KR102061308B1 - Control power supplying apparatus and method for battery management and energy stock system using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배터리 관리를 위한 제어전원 공급시스템 및 그 제어전원 공급방법을 개시한다. 본 발명의 제어전원 공급시스템은 외부에서 공급되는 제어전원에 이상이 발생시 내부의 배터리 전원을 이용하여 배터리 관리장치에 비상제어전원을 공급함으로써 외부전원에 이상이 발생하더라도 배터리 관리장치가 정상적으로 동작할 수 있도록 해준다.The present invention discloses a control power supply system for battery management and a control power supply method thereof. The control power supply system of the present invention can supply the emergency control power to the battery management device by using the internal battery power when the control power supplied from the outside, the battery management device can operate normally even if the external power is abnormal. To make sure.

Description

배터리 관리를 위한 제어전원 공급시스템과 그 공급방법 및 이를 이용한 에너지저장시스템{CONTROL POWER SUPPLYING APPARATUS AND METHOD FOR BATTERY MANAGEMENT AND ENERGY STOCK SYSTEM USING THE SAME} CONTROL POWER SUPPLYING APPARATUS AND METHOD FOR BATTERY MANAGEMENT AND ENERGY STOCK SYSTEM USING THE SAME}

본 발명은 배터리 관리를 위한 제어전원 공급시스템 및 그 제어전원 공급방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부에서 공급되는 제어전원에 이상이 발생시 내부의 배터리 전원을 이용하여 배터리 관리장치에 비상제어전원을 공급함으로써 외부전원에 이상이 발생하더라도 배터리 관리장치가 정상적으로 동작할 수 있도록 해주는 제어전원 공급시스템과 그 제어전원 공급방법 및 이를 이용한 에너지저장시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a control power supply system for battery management and a method for supplying the control power, and more particularly, to provide emergency control power to a battery management apparatus using an internal battery power when an error occurs in an externally supplied control power. The present invention relates to a control power supply system, a control power supply method, and an energy storage system using the same that allow a battery management apparatus to operate normally even when an abnormality occurs in an external power supply.

최근 중앙집중식 발전에서 분산전원으로의 전환이 활발해지고 있으며 태양광 및 풍력 등의 신재생 에너지가 도입됨에 따라 마이크로그리드 구축이 활성화되고 있다. 특히, 신재생 에너지의 경우 에너지 생산이 기상상태에 민감하여 안정적인 공급이 어렵기 때문에 여러 신재생에너지원과 배터리와 같은 에너지저장시스템(ESS: Energy Storage System)을 함께 묶어 안정적이고 효율적인 운영이 가능한 마이크로그리드 기술이 각광받고 있다.Recently, the transition from centralized power generation to decentralized power generation has been active, and the construction of microgrids has been activated with the introduction of renewable energy such as solar and wind power. In particular, in the case of renewable energy, the energy production is sensitive to the weather condition, so it is difficult to supply a stable supply. Therefore, micro renewable energy sources (ESS) such as batteries can be bundled together to enable stable and efficient operation. Grid technology is in the spotlight.

마이크로그리드(Microgrid)는 저압 배전 네트워크에 설치되어 있는 다수의 분산전원을 활용하여 전체 네트워크의 경제적 및 기술적 가치를 극대화시키기 위한 기술이자 전력 생산 및 소비 모델이다.Microgrid is a technology and power generation and consumption model that maximizes the economic and technical value of the entire network by utilizing multiple distributed power sources installed in low voltage distribution networks.

이러한 마이크로그리드는 평상시 상위 계통과 연계되어 운전되나, 상위 계통에서 고장 등이 발생할 경우, 계통과 분리되어 독립운전을 수행하여야 한다.These microgrids are normally operated in conjunction with the upper system, but if a fault occurs in the upper system, the microgrid must be separated from the system and run independently.

이러한 독립 운전 수행시, 배터리와 전력변환장치(PCS: Power Conversion System) 등으로 이루어진 에너지저장시스템도 자체 전원으로 동작할 필요가 있다.When performing this independent operation, an energy storage system including a battery and a power conversion system (PCS) also needs to operate with its own power source.

다수의 2차 전지들을 포함하는 에너지저장시스템은 전체 배터리들을 관리하기 위한 배터리 관리장치 예컨대, BMS(Battery Management System) 등이 필수적으로 필요하며, 이러한 배터리 관리장치는 일반적으로 별도의 동작전원(제어전원)을 필요로 한다.An energy storage system including a plurality of secondary cells essentially requires a battery management device for managing entire batteries, for example, a battery management system (BMS), and such a battery management device generally has a separate operating power supply (control power supply). )need.

