KR101027314B1 - 다중 배터리 충전 시스템 - Google Patents

다중 배터리 충전 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101027314B1
KR101027314B1 KR1020090026639A KR20090026639A KR101027314B1 KR 101027314 B1 KR101027314 B1 KR 101027314B1 KR 1020090026639 A KR1020090026639 A KR 1020090026639A KR 20090026639 A KR20090026639 A KR 20090026639A KR 101027314 B1 KR101027314 B1 KR 101027314B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
battery
individual
voltage
controller
batteries
Prior art date
Application number
KR1020090026639A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100108129A (ko
Inventor
류대우
신병철
Original Assignee
주식회사 뉴티씨 (Newtc)
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 주식회사 뉴티씨 (Newtc) filed Critical 주식회사 뉴티씨 (Newtc)
Priority to KR1020090026639A priority Critical patent/KR101027314B1/ko
Publication of KR20100108129A publication Critical patent/KR20100108129A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101027314B1 publication Critical patent/KR101027314B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H02J7/0018—Circuits for equalisation of charge between batteries using separate charge circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/28—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the electric energy storing means, e.g. batteries or capacitors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16538—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
    • G01R19/16542—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies for batteries
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
    • Y02T90/167—Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles, i.e. smartgrids as interface for battery charging of electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S30/00—Systems supporting specific end-user applications in the sector of transportation
    • Y04S30/10—Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
    • Y04S30/12—Remote or cooperative charging
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S320/00—Electricity: battery or capacitor charging or discharging
    • Y10S320/18—Indicator or display
    • Y10S320/21—State of charge of battery

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

다중 배터리 충전 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 배터리에 포함되는 각 개별 배터리에 개별적으로 결합하여 개별 배터리의 충전 및 방전을 제어하는 배터리 컨트롤러 및 복수의 배터리 컨트롤러가 개별 배터리의 충전 및 방전을 제어하도록 복수의 배터리 컨트롤러를 제어하는 메인 컨트롤러를 포함하는 다중 배터리 충전 시스템은 복수의 배터리를 개별적으로 제어함으로써 배터리를 안정적으로 충전 또는 방전할 수 있고, 각 배터리의 상태정보를 반영하여 전체 배터리를 충전 또는 방전함으로써 배터리의 개수에 구애받지 않고 안정적인 관리 및 개별 배터리 고장에 대한 개별 대처가 가능하며, 관리 비용이 저렴한 효과가 있다.
배터리, 충전, 컨트롤러, 다중.

Description

다중 배터리 충전 시스템{Multi-cell recharging system}
본 발명은 배터리 시스템에 관한 것으로, 특히 다중 배터리 충전 시스템에 관한 것이다.
현재 전자 기기의 발전과 더불어 전기 공급을 위한 배터리 관련 기술도 다양한 방식에서 발전되고 있다. 특히, 신재생 에너지, 예를 들면, 환경 친화적인 태양열, 풍력, 수력, 지열 등으로부터 추출된 에너지를 효과적으로 이용하기 위하여 이를 저장할 수 있는 배터리 충전 시스템에 대한 기술이 개발되고 있다.
이러한 배터리 충전 시스템은 에너지 저장을 위하여 하나의 배터리를 사용하지 않고, 복수의 배터리를 사용하는 경우가 일반적이다. 이 경우 배터리 충전 시스템은 각 배터리를 개별적으로 제어하지 않고, 병렬 또는 직렬로 연결된 복수의 배터리를 하나의 군으로 묶어 제어한다.
