WO2024111742A1 - 리튬이온 재사용(reuse) 배터리로 구성된 ess(energy storage system)를 관리하기 위한 배터리 관리 시스템 - Google Patents

리튬이온 재사용(reuse) 배터리로 구성된 ess(energy storage system)를 관리하기 위한 배터리 관리 시스템 Download PDF

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voltage
battery
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김동규
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주식회사 피엠그로우
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • This disclosure relates to a battery management system, and specifically to a battery management system for managing an ESS (Energy Storage System) built by recycling lithium-ion batteries recovered and used in electric buses and electric vehicles.
  • ESS Electronicgy Storage System
  • ESS Electronicgy Storage System
  • PCS Power Conditioning System
  • EMS Energy Management System
  • BMS Battery Management System
  • ESS can be deployed in residential complexes or factory facilities to supply power.
  • ESS deployed at consumers may have different characteristics from general power supply facilities. While general power supply facilities continuously supply power to consumers, ESS can temporarily supply power only when needed. For example, when a temporary problem occurs in a power supply facility that supplies power to consumers and power supply is disrupted, the ESS can operate and supply power. against this background, ESS can demonstrate sufficient performance even if it is composed of lithium-ion reuse batteries.
  • ESS can be used to temporarily supply power only when necessary.
  • the amount of power temporarily supplied can be sufficiently supplied through a lithium-ion reusable battery. Therefore, when building an ESS using a lithium-ion reusable battery, the cost required to build the ESS can be reduced. Additionally, because discarded batteries are recycled, the environment can also be protected.
  • reused batteries may have problems that are difficult to find the cause of. Therefore, there is a demand for technology to select defective modules during the operation of ESS composed of lithium-ion reusable batteries.
  • This disclosure was created in response to the above-described background technology, and seeks to provide a system for selecting defective modules during operation of an ESS composed of a lithium-ion reusable battery.
  • the battery management system includes at least one battery rack that monitors each cell included in a battery module composed of reusable batteries; a server that receives first voltage information for the cell from the at least one battery rack; and a user terminal that receives whether there is an abnormality in the battery module or each cell from the server; The server determines a plurality of voltage values for each cell based on the first voltage information, determines an average voltage value for all cells based on the plurality of voltage values, and By comparing a plurality of voltage values and the average voltage value, it is possible to determine whether there is an abnormality in each cell.
  • the server determines whether there is a first voltage value that has a difference of 20% or more compared to the average voltage value among the plurality of voltage values, and if the first voltage value exists, the first voltage value and The related first cell may be determined to be a defective cell, and battery information related to the first cell may be transmitted to the user terminal.
  • the battery information includes a first management number of the first cell, a second management number of the first battery module including the first cell, and a third management number of the first battery rack including the first battery module. It may include location information indicating the number and location of the first battery rack.
  • the server determines the highest voltage value having the highest value among the plurality of voltage values, and selects the upper voltage value having a difference of less than a preset value compared to the highest voltage value. Determine, determine the lowest voltage value having the lowest value among the plurality of voltage values, determine a lower voltage value having a difference of less than a preset value compared to the lowest voltage value, and determine the highest voltage value among the plurality of voltage values.
  • the average voltage value may be determined based on a normal voltage value excluding the voltage value, the upper voltage value, the lowest voltage value, and the lower voltage value.
  • the server determines a predetermined previous average voltage value based on second voltage information received prior to the first voltage information, and compares the average voltage value with the previous average voltage value. Thus, it is possible to determine whether the average voltage value is abnormal.
  • the at least one battery rack may determine whether charging and discharging of the battery module is being performed, and when it is determined that charging and discharging of the battery module is being performed, may perform monitoring for each cell.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an example of a battery management system according to some embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a method by which a server determines whether each cell included in a battery module is abnormal, according to some embodiments of the present disclosure.
  • first, second, A, B, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • a first component may be named a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may also be named a first component.
  • the term and/or includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.
  • the battery management system may be comprised of at least one battery rack, a server, and a user terminal. At least one battery rack may perform monitoring for each cell included in a battery module composed of reusable batteries. At least one battery rack can monitor voltage, current, temperature, and SOC for each cell.
  • the server may receive information monitored by at least one battery rack from at least one battery rack. For example, the server can receive voltage, current, temperature, and SOC for each cell. Through this, the server can determine whether there is an abnormality in each cell. If an abnormality in at least one cell is detected, the server can transmit to the user terminal whether there is an abnormality in the cell. Accordingly, the user of the user terminal can replace the cell in which the problem occurred.
  • FIGS. 1 and 2 the battery management system according to the present disclosure will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining an example of a battery management system according to some embodiments of the present disclosure.
  • the battery management system 1000 may include a server 100, at least one battery rack 200, and a user terminal 300.
  • the above-described components are not essential for implementing the battery management system 1000, so the battery management system 1000 may have more or less components than the components listed above.
  • Server 100 may include any type of computer system or computer device, such as, for example, a microprocessor, mainframe computer, digital processor, portable device, or device controller.
  • Server 100 may include typical computer hardware (e.g., a device that may include a computer processor, memory, storage, input and output devices, and other components of a traditional computing device; electronic communications devices such as routers, switches, etc.; network attachments)
  • a combination of electronic information storage systems such as network-attached storage (NAS) and storage area network (SAN)
  • computer software i.e., instructions that cause a computing device to function in a particular way. This can be used to achieve desired system performance.
  • the control unit 110 can typically process the overall operation of the server 100.
  • the control unit 110 processes signals, data, information, etc. input or output through the components of the server 100 or runs an application program stored in the storage unit 120 to provide or process appropriate information or functions to the user. can do.
  • the control unit 110 may be composed of one or more cores, such as a central processing unit (CPU), general purpose graphics processing unit (GPGPU), and tensor processing unit (TPU). It may include a processor for data analysis.
  • CPU central processing unit
  • GPU general purpose graphics processing unit
  • TPU tensor processing unit
  • Storage unit 120 may include memory and/or persistent storage media.
  • Memory is a flash memory type, hard disk type, multimedia card micro type, card type memory (e.g. SD or XD memory, etc.), and RAM (Random Access).
  • RAM Random Access Memory
  • SRAM Static Random Access Memory
  • ROM Read-Only Memory
  • EEPROM Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory
  • PROM Programmable Read-Only Memory
  • magnetic memory magnetic disk, optical disk It may include at least one type of storage medium.
  • the storage unit 120 may store the database built by the control unit 110.
  • the control unit 110 may receive monitoring information for monitoring a plurality of cells from at least one battery rack 200 through the communication unit 130.
  • the control unit 110 can build a database using monitoring information and management numbers for a plurality of cells.
  • the storage unit 120 may store the database built by the control unit 110.
  • the communication unit 130 is located between the server 100 and the communication system, between the server 100 and at least one battery rack 200, between the server 100 and the user terminal 300, or between the server 100 and the network 400. It may contain one or more modules that enable communication between them. The communication unit 130 may receive monitoring information performed on each cell from at least one battery rack 200.
  • Each of the at least one battery rack 200 may be provided with a plurality of battery modules.
  • Each of the plurality of battery modules may include a plurality of cells.
  • At least one battery rack 200 may perform monitoring for each of a plurality of cells.
