KR102525791B1 - 에너지 저장장치 안전성 검사장치 및 이를 이용한 검사방법 - Google Patents
에너지 저장장치 안전성 검사장치 및 이를 이용한 검사방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102525791B1 KR102525791B1 KR1020220122987A KR20220122987A KR102525791B1 KR 102525791 B1 KR102525791 B1 KR 102525791B1 KR 1020220122987 A KR1020220122987 A KR 1020220122987A KR 20220122987 A KR20220122987 A KR 20220122987A KR 102525791 B1 KR102525791 B1 KR 102525791B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- coil unit
- energy storage
- signal
- storage device
- unit
- Prior art date
Links
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title claims abstract description 121
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title claims description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 54
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 12
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 12
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 2
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011076 safety test Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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]
- G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
- G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
- G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/005—Circuits for comparing several input signals and for indicating the result of this comparison, e.g. equal, different, greater, smaller (comparing phase or frequency of 2 mutually independent oscillations in demodulators)
-
- 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]
- G01R31/371—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] with remote indication, e.g. on external chargers
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
- G08B21/18—Status alarms
- G08B21/185—Electrical failure alarms
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
- G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
Landscapes
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
본 발명은 에너지 저장장치의 안전성 검사장치에 있어서, 입력전원(11)을 공급받아 에너지 저장장치(13)를 충전시키기 위한 충전장치(12); 상기 에너지 저장장치(13)의 (+)단자에 신호를 공급 및 검출하는 제1 코일부(21); 상기 에너지 저장장치(13)의 (-)단자에 신호를 공급 및 검출하는 제2 코일부(22); 상기 에너지 저장장치(13)의 외부 케이스의 수직 방향의 신호를 검출하는 수직 코일부(23); 상기 에너지 저장장치(13)의 외부 케이스의 수평 방향의 신호를 검출하는 수평 코일부(24); 상기 제1 코일부(21)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 제1 코일부(21)의 신호 공급 및 검출부(31); 상기 제2 코일부(22)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 제2 코일부(22)의 신호 공급 및 검출부(32); 상기 수직 코일부(23)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 수직 코일부(23)의 신호 공급 및 검출부(33); 상기 수평 코일부(24)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 수평 코일부(24)의 신호 공급 및 검출부(34); 상기 제1 코일부(21), 상기 제2 코일부(22), 상기 수직 코일부(23) 및 상기 수평 코일부(24)의 신호 공급 및 검출부(31,32,33,34)에서 취득한 정보를 원격으로 검출하는 주 제어부(35); 상기 주 제어부(35)에서는 신호의 검출상태를 바탕으로 에너지 저장장치의 안전성을 검사하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치의 안전성 검사장치를 제안한다.
Description
본 발명은 에너지 저장장치 안전성 검사장치 및 이를 이용한 검사방법에 관한 것으로서, 특히 리튬-이온 배터리의 안전성을 실시간으로 빠르게 검출할 수 있으며, 이를 관리자의 단말기(또는 스마트 폰)로 전송하여 에너지 저장장치의 안전성을 향상시키는 검사장치 및 검사방법에 관한 것이다.
최근 신재생에너지인 태양전지, 풍력발전, 연료전지 등의 출력인 직류(DC) 전류를 저장하고, 전기자동차 및 모빌리티의 배터리는 에너지 저장장치(ESS: Energy Storage System)로 그 안전성에 근본적인 향상과 상기 에너지 저장장치(ESS)의 화재 및 폭발을 방지하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다.
관련된 선행문헌으로 대한민국 등록특허공보 제10-1104535호(공고일 2012년 01월 11일, 이하 [특허문헌1]이라 함)에서는 안전 시스템 내의 적어도 하나의 에너지 저장 커패시터의 모니터링 장치 및 그 방법을 공개하였다. 상기 [특허문헌1]에서는 에너지 저장 커패시터를 모니터링하기 위하여, 상기 에너지 저장 커패시터의 내부 저항(ESR)을 모니터링 하기 위하여 변압기; 상기 변압기는 차량 배터리 전압을 넘는 제1 전압값으로 적어도 하나의 에너지 저장 커패시터를 충전시키고, 상기 변압기가 마이크로 컨트롤러에 연결되어 적어도 하나의 에너지 저장 커패시터는 변압기에 의해 마이크로 컨트롤러로부터의 신호의 함수로서 펄스 방식으로 제2 전압값으로 충전될 수 있고, 상기 제2 전압값을 감지하는 첨두값 정류기가 제공되고, 첨두값 정류기를 통과하는 전압이 펄스화된 충전 이후에 제3 전압값로 떨어지고, 내부저항은 마이크로 콘트롤러에 의해 제2와 제3 전압값 사이의 전압 차이의 함수로 결정되는 것을 특징으로 하는 모니터링 장치를 제안하였다.
