KR101586286B1 - Battery rack of selecting a charge or discharge path and system comprising the battery back - Google Patents
Battery rack of selecting a charge or discharge path and system comprising the battery back Download PDFInfo
- Publication number
- KR101586286B1 KR101586286B1 KR1020140065689A KR20140065689A KR101586286B1 KR 101586286 B1 KR101586286 B1 KR 101586286B1 KR 1020140065689 A KR1020140065689 A KR 1020140065689A KR 20140065689 A KR20140065689 A KR 20140065689A KR 101586286 B1 KR101586286 B1 KR 101586286B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- battery
- voltage
- rack
- bus
- path
- Prior art date
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
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
-
- 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]
-
- 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
-
- 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
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/00302—Overcharge protection
-
- 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
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/00306—Overdischarge protection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
본 발명은 배터리 랙을 포함하는 배터리 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따른 배터리 랙을 포함하는 배터리 시스템은 상기 배터리 랙에서 충방전되는 에너지를 제어하는 PCS(Power Conditioning System); 상기 배터리 랙의 에너지 충방전을 위한 DC 버스; 상기 DC 버스에 접속되며, 상기 DC 버스의 DC 전압과 상기 배터리 랙의 랙 전압을 측정하여, 상기 DC 전압과 상기 랙 전압의 차이가 미리 결정된 기준 이상인 경우 입력되는 전원의 경로를 프리차지 저항을 포함하는 경로로 선택하는 배터리 랙을 포함한다. 본 발명에 따르면 충방전 경로 선택이 가능한 배터리 랙 및 이를 포함하는 시스템에 의하면, 배터리 랙 내에서 충방전되는 에너지의 경로를 선택적으로 제어하여 DC 버스와 배터리 전압의 전압 차에 의한 배터리 시스템의 파손을 방지 할 수 있다. The present invention relates to a battery system including a battery rack, wherein a battery system including a battery rack according to the present invention includes: a PCS (Power Conditioning System) for controlling energy charged / discharged in the battery rack; A DC bus for energy charging and discharging of the battery rack; The DC bus is connected to the DC bus and measures the DC voltage of the DC bus and the rack voltage of the battery rack. When the difference between the DC voltage and the rack voltage is equal to or greater than a predetermined reference, And a battery rack for selecting a path to be used. According to the present invention, a battery rack capable of charge / discharge path selection and a system including the battery rack selectively controls the path of energy charged and discharged in the battery rack, thereby preventing the battery system from being damaged by the voltage difference between the DC bus and the battery voltage. .
Description
본 발명은 배터리 랙을 포함하는 배터리 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a battery system including a battery rack.
이차전지는 휴대용 기기, 전기 차량(EV, Electric Vehicle) 또는 하이브리드 차량(HEV, Hybrid Electric Vehicle) 등에 보편적으로 적용되고 있다. 이러한 이차전지는 화석 연료의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 장점을 가질 뿐만 아니라, 에너지의 사용에 따른 부산물이 발생되지 않는다는 점에서 환경 보호 및 에너지 효율성 향상을 위한 새로운 에너지원으로서 주목 받고 있다. BACKGROUND ART [0002] A secondary battery is widely applied to a portable device, an electric vehicle (EV), or a hybrid electric vehicle (HEV). Such a secondary battery not only has the advantage of drastically reducing the use of fossil fuels but also has attracted attention as a new energy source for environmental protection and energy efficiency improvement in that by-products are not generated due to the use of energy.
최근에는 스마트 그리드(Smart Grid)에 대한 관심이 높아지면서 지능형 전력망을 구축하기 위해 잉여 전력을 저장하는 대용량의 전력 저장 시스템이 요구되고 있다. 이러한 전력 저장 시스템은, 배터리 패킹(Packing) 기술의 한계로 인해, 일반적으로 하나 이상의 배터리들로 구성되는 배터리 랙(Battery Rack)들을 서로 연결하여 구성하게 된다.In recent years, interest in the Smart Grid has increased, and a large-capacity power storage system for storing surplus power has been required to build an intelligent power grid. Due to the limitations of the battery packing technique, such a power storage system is generally constructed by connecting battery racks composed of one or more batteries.
즉, 대용량의 전력 저장 시스템을 구축하기 위해 랙 하우징에 직렬 및/또는 병렬로 연결된 복수개의 배터리 모듈을 설치함으로써 배터리 랙을 형성하고, 이러한 배터리 랙을 직렬 및/또는 병렬로 복수개 연결한다. That is, a battery rack is formed by installing a plurality of battery modules connected in series and / or in parallel to the rack housing to construct a large-capacity power storage system, and these battery racks are connected in series and / or in parallel.
