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WO2018088688A1 - 에너지 저장 장치 - Google Patents

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Publication number
WO2018088688A1
WO2018088688A1 PCT/KR2017/010236 KR2017010236W WO2018088688A1 WO 2018088688 A1 WO2018088688 A1 WO 2018088688A1 KR 2017010236 W KR2017010236 W KR 2017010236W WO 2018088688 A1 WO2018088688 A1 WO 2018088688A1
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WO
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power
battery
output
power converter
conversion
Prior art date
Application number
PCT/KR2017/010236
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English (en)
French (fr)
Inventor
박상수
Original Assignee
삼성에스디아이주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이주식회사 filed Critical 삼성에스디아이주식회사
Priority to US16/348,434 priority Critical patent/US10916946B2/en
Priority to EP17868829.7A priority patent/EP3540897B1/en
Priority to CN201780069470.5A priority patent/CN109923750B/zh
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Definitions

  • the present invention relates to an energy storage device.
  • An energy storage device is a storage device that stores power when power demand is low and uses stored power when power demand is high, thereby improving energy efficiency and increasing stable operation of the power system.
  • demand for energy storage devices is increasing for power supply and demand regulation and power quality improvement.
  • Energy storage devices vary in power and capacity depending on their intended use. In order to construct a mass energy storage device, a plurality of battery systems are connected in parallel with each other.
  • the energy storage device is connected to an external system and operates through power of the external system. Specifically, the battery manager, the energy manager, and the power converter included in the energy storage device are operated using the power of the external system as the operating power source. In other words, the energy storage device is operated through connection with an external system.
  • An object of the present invention is to provide an energy storage device capable of supplying initial control power of an energy management unit, a battery management unit, and a power converter of an energy storage device without receiving AC power from an external system.
  • An energy storage device including at least one battery, a power converter for converting the characteristics of the input and output power of the battery system to AC-DC or DC-AC, operation of the power converter
  • a conversion control unit for controlling, an initial driving unit for supplying power for starting the conversion control unit by converting DC power of the battery system to AC power, and detecting an output voltage of the power conversion unit, and detecting the output voltage of the power conversion unit.
  • a power selector configured to select one of the AC power output from the initial driver and the AC power output from the power converter, and supply the selected AC power to the operating power of the conversion controller.
  • the conversion controller is characterized in that it operates with an AC power source.
  • the power selector selects operation power supplied to the conversion controller as output power of the initial driver.
  • the conversion control unit when the conversion control unit receives the start signal, the conversion control unit starts with the output power of the initial driving unit to start the power conversion unit.
  • the power selector when the power converter is started and the output voltage of the power converter exceeds a predetermined reference value, the AC power output by the power converter to the operating power of the conversion control unit. Choose.
  • the battery includes at least one battery cell and a battery manager.
  • the battery management unit by applying a control signal to control the charging and discharging, and applying the control signal to the conversion control unit further includes an energy management unit for controlling the output amount of the power conversion unit, the initial The driving unit supplies power for activating the energy management unit.
  • the power selector selects and supplies the operating power of the energy storage device as the output power of the initial driver when the output voltage of the power converter is less than or equal to a preset reference value.
  • the power selector when the output voltage of the power converter exceeds a preset reference value, selects and supplies AC power output by the power converter as the operating power of the energy manager.
  • a method of driving an energy storage device comprising: detecting a magnitude of an output voltage of the power converter, when the magnitude of an output voltage of the power converter is less than or equal to a predetermined reference value, Supplying power obtained by converting DC power into AC power as an operating power source for starting the conversion control unit, starting the conversion control unit with a start signal to operate the power conversion device, and the power conversion device is configured to operate the battery. Converting DC power into AC power, and supplying AC power converted by the power converter to an operating power source for operating the conversion controller when the output voltage of the power converter exceeds a predetermined reference value. It includes.
  • the initial control power of the energy management unit, the battery management unit, and the power converter of the energy storage device may be supplied without receiving AC power from an external system.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of an energy storage device according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a view illustrating a configuration of an energy storage device and a path for supplying control power according to an embodiment.
  • FIG 3 is a view schematically illustrating some components of an energy storage device according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of starting an energy storage device in a dormant state according to an exemplary embodiment.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are only used to distinguish one component from another.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of an energy storage device according to one embodiment.
  • the energy storage device 10 is connected with at least one of the grid 20 and the load 30.
  • the energy storage device 10 may receive power from the system 20 to store power, and supply the stored power to at least one of the system 20 and the load 30 again.
  • Grid system 20 may be referred to as a power grid.
  • the system 20 may include a transformer (not shown), and may supply power to a factory or home through the transformer.
  • a power generation system (not shown) may be connected to the grid 20, and power generated by the power generation system may be supplied to the grid 20 or stored in the energy storage device 10. Can be.
  • the energy storage device 10 includes an energy manager 110, a power converter 121, and a battery system 200.
  • the battery system 200 may include batteries 230 connected in series and in parallel with each other and in at least one manner, and each of the batteries 230 may include a battery manager 210.
  • the battery system 200 is connected to the system 20 or the load 30 through the power converter 121.
  • the power converter 121 converts power between the system 20 and the battery system 200.
  • the power converter 121 adjusts the amount of power converted under the control of the energy manager 110.
  • the power converter 121 may convert the AC power of the system 20 and the DC power of the battery system 200 to each other, and further, to supply the DC power of the battery system 200 to the load 30. Can be converted into AC power.
  • the power converter 121 may be a bidirectional inverter that converts a DC voltage of the battery system 200 and an AC voltage of the system 20 to each other.
  • the energy manager 110 may control the battery system 200 and the power converter 121.
  • the energy manager 110 may detect a state of the battery system 200, for example, voltage, current, and temperature, and sense at least one state of the system 20 and the load 30, for example, voltage and current. have.
  • the energy management unit 110 charges the power of the system 20 to the energy storage device 10 or discharges the power of the energy storage device 10 to at least one of the system 20 or the load 30 under external control.
  • the power converter 121 and the battery system 200 may be controlled to control the power converter 121 and the battery system 200.
  • the energy manager 110 may adjust the amount of power converted by the power converter 121 in consideration of the state of the system 20 and the load 30 and the state of the battery 230 included in the battery system 200.
