WO2018004207A1 - 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템 - Google Patents

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WO2018004207A1
WO2018004207A1 PCT/KR2017/006665 KR2017006665W WO2018004207A1 WO 2018004207 A1 WO2018004207 A1 WO 2018004207A1 KR 2017006665 W KR2017006665 W KR 2017006665W WO 2018004207 A1 WO2018004207 A1 WO 2018004207A1
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WO
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cell
temperature
internal resistance
base station
batteries
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Application number
PCT/KR2017/006665
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English (en)
French (fr)
Inventor
한연수
Original Assignee
주식회사 마루온
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
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    • 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]

Definitions

  • the present invention relates to a battery monitoring system, and more particularly to a battery monitoring system for a communication base station tower.
  • the base station towers are equipped with all air conditioners. However, due to the occasional air conditioner failure, the room temperature rises above 60 ° C. It often happens.
  • the present invention has been made to solve the above problems, to provide a battery monitoring system for a base station tower that can check the state of the battery by monitoring the cell voltage of the battery discharged during power failure and the bank current of a plurality of batteries, etc.
  • the purpose is to provide a battery monitoring system for a base station tower that can check the state of the battery by monitoring the cell voltage of the battery discharged during power failure and the bank current of a plurality of batteries, etc.
  • Another object of the present invention is to provide a battery monitoring system for a base station tower capable of accurately and efficiently monitoring a battery by sensing an internal resistance and a temperature of an individual battery.
  • the present invention comprises: a plurality of measuring devices connected to each of a plurality of batteries of a bank of a base station tower, and measuring a cell voltage, a cell internal resistance, a cell temperature and a bank current; An anti-theft device to detect whether the plurality of batteries are stolen; A first temperature sensor for sensing an indoor temperature of the base station tower; A second temperature sensor for sensing the cell temperature of the plurality of batteries; A data merger for controlling the plurality of measuring devices, the antitheft device and the temperature sensor and receiving the cell voltage, the cell internal resistance, the cell temperature, the bank current, the theft and the room temperature; A server for receiving the cell voltage, the cell internal resistance, the cell temperature, the bank current, the theft and the room temperature from the data merger; A battery monitoring system for a base station tower is connected to the server and includes an indicator for displaying the cell voltage, the cell internal resistance, the cell temperature, the bank current, the theft and the room temperature, and a plurality of terminals.
  • the anti-theft prevention device may include at least one of a CCD camera, a flash, and an alarm.
  • the plurality of measuring devices may include a first power supply unit supplying a power supply voltage, respectively; A first measuring unit measuring the cell voltage, the cell internal resistance, the cell temperature, and the bank current; A first converter converting the cell voltage, the cell internal resistance, the cell temperature, and the bank current of an analog type into a digital type; A first controller which receives the cell voltage of the digital type, the cell internal resistance, the cell temperature and the bank current; And a first communication unit configured to transfer the cell voltage, the cell internal resistance, the cell temperature, and the bank current of the digital type to the data merger in a wired or wireless manner.
  • the data merger includes: a second power supply unit supplying a power supply voltage; A second communication unit configured to receive the cell voltage, the cell internal resistance, the cell temperature, and the bank current from the plurality of measuring devices by wire or wireless; A second measuring unit measuring a temperature signal and a theft signal corresponding to the room temperature and the theft status; A second converter converting the temperature signal of the analog type and the theft signal into a digital type; A second controller which receives the cell voltage of the digital type, the cell internal resistance, the cell temperature and the bank current, the temperature signal of the digital type and the theft signal; And a third communication unit configured to transfer the cell voltage of the digital type, the cell internal resistance, the cell temperature and the bank current, the temperature signal of the digital type, and the theft signal to the server in a wired or wireless manner.
  • the data merger calculates an average value for one day of the cell voltage, the cell internal resistance, the bank current, and the room temperature, and transmits the average value to the server.
  • the data merger may immediately measure the cell voltage, the cell internal resistance, and the bank current by using the plurality of measuring instruments, and transmit the measured voltage to the server.
  • the data merger calculates and transmits an average value for one day of the cell voltage, the cell internal resistance, the bank current, and the room temperature to the server.
  • the data merger periodically measures the cell voltage, the cell internal resistance, and the bank current by using the plurality of measuring devices, and the first and second temperature sensors. The cell temperature and the room temperature may be periodically measured and transmitted to the server.
  • the present invention has the effect of checking the state of the battery by monitoring the cell voltage of the battery discharged during power failure and the bank current of the plurality of batteries.
  • the present invention has the effect of monitoring the battery accurately and efficiently by sensing the internal resistance and temperature for the individual battery.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a battery monitoring system for a base station tower according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating first and second measuring devices of a battery monitoring system for a base station tower according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 illustrates a data merger of a battery monitoring system for a base station tower in accordance with an embodiment of the present invention.
  • 4A and 4B are diagrams illustrating normal and abnormal cell voltages of a battery monitoring system for a base station tower according to an exemplary embodiment of the present invention, respectively.
  • FIG. 5 is a view showing a first measurement unit of the battery monitoring system for a base station tower according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a monitoring method of a battery monitoring system for a base station tower according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing a battery monitoring system for a base station tower according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a view showing a first and a second meter of the battery monitoring system for a base station tower according to an embodiment of the present invention
  • 3 is a diagram illustrating a data merger of a battery monitoring system for a base station tower according to an embodiment of the present invention.
  • the battery monitoring system 110 for a base station tower includes first and second measuring devices 130 and 132 and an anti-theft device 134 disposed in the base station tower 120. ), The first and second temperature sensors 136 and 138, the data merger 140, the server 152, the indicator 154 and the server 152 disposed in the management center 150, And first and second terminals 156 and 158.
  • the base station tower 120 mainly installed at a remote location includes a plurality of batteries, and the base station tower 120 may receive power from the plurality of batteries in the event of a power failure. In addition, after storing power generated from renewable energy such as solar light and wind power in a plurality of batteries, the base station tower 120 may receive power from a plurality of batteries.
  • the plurality of batteries are composed of first and second banks BK1 and BK2, and each of the first and second banks BK1 and BK2 includes first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128. .
  • each bank includes four batteries, but in another embodiment, the base station tower 120 may include more banks. And each bank may contain more or fewer batteries.
  • the first and second measuring devices 130 and 132 may have positive and negative electrodes, respectively, of the first to fourth batteries 122, 124, 126 and 128 of the first and second banks BK1 and BK2, respectively.
  • the bank current of the first to fourth batteries 122, 124, 126 and 128 connected in series with the cell voltage of each of the first to fourth batteries 122, 124, 126 and 128 is periodically or specified. The measurement is immediately performed at the time point, and the measured cell voltage and the bank current are transferred to the data merger 140.
  • the first and second measuring devices 130 and 132 may include a first power supply unit 160, a first measuring unit 162, a first converting unit 164, and a first unit, respectively.
  • the controller 166 and the first communication unit 168 are included.
  • the first power supply unit 160 supplies power voltages to the first measurement unit 162, the first conversion unit 164, the first control unit 166, and the first communication unit 168 under the control of the first control unit 166. To supply.
  • the first measurement unit 162 is connected to the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 and the first and second banks BK1 and BK2 including the same under the control of the first controller 166.
  • the cell voltage, cell internal resistance, and bank current are measured by supplying a voltage or current, and the measured analog cell voltage, cell internal resistance, and bank current are transferred to the first converter 164.
  • the first measurement unit 162 supplies a voltage or a current to the second temperature sensor 138 under the control of the first controller 166.
  • the second temperature signal such as an analog type voltage or current corresponding to the cell temperature of the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 is measured and transmitted to the first converter 164.
