KR20130035994A

KR20130035994A - 축전모듈 제어장치

Info

Publication number: KR20130035994A
Application number: KR1020127022778A
Authority: KR
Inventors: 요지 히가시; 테루키 아라이; 히로시 사카마키
Original assignee: 닛신보 홀딩스 가부시키 가이샤
Priority date: 2010-02-03
Filing date: 2011-01-24
Publication date: 2013-04-09
Also published as: EP2533393A1; CN102742116A; EP2533393A4; JP4928618B2; JP2011160623A; WO2011096290A1; US20120293127A1

Abstract

축전 모듈 제어장치가 제공되는데, 이는 각각의 축전 영역의 전압을 제어할 수 있고 그래서 심지어 축전 모듈이 오랜 기간에 걸쳐서 비교적 짧은 기간으로 연속해서 충전 및 방전되는 경우에도, 특히 다량의 전류의 충전/방전이 반복되는 경우에도 축전 모듈의 질 저하가 방지된다. 축전 모듈 제어장치는 직렬로 연결된 다수의 축전 영역들을 포함하는 축전 모듈을 제어한다. 축전 모듈 제어장치는 소정의 기간에 걸쳐서 상기 다수의 축전 영역들의 각각의 전압 값을 획득하고, 소정의 기간에 걸쳐서 획득되는 상기 다수의 축전 영역들의 각각의 전압 값에 기초하여 상기 다수의 축전 영역들의 전압을 제어한다.

Description

축전모듈 제어장치{Storage-module control device}

본 발명은 직렬로 연결된 다수의 축전 영역들을 포함하는 축전 모듈의 다수의 축전 영역들의 각각의 전압을 제어하기 위한 축전 모듈 제어장치, 및 축전 모듈 제어방법에 관한 것이다.

전기 이중층 캐패시터들과 같은 다수의 축전 영역들이 직렬로 연결된 축전 모듈이 알려져 있다. 그러한 축전 모듈이 전력 공급원으로서 사용하기 위하여 충전되는 경우, 각각의 축전 영역들 사이의 개별적인 차이와 사용시의 온도차로 인하여, 각각의 축전 영역들의 전압에서 변화가 일어날 것이다.

예를 들면, 축전 영역이 캐패시터인 경우에 있어서, 정전 캐패시턴스의 개별적인 차이로 인하여, 각각의 캐패시터들 중에서 내부 저항, 자체-방전 특성 등 그러한 전압 변화가 일어난다. 이러한 상황에 있어서, 축전 영역의 질 저하가 진행될 것이며, 이것은 축전 모듈의 수명이 짧아지는 것과 같은 문제점을 야기할 것이다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 방법으로서, 각각의 축전 영역의 전압에서의 변화를 줄이기 위해서 전압의 등화를 수행하는 등화 회로가 공지되어 있다(예를 들면, 하기의 특허 문헌 1, 2 및 3 참조). 그러한 등화 회로는 예를 들어 각각의 축전 영역의 전압들의 평균값을 계산하고, 평균값보다 큰 전압을 갖는 축전 영역의 방전의 제어를 반복적으로 수행하며, 이에 의해서 각각의 축전 영역을 제어하여 그것의 전압들이 서로 같아지게 된다.