  • the battery system 200 may include at least one battery 230 and a battery manager 210 that controls charging and discharging of the battery 230.
  • the DC power output from the battery system 200 is converted into AC power by the power converter 121 and provided to the system 20 or the load 30.
  • the power converter 121 converts the AC power supplied from the external system 20 into DC power, and the battery system 200 is charged with the converted DC power.
  • the battery 230 stores power and includes at least one battery cell (not shown).
  • the battery 230 may include one battery cell, or the battery 230 may include a plurality of battery cells, and the battery cells may be connected in series, connected in parallel, or a combination of series and parallel. .
  • the number and connection scheme of battery cells included in the battery 230 may be determined according to the required output voltage and power storage capacity.
  • the battery cell may include a rechargeable secondary battery.
  • the battery cell may be a nickel-cadmium battery, a lead storage battery, a nickel metal hydride battery (NiMH), a lithium ion battery, a lithium polymer battery. ) May be included, but is not limited thereto.
  • the battery manager 210 may control a switch (not shown) to protect the battery 230.
  • the battery manager 210 may control a flow of current flowing into or out of the battery 230 by using a switch (not shown).
  • the battery manager 210 may perform an overcharge protection function, an overdischarge protection function, an overcurrent protection function, an overvoltage protection function, an overheat protection function, a cell balancing function, and the like.
  • the battery manager 210 may obtain a current, a voltage, a temperature, a residual power amount, a lifetime, a state of charge (SOC), and the like of the battery 230.
  • the battery manager 210 may measure the cell voltage and temperature of the cell of the battery 230 using the sensors.
  • FIG. 2 is a view illustrating a configuration of an energy storage device and a path for supplying control power according to an embodiment.
  • the energy storage device 10 includes a battery manager 210, a battery 230, a switched-mode power supply (SMPS, 150), an initial driver 130, and a power converter ( 121, a conversion control unit 123, a power selector 160, and an energy management unit 110.
  • SMPS switched-mode power supply
  • the energy storage device 10 may store the electric power supplied from the system 20 as a DC power source, and convert the DC power stored in the external load 30 or the system 20 into an AC power supply. have.
  • the energy storage device 10 is generally connected to the grid 20 and the load 30 in a fixed position. In this case, the energy storage device 10 may be supplied with driving power required to drive the control device from the commercial power source that is the system 20.
  • the control devices include a battery manager 210 that controls charging and discharging of the battery 230, a conversion controller 123 that controls the operation of the power converter 121, and a charge / discharge and power converter of the battery system 200. And an energy management unit 110 for controlling the amount of power converted in 121.
  • the conversion controller 123 controls the operation of the power converter 121.
  • the conversion control unit 123 may stop the operation of the power conversion unit 121 or the power conversion unit 121 may control the amount of power, output voltage and current required for conversion.
  • the conversion control unit 123 connected to the commercial power supply operates by receiving AC power.
  • the conversion controller 123 may control the operation of the power converter 121 according to the control signal of the energy manager 110.
  • Switched-mode power supply is a DC stabilized power supply that controls the on-off time ratio of the switch to stabilize the output DC power required to operate the battery management unit 210 by receiving AC power You can output
  • the initial driver 130 may convert the DC power of the battery system 200 into AC power.
  • the initial driver 130 may include a one-way inverter that converts DC power into AC power.
  • the initial driving unit 130 may supply AC power for starting the control devices.
  • the initial driver 130 has a smaller conversion capacity than the power converter 121.
  • the power converter 121 is designed to output AC power of 50KW or more for the purpose of supplying power to the load 30, but the initial driver 130 outputs only AC power for driving the control devices. It is designed.
  • the initial driver 130 may be designed to have an output of 3kw or less.
  • the power selector 160 may electrically connect any one of the power converter 121 and the initial driver 130 to the control devices.
  • the power selector 160 connects any one of the power converter 121 and the initial driver 130 with the control devices to control the AC power output from the power converter 121 and the initial driver 130. It can be supplied to the operating power of the devices. That is, the power selector 160 cuts off the electrical connection between the initial driver 130 and the control device when the power converter 121 and the control device are electrically connected, and likewise, the initial driver 130 and the control device. When the electrical connection is performed, the electrical connection between the power converter 121 and the control device is interrupted.
  • the power selector 160 may select an object to supply the operation power by sensing the output of the power converter 121. When the output of the power converter 121 is detected, the power selector 160 selects a target to supply the operating power to the power converter 121, and when the output of the power converter 121 is not detected, the operating power. The target to be supplied may be selected as the initial driver 130. That is, the power selector 160 may supply operating power to the control devices using the power converter 121 as the main power, and supply operating power to the control devices using the initial driver 130 as a spare power. For example, the power selector 160 monitors the output of the power converter 121 and uses the operating power for activating the control devices when the power converter 121 does not operate as the output of the initial driver 130.
  • the power selector 160 may include a switch in each of a first path that is a path for the initial driver 130 to supply the operating power and a second path that is a path for the power changer to supply the operating power.
  • the power selector 160 may switch the object for supplying the operation power by controlling the switch.
  • the power selector 160 may select a target to supply the operation power according to the magnitude of the output voltage of the power converter 121.
  • the power selector 160 opens the switch included in the second path when the output voltage of the power converter 121 is equal to or less than a preset reference value, and turns on the switch included in the first path to turn on the operating power.
  • the object to be supplied may be transferred from the power converter 121 to the initial driver 130.
  • the preset reference value is a value that can determine when the power converter 121 fails to apply the rated voltage to the control devices. For example, in order for the control device to perform normal control, an AC of 200 to 240 Vrms is used. If a rated power source is required, the preset reference value may be set to less than 200 Vrms.
  • the power selector 160 opens the switch included in the first path, and the switch included in the second path. By turning on the target to supply the operating power can be transferred from the initial drive unit 130 to the power converter 121.
  • the power selector 160 may include an automatic load transfer switch.
  • the automatic power transfer switch is a switch that automatically secures power to the redundant power supply when the main power is not supplied or the main power voltage is lower than the reference value.
  • the energy manager 110 detects the state of the battery system 200, for example, voltage, current, and temperature, and controls the conversion controller 123 and the battery manager 210 by sensing the voltage and current of the load 30. can do.