이처럼 제어전원을 별도로 공급받는 에너지저장시스템의 경우, 외부전원이 단절되면 배터리 기동조차 불가능한 상황이 발생될 수 있다.In the case of the energy storage system separately supplied with the control power, a situation in which even the battery can not be started may occur when the external power is disconnected.

에너지저장시스템이 초기 기동할 때는 모든 제어기들이 전원을 공급받는 것이 중요한데, 전체 전력망 등에서 독립되어 있는 마이크로그리드의 경우 배터리에 미리 저장되어 있는 전기를 제외하면 전원공급처가 마땅하지 않은 실정이다.When the energy storage system is initially started, it is important that all the controllers are supplied with power. In the case of a microgrid that is independent of the entire power grid, the power supply is not appropriate except for the electricity stored in the battery.

본 발명은 배터리 관리장치에 제어전원을 공급하기 위한 구조를 개선하여 외부에서 공급되는 제어전원에 이상이 발생하더라도 배터리 관리장치가 정상적으로 동작할 수 있도록 하고자 한다.The present invention is to improve the structure for supplying the control power to the battery management device to enable the battery management device to operate normally even if an error occurs in the control power supplied from the outside.

본 발명의 일 실시예에 따른 제어전원 공급시스템은 직렬 연결된 복수의 단위 배터리들을 이용하여 전력을 충전 또는 방전하는 배터리 장치, 상기 배터리 장치의 충전과 방전을 제어하는 배터리 관리장치 및 상기 단위 배터리들 각각으로부터 배터리 전원을 공급받으며, 상기 배터리 관리장치에 공급되는 외부전원에 이상이 발생시 상기 단위 배터리들 중 어느 하나씩과 순차적으로 연결되어 해당 단위 배터리로부터의 배터리 전원을 상기 배터리 관리장치에 대한 비상제어전원으로 공급하는 비상제어전원 공급장치를 포함할 수 있다.A control power supply system according to an embodiment of the present invention is a battery device for charging or discharging power using a plurality of unit batteries connected in series, a battery management device for controlling the charging and discharging of the battery device and each of the unit batteries The battery power is supplied from the battery, and when an abnormality occurs in the external power supplied to the battery management apparatus, the battery power from the unit battery is sequentially connected to any one of the unit batteries. It may include an emergency control power supply for supplying.

본 발명의 일 실시예에 따른 에너지저장시스템은 직렬 연결된 복수의 단위 배터리들을 이용하여 전력을 충전 또는 방전하는 배터리 장치, 상기 배터리 장치에 충전된 전력을 변환하여 계통 또는 부하(load)에 공급하는 전력변환장치, 외부전원에 의해 동작하며, 상기 배터리 장치의 충전과 방전을 제어하는 배터리 관리장치, 상기 외부전원에 이상발생시, 이상발생신호를 발생시키는 외부전원 감지장치 및 상기 단위 배터리들 각각으로부터 배터리 전원을 공급받으며, 상기 이상발생신호가 발생시 상기 단위 배터리들 중 어느 하나씩과 순차적으로 연결되어 해당 단위 배터리로부터의 배터리 전원을 상기 배터리 관리장치에 대한 비상제어전원으로 공급하는 비상제어전원 공급장치를 포함할 수 있다.An energy storage system according to an embodiment of the present invention is a battery device for charging or discharging power using a plurality of unit batteries connected in series, the power to convert the power charged in the battery device to supply to the system or load (load) A battery management device which is operated by an inverter, an external power source, and controls charging and discharging of the battery device, an external power detection device that generates an error signal when an error occurs in the external power source, and battery power from each of the unit batteries. And an emergency control power supply that is sequentially connected to any one of the unit batteries when the abnormality occurrence signal is generated to supply the battery power from the unit battery to the emergency control power for the battery management device. Can be.

본 발명의 일 실시예에 따른 제어전원 공급방법은 단위 배터리들이 직렬 연결된 배터리 장치의 충방전을 제어하는 배터리 관리장치에 대한 제어전원을 공급하는 방법에 있어서, 상기 배터리 관리장치에 공급되는 외부전원의 이상발생여부를 확인하는 단계, 상기 외부전원에 이상 발생시, 상기 직렬 연결된 단위 배터리들 중 어느 하나씩으로부터 순차적으로 배터리 전원을 공급받는 단계 및 단위 배터리로부터 공급받은 배터리 전원을 비상제어전원으로 변환하여 상기 배터리 관리장치에 공급하는 단계를 포함할 수 있다.A control power supply method according to an embodiment of the present invention is a method for supplying control power to a battery management device for controlling the charge and discharge of a battery device in which unit batteries are connected in series, the method of the external power supplied to the battery management device Checking whether there is an error, when an error occurs in the external power source, sequentially receiving battery power from any one of the serially connected unit batteries, and converting the battery power supplied from the unit battery into an emergency control power source. It may include the step of supplying to the management device.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following descriptions.