  • the first converting unit 164 converts the analog type of the cell voltage, the cell internal resistance, the bank current, and the second temperature signal into the digital type according to the control of the first control unit 166, and converts the cell type of the digital type cell and the cell.
  • the internal resistance, the bank current, and the second temperature signal are transmitted to the first controller 166.
  • the first converter 164 may be an analog to digital converter (ADC).
  • ADC analog to digital converter
  • the first control unit 166 controls the first power supply unit 160, the first measurement unit 162, the first conversion unit 164, and the first communication unit 168, and controls the digital cell voltage and the cell internal resistance.
  • the bank current and the second temperature signal are transmitted to the first communication unit 168.
  • the first communication unit 168 transfers the cell voltage, the cell internal resistance, the bank current, and the second temperature signal to the data merger 140 by wire or wireless, under the control of the first controller 166. It may be a free short range wireless communication module such as Zigbee.
  • the data merger 140 grasps state information of the first and second banks BK1 and BK2 from the cell voltage, the cell internal resistance, the bank current, and the second temperature signal, and the first temperature sensor 136. Determine the room temperature of the base station tower 120 by using, and determine whether the base station tower 120 is stolen using the anti-theft protector 134.
  • the first and second temperature detectors 136 and 138 may each be a thermistor whose resistance changes with temperature, and may be a negative or positive temperature coefficient (NTC) or a positive temperature coefficient (PTC). ) And determine the room temperature of the base station tower 120 and the cell temperature of the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 by measuring the resistance change of the thermistor according to the applied voltage or current. have.
  • NTC negative or positive temperature coefficient
  • PTC positive temperature coefficient
  • the antitheft device 134 may be a door open sensor or a motion detection sensor. Specifically, a CCD camera, a flash, an alarm, or the like may be used.
  • the indoor temperature of the base station tower 120 deviates from a certain standard, the cell voltage, the cell internal resistance, the bank current, the cell temperature, and the indoor temperature are periodically measured (for example, 5 minutes), and the base station tower 120 is stolen. If this occurs, the user can solve the problem of the base station tower 120 directly or indirectly.
  • the data merger 140 includes a second power supply unit 170, a second communication unit 172, a second control unit 174, a third communication unit 176, and a second measurement unit.
  • the unit 178 and the second conversion unit 180 are included.
  • the second power supply unit 170 under the control of the second control unit 174, the second communication unit 172, the second control unit 174, the third communication unit 176, the second measurement unit 178, the second conversion
  • the power supply voltage is supplied to the unit 180.
  • the second communication unit 172 controls the digital type cell voltage, cell internal resistance, bank current, and the like from the first communication unit 168 of the first and second measuring devices 130 and 132 under the control of the second control unit 174. Receives the second temperature signal through wired or wireless, and transmits the received cell voltage, cell internal resistance, bank current and the second temperature signal to the second control unit 174, free short distance such as Bluetooth, Zigbee, etc. It may be a wireless communication module.
  • the second measuring unit 178 supplies a voltage or current to the first temperature detector 136 under the control of the second controller 174 to correspond to the room temperature of the base station tower 120. Measure and transmit the first temperature signal to the second conversion unit 180, and supplies a voltage or current to the anti-theft protector 134 and the analog type voltage or current corresponding to whether the base station tower 120 is stolen The same stolen signal is measured and transmitted to the second converter 180.
  • the second converter 180 converts the first temperature signal and the analog signal of the theft signal corresponding to the room temperature and theft to a digital type according to the control of the second controller 174, and converts the first temperature of the digital type to the digital type.
  • the signal and the theft signal are transmitted to the second controller 174.
  • the second converter 180 may be an analog to digital converter (ADC).
  • ADC analog to digital converter
  • the second control unit 174 includes a second power supply unit 170, a second communication unit 172, a second control unit 174, a third communication unit 176, a second measurement unit 178, and a second conversion unit 180. ), The cell voltage, cell internal resistance, bank current, and room temperature of the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 are measured periodically.
  • the second controller 174 the average cell voltage, average cell internal resistance, average bank current and average room temperature for one day when the first to fourth batteries 122, 124, 126, 128 are not used.
  • the average cell voltage, average cell internal resistance, average bank current and average room temperature are transmitted to the third communication unit 176, and the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 are used.
  • the real-time cell voltage, real-time cell internal resistance, and real-time bank current are immediately measured, and the measured real-time cell voltage, real-time internal resistance, and real-time bank current are transferred to the third communication unit 176.
  • the second controller 174 transmits the first temperature signal and theft signal of the digital type corresponding to the room temperature and theft to the third communication unit 176.
  • the second control unit 174 if the room temperature deviates from a certain reference, using the second temperature sensor 138, the first and second measuring devices (130, 132) real-time cell voltage, real-time cell internal resistance, The real time bank current and the real time cell temperature may be measured periodically (eg, 5 minutes), and the real time indoor temperature may be periodically measured (eg, 5 minutes) using the first temperature sensor 136.
  • the periods of the cell voltage, the cell internal resistance, the bank current, the room temperature, and the cell temperature are measured by the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128. It may be shorter than the period of measurement of cell voltage, cell internal resistance, and bank current when used.
  • the third communication unit 176 transfers the average cell voltage, the average cell internal resistance, the average bank current, and the average room temperature to the server 152 of the management center 150 under the control of the second control unit 174, and immediately.
  • the measured real-time cell voltage, real-time cell internal resistance and real-time bank current are transmitted to the server 152 of the management center 150, and the first temperature signal and theft signal of the digital type corresponding to the room temperature and theft are managed in the management center.
  • To the server 152 of 150, and transmits the measured real-time cell voltage, real-time internal resistance, real-time bank current, real-time room temperature and real-time cell temperature to the server 152 of the management center 150 It may be a free local area wireless communication module such as Bluetooth, Zigbee, or the like.
  • the server 152 of the management center 150 communicates with the data merger 140 of the base station tower 120 in a wired or wireless manner so that the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 are not used.
  • the average cell voltage, the average cell internal resistance, the average bank current, and the average room temperature are received.
  • the abnormal state in which the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 are used Receives the cell internal resistance and real-time bank current periodically, receives the digital type first temperature signal and theft signal corresponding to the room temperature and theft, and if the room temperature is out of a certain standard, real-time cell voltage, real-time internal It receives resistance, real time bank current, real time room temperature and real time cell temperature.
  • the display unit 154 communicates with the server 152 in a wired or wireless manner so that the average cell voltage, average cell internal resistance, average bank current, average room temperature, and real time of the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 are real. Battery status information such as cell voltage, real-time internal resistance, real-time bank current and real-time cell temperature, and base station tower status information such as room temperature and theft are displayed.
  • the indicator 154 may be a touch monitor.
  • the first and second terminals 156 and 158 communicate with the server 152 in a wired or wireless manner so that the average cell voltage, average cell internal resistance, and average bank of the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 are communicated. It displays battery status information such as current, average room temperature, real time cell voltage, real time internal resistance, real time bank current and real time cell temperature, and base station tower status information such as room temperature and theft.
  • 156 and 158 may be computers or mobile terminals, respectively.
  • the server 152 may include an average cell voltage, an average cell internal resistance, an average bank current and an average room temperature of the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128, a real time cell voltage, a real time internal resistance, Real-time bank current and real-time cell temperature can be stored.
  • the server 152 compares the direction of the real time cell voltage or the real time cell voltage, the real time bank current, or the real time bank current with a reference value to determine the state of the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128. I can figure it out.
  • each of the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 is determined to be in a normal state.
  • each of the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 may be determined to be in an abnormal state. Can be.
