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KR101300109B1 - Power storage system having connection structure of moduled bms and method for controlling the same - Google Patents

Power storage system having connection structure of moduled bms and method for controlling the same Download PDF

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KR101300109B1
KR101300109B1 KR1020120049592A KR20120049592A KR101300109B1 KR 101300109 B1 KR101300109 B1 KR 101300109B1 KR 1020120049592 A KR1020120049592 A KR 1020120049592A KR 20120049592 A KR20120049592 A KR 20120049592A KR 101300109 B1 KR101300109 B1 KR 101300109B1
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KR
South Korea
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bms
master
slave
communication network
data
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KR1020120049592A
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Korean (ko)
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KR20120134004A (en
Inventor
조영보
강정수
박찬민
박정민
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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Publication date
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Abstract

본 발명은 모듈화된 BMS 연결 구조를 포함하는 전력 저장 시스템 및 그 제어 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 전력 저장 시스템은, 자신이 관리하는 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀들의 전기적 특성값에 대한 데이터를 슬레이브 통신망을 통해 전송하는 n개의 슬레이브 BMS; 상기 슬레이브 통신망을 통해 전송된 배터리 셀들의 전기적 특성값에 대한 데이터를 1차 가공하여 마스터 통신망을 통해 전송하는 m개의 마스터 BMS; 및 상기 마스터 통신망을 통해 전송된 데이터를 2차 가공하는 슈퍼 마스터 BMS;를 포함한다. 본 발명에 따르면, 각 슬레이브 BMS에서 전달한 데이터를 마스터 BMS에서 가공 처리할 수 있으므로 통신 선로 상의 데이터 량을 감소시킬 수 있다. 따라서, 전력 저장 시스템의 용량이 증가하여도 빠른 데이터 수집 및 제어가 가능하다.The present invention discloses a power storage system including a modular BMS connection structure and a control method thereof. The power storage system according to the present invention includes: n slave BMSs for transmitting data on electrical characteristic values of battery cells included in a battery module managed by the slave communication network; M master BMSs for firstly processing data on electrical characteristic values of battery cells transmitted through the slave communication network and transmitting them through a master communication network; And a super master BMS for secondary processing data transmitted through the master communication network. According to the present invention, data transmitted from each slave BMS can be processed in the master BMS, thereby reducing the amount of data on the communication line. Therefore, even if the capacity of the power storage system increases, quick data collection and control is possible.

Figure R1020120049592
Figure R1020120049592

Description

모듈화된 ＢＭＳ 연결 구조를 포함하는 전력 저장 시스템 및 그 제어 방법{POWER STORAGE SYSTEM HAVING CONNECTION STRUCTURE OF MODULED BMS AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power storage system including a modularized BMS connection structure,

본 발명은 다수의 전력 저장용 단위 랙을 조합하여 구성한 전력 저장 시스템 에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각 단위 랙에 포함된 모듈화된 BMS의 연결 구조 및 그 제어 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a power storage system configured by combining a plurality of unit racks for power storage, and more particularly, to a modularized BMS connection structure included in each unit rack and a control method thereof.

제품군에 따른 적용 용이성이 높고, 높은 에너지 밀도 등의 전기적 특성을 가지는 이차전지는 휴대용 기기뿐만 아니라 전기적 구동원에 의하여 구동하는 전기차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 응용되고 있다. 이러한 이차전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.Secondary batteries having high electrical characteristics such as high energy density and high ease of application according to the product family are widely used not only in portable devices but also in electric vehicles (EVs) or hybrid electric vehicles (HEVs) driven by electric driving sources. . Such a secondary battery is not only a primary advantage that the use of fossil fuel can be drastically reduced, but also produces no by-products resulting from the use of energy, and thus is attracting attention as a new energy source for enhancing environmental friendliness and energy efficiency.

이차전지는 양극 집전체, 음극 집전체, 세퍼레이터, 활물질, 전해액 등을 포함하여 구성 요소들 간의 전기 화학적 반응에 의하여 충방전이 가능한 구조를 가진다. 한편, 근래 에너지 저장원으로서의 활용을 비롯하여 대용량 구조에 대한 필요성이 높아지면서 복수 개의 이차전지가 직렬/병렬 등으로 연결되는 멀티 모듈 구조를 가지는 이차전지 팩이 보편적으로 이용되고 있다.The secondary battery has a structure capable of charging and discharging by electrochemical reaction between constituent elements including a positive electrode current collector, a negative electrode current collector, a separator, an active material, and an electrolytic solution. On the other hand, a secondary battery pack having a multi-module structure in which a plurality of secondary cells are connected in series / parallel is commonly used as a need for a large-capacity structure including an application as an energy storage source in recent years.

상기 전력 저장 시스템에 사용되는 이차전지 팩은 복수 개의 이차전지 셀이 집합된 이차전지 모듈 및 팩 케이스를 포함한다. 이러한 기본적 구조에 더하여, 이차전지 팩에는 부하에 대한 전력 공급 제어, 전류 또는 전압 등의 전기적 특성값 측정, 충방전 제어, 전압의 평활화(equalization) 제어, SOC(State Of Charge)의 추정 등을 위한 알고리즘이 적용되어 이차전지 셀 또는 이차전지 모듈의 상태를 모니터링하고 제어하는 BMS(Battery Management System) 등이 추가적으로 포함되어 구성된다.The secondary battery pack used in the power storage system includes a secondary battery module in which a plurality of secondary battery cells are assembled and a pack case. In addition to this basic structure, the secondary battery pack is provided with power supply control for load, measurement of electric characteristic values such as current or voltage, charge / discharge control, control of equalization of voltage, estimation of state of charge (SOC) And a BMS (Battery Management System) for monitoring and controlling the state of the secondary battery cell or the secondary battery module to which the algorithm is applied.

한편, 다양한 전압과 용량 요구 조건을 만족시키기 위해 상기와 같은 이차전지 팩으로 이루어진 소용량의 전력 저장용 단위 랙을 직렬 또는 병렬로 조합하여 전력 저장 시스템을 구성하는 경우가 있다. 최근에는, 스마트 그리드에 대한 관심이 높아지면서 지능형 전력망을 구축하기 위해서는 유휴 전력을 저장하는 대용량의 전력 저장 시스템의 필요성이 높아지고 있다.On the other hand, in order to satisfy various voltage and capacity requirements, there is a case where a small-capacity unit rack for power storage composed of the above-described secondary battery pack is combined in series or in parallel to constitute a power storage system. Recently, as the interest in smart grids increases, the necessity of a large-capacity power storage system for storing idle power is increasing to build an intelligent power grid.

전력 저장용 단위 랙은 다수의 이차전지 팩으로 구성되며, 각각의 이차전지 팩에는 복수개의 이차전지 셀 또는 이차전지 모듈이 포함되어 있다. 그리고, 요구되는 전력 저장 시스템의 용량에 따라 상기와 같은 단위 랙을 다수 연결한다. 따라서 하나의 전력 저장 시스템 내에서는 수십에서 수만개 수준의 이차전지 셀 또는 이차전지 모듈이 포함되어 있다. 이러한 전력 저장 시스템의 운용에 있어서는 수십에서 수만개의 셀 또는 모듈 단위에서 전압, 전류, 온도, 충전량(SOC) 등을 지속적으로 모니터해야 한다.The power storage unit rack is composed of a plurality of secondary battery packs, and each of the secondary battery packs includes a plurality of secondary battery cells or a secondary battery module. A plurality of unit racks as described above are connected according to the capacity of the required power storage system. Accordingly, in one power storage system, several tens to tens of thousands of secondary battery cells or secondary battery modules are included. In the operation of such a power storage system, it is necessary to continuously monitor voltage, current, temperature, and charge amount (SOC) in tens or tens of thousands of cells or modules.