  • at least one battery rack 200 may monitor the voltage, current, temperature, and state of charge (SOC) of each of a plurality of cells.
  • SOC may represent a quantitative value representing the degree to which the battery is charged, a quantitative value representing the degree to which the current battery is consumed, or a quantitative value representing the remaining charge of the current battery.
  • At least one battery rack 200 may transmit monitoring results to the server 100 in real time.
  • At least one battery rack 200 may include a sensing unit, a control unit, and a communication unit for monitoring each of a plurality of cells.
  • At least one battery rack may be understood as a Power Conditioning System (PCS), Energy Management System (EMS), or Battery Management System (BMS) for managing the battery module or each cell included in the battery module.
  • PCS Power Conditioning System
  • EMS Energy Management System
  • BMS Battery Management System
  • At least one battery rack 200 may determine whether charging or discharging of a battery module is being performed. When it is determined that charging and discharging of the battery module is being performed, at least one battery rack 200 may perform monitoring for each cell. In other words, at least one battery rack 200 may not perform monitoring for each cell when the battery module is not being charged or discharged.
  • User terminal 300 includes typical computer hardware (e.g., a device that may include a computer processor, memory, storage, input and output devices, and other components of a conventional computing device; electronic communication devices such as routers, switches, etc.; network A combination of electronic information storage systems (such as network-attached storage (NAS) and storage area network (SAN)) and computer software (i.e., instructions that cause a computing device to function in a certain way)
  • the desired system performance can be achieved by using .
  • the user terminal 300 may include a personal computer (PC), a note book, a mobile terminal, a smart phone, a tablet PC, etc. owned by the user. It can include all types of terminals that can access wired/wireless networks.
  • the user terminal 300 may receive from the server 100 whether there is an abnormality in the battery module or each cell. Accordingly, the user of the user terminal 300 can replace the cell in which the problem occurred.
  • the network 400 may be a closed network such as a Local Area Network (LAN) or a Wide Area Network (WAN), or an open network such as the Internet.
  • the Internet uses the TCP/IP protocol and several services that exist at its upper layer, such as HTTP (Hyper Text Transfer Protocol), Telnet, FTP (File Transfer Protocol), DNS (Domain Name System), SMTP (Simple Mail Transfer Protocol), and SNMP. It refers to a worldwide open computer network structure that provides (Simple Network Management Protocol), NFS (Network File Service), and NIS (Network Information Service).
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of a method by which a server determines whether each cell included in a battery module is abnormal, according to some embodiments of the present disclosure.
  • the communication unit 130 of the server 100 may receive first voltage information about a cell from at least one battery rack 200 (S110).
  • the first voltage information may be information obtained by at least one battery rack 200 sensing the voltage value of each cell included in the battery module at preset time intervals. Specifically, at least one battery rack 200 may determine whether charging or discharging of a battery module is being performed. When it is determined that charging and discharging of the battery module is being performed, at least one battery rack 200 may acquire the voltage value of each cell at preset time intervals. For example, at least one battery rack 200 may acquire the voltage value of each cell at 1 second intervals. At least one battery rack 200 may transmit first voltage information generated using the voltage value of each cell acquired at 1-second intervals to the server 100 in real time. Alternatively, at least one battery rack 200 may acquire the voltage value of each cell for a preset time period. For example, at least one battery rack 200 may acquire the voltage value of each cell for 5 minutes at 1 second intervals. At least one battery rack 200 may transmit first voltage information generated using the voltage value of each cell acquired for 5 minutes to the server 100.
  • the control unit 110 which has received the first voltage information, may build a database using the first voltage information.
  • At least one battery rack 200, a battery module provided in each of the at least one battery rack 200, and a plurality of cells included in the battery module may be numbered according to a certain rule.
  • the control unit 110 may build a database by mapping the numbered management number and first voltage information to each of at least one battery rack 200, a battery module, and a plurality of cells.
  • the control unit 110 may determine a plurality of voltage values for each cell based on the received first voltage information (S120). The control unit 110 may determine the average voltage value for all cells based on a plurality of voltage values (S130). The control unit 110 may compare a plurality of voltage values and an average voltage value for each cell (S140).
  • control unit 110 may determine the first cell related to the first voltage value as a defective cell (S150, Yes). S160).
  • the average voltage value determined based on a plurality of voltage values for each cell may be 3.9V.
  • the control unit 110 may compare the average voltage value and a plurality of voltage values. The control unit 110 may determine whether a first voltage value having a magnitude of 4.68V or more exists among the plurality of voltage values. If there is a first voltage value of 4.68V or more, the control unit 110 may determine the first cell related to the first voltage value as a defective cell. Alternatively, the control unit 110 may determine whether a first voltage value having a magnitude of 3.12 V or less exists among a plurality of voltage values. If a first voltage value having a magnitude of 3.12 V or less exists, the control unit 110 may determine the first cell related to the first voltage value as a defective cell.
  • control unit 110 may determine that no defective cells exist.
  • the communication unit 130 may transmit battery information related to the first cell to the user terminal under the control of the control unit 110 (S170).
  • the battery information includes the first management number of the first cell, the second management number of the first battery module including the first cell, the third management number of the first battery rack including the first battery module, and the first battery. It may include location information indicating the location of the rack. Accordingly, when battery information related to the first cell is received through the user terminal 300, the user can easily find the first cell among the plurality of cells.
  • the control unit 110 may determine a defective candidate cell based on the first voltage information. For example, if a first voltage value that has a difference of 10% or more from the average voltage value exists among a plurality of voltage values, the control unit 110 may determine a cell related to the first voltage value as a defective candidate cell. When a defective candidate cell is determined, the control unit 110 may intensively monitor the voltage related to the defective candidate cell.
  • At least one battery rack 200 may acquire the voltage value of each cell for a preset time period. For example, at least one battery rack 200 may acquire the voltage value of each cell for 5 minutes at 1 second intervals. At least one battery rack 200 may transmit first voltage information generated using the voltage value of each cell acquired for 5 minutes to the server 100. In other words, at least one battery rack 200 may transmit the first voltage information to the server 100 at 5-minute intervals. Based on the first voltage information, the control unit 110 may determine whether there is a first voltage value that has a difference of 10% or more from the average voltage value among the plurality of voltage values. If the first voltage value exists, the control unit 110 may determine a cell related to the first voltage value as a defective candidate cell.
  • the control unit 110 may transmit a signal to receive voltage information related to the defective candidate cell in real time to at least one battery rack 200.
  • at least one battery rack 200 may transmit voltage information related to the defective candidate cell in real time.
  • at least one battery rack 200 may transmit voltage information related to a defective candidate cell to the server 100 at 1 second intervals.
  • the control unit 110 may determine the defective candidate cell as a defective cell when the voltage value associated with the defective candidate cell differs by more than 20% from the average voltage value.
  • the control unit 110 may determine the highest voltage value having the highest value among the plurality of voltage values. When the highest voltage value is determined, the control unit 110 may determine a higher voltage value that has a difference of less than a preset value compared to the highest voltage value. For example, the control unit 110 may determine a voltage value that has a difference of less than 10% compared to the highest voltage value as the upper voltage value. The control unit 110 may determine the lowest voltage value among the plurality of voltage values. When the lowest voltage value is determined, the control unit 110 may determine a lower voltage value that has a difference of less than a preset value compared to the lowest voltage value.