대한민국 등록특허공보 제10-1270798호(공고일 2013년 06월 05일, 이하 [특허문헌2]이라 함)에서는 에너지저장시스템(ESS)용 배터리관리시스템(BMS)검사장치를 공개하였다. 상기 [특허문헌2]에서는 에너지저장시스템용 배터리관리시스템을 검사하는 장치에 있어서, 전압 멀티미터; 전류 멀티미터; 파워서플라이; 보조 파워서플라이; 가상의 온도 데이터를 인가하는 온도보드; 상기 배터리관리시스템과 상기 보조 파워서플라이의 접점을 연결하는 입출력보드; 그래픽사용자인터 페이스(GUI); 상기 배터리관리시스템 검사를 수행하도록 제어하는 메인보드를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 에너지저장시스템용 배터리관리시스템 검사장치를 제안하였다.
대한민국 등록특허공보 제10-1822800호(공고일 2018년 01월 26일, 이하 [특허문헌3]이라 함)에서는 에너지 저장소자 검사장치를 공개하였다. 상기 [특허문헌3]에서는 에너지 저장소자의 전원 단자들에 전기적으로 연결되는 전극 쌍을 포함하는 전극부; 전원 공급부; 전압 측정부; 상기 에너지 저장소자의 결함을 판단하는 제어부; 상기 전원 공급부는 상기 제어부에 의해 설정된 제1 기간 동안 상기 에너지 저장소자에 상기 직류 전압을 공급하고, 상기 제1 기간과 상이한 제2 기간 동안 상기 직류 전압의 공급을 중단하는 에너지 저장소자 검사장치를 제안하였다.
상기 [특허문헌1] 내지 [특허문헌3]에서는 에너지 저장장치의 상태를 비접촉 기반으로 실시간 감지하기 어려운 한계점이 있었다.
본 발명은 제안된 에너지 저장장치(ESS) 안전성 검사장치 및 이를 이용한 검사방법을 제안하고자 한다. 기존의 에너지 저장장치(ESS)의 가장 큰 문제점은 바로 화재 및 폭발이 위험하다는 것이다. 특히 에너지 저장장치는 그 안전성의 문제로 인하여 최악의 경우는 폭발 및 화재가 발생하는 근본적인 단점으로 이를 확실하게 실시간으로 검출하여 안전성 검사를 실시간으로 하기 위하여 제1 코일부, 제2 코일부, 수직 코일부, 수평 코일부 중에서 특정(特定) 코일부를 통하여 신호를 공급할 수 있으며, 상기 특정(特定) 코일부를 제외한 나머지 코일부에서는 신호를 검출한다. 상기 검출된 신호를 바탕으로 에너지 저장장치의 안정성을 검사하는 검사장치 및 검사방법을 제안하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 에너지 저장장치의 안전성 검사장치에 있어서, 입력전원(11)을 공급받아 에너지 저장장치(13)를 충전시키기 위한 충전장치(12); 상기 에너지 저장장치(13)의 (+)단자에 신호를 공급 및 검출하는 제1 코일부(21); 상기 에너지 저장장치(13)의 (-)단자에 신호를 공급 및 검출하는 제2 코일부(22); 상기 에너지 저장장치(13)의 외부 케이스의 수직 방향의 신호를 검출하는 수직 코일부(23); 상기 에너지 저장장치(13)의 외부 케이스의 수평 방향의 신호를 검출하는 수평 코일부(24); 상기 제1 코일부(21)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 제1 코일부(21)의 신호 공급 및 검출부(31); 상기 제2 코일부(22)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 제2 코일부(22)의 신호 공급 및 검출부(32); 상기 수직 코일부(23)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 수직 코일부(23)의 신호 공급 및 검출부(33); 상기 수평 코일부(24)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 수평 코일부(24)의 신호 공급 및 검출부(34); 상기 제1 코일부(21), 상기 제2 코일부(22), 상기 수직 코일부(23) 및 상기 수평 코일부(24)의 신호 공급 및 검출부(31,32,33,34)에서 취득한 정보를 원격으로 검출하는 주 제어부(35); 상기 주 제어부(35)에서는 신호의 검출상태를 바탕으로 에너지 저장장치의 안전성을 검사하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치의 안전성 검사장치를 과제의 해결수단으로 한다.
발명은 첫째, 에너지 저장장치의 안전성을 비접촉 방식을 기반으로 실시간으로 확인할 수 있으며, 둘째, 에너지 저장장치의 주입 주파수에 따른 임피던스를 기반으로 에너지 저장장치의 상태를 점검하는 방식이며, 셋째, 에너지 저장장치에 이상(異常)이 발생하면, 무선(無線)으로 관리자의 개인단말기 또는 스마트폰(Smart Phone)으로 알람을 전달할 수 있으며, 넷째, 가변 주파수를 고주파(High Frequency)에서 저주파(Low Frequency) 또는 저주파(Low Frequency)에서 고주파(High Frequency)로 가변시키면서 주입시킴으로 정확하게 에너지 저장장치의 안정성을 평가할 수 있는 에너지 저장장치의 안전성을 검사하는 상승된 효과를 가지고 있다.
도 1은 제안된 상용전원 기반 에너지 저장장치 안전성 검사장치이다.
도 2는 제안된 태양전지 기반의 에너지 저장장치 안전성 검사장치이다.
도 3은 제안된 에너지 저장장치 신호주입 및 검출 시스템의 세부 구성도이다.
도 4는 제안된 제1 및 제2 코일부의 세부 구성도이다.