각각의 이차전지 셀 또는 모듈의 상태를 모니터링하고 효율적인 제어를 위해, 상기 배터리 팩에 포함된 BMS를 슬레이브 BMS로 설정하고 상기 슬레이브 BMS를 제어할 수 있는 별도의 BMS를 마스터 BMS로 상호 관계를 설정하여 전력 저장 시스템을 통합적으로 운영 및 제어하는 방법이 사용되고 있다. 이에 대한 종래의 기술로서 대한민국 공개특허공보 10-2010-0094504에 간단한 마스터-슬레이브 BMS에 대한 기술이 개시되어 있다. 상기 종래 기술은 좌측에 있는 슬레이브 모듈이 우측의 슬레이브 모듈로 감시 정보를 전달한다. 그러면 우측에 있는 슬레이브 모듈은 전달 받은 감시정보에 자신이 수집한 감시정보를 부가하여 오른쪽에 있는 슬레이브 모듈로 다시 전달한다. 이 방식이 반복되면, 전체 슬레이브 모듈이 수집한 감시정보가 마스터 모듈로 취합되는 특징이 있다.The BMS included in the battery pack is set as the slave BMS and the separate BMS capable of controlling the slave BMS is correlated with the master BMS in order to monitor and efficiently control the state of each secondary battery cell or module A method for integrally operating and controlling the power storage system is used. As a conventional technique for this, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0094504 discloses a technique for a simple master-slave BMS. In the conventional technology, the slave module on the left side transmits monitoring information to the slave module on the right side. Then, the slave module on the right side adds the collected monitoring information to the received monitoring information, and transmits it to the slave module on the right side. If this method is repeated, the monitoring information collected by the entire slave module is collected as a master module.

한편, 최근에는 스마트 그리드와 같이 전력 저장 시스템이 사용되는 개념이 하나의 가정, 건물을 넘어서 대형 빌딩, 소규모 지역, 도시, 국가의 형태로 점차 확대되어 가는 추세이다. 그러나 상기와 같은 종래의 방식은 이차전지 팩 내에 존재하는 슬레이브 BMS 개수만큼의 개별적인 하드웨어 또는 소프트웨어 구동 메커니즘이 필요하고 관리되어야 한다. 또한 전력 저장 시스템의 규모가 커지면서, 마스터 BMS가 각각의 슬레이브 BMS로부터 정보를 수신하고 이를 처리하는 시간이 늘어나게 되는 단점이 있다. 즉, 종래의 방식은 외부의 변화에 빠르게 대처하지 못하고, 에너지의 효율적인 사용이라는 스마트 그리드 본래의 목적에도 반하게 된다.In recent years, the concept of using a power storage system such as a smart grid has gradually expanded from one home, a building, a large building, a small area, a city, and a country. However, in the conventional method as described above, individual hardware or software driving mechanisms as many as the number of slave BMSs existing in the secondary battery pack are required and managed. Also, as the size of the power storage system grows, there is a disadvantage that the time required for the master BMS to receive and process information from each slave BMS increases. In other words, the conventional method can not cope with external changes quickly, and contrary to the original purpose of the smart grid, which is efficient use of energy.

따라서 전력 저장 시스템의 경우는 셀, 모듈 또는 팩 별로 BMS(Battery management system)를 설치하고 효과적으로 통합 관리할 수 있는 BMS 연결 구조를 포함하는 전력 저장 시스템 및 그 제어 방법에 대한 개발 필요성이 대두되고 있다.Accordingly, in the case of the power storage system, there is a need to develop a power storage system including a BMS connection structure capable of installing a BMS (battery management system) for each cell, module, or pack and effectively managing the integrated system and its control method.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술을 감안하여 창안된 것으로서, 모듈화된 BMS 연결 구조를 포함하는 전력 저장 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a power storage system including a modularized BMS connection structure and a control method thereof.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력 저장 시스템은, 자신이 관리하는 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀들의 전기적 특성값에 대한 데이터를 슬레이브 통신망을 통해 전송하는 n개의 슬레이브 BMS; 상기 슬레이브 통신망을 통해 전송된 배터리 셀들의 전기적 특성값에 대한 데이터를 1차 가공하여 마스터 통신망을 통해 전송하는 m개의 마스터 BMS; 및 상기 마스터 통신망을 통해 전송된 데이터를 2차 가공하는 슈퍼 마스터 BMS;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a power storage system including: n slave BMSs for transmitting data on electrical characteristics of battery cells included in a battery module managed by the slave communication network; M master BMSs for firstly processing data on electrical characteristic values of battery cells transmitted through the slave communication network and transmitting them through a master communication network; And a super master BMS for secondary processing data transmitted through the master communication network.

본 발명에 있어서, 상기 전기적 특성값은 배터리 셀의 전압 측정값, 충방전 전류 측정값, 온도 측정값, 충전량 추정값 및 퇴화도 추정값 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.In the present invention, the electrical characteristic value may include at least one of a voltage measurement value of a battery cell, a charge / discharge current measurement value, a temperature measurement value, a charge amount estimation value, and a degradation degree estimation value.

본 발명에 따른 상기 마스터 BMS 또는 상기 슈퍼 마스터 BMS는 수신된 데이터의 평균값, 표준편차값, 미리 설정된 조건에 해당하는 데이터의 개수, 최대값 및 최소값 중 적어도 어느 하나의 방식으로 데이터를 가공한다.The master BMS or the super master BMS according to the present invention processes data in at least one of an average value, a standard deviation value, a number of data corresponding to preset conditions, a maximum value and a minimum value of the received data.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 마스터 BMS는 상기 n개의 슬레이브 BMS 중 어느 하나이고, 상기 슈퍼 마스터 BMS는 상기 m개의 마스터 BMS 중 어느 하나이다.According to an aspect of the present invention, the master BMS is one of the n slave BMSs, and the super master BMS is one of the m master BMSs.