본 발명에 따른 제어전원 공급시스템은 외부로부터 배터리 관리장치에 공급되는 제어전원에 이상이 발생하더라도 배터리 관리장치가 정상적으로 동작할 수 있도록 배터리 전원을 이용하여 비상제어전원을 공급해줌으로써 에너지저장시스템이 보다 안정적으로 동작할 수 있도록 해준다.The control power supply system according to the present invention provides a more stable energy storage system by supplying emergency control power using the battery power so that the battery management device can operate normally even if the control power supplied from the outside to the battery management device is abnormal. It allows you to work with

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지저장시스템의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 도 1에서 비상제어전원 공급장치의 구성을 보다 상세하게 나타낸 구성도.1 is a view showing the configuration of an energy storage system according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram showing in more detail the configuration of the emergency control power supply in FIG.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible even though they are shown in different drawings. In addition, in describing the embodiments of the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function interferes with the understanding of the embodiments of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지저장시스템의 구성을 나타내는 도면이다.1 is a view showing the configuration of an energy storage system according to an embodiment of the present invention.

도 1의 에너지저장시스템은 배터리 장치(10), 배터리 관리장치(20), 전력변환장치(30), 외부전원 감지장치(40) 및 비상제어전원 공급장치(50)를 포함할 수 있다.The energy storage system of FIG. 1 may include a battery device 10, a battery management device 20, a power conversion device 30, an external power detection device 40, and an emergency control power supply device 50.

배터리 장치(10)는 직렬 연결된 복수의 단위 배터리들(예컨대, 배터리 모듈들(modules) 또는 배터리 팩들(packs))을 포함하며, 배터리 관리장치(20)의 제어에 따라 외부(예컨대, 발전 시스템)에서 공급되는 전력을 저장하고 저장된 전력을 부하에 공급한다. 이때, 단위 배터리들은 이차전지로 된 복수의 배터리 셀들(battery cells)을 포함하는 리튬 이온 전지 팩(Li-ion battery pack)을 포함할 수 있다.The battery device 10 includes a plurality of unit batteries (eg, battery modules or battery packs) connected in series, and external (eg, a power generation system) under the control of the battery management device 20. Stores the power supplied from and supplies the stored power to the load. In this case, the unit batteries may include a lithium ion battery pack including a plurality of battery cells of secondary batteries.

배터리 관리장치(20)는 배터리 장치(10) 내의 단위 배터리들의 충방전을 제어한다. 이를 위해, 배터리 관리장치(20)는 배터리 장치(10) 내의 단위 배터리들의 상태(전압, 전류, 온도 등)를 모니터링하여 단위 배터리들이 최적의 상태로 유지 및 동작될 수 있도록 하는 보호 제어 기능, 수명 예측 제어 기능 또는 충방전 제어 기능 등을 수행한다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해, 배터리 관리장치(20)가 배터리 장치(10)의 충방전을 제어하는 것으로 한정하여 설명하였으나, 배터리 관리장치(20)는 ESS 컨트롤러, BMS(Battery Management System), PMS(Power Management System), EMS(Energy Management System), PCS(Power Conversion System) 중 어느 하나로서 동작할 수 있다.The battery management apparatus 20 controls charging and discharging of unit batteries in the battery apparatus 10. To this end, the battery management device 20 monitors the state (voltage, current, temperature, etc.) of the unit batteries in the battery device 10 to protect and operate the unit batteries in an optimal state. The predictive control function or the charge / discharge control function is performed. In the present embodiment, for convenience of description, the battery management apparatus 20 is limited to control the charging and discharging of the battery device 10, but the battery management apparatus 20 is an ESS controller, BMS (Battery Management System) , PMS (Power Management System), EMS (Energy Management System), PCS (Power Conversion System) can operate as any one.

