KR20230015247A - 배터리 데이터 관리 시스템 및 그것의 동작 방법 - Google Patents

배터리 데이터 관리 시스템 및 그것의 동작 방법 Download PDF

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KR20230015247A
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전재광
조영창
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주식회사 엘지에너지솔루션
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Abstract

본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 데이터 관리 시스템은 배터리 데이터를 수집하는 적어도 하나의 단말, 상기 적어도 하나의 단말과 연결되는 스위치, 상기 스위치로부터 상기 배터리 데이터를 수신하고, 고정 IP를 이용하여 상기 배터리 데이터를 라우팅 처리하는 라우터 및 상기 라우터로부터 상기 배터리 데이터를 수신하고, 상기 배터리 데이터를 VPN 터널을 통해 외부 서버로 전송하는 VPN 서버를 포함할 수 있다.

Description

배터리 데이터 관리 시스템 및 그것의 동작 방법{BATTERY DATA MANAGING SYSTEM AND OPERATING METHOD OF THE SAME}
본 문서에 개시된 실시예들은 배터리 데이터 관리 시스템 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.
에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)은 직렬 및/또는 병렬로 연결되어 있는 복수의 배터리 모듈을 포함하는 복수의 배터리 랙에 대용량의 전기 에너지를 저장한다. 에너지 저장 시스템의 배터리 랙은 전기를 충전 및 방전하는 과정에서 발생하는 화학적 반응으로 열이 발생할 수 있고, 이러한 열은 배터리 랙의 성능 및 수명을 손상시킬 수 있다. 따라서 배터리 랙 관리 장치(RBMS, Rack Battery Management System)가 배터리 랙의 온도, 전압 및 전류를 포함하는 배터리 데이터를 외부 클라우드 저장소에 전송하여 관리할 수 있다.
그러나 이러한 대용량의 배터리 데이터는 LTE 망을 통해 외부 서버에 송신될 경우, LTE 망의 송신 속도가 느리고, 대량의 LTE 라우터의 개수가 필요하여 설치 비용과 유지 보수에 많은 자원이 필요한 문제가 있다.
본 문서에 개시되는 실시예들의 일 목적은 배터리 데이터 송신 속도가 빠르고 적은 수의 라우터로 많은 데이터를 효율적으로 관리할 수 있는 배터리 데이터 관리 시스템 및 그것의 동작 방법을 제공하는 데 있다.
본 문서에 개시된 실시예들의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 데이터 관리 시스템은 배터리 데이터를 수집하는 적어도 하나의 단말, 상기 적어도 하나의 단말과 연결되는 스위치, 상기 스위치로부터 상기 배터리 데이터를 수신하고, 고정 IP를 이용하여 상기 배터리 데이터를 라우팅 처리하는 라우터 및 상기 라우터로부터 상기 배터리 데이터를 수신하고, 상기 배터리 데이터를 VPN 터널을 통해 외부 서버로 전송하는 VPN 서버를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 단말의 IP주소는 상기 라우터에 설치되는 VPN 클라이언트의 ID에 할당된 IP 대역을 기초로 설정될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 단말의 기본 게이트웨이 정보는 상기 라우터의 고정 IP 정보에 대응되도록 설정될 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 단말은, 복수의 배터리의 BMS를 제어하여 상기 배터리 데이터를 획득하는 적어도 하나의 디바이스로부터 상기 배터리 데이터를 수집할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 배터리 데이터는 상기 복수의 배터리의 운영 로그를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 스위치는 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 통신에 따라 상기 배터리 데이터를 상기 적어도 하나의 디바이스로부터 수집하고, 상기 배터리 데이터를 상기 적어도 하나의 단말에 전송할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 배터리 데이터 관리 시스템은 상기 배터리 데이터를 포함하는 통신 신호를 증폭하여 상기 VPN 서버로 전송하는 중계기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 라우터는 사설 5G 망(Private 5G Network)을 통해 상기 VPN 서버에 상기 배터리 데이터를 송신 할 수 있다.
본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 데이터 관리 시스템의 동작 방법은 적어도 하나의 단말이 배터리 데이터를 수집하는 단계, 스위치가 상기 배터리 데이터를 수신하는 단계, 라우터가 상기 스위치로부터 상기 배터리 데이터를 수신하고, 고정 IP를 이용하여 상기 배터리 데이터를 라우팅처리하는 단계 및VPN 서버가 상기 라우터로부터 상기 배터리 데이터를 수신하고, 상기 배터리 데이터를 VPN 터널을 통해 외부 서버로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 배터리 데이터 관리 시스템의 동작 방법은 상기 적어도 하나의 단말이 상기 라우터의 고정 IP 정보에 대응되도록 상기 기본 게이트웨이 정보를 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 데이터 관리 시스템의 동작 방법.