도 5는 제안된 수직 및 수평 코일부의 세부 구성도이다.
도 6은 코일부에 주입되는 주파수 파형도이다.
도 2는 제안된 태양전지 기반의 에너지 저장장치 안전성 검사장치이다.
도 3은 제안된 에너지 저장장치 신호주입 및 검출 시스템의 세부 구성도이다.
도 4는 제안된 제1 및 제2 코일부의 세부 구성도이다.
도 5는 제안된 수직 및 수평 코일부의 세부 구성도이다.
도 6은 코일부에 주입되는 주파수 파형도이다.
본 발명은 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명하였다. 하지만, 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정하여 해석되어서는 안 되며, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진자에게 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
도 1은 제안된 상용전원 기반 에너지 저장장치 안전성 검사장치를 나타낸다. 상기 상용전원 기반의 에너지 저장장치는 입력전원(11)으로부터 교류 전원을 공급받아서 직류 출력을 발생시키는 충전장치(12), 상기 충전장치(12)의 직류 출력을 공급받아서 전기에너지를 저장시키는 에너지 저장장치(13)로 구성되어 있다. 상기 에너지 저장장치(13)는 최근 안전성의 심각한 위기로 인하여 화재 및 폭발이 문제가 발생되는 경우가 있다. 본 발명에서는 이를 실시간적으로 감시하고 안전성을 확보하려는 것이 기술적 목표가 되고 있으며, 에너지 저장장치 안전성 검사 장치(10)는 상기 에너지 저장장치(13)의 (+)단자에 신호를 공급 및 검출하는 제1 코일부(21)가 위치하며, 상기 에너지 저장장치(13)의 (-)단자에 신호를 공급 및 검출하는 제2 코일부(22)가 위치하며, 상기 에너지 저장장치(13)의 외부 케이스의 수직 방향의 신호를 검출하는 수직 코일부(23)가 배치되며, 상기 에너지 저장장치(13)의 외부 케이스의 수평 방향의 신호를 검출하는 수평 코일부(24)가 배치되는 것을 기본적인 큰 특징으로 한다. 상기 제1 코일부(21)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 제1 코일부(21)의 신호 공급 및 검출부(31)가 있으며, 상기 제2 코일부(22)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 제2 코일부(22)의 신호 공급 및 검출부(32)가 있으며, 상기 수직 코일부(23)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 수직 코일부(23)의 신호 공급 및 검출부(33)가 있으며, 상기 수평 코일부(24)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 수평 코일부(24)의 신호 공급 및 검출부(34)가 있다. 또한 상기 제1 코일부(21), 상기 제2 코일부(22), 상기 수직 코일부(23) 및 상기 수평 코일부(24)의 신호 공급 및 검출부(31,32,33,34)에서 취득한 정보를 원격으로 검출하는 주 제어부(35)가 배치되어 있다. 상기 주 제어부(35)는 마치 중앙 서버(Server)와 같은 역할을 수행하며 그간 취득한 데이터를 종합적으로 관리하고, 에너지 저장장치의 임피던스 분석을 기반으로 현재 안전성 상태를 종합적으로 확인하는 것을 특징으로 한다. 상기 주 제어부(35)에서 상기 에너지 저장장치(13)의 안전성을 실시간으로 검사하고 이를 개인단말기 또는 스마트폰(Smart Phone)(36)으로 전송하며, 상기 에너지 저장장치(13)의 이상(異常)이 확인될 시 이를 상기 개인단말기 또는 스마트폰(Smart Phone)(36)으로 알람을 전송하는 것을 특징으로 한다.
도 2는 제안된 태양전지 기반의 에너지 저장장치 안전성 검사장치를 나타낸다. 상기 태양전지(14) 기반의 에너지 저장장치는 상기 태양전지(14)의 출력을 공급받아서 직류 출력을 발생시키는 충전장치(12), 상기 충전장치(12)의 직류 출력을 공급받아서 전기에너지를 저장시키는 에너지 저장장치(13)로 구성되어 있다. 상기 에너지 저장장치(13)는 최근 안전성의 심각한 위기로 인하여 화재 및 폭발이 문제가 발생되는 경우가 있다. 본 발명에서는 이를 실시간적으로 감시하고 안전성을 확보하려는 것이 기술적 목표가 되고 있으며, 에너지 저장장치 안전성 검사 장치(10)는 상기 에너지 저장장치(13)의 (+)단자에 신호를 공급 및 검출하는 제1 코일부(21)가 위치하며, 상기 에너지 저장장치(13)의 (-)단자에 신호를 공급 및 검출하는 제2 코일부(22)가 위치하며, 상기 에너지 저장장치(13)의 외부 케이스의 수직 방향의 신호를 검출하는 수직 코일부(23)가 배치되며, 상기 에너지 저장장치(13)의 외부 케이스의 수평 방향의 신호를 검출하는 수평 코일부(24)가 배치되는 것을 기본적인 큰 특징으로 한다. 