전력변환장치(PCS)(30)는 계통으로부터 공급되는 에너지를 변환(교류와 직류간의 변환 및 전압, 전류, 주파수 변환)하여 배터리 장치(10)에 충전하거나 배터리 장치(10)에 충전된 에너지를 변환하여 계통 또는 부하(LOAD)에 공급한다. 예컨대, 전력변환장치(30)는 배터리 장치(10)에 저장된 직류전력을 교류로 변환하여 전력계통에 전력을 공급하거나 직접 교류부하에 공급할 수 있다. 또한, 전력변환장치(30)는 전력계통으로부터의 교류전력을 직류로 변환하여 배터리 장치(10)에 공급함으로써 배터리 장치(10)에 전력이 저장되도록 할 수 있다.The power converter (PCS) 30 converts the energy supplied from the system (conversion between AC and DC and converts voltage, current, and frequency) to charge the battery device 10 or to store energy charged in the battery device 10. It is converted and supplied to the system or load. For example, the power converter 30 may convert DC power stored in the battery device 10 into AC to supply power to the power system or directly supply AC power. In addition, the power converter 30 may convert the AC power from the power system into a direct current to supply the battery device 10 so that the power is stored in the battery device 10.

외부전원 감지장치(40)는 배터리 관리장치(20)에 공급되는 외부전원이 정상적으로 공급되는지 여부를 모니터링하고, 외부전원에 이상이 발생시 그 사실을 통지하는 이상발생신호를 발생시켜 비상제어전원 공급장치(50)에 출력한다. 예컨대, 외부전원 감지장치(40)는 배터리 관리장치(20)에 제어전원(동작전원)을 공급하기 위한 외부전원이 에너지저장시스템에 정상적으로 유입되어 배터리 관리장치(20)에 공급되고 있는지 여부를 모니터링하다가 외부전원이 차단되거나 외부전원의 전압이 일정레벨 이하로 떨어지는 등 이상이 발생시 그 사실을 알려주는 이상발생신호를 발생시켜 비상제어전원 공급장치(50)에 출력한다.The external power detection device 40 monitors whether the external power supplied to the battery management device 20 is normally supplied, and generates an abnormal signal that notifies the fact that the external power is abnormal to generate an emergency control power supply device. Output to 50. For example, the external power detecting device 40 monitors whether external power for supplying control power (operating power) to the battery management device 20 is normally supplied to the energy storage system and is being supplied to the battery management device 20. While the external power is cut off or the voltage of the external power drops below a predetermined level, an abnormality signal is generated to inform the fact that an abnormality is generated and output to the emergency control power supply device 50.

비상제어전원 공급장치(50)는 배터리 장치(10)의 단위 배터리들과 각각 별개의 배선으로 연결되어 각각의 단위 배터리들로부터 배터리 전원들을 공급받으며, 외부전원 감지장치(40)로부터 이상발생신호가 수신되면 배터리 장치(10)의 단위 배터리들 어느 하나씩과 순차적으로 연결되어 해당 단위 배터리로부터의 배터리 전원을 배터리 관리장치(20)에 대한 비상제어전원으로 변환한 후 배터리 관리장치(20)에 공급한다. 예컨대, 비상제어전원 공급장치(50)는 배터리 관리장치(20)에 제어전원을 공급하는 외부전원에 이상이 있음을 나타내는 이상발생신호가 외부전원 감시장치(40)로부터 수신되면, 기 설정된 순서에 따라 각 단위 배터리들과 순차적으로 연결되어 해당 단위 배터리로부터 배터리 전원을 공급받고, 공급받은 배터리 전원을 배터리 관리장치(20)의 제어전원에 맞게 변환하여 비상제어전원을 생성한 후 이를 배터리 관리장치(20)에 공급한다. 이를 통해 배터리 관리장치(20)는 외부전원 없이도 정상적으로 동작할 수 있게 된다. 이때, 비상제어전원 공급장치(50)는 스위칭 동작을 통해 배터리 장치(10) 내의 각 단위 배터리들과 순차적으로 연결되며, 스위칭은 모든 단위 배터리들에 대해 균일한 간격으로 실시되거나 단위 배터리들의 충전상태에 따라 가변되게 실시될 수 있다.The emergency control power supply device 50 is connected to the unit batteries of the battery device 10 by separate wires to receive battery power from the unit batteries, and an abnormal signal is generated from the external power detection device 40. When received, it is sequentially connected to any one of the unit batteries of the battery device 10 converts the battery power from the unit battery to the emergency control power for the battery management device 20 and supplies it to the battery management device 20. . For example, when the emergency control power supply device 50 receives an abnormal occurrence signal indicating that there is an error in the external power supplying the control power to the battery management device 20 from the external power monitoring device 40, the emergency control power supply device 50 may perform a preset order. Accordingly, the battery cells are sequentially connected to each of the unit batteries, and the battery power is supplied from the unit battery. The battery power is converted into the control power of the battery management apparatus 20 to generate emergency control power, and then the battery management apparatus ( 20). Through this, the battery management apparatus 20 may operate normally without an external power source. At this time, the emergency control power supply 50 is sequentially connected to each of the unit batteries in the battery device 10 through a switching operation, the switching is carried out at a uniform interval for all the unit batteries or the state of charge of the unit batteries It can be implemented to vary according to.