일 실시예에 따라, 상기 배터리 데이터 관리 시스템의 동작 방법은 상기 적어도 하나의 단말이 IP주소를 상기 라우터에 설치되는 VPN 클라이언트의 ID에 할당된 IP 대역을 기초로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 데이터 관리 시스템의 동작 방법.
일 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 단말이 배터리 데이터를 수집하는 단계는 상기 적어도 하나의 단말이 복수의 배터리의 BMS를 제어하여 상기 배터리 데이터를 획득하는 적어도 하나의 디바이스로부터 상기 배터리 데이터를 수집할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 적어도 하나의 단말이 배터리 데이터를 수집하는 단계는 상기 적어도 하나의 디바이스가 상기 복수의 배터리 관리 장치를 제어하여 상기 복수의 배터리의 운영 로그를 기록할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 배터리 데이터 관리 시스템의 동작 방법은 중계기가 상기 라우터의 상기 배터리 데이터를 포함하는 통신 신호를 증폭하여 무선 통신을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 문서에 개시되는 일 실시예에 따른 배터리 데이터 관리 시스템 및 그것의 동작 방법에 따르면 적은 수의 라우터로 더 많은 데이터를 효율적으로 관리할 수 있다.
도 1은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 데이터 관리 시스템을 개념적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 데이터 관리 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 VPN 클라이언트의 동작에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 데이터 관리 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 문서에 개시된 다른 실시예에 따른 VPN 서버, 적어도 하나의 단말 및 라우터의 동작에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 데이터 관리 시스템의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
이하, 본 문서에 개시된 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 문서에 개시된 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 문서에 개시된 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 문서에 개시된 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 문서에 개시된 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 문서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 데이터 관리 시스템에 대해 전반적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 배터리 데이터 관리 시스템(100)은 디바이스(200)로부터배터리 데이터를 획득할 수 있다. 실시예에 따라, 배터리 데이터 관리 시스템(100)은 5G 통신이 가능한 가상 사설망(Virtual Private Network, VPN)을 이용하여 배터리 데이터를 관리할 수 있다. 가상 사설망은 공중망을 이용하여 물리적으로 분리된 사설 망 사이를 연결하는 기술로서, 독립된 사설망의 사용자 사이에 암호화된 데이터를 전송할 수 있도록 가상의 터널을 만들 수 있다.
따라서, 기업은 가상 사설망을 이용하여 선별된 장치들만으로 구성된 원격 사설망을 만들 수 있어 원격 근무자들에게 안전한 연결 상태를 제공할 수 있다. 또한, 기업은 가상 사설망을 이용하여 데이터의 저장과 처리에 사용할 자체 클라우드 환경을 생성할 수 있다. 그리고 가상 사설망은 데이터를 보호하는 터널 역할을 수행하여 외부 침입자의 침투 시에도 AES(고급 암호화 표준)를 통해 데이터를 암호화할 수 있다.
배터리 데이터 관리 시스템(100)은 획득한 배터리 데이터를 외부 서버(400)로 전송할 수 있다. 즉, 배터리 데이터 관리 시스템(100)은 복수의 배터리의 배터리 데이터를 획득하여 외부 서버에 배터리 데이터를 전송하는 장치일 수 있다.
따라서, 배터리 데이터 관리 시스템(1000)은 디바이스(200)를 통해 획득한 배터리 데이터를 외부 서버(400)에 전송하여, 컴퓨팅 자원이 풍부한 외부 서버(400)를 이용하여 배터리 데이터를 분석 및 관리할 수 있다. 또한, 배터리 데이터 관리 시스템(1000)은 외부 서버(400)를 통해 배터리 데이터의 이상 현상을 정밀 분석하여 배터리의 이상 상태 여부를 실시간으로 진단할 수 있다.
디바이스(200)는 복수의 배터리의 배터리 관리 장치를 제어하여 배터리 데이터를 획득하는 장치일 수 있다. 일 실시예에 따라, 디바이스(200)는 배터리 시스템 제어기(BSC, Battery System Controller)의 형태로 구현될 수 있다. 배터리 시스템 제어기는 복수의 배터리를 포함하는 배터리 시스템의 상태를 측정하고 배터리 시스템을 제어할 수 있다. 예를 들어, 디바이스(200)는 복수의 배터리의 랙 BMS(330)를 제어하여 배터리 데이터를 획득하는 배터리 시스템 제어기(System Controller)를 포함할 수 있다. 디바이스(200)는 랙 BMS(330)을 제어하여 배터리 랙(300)의 운영 로그를 기록할 수 있다.