  • the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 are determined to be in a normal state. If the deviation of the cell voltages of the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 is greater than or equal to the reference deviation, the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 may be determined to be in an abnormal state.
  • first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 Due to the characteristics of the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128, the greater the charge / discharge, the greater the variation in cell voltage between the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128. Some of the connected first to nth batteries 122, 124, 126, and 128 have high cell voltages, thereby reaching the end-of-charge voltage quickly, so that the remaining batteries do not reach the end-of-charge voltage. Further deepening of the cell's sulphation causes shortening of lifespan.
  • the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 may be determined to be in an abnormal state.
  • the server 152 may more accurately grasp the state of the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 by comparing the deviation of the real-time cell internal resistance or the real-time internal resistance with a reference value.
  • first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 are continuously used, variations in cell internal resistance of the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 occur. As a result, a deviation may occur in the cell voltages of the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128.
  • the real-time cell internal resistance is determined by the initial cell internal resistance.
  • the capacity decrease begins, when the real-time cell internal resistance increases by 30% to 50% of the initial cell internal resistance, the capacity decreases to 80%, and the real-time cell internal resistance is 100% of the initial cell internal resistance.
  • the battery cannot be restored and may need to be replaced.
  • each of the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 is in an abnormal state by using the cell voltage, the cell voltage deviation, the cell internal resistance, or the cell internal resistance deviation.
  • warning means such as alarm or emergency light
  • the user can be notified of abnormal state, and user can charge for a long time with a constant voltage slightly higher than the voltage of low current charging or floating charge which is charged for a long time with relatively low current.
  • the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 may have a uniform state.
  • the base station tower 120 is in an operating state, and the first to fourth batteries 122, If the directions of the bank currents 124, 126, and 128 are different from the reference directions, it may be determined that the base station tower 120 is in an outage state.
  • the base station tower 120 Since the bank current flows in the same direction as the current flows during discharge, the base station tower 120 is in operation. Therefore, the bank currents of the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 are referred to as the directions. If it is the same as the direction can be determined that the base station tower 120 is in an operating state, the bank current flows in the same direction as the current flows when the discharge means that the base station tower 120 is in an electrostatic state, the first If the directions of the bank currents of the fourth to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 are different from the reference directions, the base station tower 120 may be determined to be in a power failure state.
  • the base station tower battery monitoring system 110 may include a current sensor (not shown), the current sensor may be built in the first and second measuring devices (130, 132). .
  • the first measurement unit 162, the first conversion unit 164, and the first communication unit 168 are illustrated as being separately configured from the first control unit 166, but in another embodiment, the first measurement unit 162 is used. ), The first conversion unit 164 and the first communication unit 168 may be embedded in the first control unit 166.
  • the second communication unit 172, the third communication unit 176, the second measurement unit 178, and the second conversion unit 180 are configured separately from the second control unit 174.
  • the second communication unit 172, the third communication unit 176, the second measurement unit 178, and the second conversion unit 180 may be embedded in the second control unit 174.
  • FIGS. 4A and 4B are diagrams illustrating cell voltages in steady state and abnormal states of a battery monitoring system for a base station tower according to an exemplary embodiment of the present invention, respectively, and will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
  • the charging end voltage of each battery is 2.5V and the charging end voltages of the first to twenty-fourth batteries. May use a charger set to 60 V.
  • the charger may be immediately stopped or further charged and stopped for about 1 to 2 hours.
  • the charging end voltage of some batteries having a relatively high cell voltage is rapidly reached during charging, and the remaining batteries are under-charged and cannot be charged at the charging end voltage.
  • the state of the first to twenty-fourth batteries may be monitored by the cell voltage or the deviation of the cell voltage.
  • the cell voltage of each of the first to twenty-fourth batteries is 2.62 V as shown in FIG. 4A.
  • the deviation of the cell voltage of the first to twenty-fourth batteries is measured to be 0.06V and has a value less than the reference deviation. It can be judged as a state.
  • the cell voltage of each of the first to twenty-fourth batteries is measured to be 2.49 V to 2.73 V to have a value outside the reference voltage range, and the variation of the cell voltages of the first to twenty-fourth batteries is When measured at 0.24V and having a value equal to or more than the reference deviation, the first to twenty-fourth batteries may be determined to be in an abnormal state, and the user may charge or equalize low current according to the status information of the first to twenty-fourth batteries in an abnormal state. The charging may be performed so that the first to twenty-fourth batteries have a uniform state.
  • a configuration of a first measurement unit for measuring internal cell resistance of a battery monitoring system for a base station tower according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a first measuring unit of a battery monitoring system for a base station tower according to an exemplary embodiment of the present invention, which will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
  • the first measurement unit 162 connected to the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 includes a current amplifier 182, a sine wave generator 184, and a voltage.
  • the amplifier 186 includes a noise canceling unit 188 and an average measuring unit 190.
  • the sine wave generator 184 generates a sine wave for measuring internal cell resistance and transmits the sine wave to the current amplifier 182, and the current amplifier 182 amplifies the sine wave current and modifies the voltage.
  • the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 are applied.
  • the voltage amplifier 186 amplifies the output voltages of the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 by applying a sine wave, and transfers the output voltages to the noise canceling unit 188.
  • the noise removing unit 188 removes noise from the output voltage and transfers the noise to the average measuring unit 190.
  • the average measuring unit 190 calculates a cell internal resistance by measuring an average of the output voltage from which the noise is removed, and transfers the calculated cell internal resistance to the first converter 164.
  • FIGS. 1 to 3 are exemplary embodiments of the present invention, which will be described with reference to FIGS. 1 to 3.
  • the base station tower battery monitoring system 110 monitors the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 of the first and second banks BK1 and BK2 in real time. Start (st10).
  • the base station tower battery monitoring system 110 periodically uses the first and second measuring devices 130 and 132 to periodically check the cell voltages of the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128.
  • the resistance and the bank current are periodically measured (st12), and the indoor temperature of the base station tower 120 is periodically measured by using the first temperature sensor 136.
  • the base station tower battery monitoring system 110 determines whether the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 are used (st14).
  • the base station tower 120 uses main power supplied through a power line instead of the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128.
  • the base station tower 120 In an abnormal state such as a power failure, the base station tower 120 ) Uses power sources of the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128.
  • the base station tower battery monitoring system 110 when the first to fourth batteries 122, 124, 126, 128 is not used, the average cell voltage, average cell internal resistance, average bank current for one day And calculates an average room temperature (st16), and stores the calculated average cell voltage, average cell internal resistance, average bank current, and average room temperature (st18).
  • the average cell voltage, average cell internal resistance, average bank current, and average room temperature may be stored in the storage of the server 152.
  • the battery monitoring system 110 for the base station tower immediately measures the real-time cell voltage, the real-time cell internal resistance, and the real-time bank current ( st20), the measured real-time cell voltage, real-time cell internal resistance, and real-time bank current are stored (st22).
  • the real time cell voltage, real time cell internal resistance, and real time bank current may be stored in the storage of the server 152.
  • the battery monitoring system 110 for the base station tower if the room temperature of the base station tower 120 does not exceed a specific reference temperature range, the average cell voltage, average cell internal resistance, average bank current and average for one day The indoor temperature is calculated (st16), and the calculated average cell voltage, average cell internal resistance, average bank current, and average room temperature are stored (st18).
  • the base station tower battery monitoring system 110 when the indoor temperature of the base station tower 120 exceeds a specific reference temperature range, real-time cell voltage, real-time cell internal resistance, real-time bank current, real-time room temperature and real-time cell The temperature is immediately measured (st26), and the measured real-time cell voltage, real-time cell internal resistance, real-time bank current, real-time room temperature, and real-time cell temperature are stored (st28).