상기 제1 코일부(21)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 제1 코일부(21)의 신호 공급 및 검출부(31)가 있으며, 상기 제2 코일부(22)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 제2 코일부(22)의 신호 공급 및 검출부(32)가 있으며, 상기 수직 코일부(23)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 수직 코일부(23)의 신호 공급 및 검출부(33)가 있으며, 상기 수평 코일부(24)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 수평 코일부(24)의 신호 공급 및 검출부(34)가 있다. 또한 상기 제1 코일부(21), 상기 제2 코일부(22), 상기 수직 코일부(23) 및 상기 수평 코일부(24)의 신호 공급 및 검출부(31,32,33,34)에서 취득한 정보를 원격으로 검출하는 주 제어부(35)가 배치되어 있다. 상기 주 제어부(35)는 마치 중앙 서버(Server)와 같은 역할을 수행하며 그간 취득한 데이터를 종합적으로 관리하고, 에너지 저장장치의 임피던스 분석을 기반으로 현재 안전성 상태를 종합적으로 확인하는 것을 특징으로 한다. 상기 주 제어부(35)에서 상기 에너지 저장장치(13)의 안전성을 실시간으로 검사하고 이를 개인단말기 또는 스마트폰(Smart Phone)(36)으로 전송하며, 상기 에너지 저장장치(13)의 이상(異常)이 확인될 시 이를 상기 개인단말기 또는 스마트폰(Smart Phone)(36)으로 알람을 전송하는 것을 특징으로 한다
무엇보다 상기 에너지 저장장치 안전성 검사장치는 태양전지, 풍력발전, 연료전지 등의 다각적인 신재생 에너지원을 기반하는 에너지 저장장치(13)에서도 그 안정성을 확보할 수 있는 것을 특징으로 한다.
도 3은 제안된 에너지 저장장치 신호주입 및 검출 시스템의 세부 구성도를 나타낸다. 상기 에너지 저장장치의 안전성 검사장치에서 상기 제1 코일부(21), 상기 제2 코일부(22), 상기 수직 코일부(23) 및 상기 수평 코일부(24)에 가변 주파수의 신호를 공급하기 위한 제1 내지 제4 스위치(S1 내지 S4)가 배치되어 있다. 상기 제1 내지 제4 스위치(S1 내지 S4)는 제1 스위치(S1) 및 제2 스위치(S2)가 턴온(Turn-on)이 되면, 제3 스위치(S3) 및 제4 스위치(S4)는 턴오프(Turn-off)가 되며, 상기 제3 스위치(S3) 및 제4 스위치(S4)는 턴온(Turn-on)이 되면, 제1 스위치(S1) 및 제2 스위치(S2)가 턴오프(Turn-off)가 되는 상보적(相補的) 동작을 기술적 특징으로 한다. 이를 통하여 수십 Hz내지 수백 kHz의 가변 주파수를 상기 특정(特定) 코일부에 공급할 수 있다. 일반적으로 저주파의 경우 더욱 멀리 전파하며, 고주파의 경우 짧은 거리를 전파하는 특징을 가지고 있다. 상기 에너지 저장장치의 안전성 검사장치에서 상기 제1 코일부(21), 상기 제2 코일부(22), 상기 수직 코일부(23) 및 상기 수평 코일부(24)에서 발생되는 신호를 검출하기 위하여 상기 상기 제1 코일부(21), 상기 제2 코일부(22), 상기 수직 코일부(23) 및 상기 수평 코일부(24) 양단에 연결된 신호검출 비교기(37)가 배치되어 있으며, 상기 신호검출 비교기(37)에 신호를 바탕으로 상기 에너지 저장장치의 안전성을 상시적으로 판단하는 신호주입 및 검출 제어기(38)를 특징으로 한다. 상기 신호주입 및 검출 제어기(38)는 무선(無線)으로 주 제어부(35)와 통신을 수행한다. 상기 주 제어부는 상기 제1 코일부(21), 상기 제2 코일부(22), 상기 수직 코일부(23) 및 상기 수평 코일부(24)의 신호 공급 및 검출부(45,46,47)에서 검출된 신호를 바탕으로 상기 에너지 저장장치(13)의 안전성에 대하여 실시간적으로 검사할 수 있으며, 상기 에너지 저장장치(13)에서 이상(異常)이 발생하는지 분석할 수 있는 중앙 서버(Server)의 기능을 수행하고, 상기 에너지 저장장치(13)에서 일정(一定) 이하의 상태를 이상(異常) 상태로 정의하고 이를 관리자의 개인단말기 또는 스마트폰(Smart Phone)(36)으로 이의 정보를 전송하는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다.