예를 들어, 디바이스(200)는 랙 BMS(330)와 CAN(Controller Area Network) 통신을 수행할 수 있다. CAN 통신은 호스트 컴퓨터 없이 전자 제어 장치(ECU, Electronic Control Unit) 끼리 통신하기 위해 설계된 표준 통신 규격으로 정의할 수 있다. 디바이스(200)는 CAN 통신을 통해 배터리 데이터를 랙 BMS(330)로부터 수집할 수 있다.
일 실시예에 따라, 복수의 배터리는 에너지 저장 시스템(ESS, Energy Storage System)에 설치되어 전기 에너지를 저장하는 배터리 랙(300)의 형태로 구현될 수 있다. 배터리 랙(Rack)(300)은 에너지 저장 시스템에서 전기 에너지를 저장하는 하나의 단위이다. 에너지 저장 시스템에는 이러한 배터리 랙(300)은 하나 이상 포함되어 있을 수 있다.
배터리 랙(300)은 복수의 배터리 모듈(311, 312, 313, 314), 충방전 장치(미도시), 복수의 배터리 모듈(311, 312, 313, 314)을 각각 제어하는 복수의 모듈 BMS(321, 322, 323, 324) 및 복수의 모듈 BMS(321, 322, 323, 324)를 제어하는 랙 BMS(330)를 포함할 수 있다.
충방전 장치는 복수의 배터리 모듈(311, 312, 313, 314)을 충방전한다. 충방전 장치는 복수의 배터리 모듈(311, 312, 313, 314)에 전력을 공급하거나 복수의 배터리 모듈(311, 312, 313, 314)로부터의 전력을 부하로 공급한다. 충방전 장치는 계통에 연결되어 계통으로부터 전력을 공급받고, 공급받은 전력을 복수의 배터리 모듈(311, 312, 313, 314)에 공급할 수 있다. 또한, 충방전 장치는 복수의 배터리 모듈(311, 312, 313, 314)에서 방전된 전력을 계통, 또는 부하(예를 들어, 공장, 가정 등)에 공급할 수 있다. 충방전 장치는 복수의 배터리 모듈(311, 312, 313, 314)을 충방전하기 위한 스위칭 장치, 예를 들어 릴레이 등을 포함할 수 있다.
랙 BMS(RBMS, Rack Battery Management System)(330)는 배터리 랙(300)의 전반적인 동작을 제어하며, 배터리 랙(300)의 상태를 관리한다. 랙 BMS(330)는 충방전 장치의 동작을 제어한다. 예를 들어, 랙 BMS(330)는 배터리 랙(300)의 온도 등을 모니터링할 수 있으며, 충방전 장치의 고장 여부 등을 모니터링할 수 있다.
랙 BMS(330)는 복수의 모듈 BMS(321, 322, 323, 324)와 통신하도록 구성될 수 있다. 랙 BMS(330)는 복수의 배터리 모듈(311, 312, 313, 314)에 관련된 각종 데이터를 모듈 BMS(321, 322, 323, 324)로부터 수신할 수 있다. 또한, 랙 BMS(330)는 복수의 배터리 모듈(311, 312, 313, 314)을 제어하기 위한 각종 제어 신호를 복수의 모듈 BMS(321, 322, 323, 324)로 전송할 수 있다. 즉, 랙 BMS(330)는 복수의 모듈 BMS(321, 322, 323, 324)들에 대하여 상위 제어기로서의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 랙 BMS(330)는 시스템 내에서 복수의 모듈 BMS(321, 322, 323, 324)들과 통신을 수행함에 있어서 마스터 제어기로서의 기능을 수행할 수 있다.
복수의 배터리 모듈(311, 312, 313, 314)은 대상 장치(미도시)에 전원을 공급할 수 있다. 이를 위해, 배터리 모듈(311, 312, 313, 314)은 대상 장치와 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 대상 장치는 복수의 배터리 모듈(311, 312, 313, 314)들을 포함하는 배터리 랙(300)로부터 전원을 공급받아 동작하는 전기적, 전자적, 또는 기계적인 장치를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 대상 장치는 에너지 저장 시스템(ESS, 일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 배터리 모듈(311, 312, 313, 314)은 복수의 배터리 셀이 직렬 및/또는 병렬로 연결되어 있을 수 있다. 복수의 배터리 셀은 리튬이온(Li-iOn) 전지, 리튬이온 폴리머(Li-iOn polymer) 전지, 니켈 카드뮴(Ni-Cd) 전지, 니켈 수소(Ni-MH) 전지 등일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
복수의 모듈 BMS(MBMS, Module Battery Management System)(321, 322, 323, 324)는 배터리 모듈(311, 312, 313, 314)의 충방전을 제어하고, 상태를 관리한다. 복수의 모듈 BMS(321, 322, 323, 324)는 복수의 배터리 모듈(311, 312, 313, 314)의 전압, 전류, 온도 등을 모니터링할 수 있다. 그리고 복수의 모듈 BMS(321, 322, 323, 324)는 모니터링을 위하여 도시하지 않은 센서나 각종 측정 모듈을 추가로 구비할 수 있다. 복수의 모듈 BMS(321, 322, 323, 324)는 모니터링한 전압, 전류, 온도 등의 측정값에 기초하여 배터리 모듈(311, 312, 313, 314)의 상태를 나타내는 파라미터, 예를 들어 SOC나 SOH 등을 산출할 수 있다.