  • the control unit 110 may determine a voltage value that has a difference of less than 10% compared to the lowest voltage value as the lower voltage value.
  • the control unit 110 selects the normal voltage value excluding the highest voltage value, upper voltage value, lowest voltage value, and lower voltage value among the plurality of voltage values. You can decide.
  • the control unit 110 may determine the average voltage value based on the normal voltage value. Additionally, the control unit 110 may compare the average voltage value determined based on the normal voltage value and the plurality of first voltage values.
  • the control unit 110 may determine a predetermined previous average voltage value based on second voltage information received prior to the first voltage information. The control unit 110 may determine whether the average voltage value is abnormal by comparing the average voltage value with the previous average voltage value.
  • the second voltage information may be information obtained before the first voltage information.
  • the communication unit 130 generates a voltage value measured from at least one battery rack 200 from 13:00 on December 12, 2022 KST to 13:05 on December 12, 2022 KST. 1 Voltage information can be received.
  • the communication unit 130 Prior to this, the communication unit 130 generates a second voltage value measured from at least one battery rack 200 from 12:55 KST on December 12, 2022 to 13:00 KST on December 12, 2022.
  • Voltage information can be received.
  • the storage unit 120 may store the previous average voltage value determined using the second voltage information.
  • the control unit 110 may determine whether the average voltage value is abnormal by comparing the previous average voltage value and the average voltage value.
  • the control unit 110 may determine that the average voltage value is abnormal.
  • the previous average voltage value determined based on the second voltage information may be 3.9V. If the average voltage value is 4.68V or higher or 3.12V or lower, the control unit 110 may determine that the average voltage value is abnormal. In this case, the control unit 110 may not determine a defective cell. In other words, the control unit 110 may not determine whether there is a first voltage value that has a difference of 20% or more from the average voltage value among the plurality of voltage values.
  • the control unit 110 may transmit a signal for re-acquiring the first voltage information to at least one battery rack 200 through the communication unit 130. Alternatively, the control unit 110 may generate abnormal information related to a plurality of battery racks 200 and transmit it to the user terminal 300.
  • the control unit 110 may determine third voltage information obtained before the first voltage information.
  • the control unit 110 may compare the previous average voltage value determined based on the third voltage information with a plurality of voltage values for each cell included in the first voltage information.
  • the communication unit 130 generates a voltage value measured from at least one battery rack 200 from 13:00 on December 12, 2022 KST to 13:05 on December 12, 2022 KST. 1 Voltage information can be received. Prior to this, the communication unit 130 generates a third voltage value measured from at least one battery rack 200 from 0:00 on December 11, 2022 KST to 00:00 on December 12, 2022 KST. Voltage information can be received.
  • the storage unit 120 may store the previous average voltage value determined using the third voltage information.
  • the control unit 110 may compare a plurality of voltage values for each cell included in the first voltage information with a previous average voltage value determined using the third voltage information. If there is a first voltage value that has a difference of 20% or more from the previous average voltage value among the plurality of voltage values, the control unit 110 may determine the first cell related to the first voltage value as a defective cell.
  • the communication unit 130 may receive first temperature information about a cell from at least one battery rack 200.
  • the controller 110 may determine a plurality of temperature values for each cell based on the first temperature information.
  • the controller 110 may determine an average temperature value for all cells based on a plurality of temperature values.
  • the control unit 110 may compare a plurality of temperature values and an average temperature value.
  • the control unit 110 may determine whether a first temperature value that has a difference of 20% or more compared to the average temperature value exists among the plurality of temperature values. If the first temperature value exists, the controller 110 may determine the first cell related to the first temperature value as a defective cell.
  • the control unit 110 may determine a defective candidate cell based on the first voltage information. For example, if a first voltage value that has a difference of 20% or more from the average voltage value exists among a plurality of voltage values, the control unit 110 may determine a cell related to the first voltage value as a defective candidate cell. When a defective candidate cell is determined, the control unit 110 may determine the temperature value and average temperature value of the defective candidate cell. If it is determined that the temperature value of the defective candidate cell has a difference of 20% or more from the average temperature value, the control unit 110 may determine the defective candidate cell to be a defective cell.
  • the communication unit 130 may receive first SOC information about a cell from at least one battery rack 200.
  • the control unit 110 may determine a plurality of SOC values for each cell based on the first SOC information.
  • the control unit 110 may determine an average SOC value for all cells based on a plurality of SOC values.
  • the control unit 110 may compare a plurality of SOC values and an average SOC value.
  • the control unit 110 may determine whether a first SOC value with a difference of 20% or more compared to the average SOC value exists among the plurality of SOC values. If the first SOC value exists, the controller 110 may determine the first cell related to the first SOC value as a defective cell.
  • the control unit 110 may determine a defective candidate cell based on the first voltage information. For example, if a first voltage value that has a difference of 20% or more from the average voltage value exists among a plurality of voltage values, the control unit 110 may determine a cell related to the first voltage value as a defective candidate cell. When a defective candidate cell is determined, the control unit 110 may determine the temperature value and average temperature value of the defective candidate cell. If it is determined that the temperature value of the defective candidate cell has a difference of 20% or more from the average temperature value, the control unit 110 may determine the SOC and average SOC of the defective candidate cell. If it is determined that the SOC of the defective candidate cell has a difference of 20% or more from the average SOC, the control unit 110 may determine the defective candidate cell to be a defective cell.
  • the battery management system 1000 may be implemented by at least one battery rack 200, a server 100, and a user terminal 300.
  • the server 100 may receive information about each cell included in a battery module composed of reused batteries from at least one battery rack 200 in real time.
  • the server 100 may determine a defective module or a defective cell based on the received information about each cell. If it is determined that a defective module or cell exists, the server 100 may transmit location information and a management number of the module or cell to the user terminal 300. Accordingly, the user can quickly replace or repair the module determined to be defective or the cell determined to be defective.

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Abstract

본 개시의 몇몇 실시예에 따른, 배터리 관리 시스템이 개시된다. 상기 배터리 관리 시스템은 재사용 배터리로 구성된 배터리 모듈에 포함된 각 셀에 대한 모니터링을 수행하는 적어도 하나의 배터리 랙; 상기 적어도 하나의 배터리 랙으로부터 상기 셀에 대한 제 1 전압 정보를 수신하는 서버; 및 상기 서버로부터 상기 배터리 모듈 또는 상기 각 셀에 대한 이상 여부를 수신하는 사용자 단말; 을 포함하고, 상기 서버는, 상기 제 1 전압 정보에 기초하여 상기 각 셀에 대한 복수의 전압값을 결정하고, 상기 복수의 전압값에 기초하여 모든 셀에 대한 평균 전압값을 결정하고, 그리고 상기 복수의 전압값 및 상기 평균 전압값을 비교하여 상기 각 셀에 대한 이상 여부를 결정할 수 있다.