  • the base station tower battery monitoring system 110 includes a first cell voltage, an average cell internal resistance, an average bank current, an average room temperature, a real time cell voltage, a real time cell internal resistance, a real time bank current, and a real time cell temperature.
  • a first cell voltage an average cell internal resistance
  • an average bank current an average room temperature
  • a real time cell voltage a real time cell internal resistance
  • a real time bank current a real time cell temperature
  • the status information of the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 and the status information of the base station tower 120 may be displayed on the indicator 154 of the management center 150, the first or second terminal ( 156 and 158 can be displayed.
  • the user stores information on power failure and the like, and information on the lifespan of the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 from the state information of the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128.
  • the search may be performed, and the first to fourth batteries 122, 124, 126, and 128 of the base station tower 120 may be checked and managed anywhere in the world using the Internet.
  • the user may directly or indirectly solve the problem of the base station tower 120.
  • the user may interoperate with the battery regeneration system 110 for the base station tower monitoring system to regenerate, restore, and manage a deteriorated battery such as a sulfate.
  • the base station tower battery monitoring system it is possible to determine whether the base station tower power failure, the use of the battery based on the cell voltage, the cell internal resistance, the bank current and the cell temperature during operation of the battery.
  • the average cell voltage, average cell internal resistance, average bank current, and average room temperature of the day are calculated and stored. If the battery is used, real time cell voltage, real time cell internal resistance, and real time bank Measure and store current immediately.
  • the real-time cell voltage, real-time cell internal resistance, real-time bank current, real-time cell temperature, and real-time indoor temperature are periodically measured and stored.
  • the user manages the battery or the base station tower in accordance with the state information of the battery, thereby improving the accuracy of monitoring the state of the battery and the base station tower and the use efficiency of the battery is improved.

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Abstract

본 발명은, 기지국 타워의 뱅크의 다수의 배터리 각각에 연결되고, 셀전압, 셀내부저항, 셀온도 및 뱅크전류를 측정하는 다수의 측정기와; 상기 다수의 배터리의 도난여부를 감지하는 도난 방지기와; 상기 기지국 타워의 실내온도를 감지하는 제1온도 감지기와; 상기 다수의 배터리의 상기 셀온도를 감지하는 제2온도 감지기와; 상기 다수의 측정기, 상기 도난 방지기 및 상기 온도 감지기를 제어하고, 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 셀온도, 상기 뱅크전류, 상기 도난여부 및 상기 실내온도를 수신하는 데이터 병합기와; 상기 데이터 병합기로부터 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 셀온도, 상기 뱅크전류, 상기 도난여부 및 상기 실내온도를 수신하는 서버와; 상기 서버에 연결되어 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 셀온도, 상기 뱅크전류, 상기 도난여부 및 상기 실내온도를 표시하는 표시기 및 다수의 단말기를 포함하는 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템을 제공한다.

Description

기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템
본 발명은 배터리 모니터링 시스템에 관한 것으로, 특히 통신 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템에 관한 것이다.
동남아시아 지역을 비롯하여 남미, 아프리카 지역은 전력사정이 좋지 않아 기지국 타워(base transceiver station tower)에 정전이 자주 발생하여 배터리가 대체 전력으로 자주 사용되고, 그 결과 배터리의 열화가 촉진되는 문제가 있다.
또한 대부분의 기지국 타워가 밀폐된 작은 공간에 설치되어 있고, 외부기온이 높기 때문에, 기지국 타워에는 에어컨이 전수 설치되어 있지만, 간혹 발생하는 에어컨 고장으로 실내 온도가 60℃이상으로 상승한 체 방치되는 경우가 종종 발생하고 있다.
이로 인하여 통신장비의 고장 및 배터리 열화를 촉진시키게 되는 문제점이 있다.
본 발명은, 상기한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 정전 시 방전되는 배터리의 셀전압과 다수의 배터리의 뱅크전류 등을 모니터링 하여 배터리의 상태를 확인할 수 있는 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그리고, 본 발명은, 개별 배터리에 대한 내부저항과 온도를 감지하여 배터리를 정확하고 효율적으로 모니터링 할 수 있는 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 기지국 타워의 뱅크의 다수의 배터리 각각에 연결되고, 셀전압, 셀내부저항, 셀온도 및 뱅크전류를 측정하는 다수의 측정기와; 상기 다수의 배터리의 도난여부를 감지하는 도난 방지기와; 상기 기지국 타워의 실내온도를 감지하는 제1온도 감지기와; 상기 다수의 배터리의 상기 셀온도를 감지하는 제2온도 감지기와; 상기 다수의 측정기, 상기 도난 방지기 및 상기 온도 감지기를 제어하고, 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 셀온도, 상기 뱅크전류, 상기 도난여부 및 상기 실내온도를 수신하는 데이터 병합기와; 상기 데이터 병합기로부터 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 셀온도, 상기 뱅크전류, 상기 도난여부 및 상기 실내온도를 수신하는 서버와; 상기 서버에 연결되어 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 셀온도, 상기 뱅크전류, 상기 도난여부 및 상기 실내온도를 표시하는 표시기 및 다수의 단말기를 포함하는 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템을 제공한다.
그리고, 상기 도난 방지기는, CCD 카메라, 플래쉬, 알람 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 다수의 측정기는, 각각 전원전압을 공급하는 제1전원부와; 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 셀온도 및 상기 뱅크전류를 측정하는 제1측정부와; 아날로그 타입의 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 셀온도 및 상기 뱅크전류를 디지털 타입으로 변환하는 제1변환부와; 디지털 타입의 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 셀온도 및 상기 뱅크전류를 수신하는 제1제어부와; 디지털 타입의 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 셀온도 및 상기 뱅크전류를 유무선으로 상기 데이터 병합기로 전달하는 제1통신부를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 데이터 병합기는, 전원전압을 공급하는 제2전원부와; 상기 다수의 측정기로부터 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 셀온도 및 상기 뱅크전류를 유무선으로 전달받는 제2통신부와; 상기 실내온도 및 상기 도난여부에 대응되는 온도신호 및 도난신호를 측정하는 제2측정부와; 아날로그 타입의 상기 온도신호 및 상기 도난신호를 디지털 타입으로 변환하는 제2변환부와; 디지털 타입의 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 셀온도 및 상기 뱅크전류와, 디지털 타입의 상기 온도신호 및 상기 도난신호를 수신하는 제2제어부와; 디지털 타입의 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 셀온도 및 상기 뱅크전류와, 디지털 타입의 상기 온도신호 및 상기 도난신호를 유무선으로 상기 서버로 전달하는 제3통신부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 다수의 배터리가 사용되지 않은 경우, 상기 데이터 병합기는 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 뱅크전류 및 상기 실내온도의 1일에 대한 평균값을 산출하여 상기 서버로 전달하고, 상기 다수의 배터리가 사용된 경우, 상기 데이터 병합기는 상기 다수의 측정기를 이용하여 상기 셀전압, 상기 셀내부저항 및 상기 뱅크전류를 즉시 측정하여 상기 서버로 전달할 수 있다.
그리고, 상기 실내온도가 기준온도범위를 초과하지 않을 경우, 상기 데이터 병합기는 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 뱅크전류 및 상기 실내온도의 1일에 대한 평균값을 산출하여 상기 서버로 전달하고, 상기 실내온도가 상기 기준온도범위를 초과할 경우, 상기 데이터 병합기는 상기 다수의 측정기를 이용하여 상기 셀전압, 상기 셀내부저항 및 상기 뱅크전류를 주기적으로 측정하고, 상기 제1 및 제2온도 감지기를 이용하여 상기 셀온도 및 상기 실내온도를 주기적으로 측정하여 상기 서버로 전달할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은, 정전 시 방전되는 배터리의 셀전압과 다수의 배터리의 뱅크전류 등을 모니터링 하여 배터리의 상태를 확인할 수 있는 효과를 갖는다.