예를 들면, 태양광 전지의 경우 태양광이 입사하는 복수의 셀을 마련하여 태양 에너지를 전기로서 저장한다. 이 경우 각 셀은 직렬, 병렬 또는 직병렬 혼합식 으로 배열되어 있으며, 이러한 셀 어레이는 하나의 단위로 인식되어 충방전이 제어된다. 따라서 복수의 셀 중에 고장난 셀이 존재하는 경우 전체 셀 어레이가 사용가능하지 않게 되거나 그 수명이 작아지는 문제점이 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
본 발명은 복수의 배터리를 개별적으로 제어함으로써 배터리를 안정적으로 충전 또는 방전할 수 있는 다중 배터리 충전 시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 각 배터리의 상태정보를 반영하여 전체 배터리를 충전 또는 방전함으로써 배터리의 개수에 구애받지 않고 안정적인 관리 및 개별 배터리 고장에 대한 개별 대처가 가능하며, 관리 비용이 저렴한 다중 배터리 충전 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 제시하는 이외의 기술적 과제들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 배터리에 포함되는 각 개별 배터리에 개별적으로 결합하여 개별 배터리의 충전 및 방전을 제어하는 배터리 컨트롤러 및 복수의 배터리 컨트롤러가 개별 배터리의 충전 및 방전을 제어하도록 복수의 배터리 컨트롤러를 제어하는 메인 컨트롤러를 포함하는 다중 배터리 충전 시스템이 제공된다.
본 실시예에 따른 다중 배터리 충전 시스템은 개별 배터리에 개별적으로 결합하여 개별 배터리의 전압을 측정하고, 측정된 전압 데이터를 배터리 컨트롤러에 전달하는 개별 전압 센서를 더 포함하되, 배터리 컨트롤러는 전달된 전압 데이터가 기준값 보다 작은 경우 개별 배터리를 충전할 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 다중 배터리 충전 시스템은 개별 배터리에 개별적으로 결합하여 개별 배터리의 온도를 측정하고, 측정된 온도 데이터를 배터리 컨트롤러에 전달하는 온도 센서 및 개별 배터리의 온도를 제어할 수 있는 히터를 더 포함하되, 배터리 컨트롤러는 전달된 온도 데이터가 미리 설정된 기준값 보다 작은 경우 히터를 가동하여 개별 배터리의 온도를 상승시킬 수 있다.
또한, 메인 컨트롤러는 기준값을 개별 배터리에 따라 다르게 설정할 수 있으며, 메인 컨트롤러와 유선 또는 무선으로 연결되어 메인 컨트롤러를 제어하는 리모트 컨트롤러가 상술한 실시예에 더 포함될 수 있다.
또한, 메인 컨트롤러는 개별 배터리의 상태정보를 배터리 컨트롤러로부터 수신하되, 메인 컨트롤러는 복수의 배터리로부터 측정되는 전체 전압이 소정의 기준 전체 전압보다 작은 경우 상태정보에 포함되는 충전상태(SOC) 정보가 양호한 개별 배터리만 방전하도록 배터리 컨트롤러를 제어하며, 배터리 부족 메시지를 출력할 수 있다.
메인 컨트롤러는 상태정보가 불량한 개별 배터리는 개별적으로 충전 및 방전 기능을 정지하도록 배터리 컨트롤러를 제어할 수 있다.
또한, 개별 배터리와 배터리 컨트롤러는 무접점 릴레이(SSR : Solid State Relay)에 연결될 수 있고, 개별 배터리를 충전하는 에너지는 태양열 에너지, 풍력 에너지, 조력 에너지, 지열 에너지 및 바이오 에너지 중 어느 하나 이상의 에너지일 수 있으며, 개별 배터리를 충전하는 에너지가 태양열 에너지인 경우, 태양열이 입사되는 개별 배터리의 셀 모듈은 미리 저장된 시간 정보에 상응하여 태양과 마주보도록 회전할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 잇점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명에 따른 다중 배터리 충전 시스템은 복수의 배터리를 개별적으로 제어함으로써 배터리를 안정적으로 충전 또는 방전할 수 있고, 각 배터리의 상태정보를 반영하여 전체 배터리를 충전 또는 방전함으로써 배터리의 개수에 구애받지 않고 안정적인 관리 및 개별 배터리 고장에 대한 개별 대처가 가능하며, 관리 비용이 저렴한 효과가 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 본 명세서에서 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 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 배터리 충전 시스템의 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, 메인 컨트롤러(110), 배터리 컨트롤러(120a, 120b, 120c), 개별 배터리(130a, 130b, 130c), 리모트 컨트롤러(140), 에너지 소스(150), 전압 로드부(160), 전체 전압 센서(170)가 도시된다.