Description

리튬이온 재사용(REUSE) 배터리로 구성된 ESS(ENERGY STORAGE SYSTEM)를 관리하기 위한 배터리 관리 시스템
본 개시는 배터리 관리 시스템에 관한 것으로, 구체적으로 전기버스 및 전기자동차 등에서 사용되고 회수된 리튬이온 배터리를 재활용하여 구축한 ESS(Energy Storage System)를 관리하기 위한 배터리 관리 시스템에 관한 것이다.
ESS(Energy Storage System)는 발전소에서 생산된 전략을 저장해 두었다가 필요한 곳에 저장된 전력을 공급하는 장치일 수 있다. ESS는 전기를 저장하기 위한 복수개의 배터리를 포함할 수 있다. ESS는 복수개의 배터리들을 관리하기 위한 PCS(Power Conditioning System), EMS(Energy Management System) 또는 BMS(Battery Management System) 등의 구성 요소를 포함할 수 있다.
산업의 발전에 따른 전력 수요가 해마다 증가함에 따라 수용가에서 사용되는 전력량도 증가하는 추세이다. 그러나, 전력량이 증가하는 추세라고 할지라도, 즉시 전력 생산 설비를 증가시키는 것은 힘들 수 있다. 이를 해결하기 위해 ESS는 주택가 단지 또는 공장 시설 등에 배치되어 전력을 공급할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 이유로 수용가에 배치되는 ESS는 일반적인 전력 공급 시설과는 성향을 달리할 수 있다. 일반적인 전력 공급 시설은 수용가에 지속적인 전력을 공급한다면, ESS는 필요한 경우에만 일시적으로 전력을 공급할 수 있다. 예를 들어, 수용가에 전력을 공급하는 전력 공급 시설에 일시적인 문제가 발생되어 전력 공급에 차질이 발생된 경우, ESS가 동작되어 전력을 공급할 수 있다. 이와 같은 배경에서, ESS는 리튬이온 재사용(reuse) 배터리로 구성되더라도 충분한 성능을 발휘할 수 있다.
구체적으로, 배터리는 노후화 되더라도 방전을 통해 공급되는 전력이 저하되지는 않을 수 있다. 노후화에 따라 배터리는 신품 용량 대비 최대 충전량이 줄어들기 때문에 폐기되거나 또는 사용자들이 신품 배터리를 이용하는 것을 선호할 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이 ESS는 필요한 경우에만 일시적으로 전력을 공급하기 위해 이용될 수 있다. 그리고, 일시적으로 공급되는 전력량은 리튬이온 재사용 배터리를 통해서도 충분히 공급될 수 있다. 따라서, 리튬이온 재사용 배터리를 이용하여 ESS를 구축하는 경우, ESS의 구축에 필요한 비용을 절감할 수 있다. 또한, 폐기될 배터리를 재활용하기 때문에, 환경도 보호될 수 있다. 다만, 재사용 배터리는 신품 배터리에 비하면 원인을 찾기 어려운 문제가 발생될 수도 있다는 문제점은 존재할 수 있다. 따라서, 리튬이온 재사용 배터리로 구성된 ESS의 운영 중 불량 모듈을 선별하기 위한 기술에 대한 수요가 존재한다.
본 개시는 전술한 배경기술에 대응하여 안출된 것으로, 리튬이온 재사용 배터리로 구성된 ESS의 운영 중 불량모듈 선별 시스템을 제공하고자 한다.
본 개시의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 본 개시의 일 실시예에 따라, 배터리 관리 시스템이 개시된다. 상기 배터리 관리 시스템은 재사용 배터리로 구성된 배터리 모듈에 포함된 각 셀에 대한 모니터링을 수행하는 적어도 하나의 배터리 랙; 상기 적어도 하나의 배터리 랙으로부터 상기 셀에 대한 제 1 전압 정보를 수신하는 서버; 및 상기 서버로부터 상기 배터리 모듈 또는 상기 각 셀에 대한 이상 여부를 수신하는 사용자 단말; 을 포함하고, 상기 서버는, 상기 제 1 전압 정보에 기초하여 상기 각 셀에 대한 복수의 전압값을 결정하고, 상기 복수의 전압값에 기초하여 모든 셀에 대한 평균 전압값을 결정하고, 그리고 상기 복수의 전압값 및 상기 평균 전압값을 비교하여 상기 각 셀에 대한 이상 여부를 결정할 수 있다.
또한, 상기 서버는, 상기 복수의 전압값 중 상기 평균 전압값 대비 20% 이상의 차이를 갖는 제 1 전압값이 존재하는지 여부를 결정하고, 상기 제 1 전압값이 존재하는 경우 상기 제 1 전압값과 관련된 제 1 셀을 불량 셀로 결정하고, 그리고 상기 제 1 셀과 관련된 배터리 정보를 상기 사용자 단말로 전송할 수 있다.
또한, 상기 배터리 정보는, 상기 제 1 셀의 제 1 관리 번호, 상기 제 1 셀을 포함하는 제 1 배터리 모듈의 제 2 관리 번호, 상기 제 1 배터리 모듈을 포함하는 제 1 배터리 랙의 제 3 관리 번호 및 상기 제 1 배터리 랙의 위치를 나타내는 위치 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 서버는, 상기 복수의 전압값이 결정된 경우, 상기 복수의 전압값 중 가장 높은 값을 갖는 최고 전압값을 결정하고, 상기 최고 전압값 대비 사전 설정된 값 미만의 차이를 갖는 상위 전압값을 결정하고, 상기 복수의 전압값 중 가장 낮은 값을 갖는 최저 전압값을 결정하고, 상기 최저 전압값 대비 사전 설정된 값 미만의 차이를 갖는 하위 전압값을 결정하고, 그리고 상기 복수의 전압값 중 상기 최고 전압값, 상기 상위 전압값, 상기 최저 전압값 및 상기 하위 전압값을 제외한 정규 전압값에 기초하여 상기 평균 전압값을 결정할 수 있다.
또한, 서버는, 상기 평균 전압값이 결정된 경우 상기 제 1 전압 정보에 앞서 수신된 제 2 전압 정보에 기초하여 사전 결정된 이전 평균 전압값을 결정하고, 상기 평균 전압값 및 상기 이전 평균 전압값을 비교하여 상기 평균 전압값의 이상 여부를 결정할 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 배터리 랙은, 상기 배터리 모듈의 충방전이 수행되고 있는지 여부를 결정하고, 상기 배터리 모듈의 충방전이 수행되고 있다고 결정된 경우, 상기 각 셀에 대한 모니터링을 수행할 수 있다.
본 개시에서 얻을 수 있는 기술적 해결 수단은 이상에서 언급한 해결 수단들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 해결 수단들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 몇몇 실시예에 따른, 리튬이온 재사용 배터리로 구성된 ESS의 운영 중 불량모듈을 선별할 수 있는 시스템을 제공할 수 있도록 한다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
다양한 양상들이 이제 도면들을 참조로 기재되며, 여기서 유사한 참조 번호들은 총괄적으로 유사한 구성요소들을 지칭하는데 이용된다. 이하의 실시예에서, 설명 목적을 위해, 다수의 특정 세부사항들이 하나 이상의 양상들의 총체적 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 그러한 양상(들)이 이러한 특정 세부사항들 없이 실시될 수 있음은 명백할 것이다. 다른 예시들에서, 공지의 구조들 및 장치들이 하나 이상의 양상들의 기재를 용이하게 하기 위해 블록도 형태로 도시된다.