JP 2004-32836 A JP 2009-112071 A JP 2006-211885 A

상기한 종래의 등화 회로에 있어서, 축전 모듈의 충전/방전 에너지가 큰 경우, 축전 모듈을 통해서 흐르는 전류가 큰 경우, 그리고 충전/방전이 실질적으로 연속해서 그리고 빈번하게 반복되는 경우에 있어서, 등화는 시간이 많이 소모되거나 등화의 정확도가 불충분하다. 그러한 문제점들을 일으킬 것으로 예상되는 축전 모듈의 적용 예들은 창고 내외로 많은 부품들을 자주 운반하는 스태커 크레인을 구동하기 위한 전력 공급원, 제조 라인에서 큰 부품들이나 무거운 부품들을 운반하는 자동화 가이드 차량, 및 동력 삽과 같은 전설 기계를 포함한다. 그러한 용도에 사용될 전력 공급원들은 크고 무거운 부품들을 운반하기 위해서 짧은 시간 동안에 많은 양의 전력을 반복적으로 충전/방전하거나 에너지 절감을 위해서 반복적으로 전력을 재생시킬 필요가 있다. 특히, 그러한 용도에 있어서, 종래의 등화 회로는 상기한 문제점의 가속화를 겪게 되고 등화는 더 어려워진다. 그러므로, 축전 모듈의 수명은 전체적으로 짧아진다.

본 발명은 상기한 상황들의 견지에서 이루어진 것이며, 그러므로 본 발명의 목적은 심지어 축전 모듈이 긴 시간 동안에 비교적 짧은 사이클로 연속해서 충전/방전되는 경우에도, 특히 많은 양의 전류의 충전/방전이 반복되는 경우에도, 각각의 축전 영역의 전압을 제어하여 축전 모듈이 질 저하되는 것을 방지할 수 있는 축전 모듈 제어장치 및 축전 모듈 제어방법을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 해결하기 위해서, 본 발명에 따르면, 직렬로 연결된 다수의 축전 영역들을 포함하는 축전 모듈을 제어하기 위한 축전 모듈 제어장치가 제공되는데, 상기 축전 모듈 제어장치는, 소정의 기간에 걸쳐서 획득되는 상기 다수의 축전 영역들의 각각의 전압 값을 획득하기 위한 전압 값 획득수단; 및 상기 소정의 기간에 걸쳐서 획득되는 상기 다수의 축전 영역들의 각각의 전압 값에 기초하여 상기 다수의 축전 영역들의 전압을 제어하기 위한 전압 제어수단;을 포함한다.

또한, 상기한 축전 모듈 제어장치에 있어서, 상기 소정의 기간은 상기 축전 모듈의 충전/방전이 한번에 수행되는 기간과 같거나 긴 기간으로 이루어질 것이다.

또한, 상기한 축전 모듈 제어장치는 상기 다수의 축전 영역들의 각각의 기간 전압 값을 계산하기 위한 기간전압 연산수단을 더 포함하며, 상기 기간 전압 값은 상기 소정의 기간에서 상기 다수의 축전 영역들의 각각의 평균전압과 관련되고, 상기 계산은 상기 소정의 기간에 걸쳐서 획득되는 상기 다수의 축전 영역들의 각각의 상기 전압 값을 사용하여 수행된다. 상기한 축전 모듈 제어장치에 있어서, 상기 전압 제어수단은 상기 다수의 축전 영역들의 전압을 제어하기 위해서 상기 다수의 축전 영역들의 각각의 계산된 기간 전압 값을 사용한다.

또한, 상기 전압 값 획득수단은 상기 소정의 기간에 걸쳐서 일정 시간간격으로 상기 다수의 축전 영역들의 각각의 다수의 전압 값들을 획득하고, 상기 기간전압 연산수단은 획득한 다수의 전압 값들의 평균값을 상기 기간 전압 값에 따라서 계산한다.

또한, 상기 전압 값 획득수단은 상기 소정의 기간에 걸쳐서 일정 시간간격으로 상기 다수의 축전 영역들의 각각의 다수의 전압 값들을 획득하고, 상기 기간전압 연산수단은 상기 기간 전압 값을 계산하기 위해서 상기 다수의 전압 값들의 디지털 필터 처리를 실행하는 것을 특징으로 하는 축전 모듈 제어장치.

또한, 상기한 축전 모듈 제어장치에 있어서, 상기 전압 제어수단은 상기 다수의 축전 영역들의 전압 값들을 제어하기 위해서 상기 다수의 축전 영역들로부터 선택된 하나 또는 다수의 제어목표 축전 영역들을 방전시킨다.