본 발명에 따른 전력 저장 장치는, 상기 슈퍼 마스터 BMS로부터 2차 가공된 데이터를 수신하고, 이를 기초로 생성된 제어 신호를 상기 슈퍼 마스터 BMS로 전송하는 외부 모니터링 장치;를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 슈퍼 마스터 BMS는 상기 외부 모니터링 장치로부터 수신한 제어 신호에 기초하여 상기 마스터 BMS를 제어하는 마스터 제어 신호를 상기 마스터 통신망을 통해 출력할 수 있다. 또한, 상기 마스터 BMS는 상기 슈퍼 마스터 BMS로부터 수신한 마스터 제어 신호에 기초하여 상기 슬레이브 BMS를 제어하는 슬레이브 제어 신호를 상기 슬레이브 통신망을 통해 출력할 수 있다.The power storage device according to the present invention may further include an external monitoring device for receiving secondary processed data from the super master BMS and for transmitting the generated control signal to the super master BMS based on the secondary processed data. In this case, the super master BMS can output a master control signal for controlling the master BMS through the master communication network based on a control signal received from the external monitoring device. The master BMS may output a slave control signal for controlling the slave BMS through the slave communication network based on the master control signal received from the super master BMS.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력 저장 시스템의 제어 방법은, n개의 슬레이브 BMS, m개의 마스터 BMS 및 슈퍼 마스터 BMS를 포함하는 전력 저장 시스템의 제어 방법으로서, (a) 상기 n개의 슬레이브 BMS가 자신이 관리하는 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀들의 전기적 특성값에 대한 데이터를 슬레이브 통신망을 통해 전송하는 단계; (b) 상기 m개의 마스터 BMS가 상기 슬레이브 통신망을 통해 전송된 배터리 셀들의 전기적 특성값에 대한 데이터를 1차 가공하여 마스터 통신망을 통해 전송하는 단계; 및 (c) 상기 슈퍼 마스터 BMS가 상기 마스터 통신망을 통해 전송된 데이터를 2차 가공하는 단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a power storage system including n slave BMSs, m master BMSs and a super master BMS, the method comprising the steps of: (a) Transmitting data on electrical characteristic values of battery cells included in a battery module managed by the BMS through a slave communication network; (b) the m master BMS first processes data on electrical characteristic values of battery cells transmitted through the slave communication network and transmits them through a master communication network; And (c) secondarily processing the data transmitted by the super master BMS over the master communication network.

본 발명의 일 측면에 따르면, 각 슬레이브 BMS에서 전달한 데이터를 마스터 BMS에서 가공 처리할 수 있으므로 통신 선로 상의 데이터량을 감소시킬 수 있다. 따라서, 전력 저장 시스템의 용량이 증가하여도 빠른 데이터 수집 및 제어가 가능하다.According to an aspect of the present invention, since data transmitted from each slave BMS can be processed in the master BMS, the amount of data on the communication line can be reduced. Therefore, even if the capacity of the power storage system increases, quick data collection and control is possible.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 전력 저장 시스템을 구성하는 전력 저장용 단위 랙에 포함된 다수의 셀 모듈에 대응하는 모듈화된 BMS의 효율적인 통합 관리가 가능하고 전력 저장 시스템의 통합 관리를 수행하는 외부 모니터링 수단의 부하를 분산 및 경감시킬 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a power storage system comprising: a plurality of cell modules included in a power storage unit rack; The load of the means can be dispersed and reduced.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력 저장 시스템의 연결 구조를 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 랙의 구조를 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전력 저장 시스템의 제어 방법의 흐름을 도시한 순서도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description of the invention given below, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, And should not be construed as limiting.
1 is a block diagram schematically illustrating a connection structure of a power storage system according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view showing a configuration of a battery pack according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view illustrating a structure of a battery rack according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart showing a flow of a method of controlling a power storage system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력 저장 시스템(100)의 연결 구조를 개략적으로 나타낸 블럭도이다.1 is a block diagram schematically illustrating a connection structure of a power storage system 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전력 저장 시스템(100)은 슬레이브 BMS(110), 마스터 BMS(120) 및 슈퍼 마스터 BMS(130)를 포함한다. 그리고, 상기 슬레이브 BMS(110)와 상기 마스터 BMS(120)사이에서 데이터를 주고 받기 위한 슬레이브 통신망(140) 및 상기 마스터 BMS(120)와 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)사이에서 데이터를 주고 받기 위한 마스터 통신망(150)을 더 포함하고 있다.Referring to FIG. 1, a power storage system 100 according to the present invention includes a slave BMS 110, a master BMS 120, and a super master BMS 130. A slave communication network 140 for sending and receiving data between the slave BMS 110 and the master BMS 120 and a master for transmitting and receiving data between the master BMS 120 and the super master BMS 130 And a communication network 150.

상기 슬레이브 BMS(110)는 자신이 관리하는 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀들의 전기적 특성값을 수집한다. 전기적 특성값이란 각 배터리 셀의 상태를 나타내는 값으로서, 배터리 셀의 전압 측정값, 충방전 전류 측정값, 온도 측정값, 충전량 추정값 및 퇴화도 추정값 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.The slave BMS 110 collects electrical characteristic values of the battery cells included in the battery module managed by the slave BMS 110. The electrical characteristic value is a value indicating a state of each battery cell and may include at least one of a voltage measurement value of the battery cell, a charge / discharge current measurement value, a temperature measurement value, a charge amount estimation value, and a degradation degree estimation value.

상기 슬레이브 BMS(110)는 상기 마스터 BMS(120)의 제어 명령에 의해서 또는 미리 정해진 주기에 의해서 자신이 관리하는 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀들의 전기적 특성값을 측정한다. 그리고, 상기 측정된 전기적 특성값에 대한 데이터를 상기 슬레이브 통신망(140)을 통해서 상기 마스터 BMS(120)에게 전송한다. 또한, 상기 슬레이브 BMS(110)는 전기적 특성값 측정 외에도 충방전 제어, 전압의 평활화(equalization) 제어 등을 포함하여 당업자 수준에서 적용 가능한 다양한 제어 기능을 수행할 수 있다.The slave BMS 110 measures electrical characteristic values of the battery cells included in the battery module managed by the master BMS 120 according to a control command or a predetermined period. And transmits data on the measured electrical characteristic values to the master BMS 120 through the slave communication network 140. [ In addition, the slave BMS 110 may perform various control functions applicable at the level of a person skilled in the art, including charge / discharge control, voltage equalization control, etc., in addition to the measurement of electrical characteristic values.

상기 마스터 BMS(120)는 슬레이브 통신망(140)을 통해 전송된 배터리 셀들의 전기적 특성값에 대한 데이터를 수신 및 저장한다. 그리고, 상기 마스터 BMS(120)는 상기 수신된 데이터를 가공하여 상기 마스터 통신망(150)을 통해서 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)에게 전송한다.The master BMS 120 receives and stores data on electrical characteristic values of battery cells transmitted through the slave communication network 140. The master BMS 120 processes the received data and transmits the processed data to the super master BMS 130 through the master communication network 150.

본 발명에 따른 전력 저장 시스템(100)이 대규모 스마트 그리드에 적용되는 경우, 전력 요구량에 비례하여 배터리 랙의 개수가 증가한다. 배터리 랙의 개수에 해당하는 m개의 마스터 BMS(120)가 존재하고 각 배터리 랙에는 n개의 슬레이브 BMS(110)가 존재한다고 가정해 보자. 상기 마스터 BMS(120)가 자신이 관리하는 n개의 슬레이브 BMS(110)로부터 받은 데이터를 가공하지 않고 전부 그대로 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)에게 전송할 경우, 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)는 m×n개의 데이터를 수신하게 된다. 그러면, 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)는 통신망을 통해서 m×n개의 데이터를 수신하는데 많은 시간이 소요되고, 수신된 정보를 처리하여 전력 저장 시스템(100)의 현재 상태를 파악하는데 많은 시간이 소요될 것이다. 이렇게 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)가 데이터를 수신하는데 많은 시간이 소요되면, 상기 전력 저장 시스템(100)이 외부 환경에 적절하게 대처하기 어렵다.When the power storage system 100 according to the present invention is applied to a large-scale smart grid, the number of battery racks increases in proportion to the power demand. Assume that there are m master BMSs 120 corresponding to the number of battery racks and that there are n slave BMSs 110 in each battery rack. When the master BMS 120 transmits all the data received from the n slave BMSs 110 managed by the master BMS 120 to the super master BMS 130 without processing them, the super master BMS 130 transmits m × n Data is received. Then, the super master BMS 130 takes a long time to receive the m x n data through the communication network, and it takes much time to process the received information to grasp the current state of the power storage system 100 . When the super master BMS 130 takes a long time to receive data, it is difficult for the power storage system 100 to appropriately cope with the external environment.