본 실시예는 하나의 메인 컨트롤러(110)가 전체 배터리 컨트롤러(120a, 120b, 120c)를 제어하고, 각 배터리 컨트롤러(120a, 120b, 120c)는 메인 컨트롤러(110)의 제어에 상응하여 개별 배터리(130a, 130b, 130c)를 제어하는 특징이 있다. 즉, 개별 배터리(130a, 130b, 130c)는 이를 개별적으로 제어하는 배터리 컨트롤러(120a, 120b, 120c)와 결합함으로써, 충전, 방전, 고장 등의 상태정보에 맞게 개별적으로 제어될 수 있다.
메인 컨트롤러(110)는 배터리 컨트롤러(120a, 120b, 120c)로부터 개별 배터리(130a, 130b, 130c)의 상태정보를 수신하며, 각 상태정보에 맞게 설정된 명령신호를 배터리 컨트롤러(120a, 120b, 120c)에 전송한다. 메인 컨트롤러(110)와 배터리 컨트롤러(120a, 120b, 120c)는 RS-422, RS-485, RS-232, 패럴렐, 무선 등 다양한 유무선 통신 방식에 의해 연결될 수 있다. 배터리 컨트롤러(120a, 120b, 120c) 는 각 개별 배터리(130a, 130b, 130c)마다 하나씩 연결되어 있으며, 메인 컨트롤러(110)가 배터리 컨트롤러(120a, 120b, 120c)를 제어함으로써, 각 개별 배터리(130a, 130b, 130c)를 제어할 수 있다.
이러한 방식에 따르면, 개별 배터리(130a, 130b, 130c)는 그 개수에 상관없이 배터리 컨트롤러(120a, 120b, 120c)에 의해 그 상태정보에 상응하여 제어되기 때문에 안정적으로 충전, 방전 및 관리될 수 있는 장점이 있다. 본 실시예에서의 상태정보는 개별 배터리(130a, 130b, 130c)의 충전, 방전 및 관리를 위한 모든 정보를 포함하며, 예를 들면, 개별 배터리(130a, 130b, 130c)의 SOC(status of charge) 추정 정보, 만충전 감지 정보, 각 배터리(셀)간 전압의 균형 유지 정보, 개별 배터리(130a, 130b, 130c)의 SOC에 따른 최대 충전 및 방전 전압의 제어 정보, 안전 관리 및 냉각 제어 정보 등이 될 수 있다.
개별 배터리(130a, 130b, 130c)는 고유의 식별자를 가질 수 있으며, 메인 컨트롤러(110)는 이러한 식별자를 이용하여 배터리 컨트롤러(120a, 120b, 120c)를 통해 개별 배터리(130a, 130b, 130c)를 제어할 수 있다.
메인 컨트롤러(110)는 상태정보가 불량한 개별 배터리(130a, 130b, 130c)는 개별적으로 충전 및 방전 기능을 정지하도록 배터리 컨트롤러(120a, 120b, 120c)를 제어할 수 있다. 이러한 제어 기능에 따라 상태가 불량한 개별 배터리(130a, 130b, 130c)는 그 기능을 더 이상 수행하지 않으므로, 전체적인 배터리 시스템에서는 안정적인 출력을 나올 수 있는 장점이 있다. 불량 배터리가 교체된 경우에는 그 상태정보가 양호한 것으로 측정될 것이므로, 다시 그 기능이 수행되도록 제어될 수 있 음은 물론이다.
메인 컨트롤러(110)에서는 개별 배터리(130a, 130b, 130c)의 충전 및 방전 현황을 기록하며, 상술한 상태정보를 나타낼 수 있는 데이터를 저장하며, 사용자의 조작에 따라 디스플레이할 수도 있다. 이러한 구성에 의하면, 개별 배터리(130a, 130b, 130c)의 상태, 시스템 부하 정도가 체크되고, 적절한 배터리 용량 및 상태가 표시될 수 있다.