그리고, 본 발명은, 개별 배터리에 대한 내부저항과 온도를 감지하여 배터리를 정확하고 효율적으로 모니터링 할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 타워용 배티리 모니터링 시스템을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템의 제1 및 제2측정기를 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템의 데이터 병합기를 도시한 도면.
도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템의 정상상태 및 비정상상태의 셀전압을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템의 제1측정부를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템의 모니터링방법을 도시한 흐름도.
이하, 본 발명의 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 도면을 참조로 하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템의 제1 및 제2측정기를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템의 데이터 병합기를 도시한 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템(110)은, 기지국 타워(120) 내에 배치되는 제1 및 제2측정기(130, 132), 도난 방지기(134), 제1 및 제2온도감지기(136, 138), 데이터 병합기(140)와, 관리센터(150)에 배치되는 서버(152), 표시기(154)와, 서버(152)와 통신하는 제1 및 제2단말기(156, 158)를 포함한다.
주로 원격지에 설치되는 기지국 타워(120)는 다수의 배터리를 포함하는데, 기지국 타워(120)는 정전이 발생한 경우에 다수의 배터리로부터 전원을 공급 받을 수 있다. 또한, 태양광, 풍력 등의 신재생 에너지로부터 생성되는 전력을 다수의 배터리에 저장한 후 기지국 타워(120)는 다수의 배터리로부터 전원을 공급 받을 수도 있다.
다수의 배터리는 제1 및 제2뱅크(BK1, BK2)로 구성되고, 제1 및 제2뱅크(BK1, BK2) 각각은 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)를 포함한다.
도 1에는 제1 및 제2뱅크(BK1, BK2)가 도시되어 있고, 각 뱅크가 4개의 배터리를 포함하는 것이 도시되어 있으나, 다른 실시예에서는 기지국 타워(120)가 더 많은 뱅크를 포함할 수도 있고, 각 뱅크가 더 많거나 더 적은 배터리를 포함할 수도 있다.
제1 및 제2측정기(130, 132)는 각각 제1 및 제2뱅크(BK1, BK2)의 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128) 각각의 양극(+) 및 음극(-)에 연결되는데, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128) 각각의 셀전압과 직렬 연결된 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 뱅크전류를 주기적으로 또는 특정 시점에 즉시 측정하고, 측정된 셀전압과 뱅크전류를 데이터 병합기(140)로 전달한다.
이를 위하여, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 및 제2측정기(130, 132)는, 각각 제1전원부(160), 제1측정부(162), 제1변환부(164), 제1제어부(166), 제1통신부(168)를 포함한다.
제1전원부(160)는, 제1제어부(166)의 제어에 따라 제1측정부(162), 제1변환부(164), 제1제어부(166), 제1통신부(168)에 전원전압을 공급한다.
제1측정부(162)는, 제1제어부(166)의 제어에 따라 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)와 이를 포함하는 제1 및 제2뱅크(BK1, BK2)에 전압 또는 전류를 공급하여 셀전압, 셀내부저항 및 뱅크전류를 측정하고, 측정된 아날로그 타입의 셀전압, 셀내부저항 및 뱅크전류를 제1변환부(164)로 전달한다.
그리고, 제1측정부(162)는, 기지국 타워(120)의 실내온도가 기준범위를 벗어난 경우, 제1제어부(166)의 제어에 따라 제2온도 감지기(138)에 전압 또는 전류를 공급하여 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 셀온도에 대응되는 아날로그 타입의 전압 또는 전류와 같은 제2온도신호를 측정하여 제1변환부(164)로 전달한다.
제1변환부(164)는, 제1제어부(166)의 제어에 따라 셀전압, 셀내부저항, 뱅크전류 및 제2온도신호의 아날로그 타입을 디지털 타입으로 변환하고, 디지털 타입의 셀전압, 셀내부저항, 뱅크전류 및 제2온도신호를 제1제어부(166)로 전달한다.
예를 들어, 제1변환부(164)는, 아날로그-디지털 변환기(analog to digital converter: ADC) 일 수 있다.
제1제어부(166)는, 제1전원부(160), 제1측정부(162), 제1변환부(164), 제1통신부(168)를 제어하고, 디지털 타입의 셀전압, 셀내부저항, 뱅크전류 및 제2온도신호를 제1통신부(168)로 전달한다.
제1통신부(168)는, 제1제어부(166)의 제어에 따라 셀전압, 셀내부저항, 뱅크전류 및 제2온도신호를 유무선으로 데이터 병합기(140)로 전달하는데, 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 등의 무료 근거리무선통신 모듈일 수 있다.
한편, 데이터 병합기(140)는, 셀전압, 셀내부저항, 뱅크전류 및 제2온도신호로부터 제1 및 제2뱅크(BK1, BK2)의 상태정보를 파악하고, 제1온도 감지기(136)를 이용하여 기지국 타워(120)의 실내온도를 파악하고, 도난 방지기(134)를 이용하여 기지국 타워(120)의 도난여부를 파악한다.
예를 들어, 제1 및 제2온도 감지기(136, 138)는, 각각 온도에 따라 저항이 변하는 서미스터(thermistor)일 수 있으며, 네거티브 또는 포지티브 온도 계수(negative temperature coefficient: NTC, positive temperature coefficient: PTC)를 가질 수 있으며, 인가된 전압 또는 전류에 따른 서미스터의 저항 변화를 측정하여 기지국 타워(120)의 실내온도와 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 셀온도를 파악할 수 있다.
그리고, 도난 방지기(134)는, 문열림 센서 또는 동작감지 센서일 수 있으며, 구체적으로 CCD 카메라, 플래쉬, 알람 등이 사용될 수 있다.
기지국 타워(120)의 실내온도가 특정 기준을 벗어날 경우 셀전압, 셀내부저항, 뱅크전류, 셀온도 및 실내온도를 주기적으로(예를 들어, 5분) 측정하고, 기지국 타워(120)에 도난이 발생했을 경우 사용자는 직접적으로 또는 간접적으로 기지국 타워(120)의 문제를 해결할 수 있다.
이를 위하여, 도 3에 도시한 바와 같이, 데이터 병합기(140)는, 제2전원부(170), 제2통신부(172), 제2제어부(174), 제3통신부(176), 제2측정부(178), 제2변환부(180)를 포함한다.
제2전원부(170)는, 제2제어부(174)의 제어에 따라 제2통신부(172), 제2제어부(174), 제3통신부(176), 제2측정부(178), 제2변환부(180)에 전원전압을 공급한다.
제2통신부(172)는, 제2제어부(174)의 제어에 따라 제1 및 제2측정기(130, 132)의 제1통신부(168)로부터 디지털 타입의 셀전압, 셀내부저항, 뱅크전류 및 제2온도신호를 유무선으로 전달받고, 전달받은 셀전압, 셀내부저항, 뱅크전류 및 제2온도신호를 제2제어부(174)로 전달하는데, 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 등의 무료 근거리무선통신 모듈일 수 있다.
제2측정부(178)는, 제2제어부(174)의 제어에 따라 제1온도 감지기(136)에 전압 또는 전류를 공급하여 기지국 타워(120)의 실내온도에 대응되는 아날로그 타입의 전압 또는 전류와 같은 제1온도신호를 측정하여 제2변환부(180)로 전달하고, 도난 방지기(134)에 전압 또는 전류를 공급하여 기지국 타워(120)의 도난여부에 대응되는 아날로그 타입의 전압 또는 전류와 같은 도난신호를 측정하여 제2변환부(180)로 전달한다.