따라서, 본 발명에 따른 마스터 BMS(120)는 상기 슬레이브 통신망(140)을 통해 전송된 배터리 셀들의 전기적 특성값에 대한 데이터를 가공하여 데이터량을 줄인다. 그리고 상기 마스터 BMS(120)는 가공된 데이터를 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)에게 전송한다.Accordingly, the master BMS 120 according to the present invention processes the data on the electrical characteristic values of the battery cells transmitted through the slave communication network 140 to reduce the amount of data. The master BMS 120 transmits the processed data to the super master BMS 130.

상기 데이터 가공의 실시예로서, 상기 마스터 BMS(120)는 수신된 데이터의 평균값을 산출할 수 있다. 상기 전력 저장 시스템(100)이 전력 그리드에 전력을 공급하는 상황을 가정해 보자. 상기 전력 저장 시스템(100)은 각각의 배터리 랙에 충전된 현재 전력량을 고려하여 어느 배터리 랙에서 우선적으로 전력을 공급할지 결정할 필요가 있다. 이 경우, 각 슬레이브 BMS(110)는 자신이 관리하는 배터리 셀의 충전량에 대한 데이터를 자신이 속한 네트워크의 마스터 BMS(120)에게 전송한다. 그러면, 상기 마스터 BMS(120)는 각 배터리 팩의 충전량에 대한 평균값을 산출하여 자신이 속한 네트워크의 슈퍼 마스터 BMS(130)에게 충전량에 대한 평균값을 전송한다. 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)는 각 배터리 랙의 충전량에 대한 평균값을 고려하여 가장 높은 값을 가지는 배터리 랙을 우선적으로 방전하도록 제어할 수 있다.As an example of the data processing, the master BMS 120 may calculate the average value of the received data. Suppose that the power storage system 100 supplies power to the power grid. It is necessary for the power storage system 100 to decide which battery rack to supply power preferentially considering the current amount of power charged in each battery rack. In this case, each slave BMS 110 transmits data on the charge amount of the battery cell managed by the slave BMS 110 to the master BMS 120 of the network to which the slave BMS 110 belongs. Then, the master BMS 120 calculates an average value of the charge amount of each battery pack and transmits an average value of the charge amount to the super master BMS 130 of the network to which the master BMS 120 belongs. The super master BMS 130 can control to discharge the battery rack having the highest value in consideration of the average value of the charge amount of each battery rack.

상기 데이터 가공의 다른 실시예로서, 상기 마스터 BMS(120)는 수신된 데이터의 표준편차값을 산출할 수 있다. 상기 전력 저장 시스템(100)이 각 배터리 랙의 전압 평활화(equalization) 작업을 하는 상황을 가정해 보자. 상기 전력 저장 시스템(100)은 어느 배터리 랙이 우선적으로 전압 평활화 작업이 필요한지 판단할 필요가 있다. 이를 위해 상기 마스터 BMS(120)는 상기 슬레이브 BMS(110)로부터 수신한 각 배터리 팩의 충전량에 대한 표준편차값을 산출하고, 이를 자신이 속한 네트워크의 슈퍼 마스터 BMS(130)에게 전송한다. 그러면, 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)는 충전량에 대한 표준편차값이 가장 큰 배터리 랙부터 우선적으로 전압 평활화 작업을 수행하도록 제어할 수 있다.As another embodiment of the data processing, the master BMS 120 may calculate the standard deviation value of the received data. Assume that the power storage system 100 performs voltage equalization of each battery rack. The power storage system 100 needs to determine which battery rack preferentially performs voltage smoothing operations. For this, the master BMS 120 calculates a standard deviation value of the charge amount of each battery pack received from the slave BMS 110 and transmits it to the super master BMS 130 of the network to which the master BMS 120 belongs. Then, the super master BMS 130 can control to perform the voltage smoothing operation preferentially from the battery rack having the largest standard deviation value of the charged amount.

상기 데이터 가공의 또 다른 실시예로서, 상기 마스터 BMS(120)는 상기 슬레이브 BMS(110)로부터 수신한 데이터 중에서 미리 설정된 조건에 해당하는 데이터의 개수에 관한 값을 산출할 수 있다. 예를 들어, 상기 슬레이브 BMS(110)로부터 각 배터리 셀의 퇴화도 추정치에 대한 데이터를 수신한 상기 마스터 BMS(120)는 퇴화도가 60% 이하에 해당하는 배터리 팩에 대한 개수를 산출한다. 그리고 상기 마스터 BMS(120)는 배터리 팩에 대한 개수를 자신이 속한 네트워크의 슈퍼 마스터 BMS(130)에게 전송한다. 그러면, 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)는 퇴화도 60%이하인 배터리 셀이 많은 배터리 랙에 관한 데이터를 사용하여 상기 전력 저장 시스템(100)의 충방전량을 조절하도록 제어할 수 있다.As another embodiment of the data processing, the master BMS 120 may calculate a value relating to the number of data corresponding to a predetermined condition among the data received from the slave BMS 110. [ For example, the master BMS 120 receiving the data on the degeneration degree of each battery cell from the slave BMS 110 calculates the number of battery packs corresponding to a degree of degradation of 60% or less. The master BMS 120 transmits the number of battery packs to the super master BMS 130 of the network to which the master BMS 120 belongs. Then, the super master BMS 130 can control the charge amount of the power storage system 100 to be controlled by using data on battery racks with battery cells having degradation of 60% or less.

상기 데이터의 가공은 데이터 최대값의 산출 또는 최소값의 산출 등 상기 열거된 예시뿐만 아니라 당업자라면 누구나 용이하게 데이터량을 줄이는 방식으로 이루어진다. 이를 통해 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)에 전송하는 데이터량이 줄어들게 되고, 줄어든 데이터량으로 인해 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)가 수신한 데이터를 처리하고 판단하는 시간 역시 감소할 것이다. 본 명세서에서는 상기 마스터 BMS(120)가 데이터를 가공하는 것을 '1차 가공'이라고 명명한다.Processing of the data is performed in such a manner that the data amount can be easily reduced by anyone skilled in the art as well as the above listed examples such as calculation of the data maximum value or calculation of the minimum value. Accordingly, the amount of data to be transmitted to the super master BMS 130 is reduced, and the time for processing and determining data received by the super master BMS 130 due to the reduced data amount will also be reduced. In this specification, the processing of data by the master BMS 120 is referred to as " primary processing ".