도 2는 도 1에서 비상제어전원 공급장치의 구성을 보다 상세하게 나타낸 구성도이다.FIG. 2 is a diagram illustrating in more detail the configuration of the emergency control power supply device of FIG. 1.

비상제어전원 공급장치(50)는 스위칭부(52) 및 전력변환부(DC/DC 컨버터)(54)를 포함한다.The emergency control power supply 50 includes a switching unit 52 and a power converter (DC / DC converter) 54.

스위칭부(52)는 스위칭 동작을 통해 배터리 장치(10)의 단위 배터리들 중 어느 하나씩과 순차적으로 연결되어 해당 단위 배터리로부터 배터리 전원을 공급받아 전력변환부(54)에 공급한다. 스위칭부(52)는 직렬 연결된 단위 배터리들과 연결될 때 직렬 연결된 순서에 따라 첫 번째 단위 배터리부터 순차적으로 연결되거나, 단위 배터리들의 충전상태에 따라 충전량이 많은 순서대로 연결될 수 있다. 이때, 충전량이 같은 단위 배터리들이 있는 경우에는 직렬 연결된 순서에 따라 연결될 수 있다. 또한, 스위칭부(52)는 모든 단위 배터리들과의 연결시간(스위칭 시간)을 균일하게 하거나 단위 배터리들의 충전상태에 따라 가변되게 조절할 수 있다. 예컨대, 스위칭부(52)는 단위 배터리들에 대한 밸런싱을 고려하여 단위 배터리들의 충전상태를 균일하게 유지하면서 단위 배터리들로부터 배터리 전원을 공급받을 수 있도록 스위칭 시간을 가변되게 조절할 수 있다. 이를 위해, 비상제어전원 공급장치(50)는 평상시 배터리 관리장치(20)와 연동되어 단위 배터리들의 충전상태를 파악하고 있을 수 있다.The switching unit 52 is sequentially connected to any one of the unit batteries of the battery device 10 through a switching operation, receives battery power from the unit battery, and supplies the battery power to the power conversion unit 54. When the switching unit 52 is connected to the unit batteries connected in series, the switching unit 52 may be sequentially connected from the first unit battery according to the serial connection order, or may be connected in the order of increasing amount of charge depending on the state of charge of the unit batteries. In this case, when there are unit batteries having the same charging amount, the unit batteries may be connected in a serially connected order. In addition, the switching unit 52 may adjust the connection time (switching time) with all the unit batteries uniformly or vary depending on the state of charge of the unit batteries. For example, the switching unit 52 may variably adjust the switching time to receive battery power from the unit batteries while maintaining a uniform charging state of the unit batteries in consideration of balancing of the unit batteries. To this end, the emergency control power supply 50 may be interlocked with the battery management device 20 to determine the state of charge of the unit batteries.

전력변환부(54)는 스위칭부(52)를 통해 연결된 단위 배터리로부터 공급받은 배터리 전원을 배터리 관리장치(20)에 대한 비상제어전원으로 변환하여 배터리 관리장치(20)에 공급한다. 이러한 전력변환부(54)는 DC-DC 컨버터 또는 AC-DC 컨버터를 포함할 수 있다.The power converter 54 converts the battery power supplied from the unit battery connected through the switching unit 52 into an emergency control power for the battery management device 20 and supplies it to the battery management device 20. The power converter 54 may include a DC-DC converter or an AC-DC converter.

상술한 구성을 갖는 에너지저장시스템의 동작을 간략하게 설명하면 다음과 같다.The operation of the energy storage system having the above configuration will be briefly described as follows.

평상시 배터리 관리장치(20)는 에너지저장시스템의 외부로부터 유입되는 외부전원을 이용하여 동작하면서 배터리 장치(10)의 충방전을 제어한다. 본 실시예에서는 배터리 관리장치(20)가 배터리 장치(10)의 충방전을 제어하는 것으로 한정하여 설명하였으나, 배터리 관리장치(20)는 ESS 컨트롤러, BMS(Battery Management System), PMS(Power Management System), EMS(Energy Management System), PCS(Power Conversion System) 중 어느 하나로서 동작할 수 있다.The battery management device 20 normally controls charging and discharging of the battery device 10 while operating by using external power introduced from the outside of the energy storage system. In the present embodiment, the battery management apparatus 20 is limited to controlling charging and discharging of the battery apparatus 10. However, the battery management apparatus 20 includes an ESS controller, a battery management system (BMS), and a power management system (PMS). ), An EMS, or a Power Conversion System (PCS).