복수의 모듈 BMS(321, 322, 323, 324)는 랙 BMS(330)와 통신하도록 구성될 수 있다. 복수의 모듈 BMS(321, 322, 323, 324)는 배터리 모듈(311, 312, 313, 314)을 제어하기 위한 명령 등의 제어 신호를 랙 BMS(330)로부터 수신할 수 있다. 복수의 모듈 BMS(321, 322, 323, 324)는 상술한 모니터링에 의한 측정값이나 그로부터 산출한 파라미터 등을 랙 BMS(330)로 전송할 수 있다.
이하에서는 복수의 배터리는 배터리 랙(300)의 형태로 구현되는 것으로 가정하여 설명한다.
도 2는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 데이터 관리 시스템의 구성을 보여주는 블록도이다. 도 3은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 VPN 클라이언트의 동작에 대해 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 도 2 내지 도 3을 참조하여 배터리 데이터 관리 시스템(100)의 구성에 대해 구체적으로 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 데이터 관리 시스템(100)은 적어도 하나의 단말(110), 스위치(120), 라우터(130) 및 VPN 서버(140)를 포함할 수 있다.
적어도 하나의 단말(110)은 복수의 배터리의 배터리 데이터를 획득하여 관리할 수 있다. 구체적으로 적어도 하나의 단말(110)은 적어도 하나의 디바이스(200)로부터 배터리 데이터를 수집할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 단말(110)은 적어도 하나의 디바이스(200)를 제어하여 배터리 랙(300)의 운영 로그를 획득할 수 있다.
적어도 하나의 단말(110)은 Iot 게이트웨이 PC의 형태로 실시될 수 있다. Iot 게이트웨이 PC는 연결된 장치의 데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 인터넷 영역으로 전달하는 인터페이스(Interface) 역할을 수행할 수 있는 장치일 수 있다. 즉, 적어도 하나의 단말(110)은 적어도 하나의 디바이스(200)로부터 수집한 배터리 데이터를 외부 서버(400)로 전달할 수 있다.
스위치(120)는 복수의 장치들을 연결하여 하나의 네트워크를 구성하는 장치일 수 있다. 스위치(120)는 적어도 하나의 단말(110)과 연결될 수 있다. 즉, 스위치(120)는 적어도 하나의 단말(110)과 연결되어 배터리 데이터를 수신할 수 있다.
스위치(120)는 라우터(130)와 연결될 수 있다. 스위치(120)는 라우터(130)와 연결되어 적어도 하나의 단말(110)로부터 수신한 배터리 데이터를 라우터(130)에 전송할 수 있다.
예를 들어, 스위치(120)는 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 통신을 통해 적어도 하나의 디바이스(200)로부터 배터리 데이터를 수집할 수 있다. 또한, 예를 들어, 스위치(120)는 TCP/IP 통신에 따라 배터리 데이터를 라우터(130)에 전송할 수 있다.
라우터(130)는 데이터 전송을 위한 네트워크 접속 경로를 설정하는 인터넷 접속 장비일 수 있다. 실시예에 따라, 라우터(130)는 5G 통신이 가능한 라우터일 수 있다.
라우터(130)는 VPN 클라이언트(131)를 포함할 수 있다. 예를 들어, VPN 클라이언트(131)는 라우터(130)에 설치되는 소프트웨어로 정의할 수 있다. 실시예에 따라, VPN 클라이언트(131)는 안드로이드 어플리케이션(Android Application)의 형태로 구현될 수 있다.
도 3을 참조하면, 배터리 데이터 관리 시스템(100)의 사용자는 VPN 클라이언트(131)를 통해 VPN 서버(140)에 접속할 수 있다. VPN 클라이언트(131)는 라우터(130)의 IP를 입력 받을 수 있다. 배터리 데이터 관리 시스템(100)의 사용자는 VPN 서버(140)에서 관리하는 VPN 클라이언트(131)의 개별 ID를 입력하여 VPN 서버(140)에 접속할 수 있다.
예를 들어, 라우터(130)가 5G 라우터인 경우, 사용자는 VPN 클라이언트(131)에 라우터(130)의 고정 IP를 입력 받아 VPN 서버(140)에 접속할 수 있다.