  • the energy manager 110 applies a control signal to the conversion controller 123 so that the conversion controller 123 controls the power converter 121 according to the control signal.
  • the energy manager 110 may receive information such as voltage power and temperature from the battery manager 210 and apply a control signal to the battery manager 210 to appropriately control charging and discharging of the battery 230.
  • the energy manager 110 may apply a control signal to the conversion controller 123 and the battery manager 210 to control the output of the energy storage device 10.
  • the energy storage device 10 connected to the commercial power supply operates by receiving AC power.
  • the energy storage device 10 may be in a dormant state in order to minimize the consumption of standby power when it is unnecessary to store power or supply the load 30 or the like.
  • the energy storage device 10 stops the operation of the power converter 121 to minimize the consumption of standby power.
  • the energy storage device 10 receives AC power, which is the power source of the system 20 when starting from the idle state, and includes a conversion control unit 123, an energy management unit 110, and a switching mode power supply ( 150) (hereinafter, the control devices) can be activated.
  • the present invention further includes a UPS and the like including a separate battery 230 for supplying AC power for start-up even when the system 20 is powered up even when the system 20 is not supplied.
  • the control unit may be activated by receiving AC power by the initial driver 130 and the power selector 160.
  • the power selector 160 is an initial driver.
  • the controller 130 may be electrically connected to the control device 130 to supply AC power for startup to the control devices.
  • the energy storage device 10 may maintain the AC power of the initial driving unit 130 even when the power conversion unit 121 cannot supply AC power in the idle state.
  • AC power may be supplied to start the control devices through a power source.
  • FIG 3 is a view schematically illustrating some components of an energy storage device according to an embodiment.
  • the AC output terminal 161 provides operating power of the control devices described with reference to FIG. 2.
  • the AC output terminal 161 may provide an output of one of the initial driver 130 and the power converter 121 that are electrically connected according to the selection of the power selector 160.
  • the initial driver 130 includes a sine wave filter 131 and a DC-AC inverter 133.
  • the DC-AC inverter 133 may convert a direct current (DC) into a square wave that is an alternating current by using a plurality of switches.
  • the sine wave filter 131 may filter the square wave output from the DC-AC inverter 133 to be a sinusoidal AC power.
  • the sine wave filter 131 is a filter that generates an alternating current similar to the shape of the sine wave. That is, the initial driver 130 may convert the DC power of the battery 230 into AC power of a sine wave similar to commercial power through the DC-AC inverter 133 and the sine wave filter 131.
  • the AC power generated by the initial driver 130 may be a sinusoidal AC power having a frequency of 220Vrms and 60HZ. That is, the initial driver 130 including the sine wave filter 131 and the DC-AC inverter 133 may generate a sine wave AC power similar to that of the commercial power and supply the same to the control devices driven by the commercial power.
  • the energy storage device 10 may be separated from the system 20 and combined with the moving means.
  • the energy storage device 10 may directly move to a place where the load 30 to be supplied by the AC power is located to supply AC power to the load 30.
  • the energy storage device 10 moves to the place where the load 30 is located, it is necessary to minimize standby power before supplying power to the load 30.
  • the energy storage device 10 enters the idle state in which the power converter 121 and the control devices are mostly stopped.
  • the power selector 160 cannot detect the output of the power converter 121 and electrically connects the initial driver 130 to the control devices.
  • the energy storage device 10 may be activated in the idle state by receiving or generating a start signal.
  • the control devices may be started by AC power supplied from the initial driver 130.
  • the energy storage device 10 receives a start signal from a moving means, which is an external device, or a start signal through a start signal output device (for example, a push switch or a toggle switch) included in the energy storage device 10. Can be generated.
  • a start signal output device for example, a push switch or a toggle switch included in the energy storage device 10.
  • the control devices may start with the driving power provided by the initial drive unit 130.
  • the power conversion unit 121 is operated by the start of the conversion control unit 123, the power selection unit 160 may detect a voltage exceeding the preset reference value, and the initial power unit may drive driving power to drive the control devices.
  • the power converter 121 is switched.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of starting the energy storage device 10 in the idle state, according to an exemplary embodiment.
  • the flowchart shown in FIG. 4 consists of steps that are processed in time series in the energy storage device 10 shown in FIG. Therefore, even if omitted below, it can be seen that the above description of the components shown in FIG. 2 also applies to the flowchart shown in FIG. 4.
  • the energy storage device 10 entering the idle state stops the operation of the power converter 121.
  • the power selector 160 may detect the output voltage of the power converter 121 below the preset reference value described with reference to FIG. 2 (S101).
  • the power selector 160 may be an initial driver 130 as a power supply source for supplying driving power to the control devices described with reference to FIG. 2. Select) to connect with the controls. On the other hand, the control devices do not operate until the start signal is applied even if the driving power is applied by the initial driving unit 130 (S103).
  • the energy storage device 10 generates a start signal or starts the control devices when the start signal is applied.
  • the energy storage device 10 may start the control devices by using the AC power converted by the initial driver 130 (S105).
  • the conversion control unit 123 When the conversion control unit 123 starts with the start signal and the AC power supplied by the initial driving unit 130, the conversion control unit 123 may operate the power conversion unit 121. In this case, the power converter 121 starts to convert the DC power of the battery 230 into AC power under the control of the conversion controller 123 (S107).
  • the power selector 160 may detect an AC power having a magnitude of a voltage exceeding a preset reference value by the operation of the power converter 121 (S109).
  • the power conversion unit 121 When the power selection unit 160 senses the output voltage of the power conversion unit 121 exceeding the preset reference value, the power conversion unit 121 receives the operating power supplied to the control devices from the initial driving unit 130. Transfer to (S111).

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Abstract

다양한 실시예에 따른 에너지 저장 장치는, 적어도 하나의 배터리를 포함하는 배터리 시스템, 배터리 시스템의 입출력 전력의 특성을 교류-직류 또는 직류-교류로 변환하하는 전력변환부, 상기 전력변환부의 동작을 제어하는 변환제어부, 배터리 시스템의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하고, 상기 교류 전력을 상기 변환제어부를 기동시키기 위한 전원으로 공급하는 초기구동부, 및 상기 전력변환부의 출력 전압을 감지하고, 상기 전력변환부의 출력 전압의 크기에 기초하여 상기 초기구동부가 출력하는 교류 전력 및 상기 전력변환부가 출력하는 교류 전력 중 어느 하나의 교류 전력을 선택하여 상기 변환제어부의 동작 전원으로 공급하는 전원 선택부를 포함한다.