이때, 수 kWh, 또는 MWh 시스템을 구성하기 위해서는 배터리 랙을 병렬로 구성하는 경우, 단위 배터리 랙이 DC 버스에 접속할 때 배터리 랙 간에 전압 차이가 있으면 큰 전류가 발생할 수 있으며, 큰 전류가 순간적으로 흐르는 경우 전력 저장 시스템이 파손이 되는 위험이 있다. At this time, when the battery racks are configured in parallel to construct the system of several kWh or MWh, when there is a voltage difference between the battery racks when the unit battery rack is connected to the DC bus, a large current may be generated and a large current may flow instantaneously There is a risk of damage to the power storage system.
종래기술의 경우 이러한 대용량의 전력 저장 시스템의 배터리 랙을 관리하기 위하여 별도의 랙 보호회로를 구비하여 안정적으로 충전 또는 방전을 수행하기 위한 구성을 개시하고 있으나, 랙 보호회로와 랙 BMS(Battery Management System)를 물리적으로 분리하여 구성하여 랙 보호회로로 공급되는 대전류 경로가 랙 BMS를 통과하지 않도록 제어할 뿐 랙 내의 베터리 모듈에 공급되는 전류의 크기를 제어하는 구성은 개시하고 있지 않다.In the prior art, a separate rack protection circuit is provided to manage a battery rack of such a large-capacity power storage system to stably charge or discharge. However, a rack protection circuit and a rack BMS ) Are physically separated from each other so as to control the large current path supplied to the rack protection circuit not to pass through the rack BMS but to control the magnitude of the current supplied to the battery module in the rack.
상술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 배터리의 전압과 DC 버스의 전압을 측정하여 전압의 차이가 있는 경우 프리차지 저항을 통하여 전류의 크기를 제한하여 DC 버스에 접속하도록 하는 배터리 랙의 구성을 제안하는 것을 목적으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a battery rack structure for measuring a voltage of a battery and a voltage of a DC bus to limit a magnitude of a current through a precharge resistor when there is a difference in voltage, It is aimed to propose.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 배터리 시스템을 구성하는 복수의 배터리 랙은, 상기 배터리 랙의 에너지 충방전을 위한 DC 버스에 접속된 배선과 접속하여 상기 DC 버스의 DC 전압과 상기 배터리 랙의 랙 전압을 측정하는 전압 측정부; 및 상기 전압측정부의 전압 측정 결과를 입력 받고, 상기 배터리 랙의 에너지 충방전 경로를 선택하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 DC 전압과 상기 랙 전압의 차이가 미리 결정된 기준 이상인 경우 상기 충방전 경로를 프리차지 저항을 포함하는 경로로 선택하는 것이 바람직하다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery system including a plurality of battery racks connected to a DC bus for energy charging and discharging of a battery rack, the battery rack including a DC voltage of the DC bus and a rack voltage of the battery rack, A voltage measuring unit for measuring; And a control unit for receiving a voltage measurement result of the voltage measuring unit and selecting an energy charging and discharging path of the battery rack, wherein the control unit controls the charging and discharging path of the battery rack when the difference between the DC voltage and the rack voltage is equal to or greater than a predetermined reference. Is selected as the path including the pre-charge resistance.
상기 경로는 상기 DC 버스와 접속된 배선의 한 지점에서 내부 배터리로 직접 연결되는 제1 경로와, 상기 지점에서 상기 내부 배터리로 상기 프리차지 저항을 포함하여 연결되는 제2 경로를 포함하고, 상기 제어부는 상기 전압의 차이가 미리 결정된 기준 이상인 경우 상기 제2 경로로 선택하는 것이 바람직하다.Wherein the path includes a first path directly connected to the internal battery at one point of the wiring connected to the DC bus and a second path connected to the internal battery at the point including the precharge resistance, It is preferable to select the second path if the difference in voltage is equal to or greater than a predetermined reference.