사용자는 VPN 클라이언트(131)를 통해 VPN 서버(140)에 접속하고, 적어도 하나의 단말(110)로부터 수신한 배터리 데이터를 VPN 서버(140)에 전송할 수 있다.
따라서, 라우터(130)는 VPN 서버(140)와 다른 네트워크 영역에 속한 배터리 데이터를 VPN 서버(140)에 전송할 수 있다. 구체적으로 라우터(130)는 스위치(120)로부터 배터리 데이터를 수신하고, 수신한 배터리 데이터를 VPN 서버(140)에 송신할 수 있다.
라우터(130)는 스위치(120)로부터 배터리 데이터를 수신할 수 있다. 그리고라우터(130)는 사설 5G 망(Private 5G Network)을 통해 VPN 서버(140)에 배터리 데이터를 송신할 수 있다.
라우터(130)는 고정 IP(Internet Protocol)를 이용하여 배터리 데이터를 라우팅 처리할 수 있다. 예를 들어, IP는 라우터(130)가 사용하는 인터넷 주소 식별자(Identifier)일 수 있다. 여기서 라우팅 처리란 네트워크에서 통신 데이터를 전송할 때 최적의 경로를 선택하는 과정이다. 최적의 경로는 통신 데이터를 가장 짧은 거리 또는 가장 적은 시간 안에 전송할 수 있는 경로이다. 라우팅 처리 기술은 전화 통신망, 전자 정보 통신망 등 여러 네트워크에 사용될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, VPN 서버(140)는 적어도 하나의 단말(110)이 적어도 하나의 디바이스(200)로부터 수집한 배터리 데이터를 외부 서버(400)로 전송할 수 있다.
VPN 서버(140)는 라우터(130)를 통해 배터리 데이터를 수신할 수 있다. VPN 서버(140)는 암호화 및 인증 툴을 사용하여 배터리 데이터를 안전하게 전송할 수 있는 VPN 터널을 생성할 수 있다. VPN 서버(140)는 배터리 데이터를 VPN 터널을 통해 외부 서버(400)로 전송할 수 있다.
VPN 서버(140)는 VPN 클라이언트(131)의 ID를 관리할 수 있다. 또한, VPN 서버(140)는 VPN 클라이언트(131)의 개별 ID에 적어도 하나의 단말(110)의 VPN 연결을 위한 가상 IP 대역을 부여할 수 있다. 따라서, 라우터(130)에 연결된 적어도 하나의 단말(110)의 IP주소는 VPN 클라이언트(131)의 ID에 할당된 가상 IP 대역을 기초로 설정될 수 있다. 또한, 라우터(130)에 연결된 적어도 하나의 단말(110)의 기본 게이트웨이 정보는 라우터(130)의 고정 IP 정보에 대응되도록 설정될 수 있다.
도 4는 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 데이터 관리 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 본 문서에 개시된 다른 실시예에 따른 VPN 서버, 적어도 하나의 단말 및 라우터의 동작에 대해 설명하기 위한 도면이다.
이하에서는 도 4 내지 도 5를 참조하여 배터리 데이터 관리 시스템의 동작을 구체적으로 설명한다.
도 4에 도시된 배터리 데이터 관리 시스템(100)은 도 1에 도시된 배터리 데이터 관리 시스템(100)과 비교하여 제1 단말(111), 제2 단말(112) 및 중계기(150)를 포함하는 점에서 차이가 있을 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 실시예는 배터리 데이터 관리 시스템(100)이 복수의 단말을 포함하는 경우로 이해될 수 있다.
도 4를 참조하면, 적어도 하나의 단말(110)은 제1 단말(111) 및 제2 단말(112)의 형태로 실시될 수 있다. 도 4에서 적어도 하나의 단말(110)이 2개인 것으로 도시되었지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 적어도 하나의 단말(110)은 n(n은 2이상의 자연수)개의 단말들의 형태로 실시될 수 있다.
또한, 적어도 하나의 디바이스(200)는 제1 디바이스(210) 및 제2 디바이스(220)의 형태로 구현될 수 있다. 도 4에서 적어도 하나의 디바이스(200)가 2개인 것으로 도시되었지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 적어도 하나의 디바이스(200)은 n(n은 2이상의 자연수)개의 디바이스들의 형태로 실시될 수 있다.
제1 단말(111)은 제1 디바이스(210) 또는 제2 디바이스(220)로부터 배터리 데이터를 수집할 수 있다. 예를 들어, 제1 단말(111)은 lot 게이트웨이 PC의 형태로 구현되어 연결된 제1 디바이스(210) 또는 제2 디바이스(220)로부터 장치의 데이터를 수집하고, 수집한 배터리 데이터를 외부 서버(400)전달할 수 있다.