제2변환부(180)는, 제2제어부(174)의 제어에 따라 실내온도 및 도난여부에 대응되는 제1온도신호 및 도난신호의 아날로그 타입을 디지털 타입으로 변환하고, 디지털 타입의 제1온도신호 및 도난신호를 제2제어부(174)로 전달한다.
예를 들어, 제2변환부(180)는, 아날로그-디지털 변환기(analog to digital converter: ADC) 일 수 있다.
제2제어부(174)는, 제2전원부(170), 제2통신부(172), 제2제어부(174), 제3통신부(176), 제2측정부(178), 제2변환부(180)를 제어하는데, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 셀전압, 셀내부저항, 뱅크전류 및 실내온도를 주기적으로 측정한다.
그리고, 제2제어부(174)는, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)가 사용되지 않은 경우 1일에 대한 평균 셀전압, 평균 셀내부저항, 평균 뱅크전류 및 평균 실내온도를 산출하고 산출된 평균 셀전압, 평균 셀내부저항, 평균 뱅크전류 및 평균 실내온도를 제3통신부(176)에 전달하고, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)가 사용된 경우 실시간 셀전압, 실시간 셀내부저항 및 실시간 뱅크전류를 즉시 측정하고 측정된 실시간 셀전압, 실시간 내부저항 및 실시간 뱅크전류를 제3통신부(176)로 전달한다.
또한, 제2제어부(174)는, 실내온도 및 도난여부에 대응되는 디지털 타입의 제1온도신호 및 도난신호를 제3통신부(176)로 전달한다.
한편, 제2제어부(174)는, 실내온도가 특정 기준을 벗어날 경우, 제2온도 감지기(138), 제1 및 제2측정기(130, 132)를 이용하여 실시간 셀전압, 실시간 셀내부저항, 실시간 뱅크전류 및 실시간 셀온도를 주기적으로(예를 들어, 5분) 측정하고, 제1온도감지기(136)를 이용하여 실시간 실내온도를 주기적으로(예를 들어, 5분) 측정할 수 있다.
예를 들어, 실내온도가 특정 기준을 벗어날 경우의 셀전압, 셀내부저항, 뱅크전류, 실내온도, 셀온도의 측정의 주기는, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)가 사용된 경우의 셀전압, 셀내부저항, 뱅크전류의 측정의 주기보다 짧을 수 있다.
제3통신부(176)는, 제2제어부(174)의 제어에 따라 평균 셀전압, 평균 셀내부저항, 평균 뱅크전류 및 평균 실내온도를 관리센터(150)의 서버(152)로 전달하고, 즉시 측정된 실시간 셀전압, 실시간 셀내부저항 및 실시간 뱅크전류를 관리센터(150)의 서버(152)로 전달하고, 실내온도 및 도난여부에 대응되는 디지털 타입의 제1온도신호 및 도난신호를 관리센터(150)의 서버(152)로 전달하고, 주기적으로 측정된 실시간 셀전압, 실시간 내부저항, 실시간 뱅크전류, 실시간 실내온도 및 실시간 셀온도를 관리센터(150)의 서버(152)로 전달하는데, 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zigbee) 등의 무료 근거리무선통신 모듈일 수 있다.
한편, 관리센터(150)의 서버(152)는, 기지국 타워(120)의 데이터 병합기(140)와 유무선으로 통신하여, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)가 사용되지 않은 정상상태에서는 평균 셀전압, 평균 셀내부저항, 평균 뱅크전류 및 평균 실내온도를 수신하고, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)가 사용된 비정상상태에서는 실시간 셀전압, 실시간 셀내부저항 및 실시간 뱅크전류를 주기적으로 수신하고, 실내온도 및 도난여부에 대응되는 디지털 타입의 제1온도신호 및 도난신호를 수신하고, 실내온도가 특정 기준을 벗어날 경우에는 실시간 셀전압, 실시간 내부저항, 실시간 뱅크전류, 실시간 실내온도 및 실시간 셀온도를 수신한다.
표시기(154)는, 서버(152)와 유무선으로 통신하여, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 평균 셀전압, 평균 셀내부저항, 평균 뱅크전류, 평균 실내온도, 실시간 셀전압, 실시간 내부저항, 실시간 뱅크전류 및 실시간 셀온도와 같은 배터리 상태정보와, 실내온도 및 도난여부와 같은 기지국 타워 상태정보를 표시하는데, 표시기(154)는 터치 모니터 일 수 있다.
제1 및 제2단말기(156, 158)는, 서버(152)와 유무선으로 통신하여, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 평균 셀전압, 평균 셀내부저항, 평균 뱅크전류, 평균 실내온도, 실시간 셀전압, 실시간 내부저항, 실시간 뱅크전류 및 실시간 셀온도와 같은 배터리 상태정보와, 실내온도 및 도난여부와 같은 기지국 타워 상태정보를 표시하는데, 제1 및 제2단말기(156, 158)는 각각 컴퓨터 또는 이동단말기 일 수 있다.
여기서, 서버(152)는, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 평균 셀전압, 평균 셀내부저항, 평균 뱅크전류 및 평균 실내온도와, 실시간 셀전압, 실시간 내부저항, 실시간 뱅크전류 및 실시간 셀온도를 저장할 수 있다.
그리고, 서버(152)는, 실시간 셀전압 또는 실시간 셀전압의 편차, 실시간 뱅크전류 또는 실시간 뱅크전류의 방향을 기준값과 비교하여 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 상태를 파악할 수 있다.
예를 들어, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128) 각각의 셀전압이 기준전압범위 이내이면 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128) 각각을 정상상태로 판단하고, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128) 각각의 셀전압이 기준전압범위를 벗어나면 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128) 각각을 비정상상태로 판단할 수 있다.
그리고, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128) 각각의 셀전압의 편차가 기준편차 미만이면 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)를 정상상태로 판단하고, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 셀전압의 편차가 기준편차 이상이면 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)를 비정상상태로 판단할 수 있다.
제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 특성상 충방전이 많아 질수록 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128) 사이의 셀전압의 편차가 커지는데, 직렬로 연결되어 있는 제1 내지 제n배터리(122, 124, 126, 128) 중 일부 높은 셀전압을 갖는 배터리로 인하여 충전 종지전압에 빨리 도달하게 되어 나머지 배터리가 충전 종지전압에 도달하지 않게 되며, 이는 해당 셀의 설페이션(sulphation)을 더 심화시켜 수명 단축의 원인이 된다.
따라서, 셀전압의 편차가 기준편차 이상이면 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)를 비정상상태로 판단할 수 있다.
한편, 서버(152)는, 실시간 셀내부저항 또는 실시간 내부저항의 편차를 기준값과 비교하여 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 상태를 더 정확하게 파악할 수 있다.
예를 들어, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)를 지속적으로 사용함에 따라, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 셀내부저항에 편차가 발생하고 이에 따라 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 셀전압에 편차가 발생할 수 있다.
따라서, 실시간 셀내부저항을 초기 셀내부저항과 비교하여 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 상태를 파악할 수 있는데, 예를 들어, 실시간 셀내부저항이 초기 셀내부저항의 20%만큼 증가할 때 용량 저하가 시작되고, 실시간 셀내부저항이 초기 셀내부저항의 30% ~ 50%만큼 증가할 때 용량이 80%로 저하되고, 실시간 셀내부저항이 초기 셀내부저항의 100%만큼 증가할 때 배터리의 복원이 불가능하여 교체가 필요할 수 있다.