상기 전압 측정부는 상기 DC 버스의 +단에 접속된 배선에 접속하는 두 개의 접속 부와, 상기 DC 버스의 -단에 접속된 배선에 접속하는 하나의 접속 부를 포함하고, 상기 랙 전압은 상기 두 개의 접속 부를 통해 측정하고, 상기 DC 전압은 상기 두 개의 접속 부 중 하나와 상기 하나의 접속 부를 통해 측정하는 것이 바람직하다.Wherein the voltage measuring unit includes two connecting units connected to the wiring connected to the positive end of the DC bus and one connecting unit connected to the wiring connected to the negative end of the DC bus, And the DC voltage is measured through one of the two connection portions and the one connection portion.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 N개의 배터리 랙을 포함하는 배터리 시스템은 상기 배터리 랙에서 충방전되는 에너지를 제어하는 PCS(Power Conditioning System); 상기 배터리 랙의 에너지 충방전을 위한 DC 버스; 상기 DC 버스에 접속되며, 상기 DC 버스의 DC 전압과 상기 배터리 랙의 랙 전압을 측정하여, 상기 DC 전압과 상기 랙 전압의 차이가 미리 결정된 기준 이상인 경우 입력되는 전원의 경로를 프리차지 저항을 포함하는 경로로 선택하는 배터리 랙을 포함하는 것이 바람직하다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery system including N battery racks, the system comprising: a PCS (Power Conditioning System) for controlling energy charged and discharged in the battery rack; A DC bus for energy charging and discharging of the battery rack; The DC bus is connected to the DC bus and measures the DC voltage of the DC bus and the rack voltage of the battery rack. When the difference between the DC voltage and the rack voltage is equal to or greater than a predetermined reference, And a battery rack for selecting a route to be selected.
상기 배터리 랙은 상기 PCS에서 가장 먼 제1 배터리 랙 부터 순차적으로 상기 경로를 선택하여 상기 DC 버스에 접속되고, 상기 경로의 선택 후 상기 배터리 랙 간의 전압이 미리 결정된 범위 내에서 밸런싱 되면 상기 PCS에서 가장 가까운 제N 배터리 랙 부터 순차적으로 주차단기를 통해 상기 DC 버스에 접속되는 것이 바람직하다.Wherein the battery rack is connected to the DC bus by sequentially selecting the path from the first battery rack farthest from the PCS, and when the voltage between the battery racks is balanced within a predetermined range after the selection of the path, It is preferable that the DC bus is connected to the DC bus through the parking terminal sequentially from the nearest N battery rack.
상기 배터리 랙은, 상기 배터리 랙의 에너지 충방전을 위한 DC 버스에 접속된 배선과 접속하여 상기 DC 버스의 DC 전압과 상기 배터리 랙의 랙 전압을 측정하는 전압 측정부; 및 상기 전압측정부의 전압 측정 결과를 입력 받고, 상기 배터리 랙의 에너지 충방전 경로를 선택하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 DC 전압과 상기 랙 전압의 차이가 미리 결정된 기준 이상인 경우 상기 충방전 경로를 프리차지 저항을 포함하는 경로로 선택하는 것이 바람직하다.Wherein the battery rack includes a voltage measuring unit connected to a wiring connected to a DC bus for energy charging and discharging of the battery rack to measure a DC voltage of the DC bus and a rack voltage of the battery rack; And a control unit for receiving a voltage measurement result of the voltage measuring unit and selecting an energy charging and discharging path of the battery rack, wherein the control unit controls the charging and discharging path of the battery rack when the difference between the DC voltage and the rack voltage is equal to or greater than a predetermined reference. Is selected as the path including the pre-charge resistance.
본 발명에 따른, 충방전 경로 선택이 가능한 배터리 랙 및 이를 포함하는 시스템에 의하면, 배터리 랙 내에서 충방전되는 에너지의 경로를 선택적으로 제어하여 DC 버스와 배터리 전압의 전압 차에 의한 배터리 시스템의 파손을 방지 할 수 있다. According to the present invention, a battery rack capable of charge / discharge path selection and a system including the same can selectively control the path of energy charged and discharged in a battery rack, thereby preventing damage to the battery system due to a voltage difference between the DC bus and the battery voltage Can be prevented.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 랙을 포함하는 배터리 시스템을 나타내는 도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 랙을 나타내는 도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 복수의 배터리 랙과 DC 버스간의 병렬 연결 방법을 나타내는 도이다.1 is a diagram illustrating a battery system including a battery rack according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a battery rack according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a parallel connection method between a plurality of battery racks and a DC bus according to the present embodiment.
이하의 내용은 단지 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 발명의 원리를 구현하고 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시예들은 원칙적으로, 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와같이 특별히 열거된 실시예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다. The following merely illustrates the principles of the invention. Therefore, those skilled in the art will be able to devise various apparatuses which, although not explicitly described or shown herein, embody the principles of the invention and are included in the concept and scope of the invention. It is also to be understood that all conditional terms and examples recited in this specification are, in principle, expressly intended for the purpose of enabling the inventive concept to be understood, and are not intended to be limiting as to such specially recited embodiments and conditions .
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: .