제1 디바이스(210)는 서로 다른 배터리 랙(300)에 배치된 배터리 랙 BMS(330, 530, 630)들을 각각 제어하여 배터리 데이터를 획득할 수 있다. 예를 들어, 제1 디바이스(210)는 배터리 시스템 제어기(BSC)의 형태로 구현되어 서로 다른 배터리 랙(300)에 배치된 배터리 랙 BMS(330, 530, 630)들을 각각 제어하여 각각의 배터리 시스템의 상태를 측정하고 배터리 시스템을 제어할 수 있다.
제1 디바이스(210)는 서로 다른 배터리 랙(300)에 배치된 랙 BMS(330, 530, 630)들과 CAN통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제1 디바이스(200)는 CAN 통신에 따라 서로 다른 배터리 랙(300)에 배치된 각각의 배터리 랙 BMS(330, 530, 630)으로부터 배터리 데이터를 수집할 수 있다.
제1 디바이스(210)는 서로 다른 배터리 랙(300)에 배치된 각각의 배터리 랙 BMS(330, 530, 630)를 제어하여 배터리 랙(300)의 운영 로그를 기록할 수 있다.
스위치(120)는 제1 단말(111) 및 제2 단말(112)과 연결될 수 있다. 스위치는 제1 단말(111) 또는 제2 단말(112)로부터 배터리 데이터를 수신하여, 제1 단말(111) 또는 제2 단말(112)로부터 수신한 배터리 데이터를 라우터(130)에 전송할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 단말(111) 및 제2 단말(112)의 이더넷 네트워크 설정과 관련된 기본 게이트웨이 IP 값은 라우터(130)의 고정 IP로 설정될 수 있다. 또한, 제1 단말(111) 및 제2 단말(112)의 IP주소는 VPN 클라이언트(131)의 ID에 할당된 IP 대역을 기초로 설정될 수 있다.
제1 단말(111) 및 제2 단말(112)의 기본 게이트웨이 IP 값이 라우터(130)의 고정 IP로 설정되고, IP주소가 VPN 클라이언트(131)의 ID에 할당된 IP 대역으로 설정되는 경우, 제1 단말(111) 및 제2 단말(112)은 VPN(140) 서버에서 관리하는 VPN에 편입되어 VPN Site to Site 기능을 수행할 수 있다. 즉, VPN 클라이언트(131)는 라우터(130)에 연결된 제1 단말(111) 및 제2 단말(112)이 동일한 VPN에 연결된 것으로 인식할 수 있다.
구체적으로 VPN 클라이언트(131)는 VPN 클라이언트(131)의 ID에 할당된 IP 대역 사이에 라우터(130)의 고정 IP가 있어도, 제1 단말(111) 및 제2 단말(112)의 기본 게이트웨이 IP에 라우터(130)의 고정 IP를 설정함으로써, 라우터(130)에 연결된 제1 단말(111) 및 제2 단말(112)이 동일한 VPN에 연결된 것으로 인식할 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 배터리 데이터 관리 시스템(100)은 라우터(130)의 배터리 데이터를 포함하는 통신 신호를 증폭하여 무선 통신을 수행하는 중계기(150)를 더 포함할 수 있다. 중계기(150)는 라우터(130)로부터 수신한 배터리 데이터를 포함하는 통신 신호를 증폭하여 VPN 서버(140)로 전송할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 데이터 관리 시스템(100)에 따르면 배터리의 데이터를 적은 수의 라우터로 빠르게 전송할 수 있고, 배터리 데이터를 효율적으로 관리할 수 있다.
또한, 배터리 데이터 관리 시스템(100)은 적은 수의 라우터를 이용하여 시설 설치 비용을 절감할 수 있고 시설의 유지 보수 및 관리가 용이하다.
또한, 배터리 데이터 관리 시스템(100)은 통신 망이 LTE 망에서 5G 망 전환하는 추세에 있어서, 신규 인프라 구축 시스템에 선제적으로 대응할 수 있다.
도 6은 본 문서에 개시된 일 실시예에 따른 배터리 데이터 관리 시스템의 동작 방법을 보여주는 흐름도이다.
이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여 배터리 데이터 관리 시스템(100)의 구성 및 동작에 대해 설명한다.
배터리 데이터 관리 시스템(100)은 디바이스(200)를 통해 배터리 데이터를 획득할 수 있고, 디바이스(200)를 통해 획득한 배터리 데이터를 외부 서버(400)로 전송할 수 있다. 배터리 데이터 관리 시스템(100)은 적어도 하나의 단말(110), 스위치(120), 라우터(130) 및 VPN 서버(140)를 포함할 수 있다.