이때, 외부전원 감시장치(40)는 배터리 관리장치(20)에 공급되는 외부전원이 상태를 지속적으로 모니터링하여 외부전원에 이상이 발생하는지 여부를 확인한다.At this time, the external power monitoring device 40 continuously monitors the state of the external power supplied to the battery management device 20 to check whether the external power is abnormal.

배터리 관리장치(20)가 외부전원을 제어전원으로 이용하여 동작하는 도중에 외부전원이 차단되거나 외부전원의 전압레벨이 기준치 아래로 낮아지는 등의 이상이 발생하게 되면, 외부전원 감지장치(40)는 이를 감지하여 이상발생신호를 발생시킨다. 발생된 이상발생신호는 비상제어전원 공급장치(50)에 인가된다.When the battery management device 20 operates by using the external power as a control power, when an external power is cut off or an abnormality such that the voltage level of the external power is lowered below the reference value occurs, the external power detection device 40 It detects this and generates an abnormal signal. The generated abnormal signal is applied to the emergency control power supply 50.

이상발생신호가 수신되면, 비상제어전원 공급장치(50)의 스위칭부(52)는 배터리 장치(10) 내 단위 배터리들과 순차적으로 연결되어 해당 단위 배터리로부터 배터리 전원을 공급받아 전력변환부(54)에 공급한다.When the abnormal occurrence signal is received, the switching unit 52 of the emergency control power supply device 50 is sequentially connected to the unit batteries in the battery device 10 receives the battery power from the unit battery power conversion unit 54 Supplies).

예컨대, 스위칭부(52)는 직렬 연결된 단위 배터리들 중 첫 번째 단위 배터리와 먼저 연결되어 기 설정된 일정 시간 동안 해당 단위 배터리로부터 배터리 전원을 공급받고, 이 후 첫 번째 단위 배터리와 직렬 연결된 다른 단위 배터리들과 스위칭 동작을 통해 순차적으로 연결되어 해당 단위 배터리로부터 배터리 전원을 순차적으로 공급받을 수 있다. 또는 스위칭부(52)는 직렬 연결된 단위 배터리들 중에서 충전량을 가장 큰 단위 배터리부터 충전량의 순서에 따라 순차적으로 연결될 수 있다.For example, the switching unit 52 is first connected to the first unit battery among the series-connected unit batteries, and receives battery power from the unit battery for a predetermined time, and thereafter, other unit batteries connected in series with the first unit battery. And are sequentially connected through a switching operation to sequentially receive battery power from the corresponding unit battery. Alternatively, the switching unit 52 may sequentially connect the charging amount of the unit batteries connected in series in order of the charging amount.

이때, 각 단위 배터리와의 연결시간(스위칭 시간)은 모든 단위 배터리들에 대해 균일하게 적용되거나 각 단위 배터리의 충전상태에 따라 가변적으로 적용될 수도 있다.In this case, the connection time (switching time) with each unit battery may be uniformly applied to all unit batteries or may be variably applied according to the charging state of each unit battery.

스위칭부(52)를 통해 배터리 전원을 공급받은 전력변환부(54)는 배터리 전원을 배터리 관리장치(20)의 제어전원에 맞게 변환하여 배터리 관리장치(20)에 대한 비상제어전원을 생성한 후 배터리 관리장치(20)에 공급한다.The power conversion unit 54 supplied with battery power through the switching unit 52 generates an emergency control power for the battery management device 20 by converting the battery power according to the control power of the battery management device 20. Supply to the battery management device (20).

이처럼 비상제어전원을 공급받은 배터리 관리장치(20)는 외부전원 없이도 정상적으로 동작하여 배터리 장치(10)의 충방전을 제어하게 된다.As such, the battery management apparatus 20 that is supplied with emergency control power operates normally without external power to control charging and discharging of the battery device 10.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

10 : 배터리 장치
20 : 배터리 관리장치
30 : 전력변환장치
40 : 외부전원 감시장치
50 : 비상제어전원 공급장치
52 : 스위칭부
54 : 전력변환부10: battery unit
20: battery management device
30: power converter
40: external power monitoring device
50: emergency control power supply
52: switching unit
54: power conversion unit

Claims (21)