여기서, 서버(152)가 셀전압, 셀전압의 편차, 셀내부저항 또는 셀내부저항의 편차를 이용하여 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128) 각각을 비정상상태로 판단할 경우, 알람 또는 비상등과 같은 경고수단을 이용하여 사용자에게 비정상상태를 고지할 수 있으며, 사용자는 상대적으로 낮은 전류로 장시간 충전하는 저전류 충전이나 부동충전(floating charge)의 전압보다 조금 높은 정전압으로 장시간 충전하는 균등충전(equalizing charge)을 실시하여 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)이 균일한 상태를 갖도록 할 수 있다.
또한, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 뱅크전류의 방향이 기준방향과 동일하면 기지국 타워(120)가 가동상태인 것으로 판단하고, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 뱅크전류의 방향이 기준방향과 상이하면 기지국 타워(120)가 정전상태인 것으로 판단할 수 있다.
뱅크전류가 방전 시 전류가 흐르는 방향과 동일한 방향으로 흐른다는 것은 기지국 타워(120)가 가동 중인 것을 의미하므로, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 뱅크전류의 방향이 기준방향과 동일하면 기지국 타워(120)가 가동상태인 것으로 판단할 수 있고, 뱅크전류가 방전 시 전류가 흐르는 방향과 동일한 방향으로 흐른다는 것은 기지국 타워(120)가 정전상태인 것을 의미하므로, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 뱅크전류의 방향이 기준방향과 상이하면 기지국 타워(120)가 정전상태인 것으로 판단할 수 있다.
뱅크전류의 방향을 감지하기 위하여, 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템(110)은 전류센서(미도시)를 포함할 수 있으며, 전류센서는 제1 및 제2측정기(130, 132)에 내장될 수도 있다.
도 2에서는 제1측정부(162), 제1변환부(164), 제1통신부(168)가 제1제어부(166)와 별도로 구성되는 것으로 예로 들었으나, 다른 실시예에서는 1측정부(162), 제1변환부(164), 제1통신부(168)가 제1제어부(166)에 내장될 수도 있다.
그리고, 도 3에서는 제2통신부(172), 제3통신부(176), 제2측정부(178), 제2변환부(180)가 제2제어부(174)와 별도로 구성되는 것을 예로 들었으나, 다른 실시예에서는 제2통신부(172), 제3통신부(176), 제2측정부(178), 제2변환부(180)가 제2제어부(174)에 내장될 수도 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템이 셀전압 또는 셀전압의 편차를 이용하여 배터리의 상태를 판단하는 경우를 도면을 참조하여 설명한다.
도 4a 및 도 4b는 각각 본 발명의 실시예에 따른 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템의 정상상태 및 비정상상태의 셀전압을 도시한 도면으로, 도 1 내지 도 3을 함께 참조하여 설명한다.
도 4a 및 도 4b에 도시한 바와 같이, 공칭전압(nominal voltage) 2V의 제1 내지 제24배터리를 충전할 경우, 각 배터리의 충전 종지전압은 2.5V, 제1 내지 제24배터리의 충전 종지전압은 60V로 설정된 충전기를 사용할 수 있으며, 제1 내지 제24배터리의 셀전압이 충전 종지전압에 도달하면, 바로 충전기를 정지시키거나 1 내지 2시간 정도 더 충전하고 정지시킬 수 있다.
제1 내지 제24배터리의 화학적 특성상 충방전 중에 제1 내지 제24배터리 사이에 셀전압의 편차가 발생한다.
제1 내지 제24배터리는 직렬로 연결되어 있기 때문에, 충전 중 셀전압이 상대적으로 높은 일부 배터리의 충전 종지전압에 빨리 도달하게 되고, 나머지 배터리는 충전 종지전압으로 충전되지 못하는 충전 부족상태가 발생하며, 이러한 제1 내지 제24배터리의 상태는 셀전압 또는 셀전압의 편차로 모니터링 할 수 있다.
예를 들어, 기준전압범위를 2.60V 내지 2.70V로 설정하고 기준편차를 0.10V로 설정한 충전기를 사용할 경우, 도 4a에 도시한 바와 같이, 제1 내지 제24배터리 각각의 셀전압은 2.62V 내지 2.68V로 측정되어 기준전압범위 이내의 값을 갖고, 제1 내지 제24배터리의 셀전압의 편차는 0.06V로 측정되어 기준편차 미만의 값을 갖는 경우에는, 제1 내지 제24배터리를 정상상태로 판단할 수 있다.
그리고, 도 4b에 도시한 바와 같이, 제1 내지 제24배터리 각각의 셀전압은 2.49V 내지 2.73V로 측정되어 기준전압범위를 벗어난 값을 갖고, 제1 내지 제24배터리의 셀전압의 편차는 0.24V로 측정되어 기준편차 이상의 값을 갖는 경우에는, 제1 내지 제24배터리를 비정상상태로 판단할 수 있으며, 사용자는 비정상상태인 제1 내지 제24배터리의 상태정보에 따라 저전류 충전이나 균등충전을 실시하여 제1 내지 제24배터리가 균일한 상태를 갖도록 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템의 셀내부저항 측정을 위한 제1측정부의 구성을 도면을 참조하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템의 제1측정부를 도시한 도면으로, 도 1 내지 도 3을 함께 참조하여 설명한다.
도 5에 도시한 바와 같이, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)에 연결되는 제1측정부(162)는, 전류증폭부(182), 싸인파생성부(184), 전압증폭부(186), 잡음제거부(188), 평균측정부(190)를 포함한다.
싸인파생성부(184)는 셀내부저항 측정을 위한 싸인파(sine wave)를 생성하여 전류증폭부(182)에 전달하고, 전류증폭부(182)는 싸인파의 전류를 증폭하고 전압을 수정하여 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)로 인가한다.
전압증폭부(186)는 싸인파 인가에 의한 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 출력전압을 증폭하여 잡음제거부(188)로 전달한다.
잡음제거부(188)는 출력전압으로부터 잡음(noise)을 제거하여 평균측정부(190)로 전달한다.
평균측정부(190)는 잡음이 제거된 출력전압의 평균을 측정하여 셀내부저항을 산출하고, 산출된 셀내부저항을 제1변환부(164)로 전달한다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템을 이용한 모니터링 방법을 도면을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템의 모니터링방법을 도시한 흐름도로서, 도 1 내지 도 3을 함께 참조하여 설명한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템(110)은, 제1 및 제2뱅크(BK1, BK2)의 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)에 대한 실시간 감시를 시작한다(st10).
이후, 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템(110)은, 제1 및 제2측정기(130, 132)를 이용하여 주기적으로 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 셀전압, 셀내부저항 및 뱅크전류를 주기적으로 측정하고(st12), 제1온도감지기(136)를 이용하여 기지국 타워(120)의 실내온도를 주기적으로 측정한다.
이후, 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템(110)은, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 사용여부를 판단한다(st14).
예를 들어, 정상상태에서는 기지국 타워(120)가 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128) 대신 전력선 등을 통하여 공급되는 주전원을 이용하고, 정전 등과 같은 비정상상태에서는 기지국 타워(120)가 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 전원을 이용한다.
이후, 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템(110)은, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)가 사용되지 않은 경우, 1일에 대한 평균 셀전압, 평균 셀내부저항, 평균 뱅크전류 및 평균 실내온도를 산출하고(st16), 산출된 평균 셀전압, 평균 셀내부저항, 평균 뱅크전류 및 평균 실내온도를 저장한다(st18).
예를 들어, 평균 셀전압, 평균 셀내부저항, 평균 뱅크전류 및 평균 실내온도는 서버(152)의 저장부에 저장될 수 있다.