도 1은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 서버가 배터리 모듈에 포함된 각 셀의 이상 여부를 결정하는 방법의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제 1, 제 2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 개시에서, 배터리 관리 시스템은 적어도 하나의 배터리 랙, 서버 및 사용자 단말로 구성될 수 있다. 적어도 하나의 배터리 랙은 재사용 배터리로 구성된 배터리 모듈에 포함된 각 셀에 대한 모니터링을 수행할 수 있다. 적어도 하나의 배터리 랙은 각 셀에 대한 전압, 전류, 온도 및 SOC 등을 모니터링할 수 있다. 서버는 적어도 하나의 배터리 랙으로부터 적어도 하나의 배터리 랙이 모니터링한 정보를 수신할 수 있다. 예를 들어, 서버는 각 셀에 대한 전압, 전류, 온도 및 SOC 등을 수신할 수 있다. 이를 통해 서버는 각 셀에 대한 이상 여부를 결정할 수 있다. 만약 적어도 하나의 셀에 대한 이상이 감지된 경우, 서버는 셀에 대한 이상 여부를 사용자 단말로 전송할 수 있다. 이에 따라, 사용자 단말의 사용자는 문제가 발생된 셀을 교체할 수 있다. 이하, 도 1 및 도 2를 통해 본 개시에 따른 배터리 관리 시스템에 대해 설명한다.
도 1은 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 배터리 관리 시스템의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면 배터리 관리 시스템(1000)은 서버(100), 적어도 하나의 배터리 랙(200) 및 사용자 단말(300)을 포함할 수 있다. 다만, 상술한 구성 요소들은 배터리 관리 시스템(1000)을 구현하는데 있어서 필수적인 것은 아니어서, 배터리 관리 시스템(1000)은 위에서 열거된 구성요소들 보다 많거나, 또는 적은 구성요소들을 가질 수 있다.
서버(100)는 예를 들어, 마이크로프로세서, 메인프레임 컴퓨터, 디지털 프로세서, 휴대용 디바이스 또는 디바이스 제어기 등과 같은 임의의 타입의 컴퓨터 시스템 또는 컴퓨터 디바이스를 포함할 수 있다.
서버(100)는 전형적인 컴퓨터 하드웨어(예컨대, 컴퓨터 프로세서, 메모리, 스토리지, 입력 장치 및 출력 장치, 기타 기존의 컴퓨팅 장치의 구성요소들을 포함할 수 있는 장치; 라우터, 스위치 등과 같은 전자 통신 장치; 네트워크 부착 스토리지(NAS; network-attached storage) 및 스토리지 영역 네트워크(SAN; storage area network)와 같은 전자 정보 스토리지 시스템)와 컴퓨터 소프트웨어(즉, 컴퓨팅 장치로 하여금 특정의 방식으로 기능하게 하는 명령어들)의 조합을 이용하여 원하는 시스템 성능을 달성하는 것일 수 있다.
제어부(110)는 통상적으로 서버(100)의 전반적인 동작을 처리할 수 있다. 제어부(110)는 서버(100)의 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 저장부(120)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.
제어부(110)는 하나 이상의 코어로 구성될 수 있으며, 중앙 처리 장치(CPU: Central Processing Unit), 범용 그래픽 처리 장치(GPGPU: General Purpose Graphics Processing Unit), 텐서 처리 장치(TPU: Tensor Processing Unit) 등의 데이터 분석을 위한 프로세서를 포함할 수 있다.
저장부(120)는 메모리 및/또는 영구저장매체를 포함할 수 있다. 메모리는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
저장부(120)는 제어부(110)에 의해 구축된 데이터베이스를 저장할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 배터리 랙(200), 적어도 하나의 배터리 랙(200) 각각에 구비된 배터리 모듈 및 배터리 모듈에 포함된 복수개의 셀은 일정한 규칙하에 넘버링될 수 있다. 제어부(110)는 통신부(130)를 통해 적어도 하나의 배터리 랙(200)으로부터 복수개의 셀을 모니터링한 모니터링 정보를 수신할 수 있다. 제어부(110)는 모니터링 정보 및 복수개의 셀에 대한 관리 번호 등을 이용하여 데이터베이스를 구축할 수 있다. 저장부(120)는 제어부(110)에 의해 구축된 데이터베이스를 저장할 수 있다.
통신부(130)는 서버(100)와 통신 시스템 사이, 서버(100)와 적어도 하나의 배터리 랙(200) 사이, 서버(100)와 사용자 단말(300) 사이 또는 서버(100)와 네트워크(400) 사이의 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. 통신부(130)는 적어도 하나의 배터리 랙(200)으로부터 각 셀에 대해 수행된 모니터링 정보를 수신할 수 있다.
적어도 하나의 배터리 랙(200) 각각에는 복수개의 배터리 모듈이 구비될 수 있다. 복수개의 배터리 모듈 각각은 복수개의 셀을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 배터리 랙(200)은 복수개의 셀 각각에 대한 모니터링을 수행할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 배터리 랙(200)은 복수개의 셀 각각의 전압, 전류, 온도 및 SOC(State Of Charge)에 대한 모니터링을 수행할 수 있다. 여기서, SOC는 배터리가 충전된 정도를 나타내는 정량적인 값, 현재 배터리가 소모된 정도를 나타내는 정량적인 값 또는 현재 배터리의 남은 충전량을 나타내는 정량적인 값 등을 나타낼 수 있다. 적어도 하나의 배터리 랙(200)은 모니터링 결과를 서버(100)에 실시간으로 전송할 수 있다.
적어도 하나의 배터리 랙(200)은 복수개의 셀 각각에 대한 모니터링을 수행하기 위한 센싱부, 제어부 및 통신부 등을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 배터리 랙은 배터리 모듈 또는 배터리 모듈에 포함된 각 셀을 관리하기 위한 PCS(Power Conditioning System), EMS(Energy Management System) 또는 BMS(Battery Management System)로 이해될 수도 있다.
본 개시에서 적어도 하나의 배터리 랙(200)은 배터리 모듈의 충방전이 수행되고 있는지 여부를 결정할 수 있다. 배터리 모듈의 충방전이 수행되고 있다고 결정된 경우, 적어도 하나의 배터리 랙(200)은 각 셀에 대한 모니터링을 수행할 수 있다. 다시 말해, 적어도 하나의 배터리 랙(200)은 배터리 모듈의 충방전이 수행되고 있지 않은 경우에는 각 셀에 대한 모니터링을 수행하지 않을 수 있다.
사용자 단말(300)은 전형적인 컴퓨터 하드웨어(예컨대, 컴퓨터 프로세서, 메모리, 스토리지, 입력 장치 및 출력 장치, 기타 기존의 컴퓨팅 장치의 구성요소들을 포함할 수 있는 장치; 라우터, 스위치 등과 같은 전자 통신 장치; 네트워크 부착 스토리지(NAS; Network-Attached Storage) 및 스토리지 영역 네트워크(SAN; Storage Area Network)와 같은 전자 정보 스토리지 시스템)와 컴퓨터 소프트웨어(즉, 컴퓨팅 장치로 하여금 특정의 방식으로 기능하게 하는 명령어들)의 조합을 이용하여 원하는 시스템 성능을 달성하는 것일 수 있다. 사용자 단말(300)은 사용자가 소유하고 있는 PC(Personal Computer), 노트북(note book), 모바일 단말기(mobile terminal), 스마트 폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet pc) 등을 포함할 수 있으며, 유/무선 네트워크에 접속할 수 있는 모든 종류의 단말을 포함할 수 있다.