배터리 데이터 관리 시스템(100)은 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 배터리 데이터 관리 시스템(100)과 실질적으로 동일할 수 있으므로, 이하에서는 설명의 중복을 피하기 위하여 간략히 설명한다.
도 6을 참조하면 배터리 데이터 관리 시스템(100)의 동작 방법은 적어도 하나의 단말(110)이 배터리 데이터를 수집하는 단계(S101), 스위치(120)가 적어도 하나의 단말(110)의 배터리 데이터를 수신하는 단계(S102), 라우터(130)가 스위치(120)로부터 적어도 하나의 단말(110)의 배터리 데이터를 수신하고, 고정 IP를 이용하여 배터리 데이터를 라우팅처리하는 단계(S103) 및 VPN 서버(140)가 라우터(130)로부터 배터리 데이터를 수신하고, 배터리 데이터를 VPN 터널을 통해 외부 서버로 전송하는 단계(S104)를 포함할 수 있다.
이하에서는 S101 단계 내지 S104 단계에 대해 구체적으로 설명한다.
S101 단계에서, 적어도 하나의 단말(110)은 배터리 데이터를 획득하여 관리할 수 있다. 구체적으로 S101 단계에서, 적어도 하나의 단말(110)은 적어도 하나의 디바이스(200)로부터 배터리 데이터를 수집할 수 있다.
S101 단계에서, 예를 들어, 적어도 하나의 단말(110)은 적어도 하나의 디바이스(200)를 제어하여 배터리 랙(300)의 운영 로그를 획득할 수 있다.
여기서 디바이스(200)는 복수의 배터리의 배터리 관리 장치를 제어하여 배터리 데이터를 획득하는 장치일 수 있다.
S101 단계에서, 적어도 하나의 단말(110)은 Iot 게이트웨이 PC의 형태로 실시될 수 있다. 즉, 적어도 하나의 단말(110)은 적어도 하나의 디바이스(200)로부터 수집한 배터리 데이터를 외부 서버(400)로 전달할 수 있다.
S101 단계에서, 디바이스(200)는 서로 다른 배터리 랙(300)에 배치된 배터리 랙 BMS(330, 530, 630)들을 각각 제어하여 배터리 랙(300) 데이터를 획득할 수 있다. 여기서 배터리 데이터는 배터리의 운영 로그를 포함할 수 있다. 따라서, S101 단계에서, 디바이스(200)는 랙 BMS(330)을 제어하여 배터리 랙(300)의 운영 로그를 기록할 수 있고, 배터리 랙(300)의 운영 로그를 획득할 수 있다.
S102 단계에서, 스위치(120)는 적어도 하나의 단말(110)과 연결되어 배터리 데이터를 수신할 수 있다. S102 단계에서, 스위치(120)는 라우터(130)와 연결되어 적어도 하나의 단말(110)로부터 수신한 배터리 데이터를 라우터(130)에 전송할 수 있다.
S103 단계에서, 라우터(130)는 스위치(120)로부터 적어도 하나의 단말(110)의 배터리 데이터를 수신할 수 있다.
S103 단계에서, 라우터(130)는 고정 IP를 이용하여 배터리 데이터를 라우팅 처리할 수 있다. 또한, S103 단계에서, 라우터(130)는 사설 5G 망(Private 5G Network)을 통해 VPN 서버(140)에 배터리 데이터를 라우팅 처리할 수 있다.
S103 단계에서, 적어도 하나의 단말(110)은 라우터(130)의 고정 IP 정보에 대응되도록 기본 게이트웨이 정보를 설정할 수 있다.
S103 단계에서, 적어도 하나의 단말(110)은 IP주소를 라우터(130)에 설치된 VPN 클라이언트(131)의 ID에 할당된 IP 대역을 기초로 설정할 수 있다.
S103 단계에서, 적어도 하나의 단말(110)은 이더넷 네트워크 설정 시 기본 게이트웨이 IP에 5G 라우터(130)의 고정 IP를 입력할 수 있다.
S103 단계에서, 적어도 하나의 단말(110)은 이더넷 네트워크 설정 시 제1 단말(111) 및 제2 단말(112)의 IP주소는 VPN 클라이언트(131)의 ID에 할당된 IP 대역을 기초로 설정할 수 있다.
S103 단계에서, 중계기(150)는 라우터(130)의 배터리 데이터를 포함하는 통신 신호를 증폭하여 무선 통신을 수행할 수 있다.
S104 단계에서, VPN 서버(140)는 라우터(130)로부터 배터리 데이터를 수신할 수 있다.
S104 단계에서, VPN 서버(140)는 암호화 및 인증 툴을 사용하여 배터리 데이터를 안전하게 전송할 수 있는 VPN 터널을 생성할 수 있다. S104 단계에서, VPN 서버(140)는 배터리 데이터를 VPN 터널을 통해 외부 서버(400)로 전송할 수 있다.