도 4는 제안된 제1 및 제2 코일부의 세부 구성도를 나타낸다. 도 4(a)는 제안된 제1 및 제2 코일부를 펼쳐놓은 것이며, 도 4(b)는 제안된 제1 및 제2 코일부의 제1 접속부 및 제2 접속부를 연결시켜서 코일부를 형성한 것이다. 상기 제1 및 제2 코일부(21,22)는 무엇보다 상기 에너지 저장장치(13)의 (+) 및 (-)단자에 용이하게 배치하는 것이 필수적이다. 이를 위하여 제1 및 제2 코일부(21,22)를 용이하게 설치하는 것이 필요하며, 본 발명에서는 이를 위하여, 절연된 코일이 있는 코일 밴드부(43)와 제1 접속부(41) 및 제2 접속부(42)가 있는 것이 특징이다. 상기 제2 접속부(43)에는 접속핀(44)이 배치되어 있으며 상기 접속핀(44)은 상기 제1 접속부(41)와 연결(결합)됨을 통하여 코일을 형성하는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 제2 접속부(42)의 접속핀(44)을 상기 제1 접속부(41)와 연결시킴을 통해서 상기 도 4(b)와 같은 원형의 코일부를 형성할 수 있으며, 상기 제1, 2 접속부(41,42)의 일측(一側)에 신호 공급 및 검출 접속부(45)를 통해서 상기 제1 및 제2 신호주입 및 검출 제어기(31,32)와 연결시킴을 통해서 매우 용이하게 코일을 에너지 저장장치(13)의 (+) 및 (-) 단자에 배치시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
도 5는 제안된 수직 및 수평 코일부의 세부 구성도를 나타낸다. 도 5(a)는 제안된 수직 및 수평 코일부를 펼쳐놓은 것이며, 도 5(b)는 제안된 수직 및 수평 코일부의 제1 접속부 및 제2 접속부를 연결시켜서 사각 형상의 코일부를 형성한 것이다. 상기 수직 및 수평 코일부(23,24)는 무엇보다 상기 에너지 저장장치(13)의 외부 케이스에 수직 및 수평 방향으로 용이하게 배치하는 것이 필수적이다. 이를 위하여 수직 및 수평 코일부(23,24)를 용이하게 설치하는 것이 필요하며, 본 발명에서는 이를 위하여, 절연된 코일이 있는 코일 밴드부(43)와 제1 접속부(41) 및 제2 접속부(42)가 있는 것이 특징이다. 상기 제2 접속부(43)에는 접속핀(44)이 배치되어 있으며 상기 접속핀(44)은 상기 제1 접속부(41)와 연결(결합)됨을 통하여 코일을 형성하는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 제2 접속부(42)의 접속핀(44)을 상기 제1 접속부(41)와 연결시킴을 통해서 상기 도 5(b)와 같은 사각의 코일부를 형성할 수 있으며, 상기 제1, 2 접속부(41,42)의 일측(一側)에 신호 공급 및 검출 접속부를 통해서 상기 수직 및 수평 신호주입 및 검출 제어기(33,34)와 연결시킴을 통해서 매우 용이하게 코일을 에너지 저장장치(13)의 외부 케이스에 배치시킬 수 있는 것을 특징으로 한다.
도 6은 코일부에 주입되는 주파수 파형도를 나타낸다. 도 6(a)는 정현파(Sine Wave)를 기반으로 고주파(High Frequency)에서 저주파(Low Frequency)로 주파수를 주입하며, 도 6(b)는 정현파(Sine Wave)를 기반으로 저주파(Low Frequency)에서 고주파(High Frequency)로 주파수를 주입하며, 도 6(c)는 구형파(Square Wave)를 기반으로 고주파(High Frequency)에서 저주파(Low Frequency)로 주파수를 주입하며, 도 6(d)는 구형파(Square Wave)를 기반으로 저주파(Low Frequency)에서 고주파(High Frequency)로 주파수를 주입하는 것을 나타낸다. 상기 주파수는 최저 수십 Hz에서 최고 수백 kHz의 가변 주파수를 주입하는 것을 특징으로 하며, 상기 도 6(a),(b)와 같이 정현파(Sine Wave)를 기반으로 하거나, 상기 도 6(c),(d)와 같이 구형파(Square Wave)를 기반으로 할 수 있으며, 상기와 같이 가변 주파수를 통해서 특정(特定) 주파수에서 저항, 인덕턴스, 커패시턴스의 값을 측정할 수 있는 것을 특징으로 한다. 따라서 이렇게 가변 주파수를 고주파(High Frequency)에서 저주파(Low Frequency) 또는 저주파(Low Frequency)에서 고주파(High Frequency)로 가변시키면서 주입하는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 이렇게 가변 주파수를 정현파(Sine Wave) 또는 구형파(Square Wave)를 통해서 정확하게 에너지 저장장치의 안정성을 평가하며, 특히 정현파(Sine Wave)보다 구형파(Square Wave)에서 보다 상기 임피던스를 정확하게 계산할 수 있는 보다 상승된 효과가 있다.
따라서 본 발명은 에너지 저장장치의 안전성 검사장치에 있어서, 입력전원(11)의 출력을 공급받아 에너지 저장장치(13)를 충전시키기 위한 충전장치(12); 상기 에너지 저장장치(13)의 (+)단자에 신호를 공급 및 검출하는 제1 코일부(21); 상기 에너지 저장장치(13)의 (-)단자에 신호를 공급 및 검출하는 제2 코일부(22); 상기 에너지 저장장치(13)의 외부 케이스의 수직 방향의 신호를 검출하는 수직 코일부(23); 상기 에너지 저장장치(13)의 외부 케이스의 수평 방향의 신호를 검출하는 수평 코일부(24); 상기 제1 코일부(21)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 제1 코일부(21)의 신호 공급 및 검출부(31); 상기 제2 코일부(22)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 제2 코일부(22)의 신호 공급 및 검출부(32); 상기 수직 코일부(23)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 수직 코일부(23)의 신호 공급 및 검출부(33); 상기 수평 코일부(24)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 수평 코일부(24)의 신호 공급 및 검출부(34); 상기 제1 코일부(21), 상기 제2 코일부(22), 상기 수직 코일부(23) 및 상기 수평 코일부(24)의 신호 공급 및 검출부(31,32,33,34)에서 취득한 정보를 원격으로 검출하는 주 제어부(35); 상기 주 제어부(35)에서는 신호의 검출상태를 바탕으로 에너지 저장장치의 안전성을 검사하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치의 안전성 검사장치를 제안하고자 한다.