메인 컨트롤러(110)는 리모트 컨트롤러(140)에 의해 원격 제어될 수 있다. 리모트 컨트롤러(140)는 메인 컨트롤러(110)와 LAN, 모뎀 및 무선 등과 같은 통신 방식으로 연결되어 원격으로 메인 컨트롤러(110)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 리모트 컨트롤러(140)는 원격으로 전압 데이터 또는 온도 데이터가 비교되는 소정의 기준값의 크기를 제어하거나 기준 전체 전압의 크기를 제어하는 등 설정을 변경하거나, 상술한 바와 같이 적절한 배터리 용량 및 상태가 표시되도록 메인 컨트롤러(110)를 제어할 수 있다. 이를 위하여, 리모트 컨트롤러(140)는 명령 신호를 송신하고, 응답 신호를 수신하여 관련 정보(소리, 텍스트, 영상 등)를 출력하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 메인 컨트롤러(110)는 개별 배터리(130a, 130b, 130c) 전체로부터 측정되는 전체 전압이 소정의 기준 전체 전압보다 작은 경우에는 충전상태(SOC)가 양호한 배터리만 방전될 수 있도록 제어한다. 즉, 전압 로드부(160)에 인가된 복수의 개별 배터리(130a, 130b, 130c)의 전체 전압은 전체 전압 센서(170)에 의해 측정된다. 측정된 전체 전압이 미리 설정된 기준 전체 전압 보다 작은 경우에는 전체적으 로 충전이 부족한 상태이므로, 메인 컨트롤러(110)는 상술한 상태정보에 포함되는 충전상태(SOC)가 양호한 개별 배터리(130a, 130b, 130c)만 방전될 수 있도록 제어한다. 여기서, 충전상태(SOC) 정보가 소정의 기준 정보 이상인 경우에 충전상태(SOC)가 양호하다고 판단할 수 있다. 또한, 사용자에게 배터리 충전이 부족한 상태인지 알려주기 위해서, 메인 컨트롤러(110)는 배터리 부족 메시지(소리, 불빛, 텍스트, 영상 등)를 출력할 수 있다.
개별 배터리(130a, 130b, 130c)는 배터리 컨트롤러(120a, 120b, 120c)의 제어에 따라 에너지 소스(150)로부터 충전 에너지를 공급받아 충전된다. 에너지 소스(150)는 다양하게 설정될 수 있으며, 예를 들면, 일반적인 전원, 하이브리드 자동차의 발전 구조, 종래 발전 방법에 따른 원천(화력, 수력, 원자력 등), 신재생 에너지(태양열 에너지, 풍력 에너지, 조력 에너지, 지열 에너지, 바이오 에너지 등)가 될 수 있다.
신재생 에너지와 같이 자연계의 에너지를 재생하여 발전하는 경우에는 개별 배터리(130a, 130b, 130c)의 개수가 일반적으로 커지므로, 본 실시예가 적용되면, 안정적인 배터리 충전이 가능한 장점이 있다. 물론, 본 발명이 이러한 에너지 소스(150)의 종류에 한정되지 않음은 당연하다. 또한, 에너지 소스(150)로부터 개별 배터리(130a, 130b, 130c)가 충전되는 방식은 본 발명의 통상의 기술자에게는 자명한 사항이므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
종래의 하이브리드 자동차용 배터리 중 일부 배터리가 이상이 발생하는 경우 공회전시, 정지시 또는 배터리 구동 주행 중에 전체 배터리가 구동되지 않아 시동 이 꺼지는 문제가 발생할 수 있다. 하지만, 본 실시예에 따른 다중 배터리 충전 시스템이 하이브리드 자동차용 배터리에 적용되는 경우에는 상태정보가 불량한 개별 배터리(130a, 130b, 130c)는 개별적으로 제어될 수 있으므로, 전체 배터리의 기능은 정상적으로 수행될 수 있다. 즉, 종래의 하이브리드 자동차용 배터리 중 일부 배터리가 고장나면, 전체 배터리를 교환하여야 하므로, 교체 비용 및 시간 소모가 많이 발생하는 문제점이 있다. 하지만, 본 실시예가 적용된 하이브리드 자동차용 배터리는 이상이 있는 셀 별로 교체가 가능하며, 실시간으로 그 셀만 기능을 정지시킬 수 있으므로, 시동이 커지지 않으며, 교체 비용이 절감되고, 교체 시간도 짧아질 수 있는 장점이 있다. 여기서, 하이브리드 자동차는 주행상태(속도, 정지 여부 등)에 따라 배터리로 구동되는 자동차를 의미하며, 일반 전기자동차도 본 발명의 권리 범위에 포함될 수 있다.
또한, 개별 배터리(130a, 130b, 130c)를 충전하는 에너지가 태양열 에너지인 경우, 태양열이 입사되는 개별 배터리의 셀 모듈은 미리 저장된 시간 정보에 상응하여 태양과 마주보도록 회전할 수 있다. 즉, 본 실시예는 시간 정보와 이에 따른 태양의 고도 정보를 미리 저장한 후 시간 정보 및 태양의 고도 정보에 따라 개별 배터리(130a, 130b, 130c)가 태양광에 수직하게 마주볼 수 있도록 회전하는 구조를 가질 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 배터리 충전 시스템 중 배터리 컨트롤러(120)의 블록 구성도이다. 도 2를 참조하면, 개별 컨트롤러(121), 온도 센 서(122), 개별 전압 센서(123), SSR(124, 125)이 도시된다. 상술한 바와의 차이점을 위주로 설명한다.
개별 컨트롤러(121)는 본 실시예에 따른 배터리 충전 시스템의 임베디드 컨트롤러 또는 중앙처리유닛(CPU)과 같은 마이콤이 될 수 있다. 개별 컨트롤러(121)는 메인 컨트롤러(110)로부터 명령 신호를 수신하여 개별 배터리(130)를 제어한다.
개별 컨트롤러(121)와 개별 배터리(130)는 무접점 릴레이(SSR : Solid State Relay)(124)에 연결되어 에너지 소스(150)에 의한 충전을 위해 스위칭할 수 있다. 이 경우 무소음 처리가 가능하여 본 실시예는 전체적으로 동작 소음이 작아질 수 있는 장점이 있다. 또한, 상술한 바와 같이 전체 전압의 로드를 위해 개별 컨트롤러(121)와 개별 배터리(130)는 전압 로드부(160)로 방전시 무접점 릴레이(125)를 통해 스위칭될 수 있다.
온도 센서(122)는 개별 배터리(130)에 개별적으로 결합하여 개별 배터리(130)의 온도를 측정하고, 측정된 온도 데이터를 개별 컨트롤러(121)에 전달한다. 개별 컨트롤러(121)는 전달된 온도 데이터가 미리 설정된 기준값 보다 작은 경우 히터(미도시)를 가동하여 개별 배터리(130)의 온도를 상승시킬 수 있다. 여기서, 히터는 열을 이용하여 개별 배터리(130)의 온도를 제어할 수 있다. 이와 반대로, 기온이 너무 높은 경우에는 에어 컨디셔너(미도시)와 같은 별도의 장치를 마련하여 개별 배터리(130)의 온도를 낮출 수 있음은 물론이다.
개별 전압 센서(123)는 개별 배터리(130)에 개별적으로 결합하여 개별 배터리(130)의 전압을 측정하고, 측정된 전압 데이터를 개별 컨트롤러(121)에 전달한 다. 개별 컨트롤러(121)는 전달된 전압 데이터가 기준값 보다 작은 경우 개별 배터리를 충전할 수 있다.
메인 컨트롤러(110)는 온도 데이터 및/또는 전압 데이터가 비교되는 기준값을 개별 배터리에 따라 다르게 설정할 수 있다. 예를 들면, 상술한 배터리의 상태정보에 대한 양호도 또는 불량도에 따라 상기 기준값의 수치를 달리 설정함으로써 복수의 개별 배터리(130)에 대한 개별 제어가 가능하도록 한다.
도 2에서는 온도 센서(122)와 개별 전압 센서(123)가 배터리 컨트롤러(120)에 포함되는 경우를 도시하였으나, 이에 포함되지 않고, 별도의 장치로 구현될 수 있음은 물론이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 배터리 충전 시스템이 수행하는 방법의 흐름도이다.
단계 S310에서는, 메인 컨트롤러(110)는 배터리 컨트롤러(120)로부터 각 개별 배터리(130)를 개별적으로 제어하기 위해서 각 개별 배터리(130)로부터 상술한 배터리 상태정보를 수신한다. 단계 S320에서는, 메인 컨트롤러(110)는 리모트 컨트롤러(140)로부터 배터리 컨트롤러(120)를 제어하기 위한 원격 제어 신호를 수신한다.
단계 S330에서는, 메인 컨트롤러(110)는 복수의 배터리 컨트롤러(120)를 개별적으로 제어한다. 예를 들면, 단계 S333에서는, 상술한 바와 같이 메인 컨트롤러(110)는 개별 배터리(130) 전체로부터 측정되는 전체 전압이 소정의 기준 전체 전압보다 작은 경우에는 충전상태가 양호한 배터리만 방전될 수 있도록 제어한다.
또한, 단계 S336에서는, 메인 컨트롤러(110)는 상태정보가 불량한 개별 배터리(130)는 개별적으로 충전 및 방전 기능을 정지하도록 배터리 컨트롤러(120)를 제어할 수 있다. 이러한 개별 제어 기능에 따라 상태가 양호한 개별 배터리(130)만 정상 작동을 하고, 상태가 불량한 개별 배터리(130)는 그 기능을 더 이상 수행하지 않으므로, 전체적인 배터리 시스템에서는 안정적인 출력을 나올 수 있는 장점이 있음은 상술한 바와 같다.
단계 S340에서는, 개별 배터리(130)의 충전 전압이 비교되는 기준 전압보다 낮을 경우 배터리 컨트롤러(120)는 개별 배터리(130)를 충전하는 충전 모드에 진입하며, 이러한 충전 모드는 다음과 같이 세단계로 나뉘어 질 수 있다. 첫째 단계는 충전 전압이 매우 낮은 단계로 개별 배터리(130)가 거의 방전된 상태이다. 이 경우, 전류를 천천히 올려줌으로써 개별 배터리(130)를 천천히 충전시키는 완만한 충전 모드로 진입한다. 둘째 단계는 개별 배터리(130) 전압이 최저 일정 전압 이상이며, 급속 충전 모드로 충전하는 단계이다. 이 경우는 개별 배터리(130)가 허용하는 최대 전류를 입력하면서 충전한다. 셋째 단계는 개별 배터리(130) 전압이 만충 전압 이상일 경우이며, 최대 충전 가능 전압 까지 천천히 충전될 수 있도록 완만한 충전 모드로 진입한다.
해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다중 배터리 충전 시스템의 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다중 배터리 충전 시스템 중 배터리 컨트롤러의 블록 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 다중 배터리 충전 시스템이 수행하는 방법의 흐름도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 메인 컨트롤러 120a, 120b, 120c : 배터리 컨트롤러
121 : 개별 컨트롤러 122 : 온도 센서
123 : 개별 전압 센서 124, 125 : SSR
130a, 130b, 130c : 개별 배터리 140 : 리모트 컨트롤러
150 : 에너지 소스 160 : 전압 로드부
170 : 전체 전압 센서

Claims (11)

  1. 개별적으로 교환가능한 복수의 배터리에 포함되는 각 개별 배터리에 개별적으로 결합하여 상기 개별 배터리의 충전 및 방전을 제어하는 복수의 배터리 컨트롤러;
    상기 배터리 컨트롤러로부터 상기 개별 배터리의 상태정보를 수신하고 각 상태정보에 상응하여 상기 복수의 배터리 컨트롤러가 결합한 상기 개별 배터리의 충전 및 방전을 제어하도록 상기 복수의 배터리 컨트롤러를 개별적으로 제어하는 메인 컨트롤러;
    상기 메인 컨트롤러의 제어에 의해 상기 개별 배터리의 상태정보를 출력하는 디스플레이부;
    상기 개별 배터리에 개별적으로 결합하여 상기 개별 배터리의 전압을 측정하고, 상기 측정된 전압 데이터를 상기 배터리 컨트롤러에 전달하는 개별 전압 센서;
    상기 개별 배터리에 개별적으로 결합하여 상기 개별 배터리의 온도를 측정하고, 상기 측정된 온도 데이터를 상기 배터리 컨트롤러에 전달하는 온도 센서;
    상기 개별 배터리의 온도를 제어할 수 있는 히터; 및
    상기 메인 컨트롤러와 무선으로 연결되어, 상기 전압 데이터가 비교되는 기준 전압 또는 상기 온도 데이터가 비교되는 기준값의 크기를 제어하고 기준 전체 전압의 크기를 변경하며, 상기 개별 배터리 용량 및 상태가 표시되도록 상기 메인 컨트롤러를 원격 제어하는 리모트 컨트롤러를 포함하되,
    상기 메인 컨트롤러는 상기 상태정보가 불량을 나타내는 상기 개별 배터리만 개별적으로 충전 및 방전 기능을 정지하도록 해당 개별 배터리에 결합된 상기 배터리 컨트롤러를 제어하고,
    상기 배터리 컨트롤러는 상기 전달된 전압 데이터가 기준 전압 보다 작은 경우 상기 개별 배터리를 충전하며,
    상기 배터리 컨트롤러는 상기 전달된 온도 데이터가 기준값 보다 작은 경우 상기 히터를 가동하여 상기 개별 배터리의 온도를 상승시키고,
    상기 메인 컨트롤러는 상기 기준 전압 및 상기 기준값을 상기 개별 배터리에 따라 다르게 설정하며,
    상기 메인 컨트롤러는 상기 복수의 배터리로부터 측정되는 전체 전압이 상기 기준 전체 전압보다 작은 경우 상기 상태정보에 포함되는 충전상태(SOC) 정보가 양호한 상기 개별 배터리만 방전하도록 상기 배터리 컨트롤러를 제어하며, 배터리 부족 메시지를 출력하고,
    상기 상태정보가 불량을 나타내는 상기 개별 배터리는 개별적으로 교환가능하며,
    상기 개별 배터리를 충전시, 충전 모드는 상기 개별 배터리의 전압이 최저 일정 전압 미만인 경우 완만 충전 모드, 상기 개별 배터리의 전압이 상기 최저 일정 전압 이상이고 만충 전압 미만인 경우 급속 충전 모드, 상기 개별 배터리의 전압이 상기 만충 전압 이상인 경우 완만 충전 모드로 구분되는 것을 특징으로 하는 다중 배터리 충전 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 배터리는 하이브리드 자동차용 배터리인 것을 특징으로 하는 다중 배터리 충전 시스템.
KR1020090026639A 2009-03-27 2009-03-27 다중 배터리 충전 시스템 KR101027314B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090026639A KR101027314B1 (ko) 2009-03-27 2009-03-27 다중 배터리 충전 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090026639A KR101027314B1 (ko) 2009-03-27 2009-03-27 다중 배터리 충전 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100108129A KR20100108129A (ko) 2010-10-06
KR101027314B1 true KR101027314B1 (ko) 2011-04-06

Family

ID=43129747

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090026639A KR101027314B1 (ko) 2009-03-27 2009-03-27 다중 배터리 충전 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101027314B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101262265B1 (ko) 2011-11-11 2013-05-08 (주)인텍에프에이 전기에너지 저장장치 충전 시스템
WO2013133555A1 (ko) * 2012-03-05 2013-09-12 Jung Eun-Ey 무선 제어 방식의 배터리 에너지 저장장치
WO2018231573A1 (en) * 2017-06-15 2018-12-20 A123 Systems Llc System and method for operating a dual battery system
KR20230055246A (ko) 2021-10-18 2023-04-25 일호솔루션 주식회사 멀티 출력이 가능한 에너지 저장시스템

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9406981B2 (en) * 2011-01-18 2016-08-02 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery system and energy storage system including the same
KR101872472B1 (ko) * 2011-11-04 2018-06-29 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩, 배터리 관리부, 및 배터리 시스템
KR101299269B1 (ko) * 2011-12-30 2013-08-23 주식회사 포스코아이씨티 배터리 에너지 저장 시스템
US9267993B2 (en) * 2012-05-23 2016-02-23 Lawrence Livermore National Security, Llc Battery management system with distributed wireless sensors
KR102063209B1 (ko) * 2013-09-16 2020-01-07 엘지전자 주식회사 이동 단말기와 그의 배터리 충전방법
KR102366739B1 (ko) * 2015-06-09 2022-02-23 엘지전자 주식회사 배터리 제어 장치, 배터리 제어 시스템 및 배터리 제어 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03121123U (ko) * 1990-03-26 1991-12-11
JP2001008369A (ja) * 1999-06-21 2001-01-12 Sony Corp 電源装置、電源ユニット及び制御方法
JP2002374631A (ja) * 1992-05-13 2002-12-26 Sony Corp 電池充放電装置
KR100704944B1 (ko) * 2005-01-31 2007-04-06 주식회사 리버트론 전기 자동차용 배터리 관리 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03121123U (ko) * 1990-03-26 1991-12-11
JP2002374631A (ja) * 1992-05-13 2002-12-26 Sony Corp 電池充放電装置
JP2001008369A (ja) * 1999-06-21 2001-01-12 Sony Corp 電源装置、電源ユニット及び制御方法
KR100704944B1 (ko) * 2005-01-31 2007-04-06 주식회사 리버트론 전기 자동차용 배터리 관리 시스템

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101262265B1 (ko) 2011-11-11 2013-05-08 (주)인텍에프에이 전기에너지 저장장치 충전 시스템
WO2013133555A1 (ko) * 2012-03-05 2013-09-12 Jung Eun-Ey 무선 제어 방식의 배터리 에너지 저장장치
WO2018231573A1 (en) * 2017-06-15 2018-12-20 A123 Systems Llc System and method for operating a dual battery system
KR20230055246A (ko) 2021-10-18 2023-04-25 일호솔루션 주식회사 멀티 출력이 가능한 에너지 저장시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100108129A (ko) 2010-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101027314B1 (ko) 다중 배터리 충전 시스템
KR102479719B1 (ko) 배터리 제어 시스템 및 방법
JP5838313B2 (ja) 蓄電池充放電制御装置および蓄電池充放電制御方法
TWI352477B (ko)
JP5798887B2 (ja) 蓄電システム
CN102655243B (zh) 电池***
JP2015517292A (ja) 急速充電ステーションを備える電気車両充電施設
WO2013129499A1 (ja) 制御装置、制御システム及び蓄電池制御方法
CN108528234B (zh) 一种燃料电池保护***及其充电方法
KR101855451B1 (ko) 셀 밸런싱 기능이 있는 셀 모듈을 갖는 배터리팩
WO2012157475A1 (ja) 電源システム及び電源システムの識別情報設定方法並びに電池ユニット
KR101509148B1 (ko) 태양광 발전 시스템, 축전지 운용 장치 및 그 방법
US20190319479A1 (en) Energy storage device for a photovoltaic system, and method for operating an energy storage device of a photovoltaic system
KR101545136B1 (ko) 독립형 마이크로 그리드의 발전기 출력 제어 방법 및 시스템
CN103413983A (zh) 风力发电机组用铅酸电池组的充电方法及充电管理***
JP2010025824A (ja) 組電池組電池監視装置
JP2012050211A (ja) 電力系統蓄電システム
US9853474B2 (en) Battery pack and driving method thereof
JP2015192579A (ja) 蓄電池システムおよび消費電力制御方法
KR20220131082A (ko) 태양광 발전의 분산형 에너지 저장시스템 및 이를 이용한 태양광 발전시스템
US20190280494A1 (en) Method and system for managing electrochemical batteries of a power supply facility in case of battery failure
US9929571B1 (en) Integrated energy storage system
JP5122699B1 (ja) 電力蓄積システム、および、蓄電モジュールの制御方法
WO2012043133A1 (ja) 蓄電池充放電制御装置および蓄電池充放電制御方法
KR102284859B1 (ko) 다수의 충전기 관리가 용이한 그리드 참여형 전기자동차 충전시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140206

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190306

Year of fee payment: 9