상기 슈퍼 마스터 BMS(130)는 상기 마스터 통신망(150)을 통해 전송된 데이터를 가공한다. 상기 슈퍼 마스터 BMS(130) 역시 상기 마스터 BMS(120)와 마찬가지로 수신된 데이터 평균값의 산출, 표준편차값의 산출, 미리 설정된 조건에 해당하는 데이터 개수의 산출, 최대값의 산출 및 최소값의 산출 중 적어도 어느 하나의 방식으로 데이터를 가공할 수 있다. 본 명세서에서는 상기 마스터 BMS(120)가 수행하는 데이터의 가공과 구별하기 위해 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)의 데이터 가공을 '2차 가공'이라고 명명한다.The super master BMS 130 processes data transmitted through the master communication network 150. As with the master BMS 120, the super master BMS 130 may also calculate the received data average value, calculate the standard deviation value, calculate the number of data corresponding to the predetermined condition, calculate the maximum value, The data can be processed in any one of the methods. In this specification, the data processing of the super master BMS 130 is referred to as " secondary processing " in order to distinguish the processing performed by the master BMS 120 from the processing performed by the master BMS 120.

상기 마스터 BMS(120)는 상기 슬레이브 BMS(110)와 다른 별도의 구성이 될 수도 있지만, 상기 n개의 슬레이브 BMS(110) 중 어느 하나가 될 수도 있다. 상기 마스터 BMS(120)가 상기 n개의 슬레이브 BMS(110) 중 어느 하나인 경우, 상기 마스터 BMS(120)는 슬레이브 BMS의 제어 알고리즘과 마스터 BMS의 제어 알고리즘을 함께 포함한다.The master BMS 120 may have a configuration different from the slave BMS 110, but may be any of the n slave BMSs 110. If the master BMS 120 is one of the n slave BMSs 110, the master BMS 120 includes both a slave BMS control algorithm and a master BMS control algorithm.

한편, 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)는 상기 마스터 BMS(120)와 다른 별도의 구성이 될 수도 있지만, 상기 m개의 마스터 BMS(120) 중 어느 하나가 될 수도 있다. 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)가 상기 m개의 마스터 BMS(120) 중 어느 하나인 경우, 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)는 마스터 BMS의 제어 알고리즘과 슈퍼 마스터 BMS의 제어 알고리즘을 함께 포함한다.Meanwhile, the super master BMS 130 may have a configuration different from that of the master BMS 120, but may be one of the m master BMSs 120. If the super master BMS 130 is one of the m master BMSs 120, the super master BMS 130 includes both the master BMS control algorithm and the super master BMS control algorithm.

본 발명에 따른 전력 저장 시스템(100)은 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)로부터 2차 가공된 데이터를 수신하고, 이를 기초로 생성된 제어 신호를 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)로 전송하는 외부 모니터링 장치(160)를 더 포함할 수 있다. 상기 외부 모니터링 장치는 전력 저장 시스템(100)의 상태를 사용자 또는 관리자에게 표시하고, 사용자 또는 관리자가 입력한 제어 신호를 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)에게 전송하는 장치일 수 있다. 또한, 2이상의 슈퍼 마스터 BMS(130)로부터 2차 가공된 데이터를 수신하여 각각의 전력 저장 시스템(100)을 제어하는 장치가 될 수 있다.The power storage system 100 according to the present invention includes an external monitoring device (not shown) for receiving second processed data from the super master BMS 130 and transmitting the generated control signals to the super master BMS 130 160). The external monitoring device may be a device that displays the state of the power storage system 100 to a user or an administrator and transmits a control signal input by a user or an administrator to the super master BMS 130. In addition, it may be a device that receives secondary processed data from two or more super master BMSs 130 and controls each of the power storage systems 100.

상기 슈퍼 마스터 BMS(130)는 상기 외부 모니터링 장치(160)로부터 수신한 제어 신호에 기초하여 상기 마스터 BMS(120)를 제어하는 마스터 제어 신호를 출력할 수 있다.The super master BMS 130 may output a master control signal for controlling the master BMS 120 based on a control signal received from the external monitoring device 160.

일 예로, 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)가 상기 외부 모니터링 장치(160)에게 배터리 랙의 충전량에 대한 평균값이 50%라고 전송한 상황을 가정해 보자. 상기 외부 모니터링 장치(160)는 배터리 랙의 충전량에 대한 평균값이 미리 설정된 충전량인 70%보다 낮다고 판단하여 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)에게 충전을 통해 평균 충전량을 70%까지 증가시키라는 제어 신호를 전송한다. 이때, 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)가 전송한 제어 신호에는 충전량 목표치에 대한 내용만 포함되고, 구체적인 대상 또는 수행 방법에 대해서는 포함되지 않을 수 있다. 따라서, 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)는 상기 m개의 마스터 BMS(120)로부터 수신한 각 배터리 랙의 충전량에 대한 데이터를 참조하여, 어느 배터리 랙의 충전량이 70%이하에 해당하여 충전이 필요한지 판단할 수 있다. 즉, 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)는 상기 외부 모니터링 장치(160)로부터 수신한 제어 신호에 기초하여 상기 마스터 BMS(120)를 제어하는 신호를 상기 마스터 통신망(150)을 통해서 출력할 수 있다. 본 명세서에서는 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)가 출력하는 제어 신호를 '마스터 제어 신호'라고 명명한다. As an example, suppose that the super master BMS 130 transmits to the external monitoring device 160 an average value of 50% of the charge amount of the battery rack. The external monitoring device 160 determines that the average value of the charge amount of the battery rack is lower than 70%, which is a predetermined charge amount, and sends a control signal to the super master BMS 130 to increase the average charge amount to 70% do. At this time, the control signal transmitted by the super master BMS 130 includes only the content of the target amount of charge, and may not include the specific object or the execution method. Therefore, the super master BMS 130 refers to the data on the charge amounts of the battery racks received from the m master BMSs 120, and determines which battery racks are charged to 70% or less, . That is, the super master BMS 130 can output a signal for controlling the master BMS 120 through the master communication network 150 based on the control signal received from the external monitoring device 160. In this specification, the control signal output from the super master BMS 130 is referred to as a 'master control signal'.

상기 마스터 BMS(120)는 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)로부터 수신한 마스터 제어 신호에 기초하여 상기 슬레이브 BMS(110)를 제어하는 슬레이브 제어 신호를 출력할 수 있다.The master BMS 120 may output a slave control signal for controlling the slave BMS 110 based on the master control signal received from the super master BMS 130.