또한 본 발명은 에너지 저장장치의 안전성 검사방법에 있어서, 입력전원(11)의 출력을 공급받아 에너지 저장장치(13)를 충전시키기 위한 충전장치(12)가 위치하며, 상기 충전장치(12)이 출력을 공급받아 전기에너지를 저장하는 에너지 저장장치(13)의 제1 코일부(21)에 신호를 공급하는 제1 단계; 상기 에너지 저장장치(13)의 제2 코일부(22)에서 신호를 검출하는 제2 단계; 상기 에너지 저장장치(13)의 수직 코일부(23)에서 신호를 검출하는 제3 단계; 상기 에너지 저장장치(13)의 수평 코일부(24)에서 신호를 검출하는 제4 단계; 상기 제2 코일부(22), 수직 코일부(23) 및 수평 코일부(24)에서 검출된 신호를 주 제어부(35)로 무선(無線)으로 전달하는 제5 단계; 상기 주 제어부(35)는 상기 신호를 바탕으로 에너지 저장장치(13)의 안정성을 판단하는 제6 단계; 상기 주 제어부(35)는 에너지 저장장치의 안전성을 실시간으로 검사하고 이를 개인단말기 또는 스마트폰(Smart Phone)으로 전송하는 제7 단계를 특징으로 하는 에너지 저장장치의 안전성 검사방법을 제안하고자 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자가 다양한 변형에 의하여 에너지 저장장치의 안전성 검사장치 및 이를 이용한 검사방법에 적용시킬 수 있으며, 기술적으로 용이하게 변형시키는 기술의 범주도 본 특허의 권리범위에 속하는 것으로 인정해야 할 것이다.
10 : 에너지 저장장치 안전성 검사장치
11 : 입력전원
12 : 충전장치
13 : 에너지 저장장치(ESS)
14 : 태양광 패널(PV Panel)
21 : 제1 코일부
22 : 제2 코일부
23 : 수직 코일부
24 : 수평 코일부
31 : 제1 코일부의 신호 공급 및 검출부
32 : 제2 코일부의 신호 공급 및 검출부
33 : 수직 코일부의 신호 공급 및 검출부
34 : 수평 코일부의 신호 공급 및 검출부
35 : 주 제어부
36 : 개인단말기 또는 스마트폰(Smart Phone)
37 : 신호검출 비교기
38 : 신호주입 및 검출 제어기
41 : 제1 접속부
42 : 제2 접속부
43 : 코일 밴드부
44 : 접속핀
45 : 신호 공급 및 검출 접속부
S1 : 제1 스위치
S2 : 제2 스위치
S3 : 제3 스위치
S4 : 제4 스위치
Vin : 내부전원
11 : 입력전원
12 : 충전장치
13 : 에너지 저장장치(ESS)
14 : 태양광 패널(PV Panel)
21 : 제1 코일부
22 : 제2 코일부
23 : 수직 코일부
24 : 수평 코일부
31 : 제1 코일부의 신호 공급 및 검출부
32 : 제2 코일부의 신호 공급 및 검출부
33 : 수직 코일부의 신호 공급 및 검출부
34 : 수평 코일부의 신호 공급 및 검출부
35 : 주 제어부
36 : 개인단말기 또는 스마트폰(Smart Phone)
37 : 신호검출 비교기
38 : 신호주입 및 검출 제어기
41 : 제1 접속부
42 : 제2 접속부
43 : 코일 밴드부
44 : 접속핀
45 : 신호 공급 및 검출 접속부
S1 : 제1 스위치
S2 : 제2 스위치
S3 : 제3 스위치
S4 : 제4 스위치
Vin : 내부전원
Claims (6)
- 에너지 저장장치의 안전성 검사장치에 있어서,
입력전원(11)을 공급받아 에너지 저장장치(13)를 충전시키기 위한 충전장치(12);
상기 에너지 저장장치(13)의 (+)단자에 신호를 공급 및 검출하는 제1 코일부(21);
상기 에너지 저장장치(13)의 (-)단자에 신호를 공급 및 검출하는 제2 코일부(22);
상기 에너지 저장장치(13)의 외부 케이스의 수직 방향의 신호를 검출하는 수직 코일부(23);
상기 에너지 저장장치(13)의 외부 케이스의 수평 방향의 신호를 검출하는 수평 코일부(24);
상기 제1 코일부(21)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 제1 코일부(21)의 신호 공급 및 검출부(31);
상기 제2 코일부(22)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 제2 코일부(22)의 신호 공급 및 검출부(32);
상기 수직 코일부(23)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 수직 코일부(23)의 신호 공급 및 검출부(33);
상기 수평 코일부(24)의 신호를 공급 및 검출하는 상기 수평 코일부(24)의 신호 공급 및 검출부(34);
상기 제1 코일부(21), 상기 제2 코일부(22), 상기 수직 코일부(23) 및 상기 수평 코일부(24)의 신호 공급 및 검출부(31,32,33,34)에서 취득한 정보를 원격으로 검출하는 주 제어부(35);를 포함하고,
상기 주 제어부(35)에서는 신호의 검출상태를 바탕으로 에너지 저장장치의 안전성을 검사하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치의 안전성 검사장치 - 청구항 제1항에 있어서
상기 에너지 저장장치의 안전성 검사장치에서 상기 제1 코일부(21), 상기 제2 코일부(22), 상기 수직 코일부(23) 및 상기 수평 코일부(24)에 가변 주파수의 신호를 공급하기 위한 제1 내지 제4 스위치(S1 내지 S4);
상기 제1 내지 제4 스위치(S1 내지 S4)는 제1 스위치(S1) 및 제2 스위치(S2)가 턴온(Turn-on)이 되면, 제3 스위치(S3) 및 제4 스위치(S4)는 턴오프(Turn-off)가 되며;