직렬 연결된 복수의 단위 배터리들을 이용하여 전력을 충전 또는 방전하는 배터리 장치;
상기 배터리 장치의 충전과 방전을 제어하고, 상기 단위 배터리들의 상태를 모니터링하여 상기 단위 배터리들에 대해 보호 제어 기능과 수명 예측 제어 기능을 수행하고, 계통으로부터 공급되는 에너지를 변환하여 상기 배터리 장치에 충전하거나 상기 배터리 장치에 충전된 에너지를 변환하여 상기 계통 또는 부하로 공급하는 배터리 관리장치;
상기 배터리 관리장치에 공급되는 외부전원의 이상발생여부를 감시하며, 상기 외부전원에 이상 발생시 이상발생신호를 발생시켜 비상제어전원 공급장치에 출력하는 외부전원 감지장치; 및
상기 단위 배터리들 각각으로부터 배터리 전원을 공급받으며, 상기 배터리 관리장치에 공급되는 외부전원에 이상이 발생시 상기 외부전원 감지장치로부터 이상발생신호가 수신되면 상기 단위 배터리들 중 어느 하나씩과 순차적으로 연결되어 해당 단위 배터리로부터의 배터리 전원을 상기 배터리 관리장치에 대한 비상제어전원으로 변환하여 상기 배터리 관리장치에 공급하는 비상제어전원 공급장치를 포함하고,
상기 비상제어전원 공급장치는
상기 단위 배터리들 중 어느 하나씩과 순차적으로 연결되어 해당 단위 배터리로부터 배터리 전원을 공급받는 스위칭부; 및
상기 스위칭부를 통해 공급받은 배터리 전원을 상기 비상제어전원으로 변환하여 상기 배터리 관리장치에 공급하는 전력변환부를 포함하고,
상기 스위칭부는 상기 단위 배터리들이 직렬 연결된 순서에 따라 각 단위 배터리와 순차적으로 연결되고,
각 단위 배터리들의 충전상태에 따라 각 단위 배터리와의 연결 시간을 가변되게 조절하는 것을 특징으로 하는 제어전원 공급시스템.A battery device configured to charge or discharge power using a plurality of unit batteries connected in series;
Controls charging and discharging of the battery device, monitors the state of the unit batteries to perform a protection control function and a life prediction control function on the unit batteries, and converts energy supplied from a system to charge the battery device. Or a battery management device converting energy charged in the battery device and supplying the energy to the system or the load;
An external power detection device that monitors whether an external power supply is supplied to the battery management device and generates an abnormal signal when the external power supply generates an error signal to an emergency control power supply device; And
The battery power is supplied from each of the unit batteries, and when an abnormality signal is received from the external power sensor when an abnormality occurs in the external power supplied to the battery management device, the battery is sequentially connected to one of the unit batteries. And an emergency control power supply device for converting battery power from a unit battery into emergency control power for the battery management device and supplying the battery power to the battery management device.
The emergency control power supply
A switching unit sequentially connected to any one of the unit batteries to receive battery power from the unit battery; And
And a power converter converting the battery power supplied through the switching unit into the emergency control power and supplying the battery management device.
The switching unit is sequentially connected to each unit battery in the order in which the unit batteries are connected in series,
Control power supply system, characterized in that for varying the connection time with each unit battery according to the charging state of each unit battery. 제1항에 있어서, 상기 단위 배터리는
배터리 모듈(modules) 또는 배터리 팩(packs)을 포함하는 것을 특징으로 하는 제어전원 공급시스템.The method of claim 1, wherein the unit battery
A control power supply system comprising battery modules or battery packs. 직렬 연결된 복수의 단위 배터리들을 이용하여 전력을 충전 또는 방전하는 배터리 장치;
외부전원에 의해 동작하며, 상기 배터리 장치의 충전과 방전을 제어하고, 고, 상기 단위 배터리들의 상태를 모니터링하여 상기 단위 배터리들에 대해 보호 제어 기능과 수명 예측 제어 기능을 수행하고, 계통으로부터 공급되는 에너지를 변환하여 상기 배터리 장치에 충전하거나 상기 배터리 장치에 충전된 에너지를 변환하여 상기 계통 또는 부하로 공급하는 배터리 관리장치;
상기 배터리 관리장치에 공급되는 외부전원의 이상발생여부를 감시하며, 상기 외부전원에 이상발생시 이상발생신호를 발생시켜 비상제어전원 공급장치에 출력하는 외부전원 감지장치; 및
상기 단위 배터리들 각각으로부터 배터리 전원을 공급받으며, 상기 이상발생신호가 발생시 상기 외부전원 감지장치로부터 이상발생신호가 수신되면 상기 단위 배터리들 중 어느 하나씩과 순차적으로 연결되어 해당 단위 배터리로부터의 배터리 전원을 상기 배터리 관리장치에 대한 비상제어전원으로 변환하여 상기 배터리 관리장치에 공급하는 비상제어전원 공급장치를 포함하고,
상기 비상제어전원 공급장치는
상기 단위 배터리들 중 어느 하나씩과 순차적으로 연결되어 해당 단위 배터리로부터 배터리 전원을 공급받는 스위칭부; 및
상기 스위칭부를 통해 공급받은 배터리 전원을 상기 비상제어전원으로 변환하여 상기 배터리 관리장치에 공급하는 전력변환부를 포함하고,
상기 스위칭부는 상기 단위 배터리들이 직렬 연결된 순서에 따라 각 단위 배터리와 순차적으로 연결되고,
각 단위 배터리들의 충전상태에 따라 각 단위 배터리와의 연결 시간을 가변되게 조절하는 것을 특징으로 하는 에너지저장시스템.A battery device configured to charge or discharge power using a plurality of unit batteries connected in series;
