KR101995227B1 - 에너지 저장장치의 진단 장치 및 방법 - Google Patents

에너지 저장장치의 진단 장치 및 방법 Download PDF

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조성민
김수열
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한국전력공사
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Abstract

본 발명은 에너지 저장장치의 진단 장치 및 방법에 관한 것으로, 배터리로 구성된 에너지 저장장치의 상태 및 상기 에너지 저장장치의 내부 공간의 상태에 대한 복수의 파라미터를 검출하기 위한 복수의 측정 유닛으로 구성된 측정부, 상기 측정부를 통해 측정 데이터를 획득하고, 획득된 측정 데이터에 소속도 함수를 적용하고 맘다니 퍼지(Mamdani fuzzy) 연산을 수행하여 상기 에너지 저장장치의 안전성 또는 열화 스트레스 상태를 판정하는 제어부 및 상기 제어부를 통해 판정된 안전성 또는 열화 스트레스 상태를 출력하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

에너지 저장장치의 진단 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF DIAGNOSIS FOR ENERGY STORAGE SYSTEM}
본 발명은 에너지 저장장치의 진단 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 리튬이온 배터리를 이용한 에너지 저장장치의 안전성 및 열화 스트레스를 진단하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
에너지 저장장치(Energy Storage System, 이하 ESS)는 전기 에너지를 충전하고 필요한 시점에 에너지를 방전하여 전력 사용을 유연하게 하는 설비이다. 리튬이온 배터리는 높은 효율과 에너지 밀도를 가지기 때문에, 리튬이온 배터리를 이용한 ESS가 가장 많이 사용되고 있다.
리튬이온 배터리의 경우 일반적으로 하나의 단일 전지는 2.2V~3.7V의 공칭 전압을 가지는데, 이러한 배터리 셀을 직병렬로 연결하여 750~1,000V의 전압을 가지고 1MWh의 에너지용량을 갖는 배터리 시스템을 구성할 수 있다.
이러한 리튬이온 배터리의 상태는 배터리 시스템의 BMS(Battery Management System)에 의해서 감시될 수 있으며, 이러한 BMS는 셀간 전압 차이 등을 해소하기 위한 cell balancing 동작 등을 수행한다. 일반적으로 BMS는 전압, 전류, 온도를 측정하여 배터리 셀의 충전상태(SOC, State Of Charge)와 열화 상태(SOH, State Of Healthy)를 판단한다.
이러한 ESS는 일반적으로 컨테이너로 구축되는 형태와 건축물 내부에 구축되는 형태로 구분된다. 이중 컨테이너 형은 단열과 이동이 용이하고 화재 발생 시 화재의 전파를 억제할 수 있다. 또한 건축물 내부에 구축되는 경우에도 컨테이너 형태와 유사하게 밀폐된 공간에 구축되는 것이 일반적이다.
ESS는 케이블 인입을 위한 인입구(cable hole)가 존재하지 때문에 내부가 완전히 밀폐될 수는 없으며, 이에 따라 내부의 온도 및 습도를 유지하기 위한 HVAC(Heating Ventilation Air Conditioner) 등을 이용한다.
이와 같은 ESS를 관리하는 관리자가 배터리의 상태를 확인하기 위해서는 컨테이너의 도어를 개방하고, 컨테이너 내부의 BMS 모니터를 확인하여야만 하도록 구성되는 경우가 많으며, 이는 컨테이너 내부 온도와 습도의 유지에 영향을 주게 된다. 또한 ESS는 완전 충전시에 1,000V의 전압이 충전되어 있으므로, 컨테이너 내부의 BMS를 일일이 확인하는 것은 안전상의 측면에서 문제가 있다.
한편 본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2017-0132513호 (2017.12.04)에 개시되어 있다.