또한, 발명을 설명함에 있어서 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.In the following description, a detailed description of known technologies related to the present invention will be omitted when it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily blurred. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 랙(100)을 포함하는 배터리 시스템(10)을 나타내는 도이다.1 is a diagram illustrating a
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 배터리 시스템(10)은 PCS (Power Conditioning System) (200), DC 버스(300), 배터리 랙(100)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a
본 실시예에서 배터리 시스템(10) 은 복수 개의 배터리 랙(100)(110)를 포함하여 구성되며, 배터리 랙(100)이란 배터리 시스템(10) 을 구성하는 최소 단위를 의미하며, PRA(Power Relay Assembly)(미도시), 배터리(배터리 팩)(300) 및 BMS(110)(Battery Management System) 를 포함하여 이루어질 수 있다. 배터리 시스템(10)은 적어도 하나 이상의 배터리 랙(100)을 포함하여 이루어지며, 이때, 배터리 랙(100)은 서로 직렬 또는 병렬로 연결된다.In the present embodiment, the
본 실시예에서는 수 kWh, 또는 MWh 시스템을 구성하기 위해서는 배터리 랙(100)을 병렬로 구성하는 경우를 예를 들어 설명한다. In this embodiment, a case of configuring the battery racks 100 in parallel for constructing a few kWh or MWh system will be described as an example.
PRA는 일반적으로 대용량 고전압 배터리와 계통 사이에 위치하며, PRA를 통해 배터리에서 생산된 전력이 미리 정해진 값 이상 또는 이하가 되면 배터리 시스템(10) 에서 생산된 전력을 공급받아 소비하는 장치로 인가될 수 있다.The PRA is generally located between a large capacity high voltage battery and the grid. When the power generated by the battery reaches or exceeds a predetermined value through the PRA, the PRA can be applied to a device that receives and supplies power generated by the battery system have.
나아가 본 실시예에서 배터리(300)는 복수 개의 배터리 셀(Cell)(미도시)로 구성될 수 있으며, 이하 에서는 편의상 배터리 셀, 배터리 팩을 포함하여 '배터리'로 간략히 표현하기로 한다. Further, in the present embodiment, the
BMS(110)는 배터리 랙(100)을 관리하는 시스템을 의미하며, 배터리 랙(100)의 전압 또는 전류를 측정 할 수 있다. 또한, 배터리의 과충전 또는 과방전을 방지할 뿐만 아니라, 배터리 랙(100)의 상태를 최적화 한다.The
PCS(200)는 일반적으로 배터리에서 생산되는 DC전력을 AC전력으로 변환할 수 있으며, 이를 통해서 변환한 AC전력을 Grid 및 부하에 전달하거나, 변환한 AC전력을 DC전력으로 재변환하여 배터리에 재전달하는 DC-AC의 양방향 전송 및 신재생에너지발전을 통해서 생산된 전력을 배터리로 전달할 수 있다.The PCS 200 can convert the DC power generated by the battery to AC power through the AC power. The converted AC power is transferred to the Grid and the load, or the converted AC power is reconverted to DC power, The bi-directional transmission of the transmitting DC-AC and the power generation through renewable energy generation can be transferred to the battery.
본 실시예에 따른 대용량 에너지 저장 시스템의 PCS(200)는 배터리 시스템(10)의 잔존 용량(SOC, State Of Charge) 및 진단 상태를 확인하여 배터리 시스템(10)의 운용을 제어할 수 있다.The
DC 버스(300)는 배터리에서 생산되는 DC 전력을 Grid 및 부하에 전달하기 위하여 PCS(200)로 전송하거나, 충전을 위해 PCS(200)가 배터리에 DC 전력을 재전달하기 위한 전송 경로를 형성한다. The
나아가, 본 실시예에서 배터리 랙(100)은 DC 버스(300)에 접속되며, DC 버스(300)의 DC 전압과 배터리 랙(100)의 랙 전압을 측정하여, DC 전압과 랙 전압의 차이가 미리 결정된 기준 이상인 경우 입력되는 전원의 경로를 프리차지 저항(130)을 포함하는 경로로 선택한다.Further, in this embodiment, the
이하 도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 배터리 랙(100)에 대하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 배터리 랙(100)을 나타내는 도이다. 2 is a view showing a
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 배터리 랙(100)은 전압 측정부(114), 제어부(112)를 포함하며, 이는 BMS(110) 내부에 구성될 수 있다. 2, the
본 실시예에서 전압 측정부(114)는 배터리 랙(100)의 에너지 충방전을 위한 DC 버스(300)에 접속된 배선과 접속하여 DC 버스(300)의 DC 전압과 배터리 랙(100)의 랙 전압을 측정한다. The