상기 제3 스위치(S3) 및 제4 스위치(S4)는 턴온(Turn-on)이 되면, 제1 스위치(S1) 및 제2 스위치(S2)가 턴오프(Turn-off)가 되는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치의 안전성 검사장치 - 청구항 제2항에 있어서
상기 제1 코일부(21), 상기 제2 코일부(22), 상기 수직 코일부(23) 및 상기 수평 코일부(24)에 구형파(Square Wave)를 기반으로 고주파(High Frequency)에서 저주파(Low Frequency)로 가변주파수로 주입함을 통하여 상기 에너지 저장장치의 임피던스 값을 기반으로 안정성을 판단하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치의 안전성 검사장치 - 청구항 제1항에 있어서,
상기 에너지 저장장치의 안전성 검사장치에서 상기 제1 코일부(21), 상기 제2 코일부(22), 상기 수직 코일부(23) 및 상기 수평 코일부(24)에 발생되는 신호를 검출하기 위하여 상기 제1 코일부(21), 상기 제2 코일부(22), 상기 수직 코일부(23) 및 상기 수평 코일부(24)의 양단에 연결된 신호검출 비교기(37)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치의 안전성 검사장치 - 청구항 제1항에 있어서,
상기 주 제어부(35)에서 상기 에너지 저장장치(13)의 안전성을 실시간으로 검사하고 이를 개인단말기 또는 스마트폰(Smart Phone)으로 전송하며;
상기 에너지 저장장치(13)의 이상(異常)이 확인될 시 이를 상기 개인단말기 또는 스마트폰(Smart Phone)으로 알람을 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치의 안전성 검사장치 - 에너지 저장장치의 안전성 검사방법에 있어서,
입력전원(11)을 공급받아 에너지 저장장치(13)를 충전시키기 위한 충전장치(12)가 위치하며, 상기 충전장치(12)이 출력을 공급받아 전기에너지를 저장하는 에너지 저장장치(13)의 제1 코일부(21)에 신호를 공급하는 제1 단계;
상기 에너지 저장장치(13)의 제2 코일부(22)에서 신호를 검출하는 제2 단계;
상기 에너지 저장장치(13)의 수직 코일부(23)에서 신호를 검출하는 제3 단계;
상기 에너지 저장장치(13)의 수평 코일부(24)에서 신호를 검출하는 제4 단계;
상기 제2 코일부(22), 수직 코일부(23) 및 수평 코일부(24)에서 검출된 신호를 주 제어부(35)로 무선(無線)으로 전달하는 제5 단계;
상기 주 제어부(35)는 상기 신호를 바탕으로 에너지 저장장치(13)의 안정성을 판단하는 제6 단계;
상기 주 제어부(35)는 에너지 저장장치의 안전성을 실시간으로 검사하고 이를 개인단말기 또는 스마트폰(Smart Phone)으로 전송하는 제7 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 저장장치의 안전성 검사방법
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220122987A KR102525791B1 (ko) | 2022-09-28 | 2022-09-28 | 에너지 저장장치 안전성 검사장치 및 이를 이용한 검사방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220122987A KR102525791B1 (ko) | 2022-09-28 | 2022-09-28 | 에너지 저장장치 안전성 검사장치 및 이를 이용한 검사방법 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102525791B1 true KR102525791B1 (ko) | 2023-04-26 |
Family
ID=86099621
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020220122987A KR102525791B1 (ko) | 2022-09-28 | 2022-09-28 | 에너지 저장장치 안전성 검사장치 및 이를 이용한 검사방법 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102525791B1 (ko) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102629802B1 (ko) * | 2022-09-28 | 2024-01-25 | 주식회사 온누리이엔지 | 태양광 기반 에너지 저장장치 안전성 검사장치 및 이를 이용한 검사방법 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101104535B1 (ko) | 2003-04-30 | 2012-01-11 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 안전 시스템 내의 적어도 하나의 에너지 저장 커패시터의 모니터링 장치 및 그 방법 |
KR101268942B1 (ko) * | 2013-03-29 | 2013-05-29 | 주식회사 제파텍 | 전지의 내부저항 측정 회로 |
KR101270798B1 (ko) | 2012-02-17 | 2013-06-05 | 넥스콘 테크놀러지 주식회사 | 에너지저장시스템(ess)용 배터리관리시스템(bms) 검사장치 |