It is operated by an external power source, controls the charging and discharging of the battery device, monitors the state of the unit batteries, and performs a protection control function and a life prediction control function for the unit batteries, and is supplied from the system. A battery management device converting energy to charge the battery device or converting energy charged to the battery device to supply the system or load;
An external power detection device that monitors whether an external power supply is supplied to the battery management device and generates an abnormal signal when the external power supply generates an error signal to an emergency control power supply device; And
Battery power is supplied from each of the unit batteries, and when an abnormal signal is received from the external power sensor when the abnormal signal is generated, the battery power is sequentially connected to one of the unit batteries. An emergency control power supply for converting the emergency control power for the battery management device to supply to the battery management device,
The emergency control power supply
A switching unit sequentially connected to any one of the unit batteries to receive battery power from the unit battery; And
And a power converter converting the battery power supplied through the switching unit into the emergency control power and supplying the battery management device.
The switching unit is sequentially connected to each unit battery in the order in which the unit batteries are connected in series,
Energy storage system, characterized in that for varying the connection time with each unit battery according to the charging state of each unit battery. 단위 배터리들이 직렬 연결된 배터리 장치의 충방전을 제어하고, 상기 단위 배터리들의 상태를 모니터링하여 상기 단위 배터리들에 대해 보호 제어 기능과 수명 예측 제어 기능을 수행하고, 계통으로부터 공급되는 에너지를 변환하여 상기 배터리 장치에 충전하거나 상기 배터리 장치에 충전된 에너지를 변환하여 상기 계통 또는 부하로 공급하는 배터리 관리장치에 대한 제어전원을 공급하는 방법에 있어서,
상기 배터리 관리장치에 공급되는 외부전원의 이상발생여부를 확인하는 단계;
상기 외부전원에 이상 발생시, 이상발생신호를 발생시켜 출력하는 단계;
상기 이상발생신호가 수신되면 상기 직렬 연결된 단위 배터리들 중 어느 하나씩으로부터 순차적으로 배터리 전원을 공급받는 단계; 및
단위 배터리로부터 공급받은 배터리 전원을 상기 배터리 관리장치에 대한 비상제어전원으로 변환하여 상기 배터리 관리장치에 공급하는 단계를 포함하고,
상기 배터리 전원을 공급받는 단계는
상기 단위 배터리들이 직렬 연결된 순서에 따라 각 단위 배터리로부터 순차적으로 배터리 전원을 공급받고,
상기 단위 배터리들의 충전상태에 따라 각 단위 배터리와의 연결 시간을 가변되게 조절하여 각 단위 배터리로부터 서로 다른 시간동안 배터리 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 제어전원 공급방법.The unit batteries control the charge and discharge of the battery device connected in series, monitor the state of the unit batteries to perform the protection control function and life prediction control function for the unit batteries, and converts the energy supplied from the system to the battery A method for supplying control power to a battery management device that charges a device or converts energy charged in the battery device and supplies the system or load to
Confirming whether or not an abnormality of external power supplied to the battery management device occurs;
Generating an abnormal signal and outputting the abnormal signal to the external power source;
Receiving battery power sequentially from any one of the serially connected unit batteries when the abnormality occurrence signal is received; And
And converting the battery power supplied from the unit battery into an emergency control power for the battery management device and supplying the battery power to the battery management device.
The step of receiving battery power is
Battery power is sequentially supplied from each unit battery according to the order in which the unit batteries are connected in series,
And controlling the connection time with each unit battery according to the state of charge of the unit batteries, thereby receiving battery power for a different time from each unit battery. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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