본 발명은 배터리로 구성된 에너지 저장장치의 안전성 및 열화 스트레스를 종합적으로 진단하여 관리자가 직관적으로 파악할 수 있도록 하는 에너지 저장장치의 진단 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 에너지 저장장치의 진단 장치는 배터리로 구성된 에너지 저장장치의 상태 및 상기 에너지 저장장치의 내부 공간의 상태에 대한 복수의 파라미터를 검출하기 위한 복수의 측정 유닛으로 구성된 측정부; 상기 측정부를 통해 측정 데이터를 획득하고, 획득된 측정 데이터에 소속도 함수를 적용하고 맘다니 퍼지(Mamdani fuzzy) 연산을 수행하여 상기 에너지 저장장치의 안전성 또는 열화 스트레스 상태를 판정하는 제어부; 및 상기 제어부를 통해 판정된 안전성 또는 열화 스트레스 상태를 출력하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 측정부는, 상기 에너지 저장장치의 내부 공간에 설치된 복수개의 온도센서; 상기 내부 공간에 설치된 습도센서; 상기 에너지 저장장치의 출력 DC 전류를 측정하는 전류 측정부; 배터리 랙(rack)들이 병렬로 연결된 모선의 DC 전압을 측정하는 전압 측정부; 배터리 랙을 구성하는 배터리 모듈 중 복수개의 모듈의 전압을 측정하는 전압 편차 측정부; 상기 에너지 저장장치의 외함(enclosure)과 접지선이 연결된 지점의 전류를 측정하는 접지선 전류 측정부; 및 상기 내부 공간에 설치된 연기센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 온도센서는, 배터리 랙의 수직 길이를 기준으로 20~30% 지점에 적어도 하나 이상 설치되고, 70~80% 지점에 적어도 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제어부는, 각각의 파라미터별 소속도 함수에 각각의 측정 데이터를 대입하여 각각의 파라미터별 소속도 값을 산출하고, 산출된 파라미터별 소속도 값을 미리 설정된 규칙에 대입하여 안전성 상태에 대한 출력 소속도 값 또는 열화 스트레스 상태에 대한 출력 소속도 값을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제어부는, 상기 안전성 상태에 대한 출력 소속도 값에 따른 안전성 상태에 대한 소속도 함수의 비퍼지화(defuzzification)를 통해 상기 에너지 저장장치의 안전성 상태를 판정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제어부는, 상기 열화 스트레스 상태에 대한 출력 소속도 값에 따른 열화 스트레스 상태에 대한 소속도 함수의 비퍼지화를 통해 상기 에너지 저장장치의 열화 스트레스 상태를 판정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제어부는, 무게 중심법을 이용하여 상기 비퍼지화를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 에너지 저장장치는 컨테이너 형태인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 에너지 저장장치의 진단 방법은 제어부가, 배터리로 구성된 에너지 저장장치의 상태 및 상기 에너지 저장장치의 내부 공간의 상태에 대한 복수의 파라미터를 검출하기 위한 복수의 측정 유닛으로 구성된 측정부를 통해 측정 데이터를 획득하는 단계; 상기 제어부가, 상기 획득된 측정 데이터에 소속도 함수를 적용하고 맘다니 퍼지 연산을 수행하여 상기 에너지 저장장치의 안전성 또는 열화 스트레스 상태를 판정하는 단계; 및 상기 제어부가, 상기 판정된 안전성 또는 열화 스트레스 상태를 표시부를 통해 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 에너지 저장장치의 안전성 또는 열화 스트레스 상태를 판정하는 단계는, 상기 제어부가, 각각의 파라미터별 소속도 함수에 각각의 측정 데이터를 대입하여 각각의 파라미터별 소속도 값을 산출하는 단계; 및 상기 제어부가, 산출된 파라미터별 소속도 값을 미리 설정된 규칙에 대입하여 안전성 상태에 대한 출력 소속도 값 또는 열화 스트레스 상태에 대한 출력 소속도 값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 에너지 저장장치의 안전성 또는 열화 스트레스 상태를 판정하는 단계는, 상기 제어부가, 상기 안전성 상태에 대한 출력 소속도 값에 따른 안전성 상태에 대한 소속도 함수의 비퍼지화를 통해 상기 에너지 저장장치의 안전성 상태를 판정하는 단계; 및 상기 제어부가, 상기 열화 스트레스 상태에 대한 출력 소속도 값에 따른 열화 스트레스 상태에 대한 소속도 함수의 비퍼지화를 통해 상기 에너지 저장장치의 열화 스트레스 상태를 판정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 에너지 저장장치의 진단 장치 및 방법은 다수 및 다종의 센서를 통해 에너지 저장장치에 관한 복수의 파라미터를 검출하고, 맘다니 퍼지 연산을 통해 검출 데이터를 종합적으로 분석하여 에너지 저장장치의 안전성 또는 열화 스트레스 상태를 판정하며, 판정 결과를 색상 변경이 가능한 램프와 같은 표시장치를 통해 표시해 줌으로써, 관리자가 에너지 저장장치의 상태를 직관적으로 파악할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 진단 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 진단 장치의 온도에 따른 소속도 함수를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 진단 장치의 전류에 따른 소속도 함수를 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 진단 장치의 습도에 따른 소속도 함수를 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 진단 장치의 전압에 따른 소속도 함수를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 진단 장치의 온도편차에 따른 소속도 함수를 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 진단 장치의 전압편차에 따른 소속도 함수를 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 진단 장치의 접지선 전류에 따른 소속도 함수를 나타낸 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 진단 장치의 안전성 출력 소속도 함수를 나타낸 예시도이다.