상기 예시에 이어서, 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)가 1번과 2번 배터리 랙만 충전이 필요하다고 판단한 상황을 가정해 보자. 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)는 배터리 랙 중 1번과 2번 배터리 랙만 충전을 수행하여 평균 충전량을 70%로 증가하라는 마스터 제어 신호를 출력한다. 그러면, 상기 m개의 마스터 BMS(120) 중 1번과 2번 마스터 BMS만 충전을 수행한다. 이 경우에도, 상기 마스터 BMS(120)가 전송한 마스터 제어 신호에는 대상 및 충전량 목표치에 대한 내용만 포함되고, 배터리 팩의 구체적인 제어 또는 수행 방법에 대해서는 포함되지 않을 수 있다. 따라서, 상기 마스터 BMS(120)는 상기 n개의 슬레이브 BMS(110)로부터 수신한 각 배터리 셀의 충전량에 대한 데이터를 참조하여, 어느 배터리 셀의 충전량이 70%이하에 해당하여 충전이 필요한지 판단할 수 있고, 해당하는 배터리 셀의 충전을 제어할 수 있다. 즉, 상기 마스터 BMS(120)는 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)로부터 수신한 마스터 제어 신호에 기초하여 상기 슬레이브 BMS(110)를 제어하는 신호를 상기 슬레이브 통신망(140)을 통해서 출력할 수 있다. 본 명세서에서는 상기 마스터 BMS(120)가 출력하는 제어 신호를 '슬레이브 제어 신호'라고 명명한다.Assume that, following the above example, the super master BMS 130 determines that only the first and second battery racks need to be charged. The super master BMS 130 performs charging of only the first and second battery racks of the battery rack and outputs a master control signal to increase the average charge amount to 70%. Then, only the first and second master BMSs of the m master BMSs 120 are charged. Also in this case, the master control signal transmitted by the master BMS 120 includes only the contents of the object and the target amount of charge, and may not include the specific control or execution method of the battery pack. Accordingly, the master BMS 120 refers to the data on the charge amount of each battery cell received from the n slave BMSs 110, and determines whether the charge amount of any one of the battery cells corresponds to 70% or less, And the charging of the corresponding battery cell can be controlled. That is, the master BMS 120 can output a signal for controlling the slave BMS 110 through the slave communication network 140 based on the master control signal received from the super master BMS 130. In this specification, a control signal output from the master BMS 120 is referred to as a 'slave control signal'.

상기 예시와 같이, 상위 BMS는 하위 BMS에게 제어 신호를 출력할 때 구체적인 제어 방법 또는 제어 대상에 대해서는 하위 BMS에게 위임하는 방식으로 제어 신호를 출력할 수 있다. 이와 같은 제어 신호의 출력은 데이터 가공을 통해서 하위 BMS에서 상위 BMS에게 전송하는 데이터량을 줄인 것과 대응이 된다. 즉, 전력 저장 시스템(100)의 운영 과정에서 상위 BMS에게 인가되는 부담을 줄일 수 있어서, 보다 신속하고 유연한 운영이 가능하다.As shown in the above example, the higher BMS may output a control signal when outputting a control signal to the lower BMS, or a control signal by delegating to the lower BMS as to the control target. The output of such a control signal corresponds to a reduction in the amount of data transmitted from the lower BMS to the upper BMS through data processing. That is, it is possible to reduce the load applied to the upper BMS in the operation process of the power storage system 100, thereby enabling faster and more flexible operation.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 팩(200)의 구성을 도시한 분해 사시도이다.2 is an exploded perspective view showing a configuration of a battery pack 200 according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 상기 배터리 팩(200)은 복수 개의 배터리 셀(211)이 집합된 배터리 모듈(210), 배터리 팩 케이스(220) 및 BMS(230, Battery Management System)를 포함한다. 상기 BMS(230)는 충방전 전류, 각 셀(211)의 전압을 포함한 전기적 특성값 측정, 충방전 제어, 전압의 평활화(equalization) 제어, SOC(State Of Charge)의 추정 등을 포함하여 당업자 수준에서 적용 가능한 다양한 제어 기능을 수행한다. 본 발명에 따른 전력 저장 시스템(100)의 기본 단위가 배터리 팩인 경우, 상기 BMS(230)가 슬레이브 BMS에 해당한다. 그러나 상기 배터리 팩(200)은 어디까지 일 실시예에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.Referring to FIG. 2, the battery pack 200 includes a battery module 210, a battery pack case 220 and a battery management system (BMS) 230 in which a plurality of battery cells 211 are assembled. The BMS 230 may be implemented by a person skilled in the art including, but not limited to, charge / discharge current measurement, electrical characteristic measurement including voltage of each cell 211, charge / discharge control, voltage equalization control, estimation of state of charge (SOC) And performs various control functions applicable to the system. When the basic unit of the power storage system 100 according to the present invention is a battery pack, the BMS 230 corresponds to a slave BMS. However, the battery pack 200 is merely one embodiment, and does not limit the scope of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 랙(300)의 구성을 도시한 사시도이다.3 is a perspective view showing a configuration of a battery rack 300 according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 상기 배터리 랙(300)은, 3단으로 적층된 각각의 선반(300a, 300b, 300c)에 3 개의 배터리 팩(200)이 수납되는 것으로 도시하였다. 그러나, 이는 하나의 예시일 뿐 배터리 팩(200)의 개수와 선반(300a, 300b, 300c)의 적층 단수는 얼마든지 변경이 가능하다.Referring to FIG. 3, the battery rack 300 includes three shelves 300a, 300b and 300c stacked in three stages, and three battery packs 200 are housed in the shelves 300a, 300b and 300c. However, this is only one example, and the number of battery packs 200 and stacking stages of the shelves 300a, 300b, and 300c can be changed as much as necessary.

상기 배터리 랙(300)에 있어서, 하단(300a)의 배터리 팩(200)들은 전력을 공급하거나 공급받을 수 있는 전력선(310)이 연결된 상태이고, 중간 단(300b)의 배터리 팩(200)들은 선반 장착이 완료된 후 전력선(310)이 아직 연결되지 않은 상태이다. 그리고 맨 상단(300c)의 배터리 팩(200)은 선반 장착 작업이 진행되고 있는 상태를 도시하였다.The battery pack 200 of the lower stage 300a of the battery rack 300 is connected to the power line 310 capable of supplying or receiving power and the battery packs 200 of the middle stage 300b are connected to the shelf 300, After the installation is completed, the power line 310 is not yet connected. The battery pack 200 in the top 300c shows a state in which the shelf mounting operation is proceeding.

상기 전력선(310)은 필요에 따라 모든 또는 일부 배터리 팩(200)에 연결될 수 있고, 배터리 랙(300)의 일부 슬롯(slot)에 배터리 팩(200)이 장착되지 않을 수 있다. 또한, 상기 배터리 랙(300)은 어디까지 일 실시예에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하지 않는다.The power line 310 may be connected to all or a part of the battery pack 200 as needed and the battery pack 200 may not be mounted in a slot of a part of the battery rack 300. In addition, the battery rack 300 is merely one embodiment, and does not limit the scope of the present invention.

상기 슬레이브 통신망(140) 또는 마스터 통신망(150)은 병렬 통신망 또는 직렬 통신망이 될 수 있다. 도 1에서 상기 슬레이브 통신망(140)은 직렬 통신망으로, 상기 마스터 통신망(150)은 병렬 통신망으로 도시하였으나 이는 일 실시예에 불과하며 상기 실시예에 본 발명이 한정되지 않는다.The slave communication network 140 or the master communication network 150 may be a parallel communication network or a serial communication network. In FIG. 1, the slave communication network 140 is a serial communication network and the master communication network 150 is a parallel communication network. However, the present invention is not limited thereto.

상기 슬레이브 통신망(140) 또는 마스터 통신망(150)이 병렬 통신망인 경우, 상기 병렬 통신망은 CAN(Controller Area Network) 통신망이 될 수 있다. CAN 통신망은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 널리 알려진 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.If the slave communication network 140 or the master communication network 150 is a parallel communication network, the parallel communication network may be a CAN (Controller Area Network) communication network. The CAN communication network is a well-known technology to those skilled in the art, and a detailed description thereof will be omitted.