이상의 설명은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 개시에 개시된 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 배터리 데이터 관리 시스템
110: 적어도 하나의 단말
111: 제1 단말
112: 제2 단말
120: 스위치
130: 라우터
131: VPN 클라이언트
140: VPN 서버
150: 중계기
200: 적어도 하나의 디바이스
210: 제1 디바이스
220: 제2 디바이스
300: 배터리 랙
310: 배터리 모듈
311: 제1 배터리 모듈
312: 제2 배터리 모듈
313: 제3 배터리 모듈
314: 제4 배터리 모듈
320: 모듈 BMS (MBMS)
321: 제1 모듈 BMS
322: 제2 모듈 BMS
323: 제3 모듈 BMS
324: 제4 모듈 BMS
330: 랙 BMS (RBMS)
400: 외부 서버
530: 제2 랙 BMS
630: 제3 랙 BMS

Claims (14)

  1. 배터리 데이터를 수집하는 적어도 하나의 단말;
    상기 적어도 하나의 단말과 연결되는 스위치;
    상기 스위치로부터 상기 배터리 데이터를 수신하고, 고정 IP를 이용하여 상기 배터리 데이터를 라우팅 처리하는 라우터; 및
    상기 라우터로부터 상기 배터리 데이터를 수신하고, 상기 배터리 데이터를 VPN 터널을 통해 외부 서버로 전송하는 VPN 서버를 포함하는 배터리 데이터 관리 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단말의 IP주소는 상기 라우터에 설치되는 VPN 클라이언트의 ID에 할당된 IP 대역을 기초로 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리 데이터 관리 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단말의 기본 게이트웨이 정보는 상기 라우터의 고정 IP 정보에 대응되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 배터리 데이터 관리 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단말은, 복수의 배터리의 BMS를 제어하여 상기 배터리 데이터를 획득하는 적어도 하나의 디바이스로부터 상기 배터리 데이터를 수집하는 것을 특징으로 하는 배터리 데이터 관리 시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 배터리 데이터는 상기 복수의 배터리의 운영 로그를 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 데이터 관리 시스템.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 스위치는 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 통신에 따라 상기 배터리 데이터를 상기 적어도 하나의 디바이스로부터 수집하고, 상기 배터리 데이터를 상기 적어도 하나의 단말에 전송하는 것을 특징으로 하는 배터리 데이터 관리 시스템.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 배터리 데이터를 포함하는 통신 신호를 증폭하여 상기 VPN 서버로 전송하는 중계기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 데이터 관리 시스템.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 라우터는 사설 5G 망(Private 5G Network)을 통해 상기 VPN 서버에 상기 배터리 데이터를 송신하는 것을 특징으로 하는 배터리 데이터 관리 시스템.
  9. 적어도 하나의 단말이 배터리 데이터를 수집하는 단계;
    스위치가 상기 배터리 데이터를 수신하는 단계;
    라우터가 상기 스위치로부터 상기 배터리 데이터를 수신하고, 고정 IP를 이용하여 상기 배터리 데이터를 라우팅처리하는 단계; 및
    VPN 서버가 상기 라우터로부터 상기 배터리 데이터를 수신하고, 상기 배터리 데이터를 VPN 터널을 통해 외부 서버로 전송하는 단계를 포함하는 배터리 데이터 관리 시스템의 동작 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단말이 상기 라우터의 고정 IP 정보에 대응되도록 상기 기본 게이트웨이 정보를 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 데이터 관리 시스템의 동작 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단말이 IP주소를 상기 라우터에 설치되는 VPN 클라이언트의 ID에 할당된 IP 대역을 기초로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 데이터 관리 시스템의 동작 방법.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단말이 배터리 데이터를 수집하는 단계는, 상기 적어도 하나의 단말이 복수의 배터리의 BMS를 제어하여 상기 배터리 데이터를 획득하는 적어도 하나의 디바이스로부터 상기 배터리 데이터를 수집하는 것을 특징으로 하는 배터리 데이터 관리 시스템의 동작 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 단말이 배터리 데이터를 수집하는 단계는 상기 적어도 하나의 디바이스가 상기 복수의 배터리 관리 장치를 제어하여 상기 복수의 배터리의 운영 로그를 기록하는 것을 특징으로 하는 배터리 데이터 관리 시스템의 동작 방법.
  14. 제11 항에 있어서,
    중계기가 상기 라우터의 상기 배터리 데이터를 포함하는 통신 신호를 증폭하여 무선 통신을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 데이터 관리 시스템의 동작 방법.
KR1020210115955A 2021-07-22 2021-08-31 배터리 데이터 관리 시스템 및 그것의 동작 방법 KR20230015247A (ko)

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