Description

에너지 저장 장치
본 발명은 에너지 저장 장치에 관한 것이다.
에너지 저장 장치는 전력 수요가 적을 때 전력을 저장해 두고 전력 수요가 많을 때 저장된 전력을 사용함으로써 에너지 효율 향상 및 전력 계통의 안정적 운영을 높이는 저장 장치를 말한다. 최근 지능형 전력망(smart grid)과 신재생 에너지의 보급이 확대되고 전력 계통의 효율화와 안정성이 강조됨에 따라, 전력 공급 및 수요 조절, 및 전력 품질 향상을 위해 에너지 저장 장치에 대한 수요가 점점 증가하고 있다. 사용 목적에 따라 에너지 저장 장치는 출력과 용량이 달라진다. 대용량 에너지 저장 장치를 구성하기 위하여, 복수의 배터리 시스템들이 서로 병렬로 연결된다.
에너지 저장 장치는 외부 계통과 연결되어 있으며, 상기 외부 계통의 전력을 통해 동작을 한다. 구체적으로, 에너지 저장 장치에 포함된 배터리 관리부, 에너지 관리부, 전력변환장치는 상기 외부 계통의 전력을 동작 전원으로 하여 작동된다. 즉, 에너지 저장 장치는 외부 계통과 연결을 통해 동작이 된다.
그러나, 최근 이동 수단에 구비된 에너지 저장 장치를 통해 전력을 공급의 필요성이 대두되고 있다. 에너지 저장 장치가 외부 계통과 연결되지 않은 경우에 배터리 관리부, 에너지 관리부 및 전력변환장치를 구동시키기 위해 추가적인 배터리 및 이를 포함하는 전력 저장 장치를 설치해야 하는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 외부 계통으로부터 교류 전원을 공급받지 않아도 에너지 저장 장치의 에너지 관리부, 배터리 관리부 및 전력변환장치의 초기 제어 전원을 공급할 수 있는 에너지 저장 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 에너지 저장 장치는, 적어도 하나의 배터리를 포함하는 배터리 시스템, 배터리 시스템의 입출력 전력의 특성을 교류-직류 또는 직류-교류로 변환하는 전력변환부, 상기 전력변환부의 동작을 제어하는 변환제어부, 배터리 시스템의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하여 상기 변환제어부를 기동시키기 위한 전원을 공급하는 초기구동부, 및 상기 전력변환부의 출력 전압을 감지하고, 상기 전력변환부의 출력 전압의 크기에 기초하여 상기 초기구동부가 출력하는 교류 전력 및 상기 전력변환부가 출력하는 교류 전력 중 어느 하나의 교류 전력을 선택하여 상기 변환제어부의 동작 전원으로 공급하는 전원 선택부를 포함한다.
에너지 저장 장치의 일 예에 따르면, 상기 변환제어부는 교류 전원으로 동작하는 것을 특징으로 한다.
에너지 저장 장치의 다른 예에 따르면, 상기 전원 선택부는, 상기 전력변환부의 출력 전압이 미리 설정된 기준값 이하이면, 상기 변환제어부에 공급되는 동작 전원을 상기 초기구동부의 출력 전력으로 선택한다.
에너지 저장 장치의 다른 예에 따르면, 상기 변환제어부는, 기동 신호를 인가 받으면, 상기 초기구동부의 출력 전력으로 기동하여 상기 전력변환부를 기동시킨다.
에너지 저장 장치의 다른 예에 따르면, 상기 전원 선택부는, 상기 전력변환부가 기동하여 상기 전력변환부의 출력 전압이 미리 설정된 기준값을 초과하면, 상기 전력변환부가 출력하는 교류 전원을 상기 변환제어부의 동작 전원으로 선택한다.
에너지 저장 장치의 다른 예에 따르면, 상기 배터리는 적어도 하나의 배터리 셀 및 배터리 관리부를 포함한다.
에너지 저장 장치의 다른 예에 따르면, 상기 배터리 관리부에 제어 신호를 인가하여 충방전을 제어하고, 상기 변환제어부에 제어 신호를 인가하여 상기 전력변환부의 출력량을 제어하는 에너지 관리부를 더 포함하고, 상기 초기구동부는 상기 에너지 관리부를 기동시키는 전원을 공급한다.
에너지 저장 장치의 다른 예에 따르면, 상기 전원 선택부는, 상기 전력변환부의 출력 전압이 미리 설정된 기준값 이하이면, 상기 에너지 저장 장치의 동작 전원을 상기 초기구동부의 출력 전력으로 선택하여 공급한다.
에너지 저장 장치의 다른 예에 따르면, 상기 전원 선택부는, 상기 전력변환부의 출력 전압이 미리 설정된 기준값을 초과하면, 상기 전력변환부가 출력하는 교류 전원을 상기 에너지 관리부의 동작 전원으로 선택하여 공급한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 에너지 저장 장치의 구동 방법은, 상기 전력변환장치의 출력 전압의 크기를 감지하는 단계, 상기 전력변환장치의 출력 전압의 크기가 미리 설정된 기준값 이하인 경우에 초기구동부가 상기 배터리의 직류 전력을 교류 전력으로 변환한 전력을 상기 변환제어부가 기동하기 위한 동작 전원으로 제공하는 단계, 상기 변환제어부가 기동 신호로 기동하여 상기 전력변환장치를 작동시키는 단계, 상기 전력변환장치가 상기 배터리의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 단계, 및 상기 전력변환장치의 출력 전압이 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우에 상기 전력변환부가 변환한 교류 전력을 상기 변환제어부가 동작하기 위한 동작 전원으로 공급하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시예들에 따르면, 외부 계통으로부터 교류 전원을 공급받지 않아도 에너지 저장 장치의 에너지 관리부, 배터리 관리부 및 전력변환장치의 초기 제어 전원을 공급할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 개략적인 구성을 도시한다.
도 2는 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 구성 및 제어 전원이 공급되는 경로를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 일부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치가 휴지 상태에서 기동되는 과정을 나타내는 흐름도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이러한 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다.