상기 슬레이브 통신망(140) 또는 마스터 통신망(150)이 직렬 통신망인 경우, 상기 직렬 통신망은 데이지 체인(Daisy Chain) 통신망이 될 수 있다. 데이지 체인 통신망 역시 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 널리 알려진 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.If the slave communication network 140 or the master communication network 150 is a serial communication network, the serial communication network may be a daisy chain communication network. The daisy chain communication network is also well known to those skilled in the art, and thus a detailed description thereof will be omitted.

한편, 상기 배터리 랙에 포함된 배터리 팩들의 연결은 직렬 또는 병렬 관계로 연결될 수 있다. 또한, 상기 배터리 랙들의 연결 관계 역시 직렬 또는 병렬 관계로 연결될 수 있다. 상기 전력 저장 시스템(100)내에 배터리 팩 또는 배터리 랙의 연결 관계는 요구되는 충방전 전력량 또는 출력 전압 등에 의해서 다양하게 연결 관계가 설정될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
Meanwhile, the connection of the battery packs included in the battery rack may be connected in a series or parallel relationship. Also, the connection relationships of the battery racks may be connected in a serial or parallel relationship. It is apparent to those skilled in the art that the connection relationship of the battery pack or the battery rack in the power storage system 100 can be variously set depending on the required charge / discharge power amount or output voltage.

이하에서는 상술한 전력 저장 시스템(100)의 동작 메커니즘에 해당하는 전력 저장 시스템의 제어 방법을 개시한다. 다만, 앞서 설명된 전력 저장 시스템(100)의 구성 등에 대한 반복적인 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, a method of controlling the power storage system corresponding to the operation mechanism of the power storage system 100 will be described. However, the repetitive description of the configuration and the like of the power storage system 100 described above will be omitted.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전력 저장 시스템의 제어 방법의 흐름을 도시한 순서도이다.4 is a flowchart showing a flow of a method of controlling a power storage system according to an embodiment of the present invention.

먼저 단계 S400에서, 상기 슬레이브 BMS(110)가 자신이 관리하는 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀들의 전기적 특성값에 대한 데이터를 수집한다. 이 때 수집된 전기적 특성값은 배터리 셀의 전압 측정값, 충방전 전류 측정값, 온도 측정값, 충전량 추정값 및 퇴화도 추정값 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 그리고, 단계 S410에서, 상기 슬레이브 BMS(110)가 상기 슬레이브 통신망(140)을 통해 수집된 전기적 특성값에 대한 데이터를 전송한다.First, in step S400, the slave BMS 110 collects data on electrical property values of battery cells included in the battery module managed by the slave BMS 110. In step S400, The electrical characteristic values collected at this time may include at least one of a voltage measurement value of the battery cell, a charge / discharge current measurement value, a temperature measurement value, a charge amount estimation value, and a degradation degree estimation value. Then, in step S410, the slave BMS 110 transmits data on the electrical characteristic values collected through the slave communication network 140.

다음 단계 S420에서, 상기 마스터 BMS(120)가 상기 슬레이브 통신망(140)을 통해 전송된 배터리 셀들의 전기적 특성값에 대한 데이터를 1차 가공한다. 데이터의 1차 가공은 수신된 데이터 평균값의 산출, 표준편차값의 산출, 미리 설정된 조건에 해당하는 데이터 개수의 산출, 최대값의 산출 및 최소값의 산출 중 적어도 어느 하나의 방식으로 데이터를 가공할 수 있다. 그리고, 단계 S430에서, 상기 마스터 BMS(120)가 상기 마스터 통신망(150)을 통해 가공된 데이터를 전송한다.In the next step S420, the master BMS 120 first processes data on the electrical characteristic values of the battery cells transmitted through the slave communication network 140. [ The first processing of the data can be performed by at least one of calculating the received data average value, calculating the standard deviation value, calculating the number of data corresponding to preset conditions, calculating the maximum value, and calculating the minimum value have. Then, in step S430, the master BMS 120 transmits the processed data through the master communication network 150. [

다음 단계 S430에서, 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)는 상기 마스터 통신망(150)을 통해 전송된 데이터를 수신한다. 그리고, 단계 S440에서, 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)가 수신된 데이터를 2차 가공한다. 상기 슈퍼 마스터 BMS(130) 역시 수신된 데이터 평균값의 산출, 표준편차값의 산출, 미리 설정된 조건에 해당하는 데이터 개수의 산출, 최대값의 산출 및 최소값의 산출 중 적어도 어느 하나의 방식으로 데이터를 가공할 수 있다.In the next step S430, the super master BMS 130 receives data transmitted through the master communication network 150. [ Then, in step S440, the super master BMS 130 secondarily processes the received data. The super master BMS 130 also processes data in at least one of the calculation of the received data average value, the calculation of the standard deviation value, the calculation of the number of data corresponding to the preset condition, the calculation of the maximum value and the calculation of the minimum value can do.

본 발명에 따른 전력 저장 시스템의 제어 방법은 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)가 2차 가공된 데이터를 외부 모니터링 장치(160)에 전송하는 단계 S450를 더 포함할 수 있다. 외부 모니터링 장치(160)에 대해서는 이미 상술하였기 때문에 반복적인 설명은 생략한다.The control method of the power storage system according to the present invention may further include a step S450 of the super master BMS 130 transmitting the secondary processed data to the external monitoring device 160. [ Since the external monitoring device 160 has already been described above, the repetitive description will be omitted.

이 경우, 다음 단계 S460에서, 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)는 상기 외부 모니터링 장치(160)로부터 제2차 가공된 데이터를 기초로 생성된 제어 신호를 수신한다. 그리고, 단계 S470에서, 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)는 상기 외부 모니터링 장치(160)로부터 수신한 제어 신호에 기초하여 상기 마스터 BMS(120)를 제어하는 마스터 제어 신호를 상기 마스터 통신망(150)을 통해 출력한다. 또한, 단계 S480에서, 상시 마스터 BMS(120)가 상기 슈퍼 마스터 BMS(130)로부터 수신한 마스터 제어 신호에 기초하여 상기 슬레이브 BMS(110)를 제어하는 슬레이브 제어 신호를 상기 슬레이브 통신망(140)을 통해 출력한다. 상기 마스터 제어 신호 및 슬레이브 제어 신호에 대해서는 이미 상술한바 반복적인 설명은 생략한다.
In this case, in the next step S460, the super master BMS 130 receives the control signal generated based on the second processed data from the external monitoring device 160. [ In step S470, the super master BMS 130 transmits a master control signal for controlling the master BMS 120 based on the control signal received from the external monitoring device 160 to the master communication network 150 Output. In step S480, the master master BMS 120 transmits a slave control signal for controlling the slave BMS 110 to the slave communication network 140 based on the master control signal received from the super master BMS 130 Output. The above-described repetitive description of the master control signal and the slave control signal will be omitted.