WO2017179266A1 (ja) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | ソニー株式会社 | 解析装置、解析方法、製造方法、蓄電装置、蓄電システム、電子機器、電動車両および電力システム |
KR101822800B1 (ko) | 2017-10-31 | 2018-01-26 | 이중오 | 에너지 저장소자 검사장치 |
KR101882466B1 (ko) * | 2017-05-16 | 2018-08-27 | (주)동천기공 | 미세 저항변화에 의한 고장검출과 센서 모니터링을 통한 출력 차단이 가능한 에너지저장시스템 |
JP2018169302A (ja) * | 2017-03-30 | 2018-11-01 | Tdk株式会社 | 電流センサ |
-
2022
- 2022-09-28 KR KR1020220122987A patent/KR102525791B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101104535B1 (ko) | 2003-04-30 | 2012-01-11 | 로베르트 보쉬 게엠베하 | 안전 시스템 내의 적어도 하나의 에너지 저장 커패시터의 모니터링 장치 및 그 방법 |
KR101270798B1 (ko) | 2012-02-17 | 2013-06-05 | 넥스콘 테크놀러지 주식회사 | 에너지저장시스템(ess)용 배터리관리시스템(bms) 검사장치 |
KR101268942B1 (ko) * | 2013-03-29 | 2013-05-29 | 주식회사 제파텍 | 전지의 내부저항 측정 회로 |
WO2017179266A1 (ja) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | ソニー株式会社 | 解析装置、解析方法、製造方法、蓄電装置、蓄電システム、電子機器、電動車両および電力システム |
JP2018169302A (ja) * | 2017-03-30 | 2018-11-01 | Tdk株式会社 | 電流センサ |
KR101882466B1 (ko) * | 2017-05-16 | 2018-08-27 | (주)동천기공 | 미세 저항변화에 의한 고장검출과 센서 모니터링을 통한 출력 차단이 가능한 에너지저장시스템 |
KR101822800B1 (ko) | 2017-10-31 | 2018-01-26 | 이중오 | 에너지 저장소자 검사장치 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102629802B1 (ko) * | 2022-09-28 | 2024-01-25 | 주식회사 온누리이엔지 | 태양광 기반 에너지 저장장치 안전성 검사장치 및 이를 이용한 검사방법 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103250061B (zh) | 具有自检功能的不产生泄漏电流的绝缘电阻测量电路 | |
US9829529B2 (en) | Power supply apparatus | |
CN108646125B (zh) | 一种电容电流的测试方法、装置及*** | |
KR102525791B1 (ko) | 에너지 저장장치 안전성 검사장치 및 이를 이용한 검사방법 | |
CN102539973B (zh) | 一种电动汽车充放电检测*** | |
CN102262201A (zh) | 架空配电线路的故障检测方法和*** | |
CN105765687A (zh) | 用于确定继电器固定的*** | |
US20230311692A1 (en) | Technology for monitoring a contact between charging conductors for charging an electric vehicle | |
CN205176141U (zh) | 一种电动汽车电池绝缘检测*** | |
CN104142487A (zh) | 一种罐式电容式电压互感器带电检测装置 | |
KR102629802B1 (ko) | 태양광 기반 에너지 저장장치 안전성 검사장치 및 이를 이용한 검사방법 | |
CN104578243A (zh) | 用于监控直流电压充电的方法及蓄电池管理*** | |
CN208937682U (zh) | 锂电储能备电***高压绝缘检测电路 | |
CN208255346U (zh) | 一种拉路不停电直流接地检测装置 | |
CN108548982B (zh) | 一种电容电流的测试方法、装置及*** | |
KR20140055186A (ko) | 전기 자동차의 절연 검출 장치 및 절연 검출 방법 | |
CN209764998U (zh) | 一种蓄电池组绝缘下降定位监察装置 | |
KR102509408B1 (ko) | 전기화학소자 스택의 임피던스 측정 장치 | |
US20150301148A1 (en) | Method for Checking an Electrical Current Measurement, Circuit for Carrying Out the Method, Battery and Motor Vehicle | |
CN204731374U (zh) | 点火线圈的放电检测装置 | |
CN114441905A (zh) | 一种用于电力二次设备绝缘检测的装置 | |
CN104635119A (zh) | 动力***的绝缘监测方法及绝缘监测*** | |
CN113985846A (zh) | 一种非侵入式充电桩交互过程时序状态检测***及方法 | |
CN205484561U (zh) | 电动汽车智能在线绝缘检测仪 | |
CN110579691A (zh) | 一种蓄电池组绝缘下降定位监察装置及方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |