 있어서,
상기 배터리 랙 내부의 온도를 조절하기 위한 팬(Fan)을 더 포함하는 배터리 제어장치.
According to claim 1,
Battery control device further comprising a fan (Fan) for controlling the temperature inside the battery rack.
 제4항에 있어서,
상기 통합 센서부는,
상기 팬의 동작여부를 감지하는 팬 감지센서를 더 포함하고,
상기 판단부는 상기 팬의 동작이 중단된 경우를 이상상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 배터리 제어장치.
5. The method of claim 4,
The integrated sensor unit,
Further comprising a fan detection sensor for detecting whether the fan is operating,
The battery control device, characterized in that the determination unit determines that the operation of the fan is stopped as an abnormal state.
 제5항에 있어서,
상기 배터리팩에서 방전시킨 출력전력을 상기 팬 감지센서로 공급하는 공급부;를 더 포함하는 배터리 제어장치.
6. The method of claim 5,
and a supply unit supplying the output power discharged from the battery pack to the fan detection sensor.
 제1항에 있어서,
상기 통합 센서부의 데이터를 저장하는 저장부;
상기 통합 센서부의 데이터를 모니터링하는 디스플레이부를 더 포함하고, 상기 디스플레이부는 이상상태일 경우 알림을 제공하는 것을 특징으로 하는 배터리 제어장치.
According to claim 1,
a storage unit for storing data of the integrated sensor unit;
The battery control device, characterized in that it further comprises a display unit for monitoring the data of the integrated sensor unit, wherein the display unit provides a notification when the abnormal state.
KR1020210052510A 2021-04-22 2021-04-22 Battery control device KR102565079B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210052510A KR102565079B1 (en) 2021-04-22 2021-04-22 Battery control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210052510A KR102565079B1 (en) 2021-04-22 2021-04-22 Battery control device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220145663A true KR20220145663A (en) 2022-10-31
KR102565079B1 KR102565079B1 (en) 2023-08-09

Family

ID=83802427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210052510A KR102565079B1 (en) 2021-04-22 2021-04-22 Battery control device

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102565079B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116215295A (en) * 2023-03-31 2023-06-06 广东健怡投资有限公司 Charging pile monitoring and early warning method, device, equipment and storage medium

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100018056A (en) * 2007-09-14 2010-02-16 가부시키가이샤 리코 Charge/discharge protection circuit, battery pack including charge/discharge protection circuit, and electronic device thereof
KR20120067520A (en) * 2010-12-16 2012-06-26 삼성에스디아이 주식회사 Apparatus and method for battery temperature control
KR20160029210A (en) * 2014-09-04 2016-03-15 중소기업은행 Apparatus and method for adaptively controling power of heterogeneous power unit in Energy Storage System
KR101924573B1 (en) * 2017-11-23 2018-12-04 (주)탑인프라 Charging and keeping cabinet for battery

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100018056A (en) * 2007-09-14 2010-02-16 가부시키가이샤 리코 Charge/discharge protection circuit, battery pack including charge/discharge protection circuit, and electronic device thereof
KR20120067520A (en) * 2010-12-16 2012-06-26 삼성에스디아이 주식회사 Apparatus and method for battery temperature control
KR20160029210A (en) * 2014-09-04 2016-03-15 중소기업은행 Apparatus and method for adaptively controling power of heterogeneous power unit in Energy Storage System
KR101924573B1 (en) * 2017-11-23 2018-12-04 (주)탑인프라 Charging and keeping cabinet for battery

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116215295A (en) * 2023-03-31 2023-06-06 广东健怡投资有限公司 Charging pile monitoring and early warning method, device, equipment and storage medium
CN116215295B (en) * 2023-03-31 2023-09-19 广东健怡投资有限公司 Charging pile monitoring and early warning method, device, equipment and storage medium

Also Published As

Publication number Publication date
KR102565079B1 (en) 2023-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100751844B1 (en) A method and apparatus of providing device protection for a battery operated device
KR101003444B1 (en) Lithium-ion battery alarm protection apparatus and method
US5241259A (en) Method and apparatus for rapidly charging a battery at high temperature
WO2019144274A1 (en) Method, device and system for controlling charging of battery
KR102633756B1 (en) battery pack and battery pack charging method
WO2018113270A1 (en) Method and device for managing battery module of automated guided vehicle
CN104253415A (en) Battery protection system with multiple protection functions
US7825624B2 (en) Battery-operated power output device
CN112736304B (en) Power management system
CN101714766B (en) Battery high-temperature status prevention and protection method and system
KR20200009203A (en) Battery protection system of uninterruptible power supply and method for processing thereof
JP2009064682A (en) Battery deterioration judging device, and lithium ion battery pack equipped with the same
US20180097376A1 (en) Battery pack and method of operation therefor
KR101795446B1 (en) Battery protection system of uninterruptible power supply and method for processing thereof
KR102565079B1 (en) Battery control device
CN206849218U (en) Fire detector, rack and fire detecting system
CN108258340A (en) A kind of battery system with gas monitoring apparatus
KR20200143929A (en) A method of diagnosing an internal abnormality of a battery cell and a battery pack using the same
KR101282137B1 (en) Portable device and method of controlling thereof
CN103311966A (en) Battery self-adaptive control device and method for batteries connected in parallel
CN116039454A (en) New energy automobile battery's prevention monitored control system
CN213751331U (en) Battery assembly
KR20230056811A (en) Liquid cooling integrated energy storage apparatus
JP3945563B2 (en) Secondary battery device
KR102167424B1 (en) Determining circuit and driving method for dual protection to high temperature

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right