한편, 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템(110)은, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)가 사용된 경우, 실시간 셀전압, 실시간 셀내부저항 및 실시간 뱅크전류를 즉시 측정하고(st20), 측정된 실시간 셀전압, 실시간 셀내부저항 및 실시간 뱅크전류를 저장한다(st22).
예를 들어, 실시간 셀전압, 실시간 셀내부저항 및 실시간 뱅크전류는 서버(152)의 저장부에 저장될 수 있다.
이후, 기지국 타워(120)의 실내온도가 특정 기준온도범위를 초과여부를 판단한다(st24).
이후, 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템(110)은, 기지국 타워(120)의 실내온도가 특정 기준온도범위를 초과하지 않을 경우, 1일에 대한 평균 셀전압, 평균 셀내부저항, 평균 뱅크전류 및 평균 실내온도를 산출하고(st16), 산출된 평균 셀전압, 평균 셀내부저항, 평균 뱅크전류 및 평균 실내온도를 저장한다(st18).
한편, 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템(110)은, 기지국 타워(120)의 실내온도가 특정 기준온도범위를 초과한 경우, 실시간 셀전압, 실시간 셀내부저항, 실시간 뱅크전류, 실시간 실내온도 및 실시간 셀온도를 즉시 측정하고(st26), 측정된 실시간 셀전압, 실시간 셀내부저항, 실시간 뱅크전류, 실시간 실내온도 및 실시간 셀온도를 저장한다(st28).
이후, 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템(110)은, 평균 셀전압, 평균 셀내부저항, 평균 뱅크전류, 평균 실내온도, 실시간 셀전압, 실시간 셀내부저항, 실시간 뱅크전류, 실시간 셀온도와 같은 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 상태정보와, 실시간 실내온도, 도난여부와 같은 기지국 타워(120)의 상태정보를 표시한다(st30).
예를 들어, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 상태정보와 기지국 타워(120)의 상태정보는 관리센터(150)의 표시기(154), 제1 또는 제2단말기(156, 158)를 통하여 표시할 수 있다.
사용자는, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 상태정보로부터, 정전 등에 대한 정보, 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)의 수명 등에 대한 정보를 저장 또는 검색할 수 있으며, 인터넷을 활용하여 전 세계 어디서나 실시간으로 기지국 타워(120)의 제1 내지 제4배터리(122, 124, 126, 128)를 확인하고 관리할 수 있다.
그리고, 사용자는, 기지국 타워(120)의 실내온도가 특정 기준온도범위를 벗어나거나, 기지국 타워(120)에 도난이 발생했을 경우, 직접적으로 또는 간접적으로 기지국 타워(120)의 문제를 해결할 수 있다.
또한, 사용자는, 기지국 타워용 모니터링 시스템(110)을 배터리 재생 시스템과 연동시켜, 설페이션과 같이 열화된 배터리를 재생, 복원 및 관리할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템에 의하면, 배터리의 동작 시 셀전압, 셀내부저항, 뱅크전류 및 셀온도를 기준으로 기지국 타워의 정전, 배터리의 사용 여부를 판단할 수 있으며, 배터리가 사용되지 않은 경우에는 1일의 평균 셀전압, 평균 셀내부저항, 평균 뱅크전류 및 평균 실내온도를 산출하여 저장하고, 배터리가 사용되는 경우에는 실시간 셀전압, 실시간 셀내부저항 및 실시간 뱅크전류를 즉시 측정하여 저장한다.
그리고, 기지국 타워의 실내온도가 기준온도범위를 초과할 경우, 실시간 셀전압, 실시간 셀내부저항, 실시간 뱅크전류, 실시간 셀온도 및 실시간 실내온도를 주기적으로 측정하여 저장한다.
또한, 사용자는 배터리의 상태정보에 따라 배터리 또는 기지국 타워를 관리함으로써, 배터리 및 기지국 타워의 상태에 대한 모니터링의 정밀도가 개선되고 배터리의 사용효율이 향상된다.

Claims (6)

  1. 기지국 타워의 뱅크의 다수의 배터리 각각에 연결되고, 셀전압, 셀내부저항, 셀온도 및 뱅크전류를 측정하는 다수의 측정기와;
    상기 다수의 배터리의 도난여부를 감지하는 도난 방지기와;
    상기 기지국 타워의 실내온도를 감지하는 제1온도 감지기와;
    상기 다수의 배터리의 상기 셀온도를 감지하는 제2온도 감지기와;
    상기 다수의 측정기, 상기 도난 방지기 및 상기 온도 감지기를 제어하고, 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 셀온도, 상기 뱅크전류, 상기 도난여부 및 상기 실내온도를 수신하는 데이터 병합기와;
    상기 데이터 병합기로부터 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 셀온도, 상기 뱅크전류, 상기 도난여부 및 상기 실내온도를 수신하는 서버와;
    상기 서버에 연결되어 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 셀온도, 상기 뱅크전류, 상기 도난여부 및 상기 실내온도를 표시하는 표시기 및 다수의 단말기
    를 포함하는 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도난 방지기는, CCD 카메라, 플래쉬, 알람 중 적어도 하나를 포함하는 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 측정기는, 각각
    전원전압을 공급하는 제1전원부와;
    상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 셀온도 및 상기 뱅크전류를 측정하는 제1측정부와;
    아날로그 타입의 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 셀온도 및 상기 뱅크전류를 디지털 타입으로 변환하는 제1변환부와;
    디지털 타입의 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 셀온도 및 상기 뱅크전류를 수신하는 제1제어부와;
    디지털 타입의 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 셀온도 및 상기 뱅크전류를 유무선으로 상기 데이터 병합기로 전달하는 제1통신부
    를 포함하는 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 병합기는,
    전원전압을 공급하는 제2전원부와;
    상기 다수의 측정기로부터 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 셀온도 및 상기 뱅크전류를 유무선으로 전달받는 제2통신부와;
    상기 실내온도 및 상기 도난여부에 대응되는 온도신호 및 도난신호를 측정하는 제2측정부와;
    아날로그 타입의 상기 온도신호 및 상기 도난신호를 디지털 타입으로 변환하는 제2변환부와;
    디지털 타입의 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 셀온도 및 상기 뱅크전류와, 디지털 타입의 상기 온도신호 및 상기 도난신호를 수신하는 제2제어부와;
    디지털 타입의 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 셀온도 및 상기 뱅크전류와, 디지털 타입의 상기 온도신호 및 상기 도난신호를 유무선으로 상기 서버로 전달하는 제3통신부
    를 포함하는 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 배터리가 사용되지 않은 경우, 상기 데이터 병합기는 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 뱅크전류 및 상기 실내온도의 1일에 대한 평균값을 산출하여 상기 서버로 전달하고,
    상기 다수의 배터리가 사용된 경우, 상기 데이터 병합기는 상기 다수의 측정기를 이용하여 상기 셀전압, 상기 셀내부저항 및 상기 뱅크전류를 즉시 측정하여 상기 서버로 전달하는 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 실내온도가 기준온도범위를 초과하지 않을 경우, 상기 데이터 병합기는 상기 셀전압, 상기 셀내부저항, 상기 뱅크전류 및 상기 실내온도의 1일에 대한 평균값을 산출하여 상기 서버로 전달하고,
    상기 실내온도가 상기 기준온도범위를 초과할 경우, 상기 데이터 병합기는 상기 다수의 측정기를 이용하여 상기 셀전압, 상기 셀내부저항 및 상기 뱅크전류를 주기적으로 측정하고, 상기 제1 및 제2온도 감지기를 이용하여 상기 셀온도 및 상기 실내온도를 주기적으로 측정하여 상기 서버로 전달하는 기지국 타워용 배터리 모니터링 시스템.
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