또한, 상기 전압 제어수단은 상기 다수의 축전 영역들에 대하여 각각 계산된 상기 기간 전압 값들의 평균값을 계산하고, 상기 하나 또는 다수의 제어목표 축전 영역들에 따라서 결정된 임계치를 초과하는 상기 기간 전압 값을 갖는 적어도 하나의 축전 영역을 선택한다.

이와는 달리, 상기 전압 제어수단은 상기 하나 또는 다수의 제어목표 축전 영역들에 따라서 상기 기간 전압 값의 감소 순서로 소정 갯수의 축전 영역들을 선택한다.

또한, 상기한 축전 모듈 제어장치에 있어서, 상기 전압 제어수단은, 상기 다수의 축전 영역들의 전압을 제어하기 위해서, 상기 다수의 축전 영역들의 각각에 대하여 계산된 상기 기간 전압 값에 따라서 상기 다수의 축전 영역들의 각각이 방전되는 기간을 변화시킨다.

또한, 상기한 축전 모듈 제어장치에 있어서, 상기 전압 제어수단은, 상기 축전 모듈의 충전/방전에 따라서 상기 하나 또는 다수의 제어목표 축전 영역들을 선택하는 방법을 변화시킨다.

또한, 상기 축전 모듈 제어장치는 상기 축전 모듈의 충전/방전에 따르는 상기 소정의 기간을 변화시킨다.

또한, 본 발명에 따르면, 직렬로 연결된 다수의 축전 영역들을 포함하는 축전 모듈의 제어방법이 제공되는데, 이 방법은, 소정의 기간에 걸쳐서 상기 다수의 축전 영역들의 각각의 전압 값을 획득하는 단계; 그리고 소정의 기간에 걸쳐서 획득되는 상기 다수의 축전 영역들의 각각의 전압 값에 기초하여 상기 다수의 축전 영역들의 전압을 제어하는 단계; 를 포함한다.

본 발명의 축전 모듈 제어장치에 따르면, 심지어 축전 모듈의 충전/방전 기간가 비교적 짧은 경우에도, 각각의 축전 영역들의 전압을 장기적으로 보아 균등화할 수 있으며, 축전 모듈의 질 저하를 방지할 수 있다.

도 1A는 정전 캐패시턴스에서의 차이를 갖는 축전 영역들 사이에서 발생하는 전압차를 보여주는 그래프.
도 1B는 내부 저항에서의 차이를 갖는 축전 영역들 사이에서 발생하는 전압차를 보여주는 그래프.
도 1C는 자체 충전 전류에서의 차이를 갖는 축전 영역들 사이에서 발생하는 전압차를 보여주는 그래프.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 축전 모듈 제어장치의 회로 구성을 나타낸 다이어그램.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 축전 모듈 제어장치에 의해서 실행된 처리 흐름의 예를 나타낸 흐름도.

하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 축전 모듈 제어장치가 첨부 도면들을 참조하여 설명된다.

먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 축전 모듈 제어장치에 의해서 수행될 전압 제어의 기초적인 아이디어가 설명된다. 본 발명의 실시 예에 따른 축전 모듈 제어장치는 직렬로 연결된 다수의 축전 영역들을 포함하는 축전 모듈을 제어하기 위한 것이다. 하기에서는, 축전 영역이 전기 이중층 캐피시터에 있는 경우가 특별한 예로서 설명된다.

심지어 축전 모듈을 형성하는 다수의 축전 영역들이 서로 같은 스펙을 갖는 캐패시터들인 경우에, 예를 들어 캐패시턴스, 내부 저항 및 자체-방전 특성들의 개별적인 차이가 존재한다. 그러므로, 그러한 캐패시터들을 포함하는 축전 모듈이 충전/방전되는 경우에, 각각의 캐패시터들의 전압에서의 변화가 발생할 것이다. 도 1A, 1B 및 1C는 그러한 변화들을 야기하는 각각의 요소들에서의 전압 변화들의 특별한 예를 개략적으로 나타낸 그래프들이다. 그러한 그래프들 모두는 직렬로 연결된 2개의 캐패시터들(C1,C2)을 포함하는 축전 모듈이 사용되는 경우에 있어서 충전 및 방전되는 동안에 각각의 캐패시터들의 전압의 시간변화를 나타낸다. 수평축은 시간을 나타내고 수직축은 전압을 나타낸다. 또한, 실선은 캐패시터(C1)의 전압을 나타내고, 점선은 캐패시터(C2)의 전압을 나타낸다.