예를 들어, 본 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있다. 또한, 각각의 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항 들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 구성요소를 나타낸다. 즉 설명된 특정 세부사항들은 단순한 예시이다. 특정 구현들은 이러한 예시적인 세부사항들로부터 변할 수 있고, 본 발명의 정신 및 범위 내에서 계속 고려될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함하다” 또는 “가지다”등의 용어는 명세서상에 기재된 특정, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 개략적인 구성을 도시한다.
도 1을 참조하면, 에너지 저장 장치(10)은 계통(20) 및 부하(30) 중 적어도 하나와 접속된다. 에너지 저장 장치(10)은 계통(20)으로부터 전원을 공급받아 전력을 저장하고, 다시 저장된 전력을 계통(20) 및 부하(30) 중 적어도 하나에 공급할 수 있다. 계통(grid system, 20)은 전력망으로 지칭될 수 있다. 도 1에 도시되지는 않았지만, 계통(20)은 변압기(미 도시)를 포함할 수 있으며, 변압기를 통해 공장이나 가정 등에 전력을 공급할 수 있다. 또한, 도 1에 도시되지는 않았지만, 계통(20)에는 발전 시스템(미 도시)이 접속될 수 있으며, 발전 시스템이 생성한 전력은 계통(20)에 공급되거나 에너지 저장 장치(10)에 저장될 수 있다.
에너지 저장 장치(10)은 에너지 관리부(110), 전력변환부(121), 배터리 시스템(200)을 포함한다. 배터리 시스템(200)은 서로 직렬 및 병렬 및 적어도 하나의 방식으로 연결된 배터리(230)들을 포함하고, 상기 배터리(230)들 각각은 배터리 관리부(210)를 포함할 수 있다. 상기 배터리 시스템(200)은 전력변환부(121)를 통해 계통(20) 또는 부하(30)와 접속된다.
전력변환부(121)는 계통(20)과 배터리 시스템(200) 사이에서 전력을 변환한다. 전력변환부(121)는 에너지 관리부(110)의 제어에 따라 변환되는 전력량이 조정된다. 예컨대, 전력변환부(121)는 계통(20)의 교류 전력과 배터리 시스템(200)의 직류 전력을 서로 변환할 수 있으며, 나아가 배터리 시스템(200)의 직류 전력을 부하(30)에 공급하기 위한 교류 전력으로 변환할 수 있다. 전력변환부(121)는 배터리 시스템(200)의 직류 전압과 계통(20)의 교류 전압을 서로 변환하는 양방향 인버터일 수 있다.
에너지 관리부(110)는 배터리 시스템(200)과 전력변환부(121)를 제어할 수 있다. 에너지 관리부(110)는 배터리 시스템(200)의 상태, 예컨대, 전압, 전류 및 온도 등을 감지하고, 계통(20) 및 부하(30) 중 적어도 하나의 상태, 예컨대, 전압 및 전류를 감지할 수 있다. 에너지 관리부(110)는 외부의 제어에 따라 계통(20)의 전력을 에너지 저장 장치(10)에 충전하거나 에너지 저장 장치(10)의 전력을 계통(20) 또는 부하(30) 중 적어도 하나에 방전하도록 전력변환부(121) 및 배터리 시스템(200)을 제어할 수 있다. 에너지 관리부(110)는 계통(20) 및 부하(30)의 상태 및 배터리 시스템(200)에 포함된 배터리(230)의 상태를 고려하여 전력변환부(121)에서 변환되는 전력량을 조정할 수 있다.
배터리 시스템(200)은 적어도 하나의 배터리(230) 및 상기 배터리(230)의 충전과 방전을 제어하는 배터리 관리부(210)를 포함할 수 있다. 배터리 시스템(200)이 출력하는 직류 전력은 전력변환부(121)에서 교류 전력으로 변환되어 계통(20)이나 부하(30)로 제공된다. 전력변환부(121)는 외부 계통(20)으로부터 공급되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고, 배터리 시스템(200)은 변환된 상기 직류 전원으로 충전된다.
배터리(230)는 전력을 저장하는 부분으로서, 적어도 하나의 배터리 셀(미도시)을 포함한다. 배터리(230)에 하나의 배터리 셀이 포함되거나, 배터리(230)에는 복수의 배터리 셀들이 포함될 수 있으며, 배터리 셀들은 직렬로 연결되거나, 병렬로 연결되거나, 또는 직렬과 병렬의 조합으로 연결될 수 있다. 배터리(230)에 포함되는 배터리 셀들의 개수 및 연결 방식은 요구되는 출력 전압 및 전력 저장 용량에 따라서 결정될 수 있다.
배터리 셀은 충전이 가능한 이차 전지를 포함할 수 있다. 예컨대, 배터리 셀은 니켈-카드뮴 전지(nickel-cadmium battery), 납 축전치, 니켈-수소 전지(NiMH: nickel metal hydride battery), 리튬-이온 전지(lithium ion battery), 리튬 폴리머 전지(lithium polymer battery) 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
배터리 관리부(210)는 배터리(230)를 보호하기 위해 스위치(미도시)를 제어할 수 있다. 배터리 관리부(210)는 스위치(미도시)를 이용하여 배터리(230)로 유입되거나 유출되는 전류의 흐름을 제어할 수 있다. 예컨대, 배터리 관리부(210)는 과충전 보호 기능, 과방전 보호 기능, 과전류 보호 기능, 과전압 보호 기능, 과열 보호 기능, 셀 밸런싱(cell balancing) 기능 등을 수행할 수 있다.
배터리 관리부(210)는 배터리(230)의 전류, 전압, 온도, 잔여 전력량, 수명, 충전 상태(State of Charge, SOC)등을 얻을 수 있다. 예컨대, 배터리 관리부(210)는 센서들을 이용하여 배터리(230) 셀의 셀 전압 및 온도를 측정할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 구성 및 제어 전원이 공급되는 경로를 간략하게 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 에너지 저장 장치(10)은 배터리 관리부(210), 배터리(230), 스위치 모드 파워 서플라이(Switched-mode power supply, SMPS, 150), 초기구동부(130), 전력변환부(121), 변환제어부(123), 전원 선택부(160), 에너지 관리부(110)를 포함한다.