사용자 단말(300)은 서버(100)로부터 배터리 모듈 또는 각 셀에 대한 이상 여부를 수신할 수 있다. 이에 따라, 사용자 단말(300)의 사용자는 문제가 발생된 셀을 교체할 수 있다.
네트워크(400)는 LAN(Local Area Network), WAN(Wide Area Network)등의 폐쇄형 네트워크 또는 인터넷(Internet)과 같은 개방형 네트워크일 수 있다. 인터넷은 TCP/IP 프로토콜 및 그 상위계층에 존재하는 여러 서비스, 즉 HTTP(Hyper Text Transfer Protocol), Telnet, FTP(File Transfer Protocol), DNS(Domain Name System), SMTP(Simple Mail Transfer Protocol), SNMP(Simple Network Management Protocol), NFS(Network File Service), NIS(Network Information Service)를 제공하는 전 세계적인 개방형 컴퓨터 네트워크 구조를 의미한다.
이하에서는 서버(100)가 배터리 모듈에 포함된 각 셀의 이상 여부를 결정하는 방법에 대해 설명한다.
도 2는 본 개시의 몇몇 실시예에 따른 서버가 배터리 모듈에 포함된 각 셀의 이상 여부를 결정하는 방법의 일례를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2를 참조하면, 서버(100)의 통신부(130)는 적어도 하나의 배터리 랙(200)으로부터 셀에 대한 제 1 전압 정보를 수신할 수 있다(S110).
제 1 전압 정보는 적어도 하나의 배터리 랙(200)이 배터리 모듈에 포함된 각 셀의 전압값을 사전 설정된 시간 간격으로 센싱하여 획득되는 정보일 수 있다. 구체적으로, 적어도 하나의 배터리 랙(200)은 배터리 모듈의 충방전이 수행되고 있는지 여부를 결정할 수 있다. 배터리 모듈의 충방전이 수행되고 있다고 결정된 경우, 적어도 하나의 배터리 랙(200)은 사전 설정된 시간 간격으로 각 셀의 전압값을 획득할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 배터리 랙(200)은 1초 간격으로 각 셀의 전압값을 획득할 수 있다. 적어도 하나의 배터리 랙(200)은 1초 간격으로 획득된 각 셀의 전압값을 이용하여 생성된 제 1 전압 정보를 실시간으로 서버(100)로 전송할 수 있다. 또는 적어도 하나의 배터리 랙(200)은 각 셀의 전압값을 사전 설정된 시간 기간 동안 획득할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 배터리 랙(200)은 1초 간격으로 5분 동안 각 셀의 전압값을 획득할 수 있다. 적어도 하나의 배터리 랙(200)은 5분 동안 획득된 각 셀의 전압값을 이용하여 생성된 제 1 전압 정보를 서버(100)로 전송할 수 있다.
제 1 전압 정보를 수신한 제어부(110)는 제 1 전압 정보를 이용하여 데이터베이스를 구축할 수 있다.
예를 들어, 적어도 하나의 배터리 랙(200), 적어도 하나의 배터리 랙(200) 각각에 구비된 배터리 모듈 및 배터리 모듈에 포함된 복수개의 셀은 일정한 규칙하에 넘버링될 수 있다. 제어부(110)는 적어도 하나의 배터리 랙(200), 배터리 모듈 및 복수개의 셀 각각에 넘버링된 관리 번호 및 제 1 전압 정보를 매핑하여 데이터베이스를 구축할 수 있다.
제어부(110)는 수신된 제 1 전압 정보에 기초하여 각 셀에 대한 복수의 전압값을 결정할 수 있다(S120). 제어부(110)는 복수의 전압값에 기초하여 모든 셀에 대한 평균 전압값을 결정할 수 있다(S130). 제어부(110)는 각 셀에 대한 복수의 전압값 및 평균 전압값을 비교할 수 있다(S140).
복수의 전압값 중 평균 전압값 대비 20% 이상의 차이를 갖는 제 1 전압값이 존재하는 경우(S150, Yes), 제어부(110)는 제 1 전압값과 관련된 제 1 셀을 불량 셀로 결정할 수 있다(S160).
예를 들어, 각 셀에 대한 복수의 전압값에 기초하여 결정된 평균 전압값은 3.9V일 수 있다. 제어부(110)는 평균 전압값 및 복수의 전압값을 비교할 수 있다. 제어부(110)는 복수의 전압값 중 4.68V 이상의 크기를 갖는 제 1 전압값이 존재하는지 여부를 결정할 수 있다. 제어부(110)는 4.68V 이상의 크기를 갖는 제 1 전압값이 존재하는 경우, 제 1 전압값과 관련된 제 1 셀을 불량 셀로 결정할 수 있다. 또는 제어부(110)는 복수의 전압값 중 3.12V 이하의 크기를 갖는 제 1 전압값이 존재하는지 여부를 결정할 수 있다. 제어부(110)는 3.12V 이하의 크기를 갖는 제 1 전압값이 존재하는 경우, 제 1 전압값과 관련된 제 1 셀을 불량 셀로 결정할 수 있다.
복수의 전압값 중 평균 전압값 대비 20% 이상의 차이를 갖는 제 1 전압값이 존재하지 않는 경우(S150, No), 제어부(110)는 불량 셀이 존재하지 않는다고 결정할 수 있다.
제 1 셀이 불량 셀로 결정된 경우, 통신부(130)는 제어부(110)의 제어 하에 제 1 셀과 관련된 배터리 정보를 사용자 단말로 전송할 수 있다(S170). 여기서, 배터리 정보는 제 1 셀의 제 1 관리 번호, 제 1 셀을 포함하는 제 1 배터리 모듈의 제 2 관리 번호, 제 1 배터리 모듈을 포함하는 제 1 배터리 랙의 제 3 관리 번호 및 제 1 배터리 랙의 위치를 나타내는 위치 정보 등을 포함할 수 있다. 이에 따라, 제 1 셀과 관련된 배터리 정보가 사용자 단말(300)을 통해 수신되는 경우, 사용자는 복수개의 셀 중 제 1 셀을 손쉽게 찾을 수 있다.
본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 제어부(110)는 제 1 전압 정보에 기초하여 불량 후보 셀을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(110)는 복수의 전압값 중 평균 전압값 대비 10% 이상의 차이를 갖는 제 1 전압값이 존재하는 경우 제 1 전압값과 관련된 셀을 불량 후보 셀로 결정할 수 있다. 불량 후보 셀이 결정된 경우, 제어부(110)는 불량 후보 셀과 관련된 전압을 집중 모니터링할 수 있다.
구체적으로, 적어도 하나의 배터리 랙(200)은 각 셀의 전압값을 사전 설정된 시간 기간 동안 획득할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 배터리 랙(200)은 1초 간격으로 5분 동안 각 셀의 전압값을 획득할 수 있다. 적어도 하나의 배터리 랙(200)은 5분 동안 획득된 각 셀의 전압값을 이용하여 생성된 제 1 전압 정보를 서버(100)로 전송할 수 있다. 다시 말해, 적어도 하나의 배터리 랙(200)은 5분 간격으로 제 1 전압 정보를 서버(100)로 전송할 수 있다. 제어부(110)는 제 1 전압 정보에 기초하여 복수의 전압값 중 평균 전압값 대비 10% 이상의 차이를 갖는 제 1 전압값이 존재하는지 여부를 결정할 수 있다. 제 1 전압값이 존재하는 경우, 제어부(110)는 제 1 전압값과 관련된 셀을 불량 후보 셀로 결정할 수 있다. 불량 후보 셀이 결정된 경우, 제어부(110)는 불량 후보 셀과 관련된 전압 정보를 실시간으로 수신하기 위한 신호를 적어도 하나의 배터리 랙(200)에 전송할 수 있다. 이 경우, 적어도 하나의 배터리 랙(200)은 불량 후보 셀과 관련된 전압 정보를 실시간으로 전송할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 배터리 랙(200)은 불량 후보 셀과 관련된 전압 정보를 1초 간격으로 서버(100)로 전송할 수 있다. 그리고, 제어부(110)는 불량 후보 셀과 관련된 전압값이 평균 전압값 대비 20% 이상의 차이를 나타내는 경우, 불량 후보 셀을 불량 셀로 결정할 수 있다.
본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 복수의 전압값이 결정된 경우, 제어부(110)는 복수의 전압값 중 가장 높은 값을 갖는 최고 전압값을 결정할 수 있다. 최고 전압값이 결정된 경우, 제어부(110)는 최고 전압값 대비 사전 설정된 값 미만의 차이를 갖는 상위 전압값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(110)는 최고 전압값 대비 10% 미만의 차이를 갖는 전압값을 상위 전압값으로 결정할 수 있다. 제어부(110)는 복수의 전압값 중 가장 낮은 값을 갖는 최저 전압값을 결정할 수 있다. 최저 전압값이 결정된 경우, 제어부(110)는 최저 전압값 대비 사전 설정된 값 미만의 차이를 갖는 하위 전압값을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(110)는 최저 전압값 대비 10% 미만의 차이를 갖는 전압값을 하위 전압값으로 결정할 수 있다. 제어부(110)는 최고 전압값, 상위 전압값, 최저 전압값 및 하위 전압값이 결정된 경우, 복수의 전압값 중 최고 전압값, 상위 전압값, 최저 전압값 및 하위 전압값을 제외한 정규 전압값을 결정할 수 있다. 제어부(110)는 정규 전압값에 기초하여 평균 전압값을 결정할 수 있다. 그리고, 제어부(110)는 정규 전압값에 기초하여 결정된 평균 전압값 및 복수의 제 1 전압값을 비교할 수 있다.
본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 평균 전압값이 결정된 경우, 제어부(110)는 제 1 전압 정보에 앞서 수신된 제 2 전압 정보에 기초하여 사전 결정된 이전 평균 전압값을 결정할 수 있다. 제어부(110)는 평균 전압값 및 이전 평균 전압값을 비교하여 평균 전압값의 이상 여부를 결정할 수 있다.
구체적으로, 제 2 전압 정보는 제 1 전압 정보 보다 먼저 획득된 정보일 수 있다. 예를 들어, 통신부(130)는 적어도 하나의 배터리 랙(200)으로부터 KST 2022년 12월 12일 13:00 부터 KST 2022년 12월 12일 13:05 까지 측정된 전압값을 이용하여 생성된 제 1 전압 정보를 수신할 수 있다. 이에 앞서, 통신부(130)는 적어도 하나의 배터리 랙(200)으로부터 KST 2022년 12월 12일 12:55 부터 KST 2022년 12월 12일 13:00 까지 측정된 전압값을 이용하여 생성된 제 2 전압 정보를 수신할 수 있다. 저장부(120)에는 제 2 전압 정보를 이용하여 결정된 이전 평균 전압값이 저장되어 있을 수 있다. 제어부(110)는 이전 평균 전압값 및 평균 전압값을 비교하여 평균 전압값의 이상 여부를 결정할 수 있다. 일례로, 제어부(110)는 이전 평균 전압값 대비 평균 전압값이 20% 이상의 차이를 나타내는 경우, 평균 전압값이 이상하다고 결정할 수 있다. 예를 들어, 제 2 전압 정보에 기초하여 결정된 이전 평균 전압값은 3.9V일 수 있다. 제어부(110)는 평균 전압값이 4.68V 이상이거나 또는 3.12V 이하인 경우, 평균 전압값이 이상하다고 결정할 수 있다. 이 경우, 제어부(110)는 불량 셀을 결정하지 않을 수 있다. 다시 말해, 제어부(110)는 복수의 전압값 중 평균 전압값 대비 20% 이상의 차이를 갖는 제 1 전압값이 존재하는지 여부를 결정하지 않을 수 있다. 그리고, 제어부(110)는 통신부(130)를 통해 제 1 전압 정보를 재획득하기 위한 신호를 적어도 하나의 배터리 랙(200)에 전송할 수 있다. 또는 제어부(110)는 복수개의 배터리 랙(200)과 관련되는 이상 정보를 생성하여 사용자 단말(300)에 전송할 수도 있다.
본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 제 1 전압 정보가 수신된 경우, 제어부(110)는 제 1 전압 정보 보다 먼저 획득된 제 3 전압 정보를 결정할 수 있다. 제어부(110)는 제 3 전압 정보에 기초하여 결정된 이전 평균 전압값 및 제 1 전압 정보에 포함된 각 셀에 대한 복수의 전압값을 비교할 수 있다.
예를 들어, 통신부(130)는 적어도 하나의 배터리 랙(200)으로부터 KST 2022년 12월 12일 13:00 부터 KST 2022년 12월 12일 13:05 까지 측정된 전압값을 이용하여 생성된 제 1 전압 정보를 수신할 수 있다. 이에 앞서, 통신부(130)는 적어도 하나의 배터리 랙(200)으로부터 KST 2022년 12월 11일 0:00 부터 KST 2022년 12월 12일 00:00 까지 측정된 전압값을 이용하여 생성된 제 3 전압 정보를 수신할 수 있다. 저장부(120)에는 제 3 전압 정보를 이용하여 결정된 이전 평균 전압값이 저장되어 있을 수 있다. 제어부(110)는 제 1 전압 정보에 포함된 각 셀에 대한 복수의 전압값 및 제 3 전압 정보를 이용하여 결정된 이전 평균 전압값을 비교할 수 있다. 제어부(110)는 복수의 전압값 중 이전 평균 전압값 대비 20% 이상의 차이를 갖는 제 1 전압값이 존재하는 경우, 제 1 전압값과 관련된 제 1 셀을 불량 셀로 결정할 수 있다.
본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 통신부(130)는 적어도 하나의 배터리 랙(200)으로부터 셀에 대한 제 1 온도 정보를 수신할 수 있다. 제어부(110)는 제 1 온도 정보에 기초하여 각 셀에 대한 복수의 온도값을 결정할 수 있다. 제어부(110)는 복수의 온도값에 기초하여 모든 셀에 대한 평균 온도값을 결정할 수 있다. 제어부(110)는 복수의 온도값 및 평균 온도값을 비교할 수 있다. 제어부(110)는 복수의 온도값 중 평균 온도값 대비 20% 이상의 차이를 갖는 제 1 온도값이 존재하는지 여부를 결정할 수 있다. 제 1 온도값이 존재하는 경우, 제어부(110)는 제 1 온도값과 관련된 제 1 셀을 불량 셀로 결정할 수 있다.
본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 제어부(110)는 제 1 전압 정보에 기초하여 불량 후보 셀을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(110)는 복수의 전압값 중 평균 전압값 대비 20% 이상의 차이를 갖는 제 1 전압값이 존재하는 경우 제 1 전압값과 관련된 셀을 불량 후보 셀로 결정할 수 있다. 불량 후보 셀이 결정된 경우, 제어부(110)는 불량 후보 셀의 온도값 및 평균 온도값을 결정할 수 있다. 제어부(110)는 불량 후보 셀의 온도값이 평균 온도값 대비 20% 이상의 차이를 갖는다고 결정된 경우, 불량 후보 셀을 불량 셀로 결정할 수 있다.
본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 통신부(130)는 적어도 하나의 배터리 랙(200)으로부터 셀에 대한 제 1 SOC 정보를 수신할 수 있다. 제어부(110)는 제 1 SOC 정보에 기초하여 각 셀에 대한 복수의 SOC값을 결정할 수 있다. 제어부(110)는 복수의 SOC값에 기초하여 모든 셀에 대한 평균 SOC값을 결정할 수 있다. 제어부(110)는 복수의 SOC값 및 평균 SOC값을 비교할 수 있다. 제어부(110)는 복수의 SOC값 중 평균 SOC값 대비 20% 이상의 차이를 갖는 제 1 SOC값이 존재하는지 여부를 결정할 수 있다. 제 1 SOC값이 존재하는 경우, 제어부(110)는 제 1 SOC값과 관련된 제 1 셀을 불량 셀로 결정할 수 있다.
본 개시의 몇몇 실시예에 따르면, 제어부(110)는 제 1 전압 정보에 기초하여 불량 후보 셀을 결정할 수 있다. 예를 들어, 제어부(110)는 복수의 전압값 중 평균 전압값 대비 20% 이상의 차이를 갖는 제 1 전압값이 존재하는 경우 제 1 전압값과 관련된 셀을 불량 후보 셀로 결정할 수 있다. 불량 후보 셀이 결정된 경우, 제어부(110)는 불량 후보 셀의 온도값 및 평균 온도값을 결정할 수 있다. 불량 후보 셀의 온도값이 평균 온도값 대비 20% 이상의 차이를 갖는다고 결정된 경우, 제어부(110)는 불량 후보 셀의 SOC 및 평균 SOC를 결정할 수 있다. 불량 후보 셀의 SOC가 평균 SOC 대비 20% 이상의 차이를 갖는다고 결정된 경우, 제어부(110)는 불량 후보 셀을 불량 셀로 결정할 수 있다.
상술한 구성에 따르면, 배터리 관리 시스템(1000)은 적어도 하나의 배터리 랙(200), 서버(100) 및 사용자 단말(300)에 의해 구현될 수 있다. 서버(100)는 적어도 하나의 배터리 랙(200)으로부터 재사용 배터리로 구성된 배터리 모듈에 포함된 각 셀에 대한 정보를 실시간으로 수신할 수 있다. 서버(100)는 수신된 각 셀에 대한 정보에 기초하여 불량 모듈 또는 불량 셀을 결정할 수 있다. 서버(100)는 불량 모듈 또는 불량 셀이 존재한다고 결정된 경우, 해당 모듈 또는 셀의 위치 정보 및 관리 번호를 사용자 단말(300)에 전송할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 불량 판별된 모듈 또는 불량 판별된 셀을 신속하게 교체하거나 또는 수리할 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시를 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 개시의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 개시는 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

  1. 배터리 관리 시스템으로서,
    재사용 배터리로 구성된 배터리 모듈에 포함된 각 셀에 대한 모니터링을 수행하는 적어도 하나의 배터리 랙;
    상기 적어도 하나의 배터리 랙으로부터 상기 셀에 대한 제 1 전압 정보를 수신하는 서버; 및
    상기 서버로부터 상기 배터리 모듈 또는 상기 각 셀에 대한 이상 여부를 수신하는 사용자 단말;
    을 포함하고,
    상기 서버는,
    상기 제 1 전압 정보에 기초하여 상기 각 셀에 대한 복수의 전압값을 결정하고, 상기 복수의 전압값에 기초하여 모든 셀에 대한 평균 전압값을 결정하고, 그리고 상기 복수의 전압값 및 상기 평균 전압값을 비교하여 상기 각 셀에 대한 이상 여부를 결정하는,
    배터리 관리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 서버는,
    상기 복수의 전압값 중 상기 평균 전압값 대비 20% 이상의 차이를 갖는 제 1 전압값이 존재하는지 여부를 결정하고, 상기 제 1 전압값이 존재하는 경우 상기 제 1 전압값과 관련된 제 1 셀을 불량 셀로 결정하고, 그리고 상기 제 1 셀과 관련된 배터리 정보를 상기 사용자 단말로 전송하는,
    배터리 관리 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 배터리 정보는,
    상기 제 1 셀의 제 1 관리 번호, 상기 제 1 셀을 포함하는 제 1 배터리 모듈의 제 2 관리 번호, 상기 제 1 배터리 모듈을 포함하는 제 1 배터리 랙의 제 3 관리 번호 및 상기 제 1 배터리 랙의 위치를 나타내는 위치 정보를 포함하는,
    배터리 관리 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 서버는,
    상기 복수의 전압값이 결정된 경우, 상기 복수의 전압값 중 가장 높은 값을 갖는 최고 전압값을 결정하고, 상기 최고 전압값 대비 사전 설정된 값 미만의 차이를 갖는 상위 전압값을 결정하고, 상기 복수의 전압값 중 가장 낮은 값을 갖는 최저 전압값을 결정하고, 상기 최저 전압값 대비 사전 설정된 값 미만의 차이를 갖는 하위 전압값을 결정하고, 그리고 상기 복수의 전압값 중 상기 최고 전압값, 상기 상위 전압값, 상기 최저 전압값 및 상기 하위 전압값을 제외한 정규 전압값에 기초하여 상기 평균 전압값을 결정하는,
    배터리 관리 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 서버는,
    상기 평균 전압값이 결정된 경우 상기 제 1 전압 정보에 앞서 수신된 제 2 전압 정보에 기초하여 사전 결정된 이전 평균 전압값을 결정하고, 상기 평균 전압값 및 상기 이전 평균 전압값을 비교하여 상기 평균 전압값의 이상 여부를 결정하는,
    배터리 관리 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 배터리 랙은,
    상기 배터리 모듈의 충방전이 수행되고 있는지 여부를 결정하고, 상기 배터리 모듈의 충방전이 수행되고 있다고 결정된 경우, 상기 각 셀에 대한 모니터링을 수행하는,
    배터리 관리 시스템.
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