특히, 도 1A는 정전 캐패시턴스에서의 차이를 갖는 캐패시터들간에 발생하는 전압차를 나타내는 그래프이고, 캐패시터(C1)의 정전 캐패시턴스가 비교적 작은 경우와 캐패시터(C2)의 정전 캐패시턴스가 비교적 큰 경우에 있어서의 전압 변화를 나타낸다. 도 1B는 내부 저항에서의 차이를 갖는 캐패시터들간에 발생하는 전압차를 나타내는 그래프이고, 캐패시터(C1)의 내부 저항이 비교적 작은 경우와 캐패시터(C2)의 내부 저항이 비교적 큰 경우에 있어서의 전압 변화를 나타낸다. 도 1A 및 1B는 축전 모듈의 충전/방전이 한꺼번에 수행되는 기간 동안에 각각의 캐패시터의 전압 변화를 나타내는 것에 주목할 필요가 있다. 즉, 도 1A 및 1B는 시간 제로(0)의 시작점으로부터 충전, 방전 및 재충전을 통해서 각각의 캐패시터의 전압이 최초 값을 회복하는 경우까지의 기간 동안에 각각의 캐패시터의 전압 변화를 나타낸 것이다. 도 1A 및 1B에서의 점선은 충전/방전 기간에 걸쳐서 각각의 캐패시터의 전압의 시간 평균을 나타낸다. 도 1A 및 1B에 나타낸 바와 같이, 정전 캐패시턴스에서의 차이가 존재하는 경우와 내부 저항에서의 차이가 존재하는 경우 사이에서 전압 변화의 형태로 차이가 존재한다. 그러나, 두 경우에 있어서, 하나의 충전/방전 기간 내에서 캐패시터(C1)의 전압의 평균값은 하나의 충전/방전 기간 내에서 캐패시터(C2)의 전압의 평균값과 실질적으로 같다. 즉, 충전/방전 기간 동안에 일정 시간에서 캐패시터 전압의 차이가 존재할지라도, 장기적으로 보아, 캐패시터들 사이의 전압차는 평균화된다. 그러므로, 캐패시터들 사이에서 정전 캐패시턴스와 내부 저항에서의 차이들은 특정 캐패시터의 질 저하를 진행시키는 요소로서 기여하기는 힘들다.

다른 한편으로, 도 1C는 자체-방전 전류에서의 차이를 갖는 캐패시터들 사이에서 발생하는 전압차를 나타내고, 캐패시터(C1)의 자체-방전 전류가 비교적 큰 경우와 캐패시터(C2)의 자체-방전 전류가 비교적 작은 경우에서의 전압변화를 나타내는 그래프이다. 도 1C에서의 시간 척도는 도 1A와 1B에서의 시간척도와 다르다는 것에 주목할 필요가 있다. 도 1C에 있어서, 짧은 시간에 충전/방전이 여러번 반복됨으로써 야기된 전압 요동들이 평균화되고, 도 1C는 긴 시간동안에(예를 들면, 1년 단위) 캐패시터(C1)와 캐패시터(C2) 사이에서 발생하는 전압차를 나타낸다. 도 1C에 도시한 바와 같이, 자체-방전 전류에서의 차이에 의해서 야기된 캐패시터들 사이의 전압차는 정전 캐패시턴스에서의 차이와 내부 전압에서의 차이에 의해서 야기되고 축전 모듈의 사용에 따라서 축적 및 확대된 것과 다르다. 그러한 전압차가 축전 모듈의 충전/방전 조건들에 따라서 캐패시터들 사이에서 발생하는 경우에, 특정 캐패시터는 과충전 또는 과방전될 수 있고, 그것의 특성들은 급속하게 질 저하될 수 있다. 또한, 긴 시간에 걸친 고압 상태하에서의 캐패시터는(도 1C의 예에서, 캐패시터(C2)), 다른 캐패시터들보다 일찍 질 저하된다. 그 결과, 축전 모듈의 수명은 전체적으로 짧아진다.