에너지 저장 장치(10)은 상술한 바와 같이 계통(20)에서 공급받은 전력을 직류 전원으로 저장해두고, 외부의 부하(30)나 계통(20)에 저장한 직류 전원을 교류 전원으로 변환하여 공급할 수 있다. 에너지 저장 장치(10)은 일반적으로 소정의 장소에 고정된 상태로 계통(20) 및 부하(30)와 연결된다. 이 경우, 에너지 저장 장치(10)은 계통(20)인 상용 전원으로부터 제어 장치를 구동하기 위해 필요한 구동 전원을 공급받을 수 있다. 상기 제어 장치들은 배터리(230)의 충방전을 제어하는 배터리 관리부(210), 전력변환부(121)의 동작을 제어하는 변환제어부(123), 배터리 시스템(200)의 충방전 및 전력변환부(121)에서 변환하는 전력량을 제어하는 에너지 관리부(110) 등이다.
변환제어부(123)는 전력변환부(121)의 동작을 제어한다. 변환제어부(123)는 전력변환부(121)의 동작을 중지시키거나, 전력변환부(121)가 변환이 필요한 전력량이나 출력 전압 및 전류의 크기를 제어할 수 있다. 한편, 상용 전원과 연결된 변환제어부(123)는 교류 전원을 공급받아 동작한다. 변환제어부(123)는 에너지 관리부(110)의 제어 신호에 따라 전력변환부(121)의 동작을 제어할 수 있다.
스위치 모드 파워 서플라이(Switched-mode power supply, SMPS, 150)는 스위치의 온오프 시간 비율을 제어하여 출력을 안정화시키는 직류 안정화 전원장치로 교류 전원을 인가 받아 배터리 관리부(210)가 동작하는데 필요한 직류 전원을 출력할 수 있다.
초기구동부(130)는 배터리 시스템(200)의 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있다. 초기구동부(130)는 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 일방향 인버터를 포함할 수 있다. 초기구동부(130)는 상기 제어 장치들을 기동시키기 위한 교류 전력을 공급할 수 있다. 초기구동부(130)는 전력변환부(121)에 비해 작은 변환용량을 갖는다. 예를 들면, 전력변환부(121)는 부하(30)에 전력을 공급하는 목적으로 50KW 이상의 교류 전력을 출력하도록 설계되나, 초기구동부(130)는 상기 제어 장치들의 구동을 위한 교류 전력만 출력하도록 설계되면 된다. 예컨대, 초기구동부(130)는 3kw 이하의 출력을 갖도록 설계될 수 있다.
전원 선택부(160)는 전력변환부(121) 및 초기구동부(130) 중 어느 하나와 상기 제어 장치들을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 전원 선택부(160)는 전력변환부(121) 및 초기구동부(130) 중 어느 하나와 상기 제어 장치들을 연결시켜, 전력변환부(121) 및 초기구동부(130)가 출력하는 교류 전원을 상기 제어 장치들의 동작 전원으로 공급할 수 있다. 즉, 전원 선택부(160)는 전력변환부(121)와 상기 제어 장치들을 전기적으로 연결할 때에 초기구동부(130)와 상기 제어 장치들의 전기적 연결을 차단시키고, 마찬가지로 초기구동부(130)와 상기 제어 장치들을 전기적으로 연결할 때에, 전력변환부(121)와 상기 제어 장치들의 전기적 연결을 차단시킨다.
일 실시예에 따르면, 전원 선택부(160)는 전력변환부(121)의 출력을 감지하여 상기 동작 전원을 공급할 대상을 선택할 수 있다. 전원 선택부(160)는 전력변환부(121)의 출력이 감지되면 상기 동작 전원을 공급할 대상을 전력변환부(121)로 선택하고, 전력변환부(121)의 출력이 감지되지 않으면 상기 동작 전원을 공급할 대상을 초기구동부(130)로 선택할 수 있다. 즉, 전원 선택부(160)는 전력변환부(121)를 주전원으로 상기 제어 장치들에 동작 전원을 공급하고, 초기구동부(130)를 예비전원으로 상기 제어 장치들에 동작 전원을 공급할 수 있다. 예컨대, 전원 선택부(160)는 전력변환부(121)의 출력을 감시하여 전력변환부(121)가 동작하지 않은 경우에 상기 제어 장치들을 기동시키기 위한 동작 전원을 초기구동부(130)의 출력으로 공급할 수 있다. 전원 선택부(160)는 초기구동부(130)가 상기 동작 전원을 공급하는 경로인 제1 경로 및 전력변한부가 상기 동작 전원을 공급하는 경로인 제2 경로 각각에 스위치를 포함할 수 있다. 전원 선택부(160)는 상기 스위치를 제어하여 상기 동작 전원을 공급하는 대상을 절체할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 전원 선택부(160)는 전력변환부(121)의 출력 전압의 크기에 따라 상기 동작 전원을 공급할 대상을 선택할 수 있다. 전원 선택부(160)는 전력변환부(121)의 출력 전압이 미리 설정된 기준값 이하일 때에 상기 제2 경로에 포함된 스위치를 개방시키고, 상기 제1 경로에 포함된 스위치를 턴 온시켜 상기 동작 전원을 공급하던 대상을 전력변환부(121)에서 초기구동부(130)로 절체시킬 수 있다. 상기 미리 설정된 기준값은 전력변환부(121)가 상기 제어 장치들에 정격 전압을 인가하지 못할 경우를 판단할 수 있는 값으로, 예를 들면, 상기 제어 장치가 정상적인 제어를 하기 위해 200~240Vrms의 교류 정격 전원이 필요한 경우, 상기 미리 설정된 기준값은 200Vrms 미만으로 설정될 수 있다.
마찬가지로, 전력변환부(121)의 출력 전압의 크기가 상기 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우, 전원 선택부(160)는 상기 제1 경로에 포함된 스위치를 개방시키고, 상기 제2 경로에 포함된 스위치를 턴 온시켜 상기 동작 전원을 공급하던 대상을 초기구동부(130)에서 전력변환부(121)로 절체시킬 수 있다.
예를 들면, 전원 선택부(160)는 자동전원절체개폐기(automatic load transfer switch)를 포함할 수 있다. 자동전원절체개폐기는 이중으로 전원을 확보하여 주전원이 공급되지 않거나 주전원의 전압이 기준치 이하인 경우 예비 전원쪽으로 자동으로 연결되는 스위치이다.
에너지 관리부(110)는 배터리 시스템(200)의 상태, 예컨대, 전압, 전류 및 온도 등을 감지하고, 부하(30)의 전압 및 전류를 감지하여 변환제어부(123) 및 배터리 관리부(210)를 제어할 수 있다. 에너지 관리부(110)는 변환제어부(123)에 제어 신호를 인가하여 변환제어부(123)가 제어 신호에 따라 전력변환부(121)를 제어하도록 한다. 에너지 관리부(110)는 배터리 관리부(210)로부터 전압 전력 및 온도 등 정보를 제공받아 배터리(230)의 충전 및 방전을 적절하게 제어하도록 배터리 관리부(210)를 제어 신호를 인가할 수 있다. 에너지 관리부(110)는 변환제어부(123) 및 배터리 관리부(210)에 제어 신호를 인가하여 에너지 저장 장치(10)의 출력을 제어할 수 있다. 한편, 상용 전원과 접속된 에너지 저장 장치(10)은 교류 전원을 공급받아 동작한다.
한편, 에너지 저장 장치(10)은 전력을 저장 또는 부하(30) 등에 공급이 불필요한 때에 대기 전력의 소모를 최소화하기 위해 휴지 상태가 될 수 있다. 휴지 상태에서 에너지 저장 장치(10)은 대기 전력의 소모를 최소화하기 위해 전력변환부(121)의 작동을 중지한다. 에너지 저장 장치(10)은, 계통(20)과 연결된 경우, 휴지 상태에서 기동할 때에 계통(20) 전원인 교류 전원을 공급받아 변환제어부(123), 에너지 관리부(110), 스위칭 모드 파워 서플라이(150) 등(이하, 제어 장치들)을 기동시킬 수 있다.
일 실시예에 따른 본 발명은, 계통(20)의 전원이 공급되지 않은 경우에도, 휴지 상태에서 기동될 때에 기동을 위한 교류 전원을 공급하는 별도의 배터리(230)를 포함하는 UPS등을 추가로 설치하지 않고, 초기구동부(130) 및 전원 선택부(160)에 의해 교류 전원을 공급받아 상기 제어 장치들을 기동시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 제어 장치들이 계통(20)과 분리되어 계통(20)으로부터 교류 전원을 공급받지 못하고 전력변환부(121)도 휴지 상태로 작동이 중지된 경우, 전원 선택부(160)는 초기구동부(130)와 상기 제어 장치들을 전기적으로 연결하여 기동을 위한 교류 전원을 상기 제어 장치들에 공급할 수 있다. 특히, 소정의 장소로 이동하여 교류 전원을 공급하는 이동형 에너지 저장 장치의 경우, 휴지 상태로 전력변환부(121)가 교류 전원을 공급할 수 없어도 에너지 저장 장치(10)은 초기구동부(130)의 교류 전원을 통해 상기 제어 장치들을 기동시키기 위한 교류 전원을 공급받을 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치의 일부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 교류(AC) 출력단(161)은 도 2를 참조하여 설명한 제어 장치들의 동작 전원을 제공한다. 교류 출력단(161)은 전원 선택부(160)의 선택에 따라 전기적으로 연결된 초기구동부(130) 및 전력변환부(121) 중 하나의 출력을 외부로 제공할 수 있다.
초기구동부(130)는 사인파 필터(131)와 DC-AC 인버터(133)를 포함한다. DC-AC 인버터(133)는 복수의 스위치를 이용하여 직류(DC)를 교류인 구형파로 변환할 수 있다. 사인파 필터(131)는 상기 DC-AC 인버터(133)에서 출력하는 구형파를 사인파 형태의 교류 전원이 되도록 필터링할 수 있다. 사인파 필터(131)는 상기 구형파를 사인파의 형상과 유사한 교류를 생성시키는 필터이다. 즉, 초기구동부(130)는 DC-AC 인버터(133) 및 사인파 필터(131)를 통해 배터리(230)의 직류 전력을 상용 전원과 유사한 사인파의 교류 전력으로 변환할 수 있다. 예를 들면, 초기구동부(130)에 의해 생성된 교류 전원은 220Vrms 및 60HZ의 주파수를 갖는 사인 형태의 교류 전원일 수 있다. 즉, 사인파 필터(131) 및 DC-AC 인버터(133)를 포함하는 초기구동부(130)는 상용 전원과 유사한 사인파 교류 전원을 생성하여 상용 전원에 의해 구동되는 상기 제어 장치들에 공급할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 에너지 저장 장치(10)은 계통(20)과 분리되어 이동 수단과 결합될 수 있다. 에너지 저장 장치(10)은 교류 전원이 공급하고자 하는 부하(30)가 위치하는 장소로 직접 이동하여 상기 부하(30)에 교류 전원을 공급할 수 있다. 에너지 저장 장치(10)은 상기 부하(30)가 위치하는 장소로 이동하는데 있어서, 상기 부하(30)에 전력을 공급하기 전까지 대기 전력을 최소화할 필요가 있다. 이 경우, 에너지 저장 장치(10)은 전력변환부(121) 및 상기 제어 장치들이 대부분의 기능이 중단되는 휴지 상태에 돌입한다. 이 경우, 전원 선택부(160)는 전력변환부(121)의 출력을 감지할 수 없는바 초기구동부(130)를 상기 제어 장치들과 전기적으로 연결시킨다. 에너지 저장 장치(10)은, 기동 신호를 인가받거나 생성하여 휴지 상태에서 기동할 수 있다. 상기 제어 장치들은 초기구동부(130)가 공급하는 교류 전원으로 기동할 수 있다.
한편, 에너지 저장 장치(10)은 외부 장치인 이동 수단으로부터 기동 신호를 인가받거나, 에너지 저장 장치(10)에 포함된 기동 신호 출력 장치(예를 들면, 푸쉬 스위치, 토글스위치 등)를 통해 기동 신호를 생성할 수 있다. 상기 제어 장치들은 상기 기동 신호를 인가 받으면 초기구동부(130)가 제공하는 구동 전원으로 기동할 수 있다. 변환제어부(123)의 기동으로 전력변환부(121)가 작동되면, 전원 선택부(160)는 상기 미리 설정된 기준값을 초과하는 전압을 감지할 수 있고, 상기 제어 장치들을 구동하는 구동 전원을 초기구동부(130)에서 전력변환부(121)로 절체한다.
도 4는 일 실시예에 따른 에너지 저장 장치(10)이 휴지 상태에서 기동되는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 4에 도시된 흐름도는, 도 2에 도시된 에너지 저장 장치(10)에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 이하에서 생략된 내용이라 하더라도, 도 2에서 도시된 구성들에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 4에 도시된 흐름도에도 적용됨을 알 수 있다.
도 4를 참조하면, 휴지 상태에 돌입한 에너지 저장 장치(10)은 전력변환부(121)의 작동이 중지된다. 이 경우, 전원 선택부(160)는 도 2를 참조하여 설명한 미리 설정된 기준값 이하의 전력변환부(121)의 출력 전압을 감지할 수 있다(S101).
전원 선택부(160)는, 전력변환부(121)의 출력 전압이 상기 미리 설정된 기준값 이하의 값을 갖는다면, 도 2를 참조하여 설명한 제어 장치들의 구동 전원을 공급하는 전원공급원으로 초기구동부(130)를 선택하여 상기 제어장치들과 연결시킨다. 한편, 상기 제어 장치들은 초기구동부(130)에 의해 구동 전원이 인가되어도 기동 신호가 인가되기 전까지 작동하지 않는다(S103).
에너지 저장 장치(10)은 기동 신호를 생성하거나, 기동 신호를 인가 받으면 상기 제어 장치들을 기동시킨다. 구체적으로, 에너지 저장 장치(10)은 초기구동부(130)가 변환한 교류 전력을 이용하여 제어 장치들을 기동시킬 수 있다(S105).
상기 기동 신호 및 초기구동부(130)가 공급하는 교류 전력으로 변환제어부(123)가 기동하면, 변환제어부(123)는 전력변환부(121)를 작동시킬 수 있다. 이 경우, 전력변환부(121)는 변환제어부(123)의 제어에 따라 배터리(230)의 직류 전력을 교류 전력으로 변환을 시작한다(S107).
전원 선택부(160)는 전력변환부(121)의 동작으로 미리 설정된 기준값을 초과하는 전압의 크기를 갖는 교류 전원을 감지할 수 있다(S109).
전원 선택부(160)는, 상기 미리 설정된 기준값을 초과하는 전력변환부(121)의 출력 전압을 감지하면, 상기 제어 장치들에 공급되는 동작 전원을 초기구동부(130)에서 전력변환부(121)로 절체한다(S111).
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 적어도 하나의 배터리를 포함하는 배터리 시스템;
    상기 배터리 시스템의 입출력 전력의 특성을 교류-직류 또는 직류-교류로 변환하는 전력변환부;
    상기 전력변환부의 동작을 제어하는 변환제어부;
    상기 배터리 시스템의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하고, 상기 교류 전력을 상기 변환제어부를 기동시키기 위한 전원으로 공급하는 초기구동부; 및
    상기 전력변환부의 출력 전압을 감지하고, 상기 전력변환부의 출력 전압의 크기에 기초하여 상기 초기구동부가 출력하는 교류 전력 및 상기 전력변환부가 출력하는 교류 전력 중 어느 하나의 교류 전력을 선택하여 상기 변환제어부의 동작 전원으로 공급하는 전원 선택부;를 포함하는 에너지 저장 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변환제어부는 교류 전원으로 동작하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전원 선택부는, 상기 전력변환부의 출력 전압이 미리 설정된 기준값 이하이면, 상기 변환제어부에 공급되는 동작 전원을 상기 초기구동부가 출력하는 교류 전원을 선택하여 공급하는 에너지 저장 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 변환제어부는, 기동 신호를 인가 받으면, 상기 초기구동부의 출력 전력으로 기동하여 상기 전력변환부를 기동시키는 에너지 저장 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전원 선택부는, 상기 전력변환부가 기동하여 상기 전력변환부의 출력 전압이 미리 설정된 기준값을 초과하면, 상기 전력변환부가 출력하는 교류 전원을 상기 변환제어부의 동작 전원으로 선택하는 에너지 저장 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배터리는 적어도 하나의 배터리 셀 및 배터리 관리부를 포함하는 에너지 저장 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 배터리 관리부에 제어 신호를 인가하여 충방전을 제어하고, 상기 변환제어부에 제어 신호를 인가하여 상기 전력변환부의 출력량을 제어하는 에너지 관리부;를 더 포함하고,
    상기 초기구동부는 상기 에너지 관리부를 기동시키는 전원을 공급하는 에너지 저장 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 전원 선택부는, 상기 전력변환부의 출력 전압이 미리 설정된 기준값 이하이면, 상기 에너지 저장 장치의 동작 전원을 상기 초기구동부의 출력 전력으로 선택하여 공급하는 에너지 저장 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전원 선택부는, 상기 전력변환부의 출력 전압이 미리 설정된 기준값을 초과하면, 상기 전력변환부가 출력하는 교류 전원을 상기 에너지 관리부의 동작 전원으로 선택하여 공급하는 에너지 저장 장치.
  10. 배터리, 전력변환부, 전력변환부를 제어하는 변환제어부 및 에너지 관리부를 포함하는 에너지 관리 시스템의 구동방법에 있어서,
    전력변환부의 출력 전압의 크기를 감지하는 단계;
    상기 전력변환부의 출력 전압의 크기가 미리 설정된 기준값 이하인 경우에 초기구동부가 배터리의 직류 전력을 교류 전력으로 변환한 전력을 상기 변환제어부가 기동하기 위한 동작 전원으로 제공하는 단계;
    상기 변환제어부가 기동 신호로 기동하여 상기 전력변환부를 작동시키는 단계;
    상기 전력변환부가 상기 배터리의 직류 전력을 교류 전력으로 변환하는 단계; 및
    상기 전력변환부의 출력 전압이 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우에 상기 전력변환부가 변환한 교류 전력을 상기 변환제어부가 동작하기 위한 동작 전원으로 공급하는 단계;를 포함하는 에너지 저장 장치의 구동 방법.
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