도 10는 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 진단 장치의 열화 스트레스 출력 소속도 함수를 나타낸 예시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 진단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 에너지 저장장치의 진단 장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 진단 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 진단 장치는 제어부(100), 온도센서(110), 습도센서(120), 전류 측정부(130), 전압 측정부(140), 전압 편차 측정부(150), 접지선 전류 측정부(160), 연기센서(170) 및 표시부(180)를 포함한다.
온도센서(110)는 에너지 저장장치의 내부 공간에 복수개 설치되어, 에너지 저장장치의 온도를 측정할 수 있다. 이러한 온도센서(110)는 컨테이너 등의 구조를 고려하여 온도편차를 측정 할 수 있도록 배터리 랙(rack)의 바닥을 기준으로 하되, 랙의 수직 길이 기준 70~80% 지점(즉, 상부)과 20~30% 지점(즉, 하부)에 설치될 수 있다.
습도센서(120)는 에너지 저장장치의 내부 공간에 설치되어, 해당 공간의 습도를 측정할 수 있다. 습도는 배터리 시스템의 절연 성능을 분석하는데 중요한 파라미터이므로, 배터리 랙의 상부 또는 하부 중 고압 측에 가까운 곳에 설치될 수 있다.
전류 측정부(130)는 에너지 저장장치의 전체 출력 DC 전류를 측정할 수 있다. 이때 전류를 측정하는 다양한 방식이 이미 널리 알려져 있으므로, 그 중 하나의 방식이 채용될 수 있다.
전압 측정부(140)는 배터리 랙들이 병렬로 연결된 모선의 DC 전압을 측정할 수 있다. 즉, 전압 측정부(140)는 에너지 저장장치의 전체 출력 DC 전압을 측정할 수 있다. 이때 전압을 측정하는 다양한 방식이 이미 널리 알려져 있으므로, 그 중 하나의 방식이 채용될 수 있다.
전압 편차 측정부(150)는 배터리 랙을 구성하는 배터리 모듈 중에서 복수개의 모듈의 전압을 측정할 수 있다. 예를 들어, 전압 편차 측정부(15)는 배터리 랙을 구성하는 다수의 배터리 모듈 중 4개 이상의 모듈에 대한 전압을 측정할 수 있다.
접지선 전류 측정부(160)는 에너지 저장장치의 외함(enclosure)과 접지선이 연결된 지점의 전류를 측정할 수 있다.
연기센서(170)는 에너지 저장장치의 내부 공간에 설치되어, 내부 공간의 연기 발생 여부를 검출할 수 있다. 이러한 연기 센서는 에너지 저장장치의 내부 공간의 천장에 설치될 수 있으며, 소방용 연기센서와 겸용으로 사용될 수 있다.
표시부(180)는 디스플레이 장치를 포함하여, 안전성 또는 열화 스트레스 상태를 출력할 수 있다. 예를 들어, 표시부(180)는 에너지 저장장치의 외부에 설치된 2개의 램프를 포함할 수 있으며, 해당 램프의 색상은 변경될 수 있다.
즉, 안전성 표시 램프의 경우 안전성 상태에 따라 정상 상태에서는 초록색으로 표시되고, 주의 상태에서는 주황색으로 표시되며, 이상 상태에서는 적색으로 표시될 수 있다. 또한 열화 스트레스 표시 램프의 경우 열화 상태에 따라 각각 초록색, 주황색, 적색으로 표시될 수 있다.
도 2 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 각 파라미터에 대한 소속도 함수를 나타낸 예시도이다.
도 2에서 볼 수 있듯이, 온도센서(110)를 통해 도출되는 온도값(복수개의 온도센서를 사용하는 경우 대푯값)은 -30℃~70℃의 범위에서 매우 낮음, 낮음, 중간, 높음, 매우 높음에 따른 소속도 값을 가진다. 예를 들어 온도가 10℃이면 중간 소속도 함수의 값은 1이며 나머지 소속도 함수의 값은 0이다. 만약 온도가 0℃이면 낮음과 중간의 소속도 함수는 0.5이며 나머지 소속도 함수의 값은 0이다.
전류 측정부(130)를 통해 측정되는 전류값 역시 온도와 유사하게 도 3과 같이 정의된 소속도 함수에 의해서 매우 높은 충전, 높은 충전, 정상, 높은 방전, 매우 높은 방전에 따른 소속도 값을 가진다. 이때 전류는 정격전류에 대한 Pu값으로 연산될 수 있으며, 음수를 충전 상태 양수를 방전 상태로 정의한다.
습도센서(120)를 통해 측정되는 습도는 도 4와 같이 정의된 소속도 함수에 의해서 정상과 높음에 따른 소속도 값을 가진다. 이때 습도는 상대습도값이 사용될 수 있다.
전압 측정부(140)를 통해 측정되는 전압값은 도 5와 같이 정의된 소속도 함수에 의해서 낮음, 정상, 높음에 따른 소속도 값을 가진다.
복수개의 온도센서(110)를 통해 측정되는 온도값에 따른 온도편차는 복수개의 온도센서(110)의 평균값에 대한 최대값을 %단위로 환산하여, 도 6과 같이 정의된 소속도 함수에 의해서 정상, 높음, 매우 높음에 따른 소속도 값을 가진다.
전압 편차 측정부(150)를 통해 측정되는 전압편차는 모듈단위 전압의 편차를 %단위로 환산하여 산출될 수 있다. 예를 들어, 복수개의 전압값의 평균값에 대한 최대값을 %단위로 환산할 수 있다. 이러한 전압 편차는 도 7과 같이 정의된 소속도 함수에 의해서 정상, 높음에 따른 소속도 값을 가진다.
접지선 전류 측정부(160)를 통해 측정되는 접지선 선류는 mA를 단위로 하여 도 8과 같이 정의된 소속도 함수에 의해 정상, 높음에 따른 소속도 값을 가진다.
연기센서(170)를 통해 검출되는 값은 연기가 감지되면 1의 값을 가지고, 감지되지 않으면 0의 값을 가지도록 하여 소속도 값과 같이 표현된다.
제어부(100)는 획득된 측정 데이터에 상술한 것과 같은 소속도 함수를 적용하고 맘다니 퍼지(Mamdani fuzzy) 연산을 수행하여 에너지 저장장치의 안전성 또는 열화 스트레스 상태를 판정할 수 있다.
즉, 제어부(100)는 각각의 파라미터별 소속도 함수에 각각의 측정 데이터를 대입하여 각각의 파라미터별 소속도 값을 산출하고, 산출된 파라미터별 소속도 값을 미리 설정된 규칙에 대입하여 안전성 상태에 대한 출력 소속도 값 또는 열화 스트레스 상태에 대한 출력 소속도 값을 산출할 수 있다.
예를 들어, 미리 설정된 규칙은 아래와 같이 정의될 수 있다.
규 칙 안전성 열화 스트레스
온도가 매우높다. 이상 매우 높음
온도가 중간이고 전류가 정상이고 전압이 정상이
고 온도편차가 정상이고 전압편차가 정상이다		 - 정상
온도가 높다 주의 높음
충전 전류가 매우 높다 이상 매우 높음
방전 전류가 매우 높다 이상 매우 높음
습도가 높고 전압이 높다 이상 -
접지선전류가 높다 이상 -
충전 전류가 높다 - 높음
방전 전류가 높다 - 높음
온도편차가 높다 높음
온도편차가 매우 높다 매우 높음
전압편차가 높다 매우 높음
온도가 높고 전류가 충전이다 매우 높음
온도가 낮고 전류가 충전이다 매우 높음
온도가 중간이고 전류가 정상이고 습도가 정상이
고 전압이 정상이고 접지선 전류가 정상이다		 정상 -
온도가 높고 연기센서가 동작이다 이상 -
각각의 파라미터에 대한 소속도 값은 상기와 같은 규칙에 따른 만다니 퍼지 연산의 의해서 출력 함수의 소속도 값으로 도출될 수 있다. 이때 안전성 상태에 대한 출력 소속도 함수는 도 9와 같고, 열화 스트레스 상태에 대한 출력 소속도 함수는 도 10과 같다.
즉, 제어부(100)는 안전성 상태에 대한 출력 소속도 값에 따른 안전성 상태에 대한 소속도 함수의 비퍼지화(defuzzification)를 통해 에너지 저장장치의 안전성 상태를 판정할 수 있고, 열화 스트레스 상태에 대한 출력 소속도 값에 따른 열화 스트레스 상태에 대한 소속도 함수의 비퍼지화를 통해 에너지 저장장치의 열화 스트레스 상태를 판정할 수 있다. 이때 제어부(100)는 무게 중심법을 이용하여 비퍼지화를 수행할 수 있다.
구체적으로, 예를 들어, 습도가 90%이고 전압 990V이면 습도는 "높다"의 소속도가 1이고 전압은 "높다"의 소속도가 0.57이 된다. 규칙 6에서 볼 수 있듯이, "습도가 높고 전입이 높으면"은 'AND'연산으로 연결된 규칙이므로, "이상" 상태에 대한 출력의 소속도 값이 0.57이 된다. 이후 그림 9와 같은 안전성 소속도 함수 중 "이상"에 대한 함수에서 y축값이 0.57보다 낮은 영역의 면적의 x축 중심값은 0.852가 되어, 안전성 지수의 출력값은 0.852가 된다.
제어부(100)는 이렇게 출력된 안전성 지수의 출력값에 따라 에너지 저장장치의 안전성을 판정할 수 있으며, 예를 들어, 안전도 지수가 0.25 미만이면 정상 상태로 판정하고, 0.25 이상이면 주의 상태로 판정하며, 0.75 이상이면 이상 상태로 판정하여 표시부(180)의 표시를 제어할 수 있다.
이와 유사하게, 제어부(100)는 열화 스트레스 지수가 0.25 미만이면 정상 상태, 0.25 이상이면 열화 진행 상태, 0.75 이상이면 높은 열화 진행 상태로 판정하고, 각각 초록색, 주황색, 적색으로 나타낼 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장장치의 진단 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11에 도시된 것과 같이, 제어부(100)는 먼저 측정부를 통해 측정 데이터를 획득한다(S200). 예를 들어, 제어부(100)는 온도센서(110), 습도센서(120), 전류 측정부(130), 전압 측정부(140), 전압 편차 측정부(150), 접지선 전류 측정부(160) 및 연기센서(170)를 통해 에너지 저장장치의 상태 및 에너지 저장장치의 내부 공간의 상태에 대한 복수의 파라미터에 대한 값을 획득할 수 있다.
이후 제어부(100)는 회득된 파라미터별로 퍼지 소속도 값을 계산한다(S210). 예를 들어, 제어부(100)는 도 2 내지 도 8에 도시된 것과 같은 소속도 함수를 이용하여 각 파라미터별 소속도 값을 산출할 수 있다.
이어서 제어부(100)는 미리 설정된 규칙에 따라 파라미터별 소속도 값으로부터 출력 소속도 값을 계산한다(S220). 예를 들어, 제어부(100)는 맘다니 퍼지 연산을 수행하여 에너지 저장장치의 안전성 또는 열화 스트레트 상태에 대한 출력 소속도 값을 계산할 수 있다.
이후 제어부(100)는 비퍼지화를 통해 에너지 저장장치의 안전성 또는 열화 스트레스 상태를 판정한다(S230). 예를 들어, 제어부(100)는 무게 중심법을 이용하여 비퍼지화를 수행할 수 있으며, 출력된 안전도 지수가 0.25 미만이면 정상 상태로 판정하고, 0.25 이상이면 주의 상태로 판정하며, 0.75 이상이면 이상 상태로 판정할 수 있다. 또한 제어부(100)는 열화 스트레스 지수가 0.25 미만이면 정상 상태, 0.25 이상이면 열화 진행 상태, 0.75 이상이면 높은 열화 진행 상태로 판정할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100: 제어부
110: 온도센서
120: 습도센서
130: 전류 측정부
140: 전압 측정부
150: 전압 편차 측정부
160: 접지선 전류 측정부
170: 연기센서
180: 표시부

Claims (11)

  1. 배터리로 구성된 에너지 저장장치의 상태 및 상기 에너지 저장장치의 내부 공간의 상태에 대한 복수의 파라미터를 검출하기 위한 복수의 측정 유닛으로 구성된 측정부;
    상기 측정부를 통해 측정 데이터를 획득하고, 획득된 측정 데이터에 소속도 함수를 적용하고 맘다니 퍼지(Mamdani fuzzy) 연산을 수행하여 상기 에너지 저장장치의 안전성 또는 열화 스트레스 상태를 판정하는 제어부; 및
    상기 제어부를 통해 판정된 안전성 또는 열화 스트레스 상태를 출력하는 표시부를 포함하고,
    상기 측정부는,
    상기 에너지 저장장치의 내부 공간에 설치된 복수개의 온도센서;
    상기 내부 공간에 설치된 습도센서;
    상기 에너지 저장장치의 출력 DC 전류를 측정하는 전류 측정부;
    배터리 랙(rack)들이 병렬로 연결된 모선의 DC 전압을 측정하는 전압 측정부;
    배터리 랙을 구성하는 배터리 모듈 중 복수개의 모듈의 전압을 측정하는 전압 편차 측정부;
    상기 에너지 저장장치의 외함(enclosure)과 접지선이 연결된 지점의 전류를 측정하는 접지선 전류 측정부; 및
    상기 내부 공간에 설치된 연기센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치의 진단 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 온도센서는, 배터리 랙의 수직 길이를 기준으로 20~30% 지점에 적어도 하나 이상 설치되고, 70~80% 지점에 적어도 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치의 진단 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 각각의 파라미터별 소속도 함수에 각각의 측정 데이터를 대입하여 각각의 파라미터별 소속도 값을 산출하고, 산출된 파라미터별 소속도 값을 미리 설정된 규칙에 대입하여 안전성 상태에 대한 출력 소속도 값 또는 열화 스트레스 상태에 대한 출력 소속도 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치의 진단 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 안전성 상태에 대한 출력 소속도 값에 따른 안전성 상태에 대한 소속도 함수의 비퍼지화(defuzzification)를 통해 상기 에너지 저장장치의 안전성 상태를 판정하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치의 진단 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 열화 스트레스 상태에 대한 출력 소속도 값에 따른 열화 스트레스 상태에 대한 소속도 함수의 비퍼지화를 통해 상기 에너지 저장장치의 열화 스트레스 상태를 판정하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치의 진단 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 제어부는, 무게 중심법을 이용하여 상기 비퍼지화를 수행하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치의 진단 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 저장장치는 컨테이너 형태인 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치의 진단 장치.
  9. 제어부가, 배터리로 구성된 에너지 저장장치의 상태 및 상기 에너지 저장장치의 내부 공간의 상태에 대한 복수의 파라미터를 검출하기 위한 복수의 측정 유닛으로 구성된 측정부를 통해 측정 데이터를 획득하는 단계;
    상기 제어부가, 상기 획득된 측정 데이터에 소속도 함수를 적용하고 맘다니 퍼지 연산을 수행하여 상기 에너지 저장장치의 안전성 또는 열화 스트레스 상태를 판정하는 단계; 및
    상기 제어부가, 상기 판정된 안전성 또는 열화 스트레스 상태를 표시부를 통해 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 측정부는,
    상기 에너지 저장장치의 내부 공간에 설치된 복수개의 온도센서;
    상기 내부 공간에 설치된 습도센서;
    상기 에너지 저장장치의 출력 DC 전류를 측정하는 전류 측정부;
    배터리 랙(rack)들이 병렬로 연결된 모선의 DC 전압을 측정하는 전압 측정부;
    배터리 랙을 구성하는 배터리 모듈 중 복수개의 모듈의 전압을 측정하는 전압 편차 측정부;
    상기 에너지 저장장치의 외함(enclosure)과 접지선이 연결된 지점의 전류를 측정하는 접지선 전류 측정부; 및
    상기 내부 공간에 설치된 연기센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치의 진단 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 에너지 저장장치의 안전성 또는 열화 스트레스 상태를 판정하는 단계는,
    상기 제어부가, 각각의 파라미터별 소속도 함수에 각각의 측정 데이터를 대입하여 각각의 파라미터별 소속도 값을 산출하는 단계; 및
    상기 제어부가, 산출된 파라미터별 소속도 값을 미리 설정된 규칙에 대입하여 안전성 상태에 대한 출력 소속도 값 또는 열화 스트레스 상태에 대한 출력 소속도 값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치의 진단 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 에너지 저장장치의 안전성 또는 열화 스트레스 상태를 판정하는 단계는,
    상기 제어부가, 상기 안전성 상태에 대한 출력 소속도 값에 따른 안전성 상태에 대한 소속도 함수의 비퍼지화를 통해 상기 에너지 저장장치의 안전성 상태를 판정하는 단계; 및
    상기 제어부가, 상기 열화 스트레스 상태에 대한 출력 소속도 값에 따른 열화 스트레스 상태에 대한 소속도 함수의 비퍼지화를 통해 상기 에너지 저장장치의 열화 스트레스 상태를 판정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치의 진단 방법.
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