본 실시예에서 전압을 측정하기 위하여 전압 측정부(114)는 DC 버스(300)의 +단에 접속된 배선에 접속하는 두 개의 접속 부(114a, 114b)와, DC 버스(300)의 -단에 접속된 배선에 접속하는 하나의 접속 부(114c)를 포함하고, 랙 전압은 두 개의 접속 부(114a, 114b)를 통해 측정하고, DC 전압은 두 개의 접속 부(114a, 114b) 중 하나와 하나의 접속 부(114c)를 통해 측정한다.In order to measure the voltage in this embodiment, the
즉, 도 2를 참조하면 전압 측정부(114)는 3개의 측정을 위한 배선을 포함하고 2개의 배선은 배터리 랙(100)의 랙 전압을 측정하기 위해 이용된다. 이때 2개의 배선은 DC 버스(300)의 +단에 접속된 배선에서, 이하 설명하는 본 실시예에서의 경로를 포함하는 지점에 각각 접속 된다. 2, the
도 2에서 두 개의 전압 측정용 배선 중 하나의 배선은 직접 연결되는 경로와 프리차지 저항(130)을 포함하여 연결되는 경로로 분기되기 이전의 지점에서 접속되고, 다른 하나의 배선은 분기가 끝난 지점에서 접속된다. In FIG. 2, one of the two voltage measurement wirings is connected at a point before being branched to a path including a direct connection path and a
따라서, 경로 선택의 결과와 무관하게 랙 전압을 측정할 수 있다. Therefore, the rack voltage can be measured regardless of the result of path selection.
나아가, 도 2를 참조하면 3개의 측정을 위한 배선 중 나머지 하나의 배선은 DC 버스(300)의 -단에 접속된 배선에 접속한 배선의 일 지점에 접속된다. 따라서 결과적으로 DC 버스(300)의 전압을 측정 할 수 있다. Further, referring to FIG. 2, the other wiring for the three measurements is connected to one point of the wiring connected to the wiring connected to the - end of the
다음, 전압 측정부(114)는 이상에 따른 DC 전압과 랙 전압의 측정 결과를 제어부(112)에 전송한다. 본 실시예에서 제어부(112)는 DC 전압과 랙 전압의 차이가 미리 결정된 기준 이상인 경우 충방전 경로를 프리차지 저항(130)을 포함하는 경로로 선택한다.Next, the
이때 미리 결정된 기준이라는 것은 본 실시예에서 이용하는 배터리 랙(100) 내의 회로에 위치하는 각종 소자의 허용 전류 값을 통해 결정되는 것으로서, 허용 전류 값을 초과하는 전류가 흐르게 되는 전압 차를 기준으로 설정하는 것이 바람직하다.Here, the predetermined reference is determined based on the allowable current value of various devices located in the circuit in the
즉, 본 실시예에서 경로는 DC 버스(300)와 접속된 배선의 한 지점에서 내부 배터리로 직접 연결되는 제1 경로와, 지점에서 내부 배터리로 프리차지 저항(130)을 포함하여 연결되는 제2 경로를 포함하고, 랙 전압과 DC 전압의 차이가 기준 이상의 차이가 나는 경우에는 경로를 프리차지 저항(130)을 포함하는 제2 경로로 설정한다. That is, in this embodiment, the path includes a first path directly connected to the internal battery at one point of the wiring connected to the
도 2를 참조하면, 본 실시예에서의 경로 설정은 스위칭 소자(112a, 112b)를 통해 구현 될 수 있다. 즉 본 실시예에서는 DC 버스(300)의 +단에 접속되어 배터리 랙(100) 내부의 배터리와 연결되는 배선의 일 지점에서 분기하여, 하나의 경로는 일반적인 배선으로 직접 연결되도록 구현하고 하나의 경로는 소정의 저항 값을 가지는 프리차지 저항(130)을 포함하여 구현된다. 분기후 각각의 경로는 다시 하나의 배선으로 합쳐져 배터리와 연결된다. Referring to Fig. 2, the routing in this embodiment can be implemented through the
제어부(112)는 각각의 경로에 설정된 스위칭 소자(112a, 112b)를 통해 경로를 결정한다. 즉 전압 차이가 기준을 초과하는 경우에는 직접 연결되는 경로의 스위칭 소자를 오프(112a)하고, 프리차지 저항(130)을 포함하는 경로의 스위칭 소자(112b) 를 온하여 프리차지 저항(130)을 통과하여 배터리와 DC 버스(300)의 +단이 연결되도록 한다. The
나아가 본 실시예에서 복수의 배터리 랙(100)과 DC 버스(300)간의 병렬 연결은 일련의 시퀀스에 의해 접속 될 수 있다. Further, in this embodiment, the parallel connection between the plurality of
이하 도 3을 참조하여 설명한다. 도3은 본 실시예에 따른 복수의 배터리 랙(100)과 DC 버스(300)간의 병렬 연결 방법을 나타내는 흐름도로서 도 3을 참조하면 본 실시예에 따른 병렬 연결 방법은 사용자 입력 단계(S100), 프리차지 회로를 통한 접속 단계(S200), 밸런싱 후 DC 버스(300) 접속 단계(S300)를 포함한다. This will be described below with reference to FIG. 3 is a flowchart illustrating a parallel connection method between a plurality of
사용자 입력 단계(S100)는 사용자로 부터 병렬 접속의 시작을 입력 받는 단계로서, 본 실시예에서는 사용자가 제1 배터리 랙(100)에 부착된 P-CHG 입력 버튼을 누르는 것을 통해 시작을 입력 받을 수 있다. 나아가 물리적인 버튼을 누르는 입력 방식 외에 무선 통신이나 소프트웨어 조작을 통하여 사용자로부터 시작을 입력받는 것도 가능하다. 또한, 사용자에 의해 미리 결정된 알고리즘에 따라 PCS(200)의 제어부(112)로 부터 자동으로 병렬 접속의 시작을 입력 받는 것도 가능하다. The user input step S100 is a step of receiving the start of the parallel connection from the user. In this embodiment, the user inputs the start by pressing the P-CHG input button attached to the
사용자로 부터 시작을 입력 받으면, 프리차지 회로를 통한 접속 단계(S200)는 제1 배터리 랙(100) 부터 상술한 방식에 따른 경로 선택 방법으로 DC 버스(300)와의 접속을 시작한다. 즉 도 1을 참조하면, 본 실시예에서 배터리 랙(100)은 PCS(200)에서 가장 먼 제1 배터리 랙(100) 부터 순차적으로 경로를 선택하여 DC 버스(300)에 접속된다.When the user inputs the start, the connection step (S200) through the precharge circuit starts connection with the DC bus (300) from the first battery rack (100) to the path selection method according to the above-described method. That is, referring to FIG. 1, in the present embodiment, the
다음 밸런싱 후 DC 버스(300) 접속 단계(S300)는 경로 선택으로, 배터리 랙(100)이 프리차지 회로를 포함하는 경로를 선택하여 접속하고, 배터리 랙(100) 간의 전압이 미리 결정된 범위 내에서 밸런싱 되면 PCS(200)에서 가장 가까운 제N 배터리 랙(100) 부터 순차적으로 주차단기를 통해 DC 버스(300)에 접속된다.After the next balancing, the connection step S300 of the
즉, 상술한 바와 같이 랙 전압과 DC 전압의 차이에 따라 경로를 선택하여 제1 배터리 랙(100)부터 제N 배터리 랙(100)까지 DC 버스(300)와 접속하고, 랙 간의 전압이 밸런싱되면 역순으로 제N 배터리 랙(100)부터 제1 배터리 랙(100)까지 주 차단기를 통하여 DC 버스(300)에 접속하게 된다.That is, as described above, the path is selected according to the difference between the rack voltage and the DC voltage to connect the
이상의 본 발명에 따르면, 배터리 랙 내에서 충방전되는 에너지의 경로를 선택적으로 제어하여 DC 버스와 배터리 전압의 전압 차에 의한 배터리 시스템의 파손을 방지 할 수 있다. According to the present invention, it is possible to selectively control the path of energy charged and discharged in the battery rack, thereby preventing the battery system from being damaged by the voltage difference between the DC bus and the battery voltage.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경으로 예를 들어, DC 버스의 구성을 달리하거나, 포함되는 배터리 랙 내부 회로의 +,- 방향을 바꾸는 등의 수정 및 치환이 가능할 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the essential characteristics thereof, It is possible to modify and replace the configuration of the bus or change the + or - direction of the battery rack internal circuit included.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
Claims (6)
상기 배터리 랙의 에너지 충방전을 위한 DC 버스에 접속된 배선과 접속하여 상기 DC 버스의 DC 전압과 상기 배터리 랙의 랙 전압을 측정하는 전압 측정부; 및
상기 전압측정부의 전압 측정 결과를 입력 받고, 상기 배터리 랙의 에너지 충방전 경로를 선택하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 DC 전압과 상기 랙 전압의 차이가 미리 결정된 기준 이상인 경우 상기 충방전 경로를 프리차지 저항을 포함하는 경로로 선택하고,
상기 전압 측정부는 상기 DC 버스의 +단에 접속된 배선에 접속하는 두 개의 접속 부와, 상기 DC 버스의 -단에 접속된 배선에 접속하는 하나의 접속 부를 포함하고,
상기 랙 전압은 상기 두 개의 접속 부를 통해 측정하고,
상기 DC 전압은 상기 두 개의 접속 부 중 하나와 상기 하나의 접속 부를 통해 측정하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙.In a plurality of battery racks constituting a battery system,
A voltage measuring unit connected to a wiring connected to a DC bus for energy charging and discharging of the battery rack to measure a DC voltage of the DC bus and a rack voltage of the battery rack; And
And a controller for receiving a voltage measurement result of the voltage measurement unit and selecting an energy charge / discharge path of the battery rack,
Wherein the control unit selects the charge / discharge path as a path including a precharge resistor when the difference between the DC voltage and the rack voltage is equal to or greater than a predetermined reference,
Wherein the voltage measuring unit includes two connecting units connected to the wiring connected to the positive end of the DC bus and one connecting unit connected to the wiring connected to the negative end of the DC bus,
The rack voltage is measured through the two connections,
Wherein the DC voltage is measured through one of the two connection portions and the one connection portion.
상기 경로는 상기 DC 버스와 접속된 배선의 한 지점에서 내부 배터리로 직접 연결되는 제1 경로와, 상기 지점에서 상기 내부 배터리로 상기 프리차지 저항을 포함하여 연결되는 제2 경로를 포함하고,
상기 제어부는 상기 전압의 차이가 미리 결정된 기준 이상인 경우 상기 제2 경로로 선택하는 것을 특징으로 하는 배터리 랙. The method according to claim 1,
Wherein the path includes a first path directly connected to the internal battery at one point of the wiring connected to the DC bus and a second path connected to the internal battery at the point including the pre-
Wherein the controller selects the second path when the voltage difference is equal to or greater than a predetermined reference value.
상기 배터리 랙에서 충방전되는 에너지를 제어하는 PCS(Power Conditioning System);
상기 배터리 랙의 에너지 충방전을 위한 DC 버스;
상기 DC 버스에 접속되며, 상기 DC 버스의 DC 전압과 상기 배터리 랙의 랙 전압을 측정하여, 상기 DC 전압과 상기 랙 전압의 차이가 미리 결정된 기준 이상인 경우 입력되는 전원의 경로를 프리차지 저항을 포함하고,
상기 배터리 랙은 상기 PCS에서 가장 먼 제1 배터리 랙 부터 순차적으로 상기 경로를 선택하여 상기 DC 버스에 접속되고,
상기 경로의 선택 후 상기 배터리 랙 간의 전압이 미리 결정된 범위 내에서 밸런싱 되면 상기 PCS에서 가장 가까운 제N 배터리 랙 부터 순차적으로 주차단기를 통해 상기 DC 버스에 접속되는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템. 1. A battery system comprising N battery racks,
A PCS (Power Conditioning System) for controlling energy charged / discharged in the battery rack;
A DC bus for energy charging and discharging of the battery rack;
The DC bus is connected to the DC bus and measures the DC voltage of the DC bus and the rack voltage of the battery rack. When the difference between the DC voltage and the rack voltage is equal to or greater than a predetermined reference, and,
Wherein the battery rack is connected to the DC bus by sequentially selecting the path from a first battery rack farthest from the PCS,
Wherein when the voltage between the battery racks is balanced within a predetermined range after the selection of the path, the DC bus is connected to the DC bus through the parking terminal sequentially from the Nth battery rack closest to the PCS.
상기 배터리 랙은,
상기 배터리 랙의 에너지 충방전을 위한 DC 버스에 접속된 배선과 접속하여 상기 DC 버스의 DC 전압과 상기 배터리 랙의 랙 전압을 측정하는 전압 측정부; 및
상기 전압측정부의 전압 측정 결과를 입력 받고, 상기 배터리 랙의 에너지 충방전 경로를 선택하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 DC 전압과 상기 랙 전압의 차이가 미리 결정된 기준 이상인 경우 상기 충방전 경로를 프리차지 저항을 포함하는 경로로 선택하는 것을 특징으로 하는 배터리 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the battery rack includes:
A voltage measuring unit connected to a wiring connected to a DC bus for energy charging and discharging of the battery rack to measure a DC voltage of the DC bus and a rack voltage of the battery rack; And
And a controller for receiving a voltage measurement result of the voltage measurement unit and selecting an energy charge / discharge path of the battery rack,
Wherein the controller selects the charge / discharge path as a path including a precharge resistor when a difference between the DC voltage and the rack voltage is equal to or greater than a predetermined reference value.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140065689A KR101586286B1 (en) | 2014-05-30 | 2014-05-30 | Battery rack of selecting a charge or discharge path and system comprising the battery back |
| PCT/KR2015/001898 WO2015182854A1 (en) | 2014-05-30 | 2015-02-26 | Battery rack capable of selecting charging/discharging path and system including same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140065689A KR101586286B1 (en) | 2014-05-30 | 2014-05-30 | Battery rack of selecting a charge or discharge path and system comprising the battery back |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150138899A KR20150138899A (en) | 2015-12-11 |
| KR101586286B1 true KR101586286B1 (en) | 2016-01-21 |
Family
ID=54699153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140065689A KR101586286B1 (en) | 2014-05-30 | 2014-05-30 | Battery rack of selecting a charge or discharge path and system comprising the battery back |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101586286B1 (en) |
| WO (1) | WO2015182854A1 (en) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040045747A (en) * | 2002-11-25 | 2004-06-02 | 현대자동차주식회사 | Power control unit simulation device of fuel cell hybrid electrical vehicle and method thereof |
| JP5529402B2 (en) * | 2008-08-13 | 2014-06-25 | 三菱重工業株式会社 | Power storage system |
| KR101147202B1 (en) * | 2010-10-13 | 2012-05-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | Power storage apparatus |
| US8593015B2 (en) * | 2010-10-28 | 2013-11-26 | A123 Systems Llc | Battery balancing system |
| US9406981B2 (en) | 2011-01-18 | 2016-08-02 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Battery system and energy storage system including the same |
| KR101265010B1 (en) * | 2011-08-03 | 2013-05-27 | 주식회사 포스코아이씨티 | Battery Conditioning System and Battery Energy Storage System including Battery Conditioning System |
| KR101629998B1 (en) * | 2012-02-07 | 2016-06-13 | 삼성에스디아이 주식회사 | Circuit for balancing cells and battery pack comprising the same |
-
2014
- 2014-05-30 KR KR1020140065689A patent/KR101586286B1/en active IP Right Grant
-
2015
- 2015-02-26 WO PCT/KR2015/001898 patent/WO2015182854A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20150138899A (en) | 2015-12-11 |
| WO2015182854A1 (en) | 2015-12-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10756548B2 (en) | Quick charging device with switching unit for individual battery module discharging | |
| US9401616B2 (en) | Battery pack, energy storage system including battery pack, and method of charging battery pack | |
| JP5633478B2 (en) | Storage battery | |
| JP6725201B2 (en) | Charge leveling device and power supply system | |
| KR102555753B1 (en) | Charging station for charging electric vehicles | |
| US9231440B2 (en) | Power supply apparatus and controlling method of the same | |
| US10230249B2 (en) | Battery pack, method for charging/discharging same, and power consumption device | |
| KR101470735B1 (en) | Apparatus and Method with an active balancing control circuit and an active balancing algorithm for charging and discharging the series connected secondary batteries | |
| US7928691B2 (en) | Method and system for cell equalization with isolated charging sources | |
| US10186878B2 (en) | System and method for balancing the charge of a plurality of energy storage modules | |
| US20130154569A1 (en) | Electric energy storage system and method of maintaining the same | |
| US7911179B2 (en) | Charging/discharging apparatus | |
| WO2012102128A1 (en) | Battery pack and power consuming device | |
| EP2161810A1 (en) | Cell balancing system comprising a transformer | |
| KR20130124881A (en) | Battery management system and energy system including the battery management system | |
| JP7496134B2 (en) | Energy Storage System | |
| KR101544601B1 (en) | Energy storage system having control algorithm for charging and discharging test | |
| US10391880B2 (en) | Battery pack and electric vehicle including the same | |
| JP2016208832A (en) | Battery control apparatus, battery module, battery pack, and battery control method | |
| KR20150138900A (en) | Battery system for controlling a bus line impedance of batter rack | |
| JP5314626B2 (en) | Power supply system, discharge control method, and discharge control program | |
| JP7276893B2 (en) | Power supply system and management device | |
| CN104901377A (en) | Energy-storage charging equipment and mobile charging equipment | |
| US20190067959A1 (en) | Battery pack balancing system | |
| KR101586286B1 (en) | Battery rack of selecting a charge or discharge path and system comprising the battery back |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| 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: 20181212 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191223 Year of fee payment: 5 |