KR20160007837A

KR20160007837A - Battery Energy Storage System

Info

Publication number: KR20160007837A
Application number: KR1020140082990A
Authority: KR
Inventors: 최창식; 윤태진
Original assignee: 경운대학교 산학협력단; (주)석영산업
Priority date: 2014-07-03
Filing date: 2014-07-03
Publication date: 2016-01-21

Abstract

본 발명은 배터리 에너지 저장 시스템에 관한 것에 관한 것으로서, 일정 용량의 전력을 충전하고 방전하는 과정을 반복할 수 있는 하나 또는 둘 이상의 축전지로 이루어지는 배터리부; 메인전원과 부하 장치, 상기 배터리부와 전기적으로 연통되어 전력의 공급을 제어하는 전력관리부; 상기 전력관리부와 배터리부 사이의 전송로에 구비되어 상기 전송로를 개폐하는 메인트립부; 상기 배터리부의 상태에 따라 상기 메인트립부의 개폐를 제어하여 상기 배터리의 충전과 방전을 결정하는 배터리관리부; 상기 배터리관리부를 구동하는데 필요한 전력을 공급하는 구동전원부; 및 상기 메인트립부와 배터리부 사이의 전송로에 구비되어 상기 배터리관리부에 의하여 제어되며, 고장이나 오작동 발생시 상기 배터리부 측에서 상기 전력관리부 측으로 전력이 역전송되는 것을 방지하는 역전압방지부를 포함하며, 상기 메인전원으로부터 전력관리부로의 전력 전송이 차단된 경우 상기 메인트립부의 개폐를 제어하여 상기 배터리부로부터 전력을 전송받아 전력관리부에서 부하 장치로 공급하는 것을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a battery energy storage system, and more particularly, to a battery energy storage system including a battery unit including one or more accumulators capable of repeating charging and discharging of a predetermined amount of electric power. A main power source, a load device, a power management unit electrically connected to the battery unit to control power supply, A main trip unit provided in a transmission path between the power management unit and the battery unit to open and close the transmission path; A battery management unit for controlling opening and closing of the main trip unit according to a state of the battery unit to determine charging and discharging of the battery; A driving power source for supplying power required to drive the battery management unit; And a reverse voltage prevention unit which is provided in a transmission path between the main trip unit and the battery unit and is controlled by the battery management unit and prevents reverse power transmission from the battery unit to the power management unit when a malfunction or malfunction occurs, When the power transmission from the main power source to the power management unit is interrupted, the control unit controls the opening and closing of the main trip unit to receive power from the battery unit and supply the power to the load unit from the power management unit.

Description

[0001] Battery Energy Storage System [0002]

본 발명은 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)에 관한 것으로, 특히 충전과 방전을 반복하여 수행할 수 있는 배터리를 이용하여 평상시에 메인전원으로부터 전력을 공급받아 배터리를 충전시켜 놓은 후, 메인전원의 공급 중단이나 소비전력 과부하시 등과 같은 비상시에 충전된 배터리를 방전하여 부하장치에 전력을 공급함으로써 전력 공급의 공백을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 배터리나 각종 장치의 이상으로 충전 중에 메인전원 측으로 역전압이 발생하는 경우 릴레이를 통하여 즉시 차단하고 다이오드를 이용하여 역전송을 방지함으로써 시스템을 보호할 수 있는 배터리 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an energy storage system (ESS). More particularly, the present invention relates to an energy storage system (ESS) The power supply to the load device can be prevented by discharging the charged battery in an emergency such as interruption of supply of power or overload of power consumption. In addition to this, And more particularly to a battery energy storage system capable of protecting a system by blocking immediately through a relay when a voltage is generated and preventing reverse transmission using a diode.

현재 산업의 비약적인 발달로 인하여 전력의 소비가 증가함에 따라 이에 걸맞은 전력 생산 시설의 확충이 필요한데, 대규모 전력을 생산할 수 있는 원자력 발전소나 수력 발전소 등은 건설비용이 천문학적이고 건설에 장기간이 소요될 뿐만 아니라 사고의 위험성이나 환경훼손 등의 문제로 추가적인 건설이 거의 불가능한 실정이다.Due to the rapid development of the industry, it is necessary to expand the electric power production facilities as the electric power consumption increases. Nuclear power plants and hydroelectric power plants, which can produce large-scale electric power, And it is almost impossible to construct additional facilities due to the problems of environmental damage and environmental problems.

이에 따라 주야간, 일일간, 크게는 계절간 전력 사용량의 격차에 따른 유휴 전력 또는 잉여 전력을 활용하는 방안이 모색되었는데, 전력 소모가 많은 산업 시설의 가동이 중단되거나 줄어드는 야간 시간대 또는 공휴일 등에 유휴 전력 또는 잉여 전력을 집중적으로 저장하여 두었다가 전력 소모가 많은 시점에 부족 전력을 보충하여 주는 에너지 저장 시스템(Energy Storage System)이 그 중 하나이다.Accordingly, it has been sought to utilize the idle power or surplus power according to the difference of power consumption between seasons during day and night, daily and largely. In the case where idle power or surplus power is used in nighttime or holiday, An energy storage system (Energy Storage System) is one such system that stores surplus power intensively and replenishes power when power consumption is high.

일반적으로 에너지 저장 시스템은 전기에너지를 각종 저장 수단에 저장한 후 필요한 때에 언제든지 꺼내 쓸 수 있는 시스템을 통칭하는 것으로써, 전기에너지를 저장할 수 있는 수단으로는 방전과 재충전 과정을 반복하여 수행할 수 있는 축전지가 대표적으로 사용되고 있다.Generally, an energy storage system is a system in which electric energy is stored in various storing means and can be taken out at any time when necessary. As means for storing electric energy, discharging and recharging can be repeatedly performed Batteries are being used as representative.

상기 에너지 저장 시스템은 이러한 유휴 전력 또는 잉여 전력을 활용하기 위하는 것 이외에도 다양한 목적으로 사용되고 있는데, 풍력이나 태양광 등 신재생 에너지원을 이용하여 생산된 전력을 저장하여 수요처에 공급하는 시스템에도 사용되고 있으며, 최근 에너지 확보 위기와 지구 온난화 문제 등 많은 난제를 해결할 수 있는 에너지 절약형 전력망으로 각광받고 있는 스마트 그리드(Smart Grid)에서도 핵심 역할을 하고 있다.The energy storage system is used for a variety of purposes other than to utilize such idle power or surplus power. The energy storage system is also used in a system for storing power produced by using renewable energy sources such as wind power or solar power and supplying it to a customer, Recently, it has played a key role in the Smart Grid, which has been recognized as an energy-saving power grid that can solve many problems such as energy crisis and global warming.

또한, 상기 에너지 저장 시스템은 산업 시설이나 업무 시설의 전력 시스템에 부가적으로 설치하여 정전 등과 같은 전력 공백을 방지하기 위한 무정전 전원 공급 장치(Uninterruptible Power Supply, UPS)의 역할을 수행하기도 한다.In addition, the energy storage system may be installed in an electric power system of an industrial facility or a business facility to serve as an uninterruptible power supply (UPS) for preventing a power gap such as a power failure.

이의 일례로 대한민국 등록특허공보 제10-1331183호에 정류기와 인버터를 통해서 부하에 에너지를 공급함과 동시에 배터리 충전기를 통해 배터리를 충전하되, 정전이 발생하는 경우 자동으로 배터리 모드로 절체되어 배터리 방전기의 제어에 따라 배터리에 저장된 에너지를 부하로 공급하고, 첨두부하가 발생하거나 전력이 부족한 경우 배터리 모드로 동작하여 ESS 기능을 수행하는 에너지저장 기능을 갖는 무정전전원장치가 개시되어 있다.For example, in Korean Patent Registration No. 10-1331183, energy is supplied to a load through a rectifier and an inverter, and the battery is charged through a battery charger. When a power failure occurs, the battery is automatically switched to a battery mode, Discloses an uninterruptible power supply having an energy storage function for supplying energy stored in a battery to a load in accordance with a power saving mode and operating in a battery mode to perform an ESS function when a peak load occurs or a power is insufficient.

대한민국 등록특허공보 제10-1331183호(2013년11월13일 등록)Korean Registered Patent No. 10-1331183 (registered on November 13, 2013)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 충전과 방전을 반복하여 수행할 수 있는 배터리를 이용하여 평상시에 메인전원으로부터 전력을 공급받아 배터리를 충전시켜 놓은 후, 메인전원의 공급 중단이나 소비전력 과부하시 등과 같은 비상시에 충전된 배터리를 방전하여 부하장치에 전력을 공급함으로써 전력 공급의 공백을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 배터리나 각종 장치의 이상으로 충전 중에 메인전원 측으로 역전압이 발생하는 경우 릴레이를 통하여 즉시 차단하고 다이오드를 이용하여 역전송을 방지함으로써 시스템을 보호할 수 있는 배터리 에너지 저장 시스템을 제공하고자 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a power supply apparatus and a method of controlling power supply by supplying power from a main power supply to a battery by using a battery capable of repeatedly performing charging and discharging, It is possible to prevent the power supply from being supplied by supplying electric power to the load device by discharging the charged battery in the same emergency. In addition, when a reverse voltage occurs to the main power side during charging due to abnormality of the battery or various devices, And to provide a battery energy storage system capable of protecting the system by preventing reverse transmission by using a diode.

상술한 과제를 해결하기 위한 배터리 에너지 저장 시스템은, 일정 용량의 전력을 충전하고 방전하는 과정을 반복할 수 있는 하나 또는 둘 이상의 축전지로 이루어지는 배터리부; 메인전원과 부하 장치, 상기 배터리부와 전기적으로 연통되어 전력의 공급을 제어하는 전력관리부; 상기 전력관리부와 배터리부 사이의 전송로에 구비되어 상기 전송로를 개폐하는 메인트립부; 상기 배터리부의 상태에 따라 상기 메인트립부의 개폐를 제어하여 상기 배터리의 충전과 방전을 결정하는 배터리관리부; 상기 배터리관리부를 구동하는데 필요한 전력을 공급하는 구동전원부; 및 상기 메인트립부와 배터리부 사이의 전송로에 구비되어 상기 배터리관리부에 의하여 제어되며, 고장이나 오작동 발생시 상기 배터리부 측에서 상기 전력관리부 측으로 전력이 역전송되는 것을 방지하는 역전압방지부를 포함하며, 상기 메인전원으로부터 전력관리부로의 전력 전송이 차단된 경우 상기 메인트립부의 개폐를 제어하여 상기 배터리부로부터 전력을 전송받아 전력관리부에서 부하 장치로 공급하는 것을 특징으로 한다.A battery energy storage system for solving the above-mentioned problems includes a battery unit including one or more accumulators capable of repeating charging and discharging of a predetermined capacity of electric power; A main power source, a load device, a power management unit electrically connected to the battery unit to control power supply, A main trip unit provided in a transmission path between the power management unit and the battery unit to open and close the transmission path; A battery management unit for controlling opening and closing of the main trip unit according to a state of the battery unit to determine charging and discharging of the battery; A driving power source for supplying power required to drive the battery management unit; And a reverse voltage prevention unit which is provided in a transmission path between the main trip unit and the battery unit and is controlled by the battery management unit and prevents reverse power transmission from the battery unit to the power management unit when a malfunction or malfunction occurs, When the power transmission from the main power source to the power management unit is interrupted, the control unit controls the opening and closing of the main trip unit to receive power from the battery unit and supply the power to the load unit from the power management unit.

이때, 상기 역전압방지부는, 상기 메인트립부와 배터리부 사이의 양극과 음극 전송로 중 어느 한 전송로에 구비되며, 상기 배터리관리부에 의하여 개폐가 제어되는 메인릴레이와, 상기 메인트립부와 배터리부 사이의 양극과 음극 전송로 중 상기 메인릴레이가 구비되지 않은 전송로에 구비되는 역전압 방지 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the reverse voltage prevention unit may include a main relay provided in one of the anode and cathode transmission path between the main trip unit and the battery unit, the main relay being controlled by the battery management unit to open and close, And a reverse voltage prevention diode provided in a transmission line not including the main relay among the anode and cathode transmission lines between the anode and the cathode.

아울러, 상기 배터리관리부에 의하여 개폐가 제어되는 프리-차지 릴레이와, 상기 프리-차지 릴레이와 직렬로 연결되는 프리-차지 레지스터를 포함하며, 상기 메인트립부와 배터리부 사이의 양극과 음극 전송로 중 상기 역전압방지부의 메인릴레이가 구비된 전송로에 상기 역전압방지부와 병렬로 연결되는 프리-차지부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Charge relay connected in series with the pre-charge relay, wherein the pre-charge relay is opened and closed by the battery management unit, and the pre-charge relay is connected in series with the pre-charge relay, And a pre-charge unit connected in parallel to the reverse voltage prevention unit in a transmission path provided with a main relay of the reverse voltage prevention unit.

또한, 상기 프리-차지 레지스터는 탈부착이 가능한 것을 특징으로 한다.In addition, the pre-charge register is detachable.

아울러, 상기 배터리 에너지 저장 시스템은, 상기 역전압방지부와 배터리부 사이의 전송로에 구비되어, 전송로 상의 전류를 측정하여 상기 배터리관리부로 데이터를 전송하는 전류센서모듈과, 상기 역전압방지부와 배터리부 사이의 전송로에 구비되어, 전송로 상의 전압을 측정하여 상기 배터리관리부로 데이터를 전송하는 전압센서모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The battery energy storage system further includes a current sensor module provided in a transmission path between the reverse voltage prevention unit and the battery unit for measuring a current on the transmission path and transmitting data to the battery management unit, And a voltage sensor module provided in the transmission path between the battery unit and the battery unit for measuring the voltage on the transmission path and transmitting the data to the battery management unit.

아울러, 상기 구동전원부는, 상기 전력관리부와 메인트립부 사이의 전송로에서 분기되는 서브전송로를 통하여 직류 전력을 공급받아 상기 배터리관리부의 구동에 필요한 전압으로 변환하는 직류컨버터를 포함하는 것을 특징으로 한다.The driving power unit may include a DC converter that receives DC power through a sub transmission path branched from the transmission path between the power management unit and the main trip unit and converts the DC power into a voltage required for driving the battery management unit do.

본 발명은 전력관리부와 배터리관리부의 제어를 통하여 배터리부를 메인전원으로 충전하고, 메인전원 계통에 문제가 발생하거나 기타 필요시에 배터리부를 방전하여 부하 장치로 전력을 공급함으로써 부하 장치의 가동이 중단되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 배터리부가 충전 과정 등에서 고장이나 오작동에 의하여 배터리부 측에서 전력관리부 측으로 전력이 역전송되는 것을 방지하여 시스템을 안전하게 보호할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, the battery unit is charged with the main power source through the control of the power management unit and the battery management unit, and the power source is supplied to the load unit by discharging the battery unit, And it is also advantageous in that the system can be safely protected by preventing the power from being reversely transferred from the battery unit side to the power management unit due to failure or malfunction in the battery unit charging process or the like.

또한, 본 발명은 프리-차지 릴레이와 프리-차지 레지스터로 이루어지는 프리-차지부를 주 전송선과 병렬로 구성함으로써, 배터리부를 충전하기 위하여 전력관리부를 통하여 필요 전력을 공급할 때에 배터리부에 짧은 시간에 급작스런 전력이 부과되는 것을 방지하여 배터리부가 과방전된 상태 등에 있더라도 충분히 배터리부를 보호할 수 있는 다른 장점이 있다.In addition, the present invention is characterized in that a pre-charge unit comprising a pre-charge relay and a pre-charge register is formed in parallel with a main transmission line, so that when a necessary power is supplied through a power management unit to charge the battery unit, So that it is possible to sufficiently protect the battery unit even when the battery unit is in an overdischarged state or the like.

또한, 본 발명은 배터리주의 충??방전 상태 등을 제어하는 배터리관리부의 구동 전력으로 외부에서 공급되는 상용 교류 전원이 아니라 배터리부를 충전하기 위하여 전력관리부에서 배터리부로 공급되는 직류 전원, 또는 배터리부의 방전 시에는 부하 장치를 구동하기 위하여 배터리관리부에서 전력관리부로 공급되는 직류 전원을 이용함으로써 메인전원으로 풍력이나 태양광 에너지를 사용하는 경우는 물론 산악지역 등과 같이 상용 교류 전원이 공급되지 않는 지역에서도 시스템을 적용할 수 있는 또 다른 장점이 있다.In addition, the present invention is not limited to a commercial AC power source supplied from the outside as a driving power of a battery management unit for controlling a charging / discharging state of a battery, etc., but may be a direct current power source supplied from a power management unit to a battery unit, The system uses the DC power supplied from the battery management unit to the power management unit in order to drive the load device, so that the system can be used not only in the case of using wind power or solar energy as the main power source but also in the area where commercial AC power is not supplied There are other advantages that can be applied.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 배터리 에너지 저장 시스템의 구성 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 배터리 에너지 저장 시스템에서 충전 과정을 설명하는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 배터리 에너지 저장 시스템에서 방전 과정을 설명하는 순서도이다.1 is a block diagram of a battery energy storage system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a charging process in a battery energy storage system according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a discharging process in a battery energy storage system according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 본 발명의 구체적인 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 구체적인 설명은 생략하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 배터리 에너지 저장 시스템의 구성 블록도이다.1 is a block diagram of a battery energy storage system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 배터리 에너지 저장 시스템(100)은 재충전이 가능한 축전지로 이루어지는 배터리부(110)와, 부하 장치(10) 등에 필요한 전력을 전달하기 위하여 전력의 공급을 제어하는 전력관리부(120)와, 전력이 공급되는 전송로의 개폐를 통하여 시스템의 작동 여부를 결정하는 메인트립부(130)와, 배터리부(110)의 충전 또는 방전을 제어하는 배터리관리부(140)와, 상기 배터리부(110) 측에서 전력관리부(120) 측으로 의도치 않은 전력의 역전송이 발생하는 것을 방지하는 역전압방지부(160)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, a battery energy storage system 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a battery unit 110 including a rechargeable battery, a power supply unit A main trip unit 130 for determining whether the system is operated through opening and closing of a transmission path to which electric power is supplied, a battery management unit 130 for controlling charging or discharging of the battery unit 110, And a reverse voltage prevention unit 160 for preventing inadvertent reverse power transmission to the power management unit 120 from the battery unit 110 side.

또한, 상기 배터리 에너지 저장 시스템(100)은 상기 전력관리부(120)를 통하여 상기 배터리부(110)를 충전을 실시할 때에 갑작스런 전력의 공급으로부터 배터리부(110)를 보호하기 위한 프리-차지부(170)와, 상기 배터리부(110)에 공급되는 전력의 전류와 전압의 상태를 각각 측정하는 전류센서모듈(180)과 전압센서모듈(190)도 포함하고 있다.The battery energy storage system 100 may include a pre-charge unit (not shown) for protecting the battery unit 110 from sudden power supply when the battery unit 110 is charged through the power management unit 120 170 and a current sensor module 180 and a voltage sensor module 190 for measuring the current and voltage of the power supplied to the battery unit 110, respectively.

이때, 상기 전력관리부(120)는 기본적으로 메인전원(20)으로부터 전력을 전달받아 부하 장치(10)로 전달하는 동시에, 상기 부하 장치(10)에서 소모되는 전력이 그리 크지 않아 여유가 있는 경우에 메인전원(20)에서 전달된 전력을 상기 배터리부(110)로 공급하여 충전하는 역할을 하게 된다.At this time, the power management unit 120 basically receives power from the main power source 20 and transfers the power to the load device 10. When the power consumed by the load device 10 is not large enough, And supplies the electric power transmitted from the main power source 20 to the battery unit 110 to charge the battery unit 110.

아울러, 상기 전력관리부(120)는 상기 메인전원(20)으로부터의 전력 공급이 차단되거나 상기 부하 장치(10)에서 소모되는 전력이 과다하여 상기 메인전원(20)에서 공급되는 전력만으로는 충분하지 않는 경우에, 충전 상태가 양호한 상기 배터리부(110)로부터 전력을 전달받아 상기 부하 장치(10)로 추가적으로 공급하는 역할도 수행하게 된다.If the electric power supplied from the main power source 20 is not sufficient due to excessive power supplied from the main power source 20 or the load device 10, And further receives power from the battery unit 110 having a good charging state and supplies the power to the load device 10.

한편, 상기 메인전원(20)으로는 일반적으로 사용되는 상용 교류 전원일 수도 있고, 풍력이나 태양광 에너지를 이용한 발전 장치에서 공급되는 전원일 수도 있는데, 상기 메인전원(20)에서 공급되는 전력이 교류 전력인 경우 부하 장치(10) 또는 배터리부(110)로 필요한 전력을 공급하기 위하여 교류 전력을 직류 전력으로 변환하는 컨버터(Converter) 장치를 상기 전력관리부(120)에 구비하여야 할 것이다.The main power source 20 may be a commercial AC power source generally used, or may be a power source supplied from a power generation device using wind or solar energy. The power supplied from the main power source 20 may be alternating current The power management unit 120 may be provided with a converter for converting AC power into DC power in order to supply power to the load unit 10 or the battery unit 110 in case of power.

또한, 상기 부하 장치(10)가 교류 전력을 필요로 하는 경우에는 상기 배터리부(110)의 방전 과정에서 상기 배터리부(110)로부터 상기 전력관리부(120)로 공급되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 인버터(Inverter) 장치를 상기 전력관리부(120)에 구비하여야 할 것이다.When the load device 10 requires AC power, the DC power supplied from the battery unit 110 to the power management unit 120 in the discharging process of the battery unit 110 is converted into AC power The power management unit 120 should be provided with an inverter device.

또한, 상기 전력관리부(120)에는 이외에도 상기 메인전원(20)에서 전달되는 전력량과 상기 부하 장치(10)에서 소모되는 전력량 등을 측정하는 계측 장치 등과 같은 전력과 관련된 각종 정보를 수집하는 장치도 구비하여 두도록 하며, 이와 같이 상기 전력관리부(120)에서 수집된 정보는 상기 배터리관리부(140)로 전달되어 상기 배터리부(110)의 충전이나 방전 과정 등을 제어하는데 사용되게 된다.The power management unit 120 may also include a device for collecting various types of information related to power such as a measurement device for measuring the amount of power delivered from the main power source 20 and the amount of power consumed in the load device 10 The information collected by the power management unit 120 is transmitted to the battery management unit 140 and used to control charging and discharging processes of the battery unit 110. [

한편, 상기 배터리부(110)를 구성하는 축전지는 방전과 재충전을 반복하여 수행할 수 있는 이차전지를 일컫는 것인데, 일반적으로 많이 사용되는 이차전지로는 납(Pb) 축전지, 니켈-카드뮴(NiCd) 전지, 니켈-수소(NiMH) 전지, 리튬 이온(Li-ion) 전지, 리튬 이온 폴리머(Li-ion polymer) 전지 등이 있다.The rechargeable battery includes a lead (Pb) battery, a nickel-cadmium (NiCd) battery, and a nickel-cadmium battery. The rechargeable battery includes a rechargeable battery A nickel-metal hydride battery, a nickel-hydrogen (NiMH) battery, a lithium ion battery, and a lithium ion polymer battery.

상기 배터리부(110)는 이와 같은 축전지 하나로 이루어지기 보다는 필요한 용량에 맞추어 다수개의 축전지로 이루어져 있으며, 다수개의 축전지가 하나의 묶음(배터리 팩)을 이루고 이러한 축전지 묶음(배터리 팩) 다수개가 상기 배터리부(110)를 구성할 수도 있다.The battery unit 110 is formed of a plurality of batteries in accordance with the required capacity, rather than being formed of one battery, and a plurality of battery cells constitute one bundle (battery pack), and a plurality of such battery bundles (battery packs) (110).

이와 같이 상기 배터리부(110)가 다수개의 축전지나 배터리 팩으로 이루어져 있는 경우, 각 축전지나 배터리 팩의 상태를 점검하거나 전력의 분배 등을 제어하는 장치도 상기 배터리부(110)에 구비하여 두는 것이 바람직할 것이다.In the case where the battery unit 110 is composed of a plurality of battery cells or battery packs, it is also possible to equip the battery unit 110 with an apparatus for checking the state of each battery or battery pack, Lt; / RTI >

한편, 상기 배터리관리부(140)는 상기 전력관리부(120)에서 수집된 전력 관련 정보와 상기 배터리부(110)에서 수집된 축전지 관련 정보를 종합하여 상기 배터리부(110)의 충전이나 방전 등을 결정하는 장치이다.The battery management unit 140 collects the power related information collected by the power management unit 120 and the battery related information collected by the battery unit 110 to determine charging or discharging of the battery unit 110 .

상기 배터리관리부(140)는 상기 전력관리부(120)에서 송신한 각종 전력 관련 정보를 분석하여 상기 메인전원(20)에서 공급되는 전력에서 잉여 전력이 발생하는 경우, 상기 전력관리부(120)에서 상기 배터리부(110)로 잉여 전력을 공급하여 충전할 수 있도록 상기 메인트립부(130)를 제어하여 전송로를 폐쇄하도록 명령한다.The battery management unit 140 analyzes various types of power related information transmitted from the power management unit 120 and determines that the surplus power is generated in the power supplied from the main power source 20, Controls the main trip unit 130 to supply the surplus power to the unit 110 so as to be charged, thereby closing the transmission path.

물론 잉여 전력이 발생하더라도 상기 배터리관리부(140)에서 상기 배터리부(110)의 상태를 체크한 결과 이미 충전 상태가 양호한 경우에는 상기 전력관리부(120)로부터 전력을 공급받아 충전을 할 필요가 없으므로 상기 메인트립부(130)가 개방되어 있는 상태를 계속 유지하도록 결정할 것이다.The battery management unit 140 checks the state of the battery unit 110 to see if there is surplus electric power. If the state of charge is good, the electric power is not supplied from the power management unit 120, It is determined that the main trip unit 130 is kept open.

한편, 상기 배터리부(110)의 축전지를 충전하고 있는 동안에는 상기 전력관리부(120) 측에서 상기 배터리부(110) 측으로 전력이 공급되는 것이 정상적인데, 상기 배터리부(110)나 전력관리부(120)를 구성하는 각종 장치의 고장이나 오작동 등에 의하여 상기 배터리부(110) 측에서 상기 전력관리부(120) 측으로 전력이 역전송되는 상항이 발생할 수도 있다.While the battery of the battery unit 110 is being charged, power is normally supplied from the power management unit 120 to the battery unit 110. The battery unit 110, the power management unit 120, The power may be transmitted from the battery unit 110 to the power management unit 120 due to failure or malfunction of various devices constituting the power management unit 120. [

이러한 전력 역전송 현상이 발생하는 경우 상기 배터리부(110)를 이루고 있는 축전지나 제어장치 등이 크게 손상되거나 상기 전력관리부(120) 등을 포함한 전력 시스템에 문제가 발생할 수 있는데, 이와 같은 전력 역전송 현상을 미연에 방지하기 위하여 상기 역전압방지부(160)를 구비하여 두도록 한다.If such a power reverse transfer phenomenon occurs, the storage battery or control device constituting the battery unit 110 may be seriously damaged, or a power system including the power management unit 120 may cause a problem. The reverse voltage prevention unit 160 may be provided in order to prevent the occurrence of the phenomenon.

상기 역전압방지부(160)는 상기 배터리부(110) 측에서 상기 전력관리부(120) 측으로 의도하지 않은 전력의 전송을 방지할 수 있는 수단이면 어떠한 장치로도 구성할 수 있는데, 가장 간단한 장치로는 도면에 도시된 바와 같이 메인릴레이(161)와 역전압 방지 다이오드(162)를 이용하여 구성할 수 있다.The reverse voltage prevention unit 160 may be any device capable of preventing unintentional power transmission from the battery unit 110 to the power management unit 120, The main relay 161 and the reverse voltage prevention diode 162 may be used as shown in the figure.

즉, 상기 전력관리부(120)를 통하여 전력을 공급받아 상기 배터리부(110)의 축전지를 충전하고자 하는 경우에는 상기 배터리관리부(140)에서 상기 역전압방지부(160)의 메인릴레이(161)를 제어하여 전송로를 폐쇄하여 전력이 전달되도록 하고, 상기 배터리관리부(140)에서 충전 상태와 상기 배터리부(110) 및 전력관리부(120)의 상태 등을 지속적으로 모니터링 하다가 전력 역전송 현상을 감지하는 경우 먼저 상기 메인릴레이(161)를 제어하여 전송로를 개방하여 상기 배터리부(110) 측에서 상기 전력관리부(120) 측으로 의도하지 않은 전력의 역전송이 발생하는 것을 차단하게 된다.That is, when it is desired to charge the battery of the battery unit 110 by receiving the power through the power management unit 120, the battery management unit 140 controls the main relay 161 of the reverse voltage prevention unit 160 The battery management unit 140 continuously monitors the charge state, the state of the battery unit 110, and the power management unit 120, and detects the power reverse transfer phenomenon The main relay 161 is controlled to open the transmission path to prevent unintentional reverse power transmission to the power management unit 120 from the battery unit 110 side.

이와 같이 전력 역전송 현상 감지시 상기 배터리관리부(140)의 제어로 상기 메인릴레이(161)가 정상적으로 작동하게 되면 아무런 문제가 발생하지 않겠지만, 상기 배터리관리부(140)나 상기 메인릴레이(161)에 이상이 있어 상기 메인릴레이(161)가 개방되지 않고 폐쇄된 상태를 유지하는 경우에는 그대로 전력 역전송 현상이 지속되게 된다.If the main relay 161 is normally operated under the control of the battery management unit 140 when the power reverse transfer phenomenon is detected, no problem will occur. However, the battery management unit 140 or the main relay 161 If the main relay 161 is in the closed state without being opened, the power reverse transfer phenomenon is continued as it is.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 상기 전력관리부(120)와 배터리부(110) 사이의 전송선을 이루는 음극 전송선과 양극 전송선 모두에 상기 메인릴레이(161)를 구비하는 것이 아니라 어느 한 전송선에는 상기 메인릴레이(161)를 구비하고 다는 한 전송선에는 상기 역전압 방지 다이오드(162)를 구비하여 두도록 한다.In order to solve such a problem, the main relay 161 is not provided on both the cathode transmission line and the positive polarity transmission line forming the transmission line between the power management unit 120 and the battery unit 110, The reverse voltage prevention diode 162 may be provided on one transmission line.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 일실시예에서는 음극 전송선에는 상기 역전압 방지 다이오드(162)를, 양극 전송선에는 메인릴레이(161)를 구비하였으며, 전력 역전송 현상이 발생하는 경우 상기 메인릴레이(161)가 양극 전송선을 개방하여 1차로 이를 저지하고, 만약 상기 메인릴레이(161)가 오작동하더라도 상기 역전압 방지 다이오드(162)에 의하여 2차로 이를 저지함으로써 상기 배터리부(110)를 포함한 시스템을 전력 역전송 현상으로부터 보호할 수 있게 되는 것이다.1, in the present embodiment, the negative voltage transmission line is provided with the reverse voltage prevention diode 162 and the positive voltage transmission line is provided with the main relay 161. In the event of a reverse power transfer phenomenon, 161 prevent the primary relay by opening the positive polarity transmission line and stop the secondary relay by the reverse voltage prevention diode 162 even if the main relay 161 malfunctions, It is possible to protect it from reverse transmission phenomenon.

한편 다시 상기 배터리부(110)의 충전 과정 초기로 돌아가 살펴보면, 상기 전력관리부(120)에서 상기 배터리부(110)로 전력을 공급하여 충전 과정을 시작하고자 상기 메인트립부(130)를 폐쇄하는 경우 상기 배터리부(110)에 갑작스런 전력의 공급이 이루어져 상기 배터리부(110)의 축전지가 과방전 상태인 경우 축전지에 손상을 가하게 되거나, 상기 배터리부(110)에 구비된 각종 장치에 악영향을 미칠 위험이 있게 된다.When the power management unit 120 supplies power to the battery unit 110 to close the main trip unit 130 to start the charging process, The sudden power supply to the battery unit 110 may cause damage to the battery when the battery of the battery unit 110 is in an overdischarged state or may adversely affect various devices provided in the battery unit 110 .

이를 방지하기 위하여 본 발명에서는 프리-차지부(170)를 구비하여 두었는데, 상기 메인트립부(130)와 상기 역전압방지부(160)의 메인릴레이(161)의 구성에 따라 상기 프리-차지부(170)는 상기 메인트립부(130)와 병렬로, 또는 상기 역전압방지부(160)와 병렬로, 또는 상기 메인트립부(130) 및 상기 역전압방지부(160)와 병렬로 구성할 수 있다.In order to prevent this, according to the present invention, the pre-charge unit 170 is provided. According to the configuration of the main trip unit 130 and the main relay 161 of the reverse voltage prevention unit 160, The main trip unit 130 and the reverse voltage prevention unit 160 may be connected in parallel with the main trip unit 130 or in parallel with the reverse voltage prevention unit 160 or in parallel with the main trip unit 130 and the reverse voltage prevention unit 160 can do.

도 1에 도시된 본 발명의 일실시예에서는 상기 프리-차지부(170)를 상기 역전압방지부(160)와 병렬 연결되도록 구성하였는데, 상기 역전압방지부(160)를 구성하는 상기 메인릴레이(161)와의 연계 작동을 통하여 충전 초기에 상기 전력관리부(120)를 통해 공급되는 전력이 바로 배터리부(110)로 전달되지 않고 상기 프리-차지부(170)로 우회하도록 설계되어 있다.1, the pre-charge unit 170 is connected to the reverse voltage prevention unit 160 in parallel. However, the pre-charge unit 170 may be connected in parallel with the reverse voltage prevention unit 160, Power supplied through the power management unit 120 at the initial stage of charging through the connection with the pre-charge unit 161 is bypassed to the pre-charge unit 170 without being directly transferred to the battery unit 110. [

즉, 상기 배터리관리부(140)에서 상기 배터리부(110)의 충전 상태가 양호하지 못하여 충전이 필요하다고 판단되는 경우, 상기 메인트립부(130)를 먼저 제어하여 전송선을 폐쇄하도록 명령하고, 이후 상기 역전압방지부(160)의 메인릴레이(161)를 제어하여 전송선을 폐쇄하는 것이 아니라 상기 메인릴레이(161)를 개방된 상태로 유지하면서 상기 프리-차지부(170)의 프리-차지 릴레이(171)를 제어하여 전송선을 폐쇄하도록 명령하게 된다.That is, when it is determined that charging is required because the battery 110 is not charged satisfactorily in the battery management unit 140, the main control unit 130 first controls the main trip unit 130 to close the transmission line, Charge relay 171 of the pre-charge unit 170 while maintaining the main relay 161 in an open state by controlling the main relay 161 of the reverse voltage prevention unit 160 so as not to close the transmission line, To command the transmission line to be closed.

이러한 상기 배터리관리부(140)의 제어에 의하여 상기 전력관리부(120)에서 공급되는 전력은 바로 상기 배터리부(110)로 전달되지 않고 상기 프리-차지부(170)로 우회하여 상기 프리-차지 레지스터(172)를 거치게 되는 것이다.The power supplied from the power management unit 120 is bypassed to the pre-charge unit 170 without being transferred to the battery unit 110 by the control of the battery management unit 140, 172).

이후에 상기 역전압방지부(160)의 메인릴레이(161)를 제어하여 전송선을 폐쇄하고, 상기 프리-차지부(170)의 프리-차지 릴레이(171)를 제어하여 전송선을 개방하도록 제어하여 정상적으로 상기 전력관리부(120)에서 배터리부(110)로 전력이 공급되도록 하여 준다.Thereafter, the main relay 161 of the reverse voltage prevention unit 160 is controlled to close the transmission line, and the pre-charge relay 171 of the pre-charge unit 170 is controlled to open the transmission line, And power is supplied from the power management unit 120 to the battery unit 110.

이와 같이 충전 초기에 상기 전력관리부(120)에서 공급되는 전력이 상기 프리-차지부(170)의 프리-차지 레지스터(172)를 거쳐 일정한 전압으로 감압되어 배터리부(110)로 전달됨에 따라, 상기 배터리부(110)의 축전지가 과방전 상태에 있더라도 충분히 보호할 수 있게 되는 것이다.As the power supplied from the power management unit 120 is reduced to a predetermined voltage through the pre-charge register 172 of the pre-charge unit 170 and transferred to the battery unit 110, Even if the battery of the battery unit 110 is in an overdischarge state.

아울러, 상기 프리-차지 레지스터(172)를 장치에 고정시키지 않고, 상기 배터리부(110)를 이루는 축전지의 용량이나 상기 전력관리부(120)에서 공급되는 전력의 용량에 따라 용이하게 교체할 수 있도록 구성하여 시스템의 구성 변화나 사용 환경 변화에 따라 능동적으로 대처할 수 있도록 하는 것이 바람직할 것이다.In addition, the pre-charge register 172 is not fixed to the device, but can be easily replaced according to the capacity of the battery constituting the battery unit 110 or the capacity of the power supplied from the power management unit 120 So that it is possible to actively cope with changes in the configuration of the system or changes in the use environment.

한편, 상기 배터리관리부(140)는 시스템의 전체적인 상황을 모니터링 하여 제어하는 것이 필요한데, 상기 배터리부(110)의 충전 중이나 방전 중에 전압이나 전류 등을 체크하기 위하여 전압센서모듈(190)과 전류센서모듈(180)을 구비하여 두도록 한다. 상기 전류센서모듈(180)과 전압센서모듈(190)을 통하여 전달되는 데이터를 분석하여 상기 배터리부(110)의 상태뿐만 아니라 전력 공급 상태 등을 파악하여 시스템을 제어하는 데 사용하게 된다.In order to check the voltage or current during charging or discharging of the battery unit 110, a voltage sensor module 190 and a current sensor module 190 are connected to the battery management unit 140, (180). And analyzes the data transmitted through the current sensor module 180 and the voltage sensor module 190 to control the system by grasping not only the state of the battery unit 110 but also the power supply state.

이러한 각종 제어 등을 수행하기 위하여 상기 배터리관리부(140) 자체도 일정한 전력이 당연히 필요하게 되는데, 일반적으로 외부에서 상용 교류 전원을 공급받아 상기 구동전원부(150)에서 일정한 크기의 직류 전원으로 변환하여 사용하게 된다. 그러나 상용 교류 전원을 공급받기 어려운 산악 지역이나 기타 격오지에서 시스템을 구동하여야 할 경우가 있을 것이다.In order to perform such various controls, the battery management unit 140 itself requires a certain amount of electric power. Generally, the AC power is supplied from the outside, and the DC power is converted into a DC power of a predetermined magnitude from the driving power unit 150, . However, it may be necessary to operate the system in mountainous areas or other remote areas where it is difficult to supply commercial AC power.

이를 위하여 본 발명에서는 별도의 외부 전원을 이용하지 않고 상기 메인전원(20)이나 배터리부(110)를 이용하여 상기 배터리관리부(140)를 구동하도록 구성하였다.For this, the present invention is configured to drive the battery management unit 140 using the main power source 20 or the battery unit 110 without using an external power source.

즉, 상기 전력관리부(120)와 배터리부(110)를 연결하는 전송로 중에서 상기 전력관리부(120)와 메인트립부(130) 사이의 전송로에서 서브전송로를 분기시켜 전력을 배분받을 수 있도록 하고, 이 전력을 상기 구동전원부(150)의 직류컨버터(151)에서 일정한 크기로 변환하여 상기 배터리관리부(140)에서 사용하도록 하는 것이다.That is, in the transmission path between the power management unit 120 and the battery unit 110, the sub-transmission path may be branched from the transmission path between the power management unit 120 and the main trip unit 130, And the power is converted into a predetermined magnitude by the DC converter 151 of the driving power source unit 150 and is used by the battery management unit 140.

이와 같이 구성함으로써, 상기 메인전원(20)에서 상기 전력관리부(120)로 전력이 정상적으로 공급되는 경우에는 상기 전력관리부(120)에서 전달되는 전력을 이용하여 상기 직류컨버터(151)에서 필요 전압으로 변환하게 되고, 상기 메인전원(20)의 공급이 중단되거나 과부하가 걸려 상기 배터리부(110)에서 방전을 하고 있는 경우에는 상기 전력관리부(120)로 전달되는 상기 배터리부(110)의 전력을 이용하여 상기 직류컨버터(151)에서 필요 전압으로 변환하게 되는 것이다.In this way, when the power is normally supplied from the main power supply 20 to the power management unit 120, the power is converted from the DC converter 151 to a required voltage by using the power delivered from the power management unit 120 When the supply of the main power source 20 is stopped or overloaded and the battery 110 discharges electricity, the power of the battery unit 110, which is transmitted to the power management unit 120, And is converted into a required voltage by the DC converter 151.

이러한 구성은 외부 상용 전원을 공급받기 어려운 산악지역이나 섬지역에서 풍력이나 태양광 에너지를 메인전원(20)으로 사용하고 있는 전력 시스템에 적용하면 유용하게 사용될 수 있을 것이다.Such a configuration may be useful when applied to a power system using wind or solar energy as a main power source 20 in a mountainous region or an island region where supply of external commercial power is difficult.

다음에는 이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 의한 배터리 에너지 저장 시스템(100)의 작동을 살펴보도록 한다.Hereinafter, the operation of the battery energy storage system 100 according to an embodiment of the present invention will be described.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 배터리 에너지 저장 시스템에서 충전 과정을 설명하는 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 배터리 에너지 저장 시스템에서 방전 과정을 설명하는 순서도이다.FIG. 2 is a flowchart illustrating a charging process in a battery energy storage system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a flowchart illustrating a discharging process in a battery energy storage system according to an embodiment of the present invention.

먼저 도 2를 참조하여, 상기 메인전원(20)에 의하여 상기 전력관리부(120)로 정상적으로 전력이 공급되고 있는 상황을 가정하고 본 시스템의 충전 과정을 설명하도록 한다.Referring to FIG. 2, a charging process of the present system will be described assuming that the power is normally supplied to the power management unit 120 by the main power source 20.

상기 배터리관리부(140)에서 상기 배터리부(110) 자체와 상기 전류센서모듈(180), 전압센서모듈(190)로부터 획득한 데이터를 바탕으로 상기 배터리부(110)의 충전 상태를 체크하게 된다.The battery management unit 140 checks the state of charge of the battery unit 110 based on data acquired from the battery unit 110 itself and the current sensor module 180 and the voltage sensor module 190.

상기 배터리관리부(140)에서 각종 데이터를 분석한 결과 상기 배터리부(110)의 충전 과정이 필요하다고 판단되면, 상기 역전압방지부(160)의 메인릴레이(161)의 현재 상태를 파악하여 전송로를 폐쇄하고 있는 상태인 경우에는 즉시 개방시키도록 제어 한다.If it is determined that the charging process of the battery unit 110 is necessary as a result of analyzing various data in the battery management unit 140, the current state of the main relay 161 of the reverse voltage prevention unit 160 is determined, It is controlled so as to be immediately opened.

이후 전송로 상에 구비되어 있는 상기 메인트립부(130)를 제어하여 전송로를 폐쇄하도록 하는데, 상기 메인트립부(130)는 개방된 상태를 유지하고 있는 것을 기본으로 한다.Thereafter, the main trip unit 130 provided on the transmission path is controlled to close the transmission path. The main trip unit 130 is kept open.

상기 메인트립부(130)를 폐쇄한 이후, 상기 배터리관리부(140)의 제어에 의하여 상기 전력관리부(120)에서 메인전원(20)의 일부를 배터리부(110) 측으로 공급되게 되며, 상기 프리-차지부(170)의 프리-차지 릴레이(171)를 폐쇄하여 공급되는 전력이 상기 역전압방지부(160) 측으로 흐르지 않고 상기 프리-차지부(170)로 흐르도록 한다.A portion of the main power source 20 is supplied from the power management unit 120 to the battery unit 110 under the control of the battery management unit 140 after the main trip unit 130 is closed, The pre-charge relay 171 of the charge section 170 is closed so that the supplied power flows to the pre-charge section 170 without flowing to the reverse voltage prevention section 160 side.

상기 프리-차지부(170)의 프리-차지 레지스터(171)를 통과하면서 감압된 전력은 상기 배터리부(110)로 공급되어 초기 충전을 시작하게 되며, 상기 배터리관리부(140)는 상기 전류센서모듈(180)과 전압센서모듈(190), 배터리부(110)로부터 획득한 데이터로 상태를 지속적으로 체크하게 된다.The reduced voltage is supplied to the battery unit 110 to start initial charging when the battery 170 is passed through the pre-charge register 171 of the pre-charge unit 170, The voltage sensor module 190, and the battery unit 110, as shown in FIG.

상기 프리-차지부(170)를 통하여 전력을 공급하여 어느 정도 시간이 경과한 후 상기 배터리관리부(140)에서 분석한 결과 상기 배터리부(110)가 안정적인 상태를 유지하고 있다고 판단되면, 상기 역전압방지부(160)의 메인릴레이(161)를 제어하여 전송로를 폐쇄하도록 하고, 상기 프리-차지부(170)의 프리-차지 릴레이(171)를 제어하여 전송로를 개방하도록 한다.If it is determined that the battery unit 110 is in a stable state as a result of the analysis by the battery management unit 140 after a certain period of time has elapsed after the electric power is supplied through the pre-charge unit 170, Charge relay 171 of the pre-charge unit 170 by controlling the main relay 161 of the prevention unit 160 so as to open the transmission path.

이와 같이 제어함으로써 상기 전력관리부(120)에서 공급되는 전력은 상기 배터리부(110)를 충전하는 데 사용되고, 이후 상기 배터리관리부(140)에서 지속적으로 상기 배터리부(110)의 상태와 상기 전류센서모듈(180) 및 전압센서모듈(190)에서 획득한 데이터를 분석하여 전체 시스템의 상황을 분석하게 된다.The power supplied from the power management unit 120 is used to charge the battery unit 110 and then the battery management unit 140 continuously monitors the state of the battery unit 110, The controller 180 analyzes the data acquired by the voltage sensor module 190 and analyzes the status of the entire system.

앞서 언급하였듯이 충전 과정 중 의도하지 않은 전력 역전송 현상이 나타나게 되면 상기 역전압방지부(160)의 메인릴레이(161)를 제어하여 즉시 전송로를 개방하도록 하여 시스템을 보호하게 될 것이다.As described above, when unintentional reverse power transfer occurs during the charging process, the main relay 161 of the reverse voltage prevention unit 160 is immediately controlled to open the transmission path to protect the system.

또한, 충전 과정 중 상기 메인전원(20)의 전력 공급에 문제가 발생한 경우에는 상기 메인트립부(130)를 제어하여 즉시 전송로를 개방하여 충전 과정을 중단하여 부하장치(10)로 전력이 공급되는데 문제가 발생하지 않도록 하여 준다.If there is a problem in supplying electric power to the main power source 20 during the charging process, the main trip unit 130 is immediately controlled to open the transmission path to stop the charging process and supply power to the load device 10 So that problems do not occur.

이러한 비상 상황이 발생하지 않고 충전 과정이 안정적으로 진행된 결과 상기 배터리부(110)가 충분히 충전되었다고 상기 배터리관리부(140)에서 판단되면, 상기 메인트립부(130)를 제어하여 전송로를 개방하고 상기 전력관리부(120)를 제어하여 상기 배터리부(110) 측으로 전력의 공급을 중단함으로써 충전 과정을 마치게 된다.If the battery management unit 140 determines that the battery 110 is sufficiently charged as a result of the stable charging process without the occurrence of such an emergency situation, the main trip unit 130 is controlled to open the transmission path, The power management unit 120 is controlled to stop the supply of electric power to the battery unit 110 to complete the charging process.

다음으로 도 3을 참조하여 본 시스템의 방전 과정을 설명하도록 한다.Next, the discharging process of the present system will be described with reference to FIG.

상기 배터리관리부(140)에서는 상기 전력관리부(120)를 통하여 지속적으로 상기 메인전원(20)의 전력 공급 상태와 상기 부하 장치(10)의 전력 소모 상태를 체크하고 있게 된다.The battery management unit 140 continuously checks the power supply state of the main power supply 20 and the power consumption state of the load device 10 through the power management unit 120. [

상태 체크 중 상기 메인전원(20)의 전력 공급에 문제가 발생하거나 상기 부하 장치(10)에서의 소모 전력이 급격하게 늘어나서 과부하가 발생한 경우, 상기 배터리관리부(140)는 상기 메인트립부(130)를 제어하여 전송로를 폐쇄하고, 아울러 상기 역전압방지부(160)의 메인릴레이(161)의 상태로 체크하여 만약 개방되어 있다면 폐쇄하게 된다.The battery management unit 140 controls the main trip unit 130 and the main trip unit 130 so that the power supply to the main power supply unit 20 is stopped when the power supply to the main power supply unit 20 is abnormally increased, And also checks the state of the main relay 161 of the reverse voltage prevention unit 160 to close the transmission path if it is open.

이와 같이 상기 전력관리부(120)와 배터리부(110) 사이의 전송로가 모두 폐쇄되면 상기 배터리부(110)에 충전된 전력을 상기 전력관리부(120)로 방전을 시작하게 되는데, 상기 배터리관리부(110)는 상기 전력관리부(120)를 제어하여 방전된 전력을 상기 부하장치(10)로 공급하게 된다.When all the transmission paths between the power management unit 120 and the battery unit 110 are closed, the power management unit 120 starts discharging the electric power charged in the battery unit 110, 110 controls the power management unit 120 to supply the discharged power to the load device 10. [

상기 배터리부(110)에서 방전 과정을 진행하고 있는 동안, 상기 배터리관리부(110)는 상기 배터리부(110), 전류센서모듈(180) 및 전압센서모듈(190) 등으로부터 획득한 데이터를 바탕으로 상기 배터리부(110)의 상태를 지속적으로 체크하도록 하며, 만약 과다한 방전 등으로 인하여 상기 배터리부(110)의 상태가 불안정하다고 판단되는 경우에는 방전 과정을 중단하게 된다.The battery management unit 110 may be configured to control the battery 110 based on data acquired from the battery 110, the current sensor module 180, and the voltage sensor module 190 while the battery unit 110 performs the discharging process. The state of the battery unit 110 is continuously checked. If it is determined that the state of the battery unit 110 is unstable due to excessive discharge or the like, the discharge process is interrupted.

즉, 상기 배터리부(110)의 상태가 불안정하다고 판단되면, 먼저 상기 배터리관리부(140)는 상기 전력관리부(120)를 통하여 상기 메인전원(20)의 전력 공급 상태나 상기 부하 장치(10)에서의 전력 소비 상태 등을 체크하여 상태가 안정적으로 변화하였는지 점검하게 되고, 상기 배터리관리부(140)에서 상기 메인전원(20)과 부하 장치(10)의 전력 상태가 양호하다고 판단되면 상기 메인트립부(130)를 개방하여 상기 배터리부(110)의 방전을 중단시키게 된다.That is, if it is determined that the state of the battery unit 110 is unstable, the battery management unit 140 first determines whether the power supply state of the main power supply 20 or the power supply state of the load unit 10 via the power management unit 120 The main power source 20 and the load device 10 are determined to be in a good power state. If the main power source 20 and the load device 10 are in good condition, 130 are opened to stop the discharge of the battery unit 110.

만약 여전히 상기 메인전원(20)과 부하장치(10)의 전력 상태가 불량하다고 판단되면, 일단 방전 과정을 유지하면서 이와 같은 상황을 전력관리자 등에게 시각적 및 청각적으로 경고하도록 하고, 방전 과정을 유지할 수 없는 상황까지 이르게 된 경우에는 상기 메인트립부(130)와 메인릴레이(161)를 개방시켜 방전 과정을 중단시키도록 한다.If it is determined that the power state of the main power source 20 and the load device 10 is still poor, the power manager and the like may be warned of such a situation visually and audibly once the discharge process is maintained, The main trip unit 130 and the main relay 161 are opened to stop the discharge process.

물론, 상기 배터리부(110)의 상태가 안정적이더라도 상기 메인전원(20)과 부하 장치(10)의 전력 상태가 양호하다고 판단되면 상기 메인트립부(130)를 개방하여 상기 배터리부(110)의 방전을 중단하도록 하며, 상기 메인전원(20)과 부하 장치(10)의 상태를 지속적으로 점검하여 전력 공급량이 충분하다고 판단되면 앞서 설명한 상기 배터리부(110)의 충전 과정을 수행하도록 한다.If the power state of the main power source 20 and the load device 10 is determined to be good even if the battery 110 is stable, the main trip unit 130 is opened, And the state of the main power source 20 and the load device 10 is continuously checked. When it is determined that the power supply amount is sufficient, the charging process of the battery unit 110 is performed.

이상에서 본 발명의 기술적 사상에 대한 이해를 돕기 위하여 첨부한 도면과 함께 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 서술하였으나, 이는 본 발명의 바람직한 실시 형태를 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이지 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형이나 치환 등에 의한 타 실시예가 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions, and the like can be made without departing from the scope of the present invention.

10 - 부하 장치 20- 메인전원
100 - 에너지 저장 시스템
110 - 배터리부
120 - 전력관리부
130 - 메인트립부
140 - 배터리관리부
150 - 구동전원부 151 - 직류컨버터
160 - 역전압방지부
161 - 메인릴레이 162 - 역전압 방지 다이오드
170 - 프리-차지부
171 - 프리-차지 릴레이 172 - 프리-차지 레지스터
180 - 전류센서모듈
190 - 전압센서모듈10 - load device 20-main power
100 - Energy storage system
110 - Battery section
120 -
130 - Main trip unit
140 - Battery management section
150 - Driving power section 151 - DC converter
160 -
161 - Main relay 162 - Reverse-voltage protection diode
170 - free-car section
171 - Pre-charge relay 172 - Pre-charge register
180 - Current sensor module
190 - Voltage sensor module

Claims

A battery unit comprising one or more accumulators capable of repeating a process of charging and discharging a predetermined amount of electric power;
A main power source, a load device, a power management unit electrically connected to the battery unit to control power supply,
A main trip unit provided in a transmission path between the power management unit and the battery unit to open and close the transmission path;
A battery management unit for controlling opening and closing of the main trip unit according to a state of the battery unit to determine charging and discharging of the battery;
A driving power source for supplying power required to drive the battery management unit; And
And a reverse voltage prevention unit that is provided in a transmission path between the main trip unit and the battery unit and is controlled by the battery management unit and prevents reverse power transmission from the battery unit to the power management unit when a malfunction or malfunction occurs,
When power transmission from the main power source to the power management unit is interrupted or the power consumed by the load device is excessive, the control unit controls the opening and closing of the main trip unit to receive power from the battery unit and supply the power to the load unit from the power management unit. Battery energy storage system.

The method according to claim 1,
The back-
A main relay provided on one of the anode and the cathode transmission path between the main trip unit and the battery unit and controlled to be opened and closed by the battery management unit;
And a reverse voltage prevention diode provided in a transmission line not including the main relay among an anode and a cathode transmission line between the main trip unit and the battery unit.

The method of claim 2,
A pre-charge relay which is opened and closed by the battery management unit, and a pre-charge register connected in series with the pre-charge relay,
Further comprising a pre-charge unit connected in parallel to the reverse voltage prevention unit in a transmission path provided with a main relay of the reverse voltage prevention unit among an anode and a cathode transmission path between the main trip unit and the battery unit. Energy storage system.

The method of claim 3,
Wherein the pre-charge register is removable.

The method according to claim 1,
A current sensor module provided in a transmission path between the reverse voltage prevention unit and the battery unit for measuring a current on the transmission path and transmitting data to the battery management unit;
Further comprising a voltage sensor module provided in a transmission path between the reverse voltage prevention unit and the battery unit for measuring a voltage on the transmission path and transmitting data to the battery management unit.

The method according to any one of claims 1 to 5,
The driving power source unit includes:
And a DC converter for receiving DC power through a sub transmission line branched from the transmission path between the power management unit and the main trip unit and converting the DC power into a voltage required for driving the battery management unit.