본 발명에 따르면, 각 슬레이브 BMS에서 전달한 데이터를 마스터 BMS에서 가공 처리할 수 있으므로 통신 선로 상의 데이터량을 감소시킬 수 있다. 따라서, 전력 저장 시스템의 용량이 증가하여도 빠른 데이터 수집 및 제어가 가능하다. 또한, 전력 저장 시스템을 구성하는 전력저장용 단위 랙에 포함된 다수의 셀 모듈에 대응하는 모듈화된 BMS의 효율적인 통합 관리가 가능하고 전력저장 시스템의 통합 관리를 수행하는 외부 모니터링 수단의 부하를 분산 및 경감시킬 수 있다.
According to the present invention, data transmitted from each slave BMS can be processed in the master BMS, thereby reducing the amount of data on the communication line. Therefore, even if the capacity of the power storage system increases, quick data collection and control is possible. In addition, it is possible to efficiently and integrally manage the modularized BMS corresponding to a plurality of cell modules included in the power storage unit rack constituting the power storage system, to distribute the load of the external monitoring means performing the integrated management of the power storage system Can be reduced.

한편, 본 발명을 설명함에 있어서, 도 1에 도시된 본 발명에 따른 전력 저장 시스템의 각 구성은 물리적으로 구분되는 구성요소라기보다는 논리적으로 구분되는 구성요소로 이해되어야 한다.In the meantime, in describing the present invention, each configuration of the power storage system according to the present invention shown in FIG. 1 should be understood as a logical component rather than a physically separated component.

즉, 각각의 구성은 본 발명의 기술사상을 실현하기 위하여 논리적인 구성요소에 해당하므로 각각의 구성요소가 통합 또는 분리되더라도 본 발명의 논리 구성이 수행하는 기능이 실현될 수 있다면 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 하며, 동일 또는 유사한 기능을 수행하는 구성요소라면 그 명칭 상의 일치성 여부와는 무관하게 본 발명의 범위 내에 있다고 해석되어야 함은 물론이다.That is, since each configuration corresponds to a logical component for realizing the technical idea of the present invention, even if each component is integrated or separated, if the functions performed by the logical configuration of the present invention can be realized, And it is to be understood that any component that performs the same or similar function should be construed as being within the scope of the present invention irrespective of the consistency of the name.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not to be limited to the details thereof and that various changes and modifications will be apparent to those skilled in the art. And various modifications and variations are possible within the scope of the appended claims.

100 : 전력 저장 시스템 110 : 슬레이브 BMS
120 : 마스터 BMS 130 : 슈퍼 마스터 BMS
140 : 슬레이브 통신망 150 : 마스터 통신망
160 : 외부 모니터링 장치 200 : 배터리 팩
210 : 배터리 모듈 211 : 배터리 셀
220 : 배터리 팩 케이스 230 : BMS
300 : 배터리 랙 310 : 전력선100: Power storage system 110: Slave BMS
120: Master BMS 130: Super Master BMS
140: Slave communication network 150: Master communication network
160: External monitoring device 200: Battery pack
210: battery module 211: battery cell
220: Battery pack case 230: BMS
300: battery rack 310: power line

Claims (16)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 자신이 관리하는 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀들의 전기적 특성값에 대한 데이터를 슬레이브 통신망을 통해 전송하는 n개의 슬레이브 BMS;
상기 슬레이브 통신망을 통해 전송된 배터리 셀들의 전기적 특성값에 대한 데이터를 1차 가공하여 마스터 통신망을 통해 전송하는 m개의 마스터 BMS;
상기 마스터 통신망을 통해 전송된 데이터를 2차 가공하는 슈퍼 마스터 BMS; 및
상기 슈퍼 마스터 BMS로부터 2차 가공된 데이터를 수신하고, 이를 기초로 생성된 제어 신호를 상기 슈퍼 마스터 BMS로 전송하는 외부 모니터링 장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템.N slave BMSs for transmitting data on electrical characteristic values of battery cells included in a battery module managed by the slave communication network;
M master BMSs that primarily process data on electrical characteristics of battery cells transmitted through the slave communication network and transmit the data through a master communication network;
A super master BMS for secondary processing of data transmitted through the master communication network; And
And an external monitoring device receiving the second processed data from the super master BMS and transmitting a control signal generated based thereon to the super master BMS. 제6항에 있어서,
상기 슈퍼 마스터 BMS는 상기 외부 모니터링 장치로부터 수신한 제어 신호에 기초하여 상기 마스터 BMS를 제어하는 마스터 제어 신호를 상기 마스터 통신망을 통해 출력하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템.The method according to claim 6,
The super master BMS outputs a master control signal for controlling the master BMS based on a control signal received from the external monitoring device through the master communication network. 제7항에 있어서,
상기 마스터 BMS는 상기 슈퍼 마스터 BMS로부터 수신한 마스터 제어 신호에 기초하여 상기 슬레이브 BMS를 제어하는 슬레이브 제어 신호를 상기 슬레이브 통신망을 통해 출력하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템.The method of claim 7, wherein
The master BMS outputs a slave control signal for controlling the slave BMS through the slave communication network based on a master control signal received from the super master BMS. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete n개의 슬레이브 BMS, m개의 마스터 BMS 및 슈퍼 마스터 BMS를 포함하는 전력 저장 시스템의 제어 방법에 있어서,
(a) 상기 n개의 슬레이브 BMS가 자신이 관리하는 배터리 모듈에 포함된 배터리 셀들의 전기적 특성값에 대한 데이터를 슬레이브 통신망을 통해 전송하는 단계;
(b) 상기 m개의 마스터 BMS가 상기 슬레이브 통신망을 통해 전송된 배터리 셀들의 전기적 특성값에 대한 데이터를 1차 가공하여 마스터 통신망을 통해 전송하는 단계;
(c) 상기 슈퍼 마스터 BMS가 상기 마스터 통신망을 통해 전송된 데이터를 2차 가공하는 단계; 및
(d) 상기 슈퍼 마스터 BMS가 2차 가공된 데이터를 외부 모니터링 장치에 전송하는 단계; 및
(e) 상기 슈퍼 마스터 BMS가 상기 외부 모니터링 장치로부터 제2차 가공된 데이터를 기초로 생성된 제어 신호를 수신하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템의 제어 방법.A control method of a power storage system including n slave BMS, m master BMS, and super master BMS,
(a) transmitting data on electrical characteristic values of battery cells included in a battery module managed by the n slave BMSs through a slave communication network;
(b) the m master BMSs primarily processing data on electrical characteristic values of battery cells transmitted through the slave communication network and transmitting the data through the master communication network;
(c) the super master BMS secondary processing the data transmitted through the master communication network; And
(d) transmitting, by the super master BMS, the second processed data to an external monitoring device; And
and (e) receiving, by the super master BMS, a control signal generated based on the second processed data from the external monitoring apparatus. 제14항에 있어서,
(f) 상기 슈퍼 마스터 BMS가 상기 외부 모니터링 장치로부터 수신한 제어 신호에 기초하여 상기 마스터 BMS를 제어하는 마스터 제어 신호를 상기 마스터 통신망을 통해 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템의 제어 방법.15. The method of claim 14,
(f) outputting, by the super master BMS, a master control signal for controlling the master BMS through the master communication network based on a control signal received from the external monitoring device. Control method. 제15항에 있어서,
(g) 상기 마스터 BMS가 상기 슈퍼 마스터 BMS로부터 수신한 마스터 제어 신호에 기초하여 상기 슬레이브 BMS를 제어하는 슬레이브 제어 신호를 상기 슬레이브 통신망을 통해 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 저장 시스템의 제어 방법.16. The method of claim 15,
(g) outputting, via the slave communication network, a slave control signal for controlling the slave BMS based on a master control signal received from the super master BMS by the master BMS. Control method.
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