이러한 견지에서, 이 실시 예에 따른 축전 모듈 제어장치는, 도 1C에서 예로서 나타낸 바와 같이, 긴 시간에 걸쳐서 축전 영역들중에서 발생하는 전압 변화들을 특별하게 균등화하기 위한 제어를 수행한다. 특히, 이 실시 예의 축전 모듈 제어장치는 일정 시간에 각각의 축전 영역들의 전압 값들을 비교하는 것이 아니라, 소정 기간에 걸쳐서 얻어진 각각의 축전 영역들의 전압 값들을 기초하여 제어될 축전 영역을 결정하며, 그것의 전압을 감소시키기 위해서 제어를 수행한다. 이렇게 함으로써, 각각의 축전 영역들의 전압이 짧은 기간로 요동하는 경우에도, 장기적으로 각각의 축전 영역들의 전압들이 균등화될 수 있고, 그래서 특정 축전 영역은 다른 축전 영역들보다 일찍 질 저하되지 않는다.

하기에서는, 이 실시 예에 따른 축전 모듈 제어장치의 구성이 설명된다.

도 2는 이 실시 예에 따른 축전 모듈 제어장치(1)의 회로 구성을 나타내는 다이어그램이다. 이 실시 예에 따른 축전 모듈 제어장치(1)에 의해서 제어될 축전 모듈(2)은 직렬로 연결된 다수의 축전 영역들을 포함한다. 특히, 이 실시 예에 있어서, N(N은 2 또는 그 이상의 자연수) 캐패시터들이 다수의 축전 영역들(20)로서 직렬로 연결된다. 또한, N 축전 영역들(20)은 서로 동일한 형식과 동일한 스펙을 갖는 캐패시터들이다. 하기에서는, N 축전 영역들(20)은 일단부로부터 연결하기 위해서 축전 영역들 20(1), 20(2), 20(3), ‥‥, 20(N-1) 및 20(N)로 나타내어진다. 축전 모듈(2)이 충전되는 경우, 전력이 외부로부터 축전 모듈의 양단부에 있는 단자들로 공급된다. 또한 축전 모듈(2)에 저장된 전력은 축전 모듈(2)에 연결된 부하를 구동시키기 위해서 사용된다.

이 실시 예에 따른 축전 모듈 제어장치(1)는 도 2에 도시된 바와 같이 다수의 전압 제어회로들(10), 전환 스위치회로(13), A/D 컨버터(14), 기간 전압 연산회로(15) 및 제어회로(16)를 포함한다. 전압 제어회로(10)의 수는 축전 모듈(2)을 형성하는 축전 영역들(20)의 수와 동일하고, N 전압 제어회로들(10)은 일대일로 각각 N 축전 영역들(20)과 병렬로 연결된다.

전압 회로들(10)의 각각은 레지스터(11) 및 상기 레지스터(11)와 직렬로 연결된 스위치(12)를 포함하며, 상응하는 전압 제어회로에 병렬로 연결된 축전 영역(20)을 제어하기 위해서 사용된다. 스위치(12)는 예를 들면 제어회로(16)로부터 송출되는 제어신호에 반응하여 켜지거나 꺼지는 트랜지스터이다. 스위치(12)가 켜지는 경우, 상응하는 전압 제어회로에 병렬로 연결된 축전 영역(20)이 방전된다. 그 결과, 이 축전 영역(20)의 전압은 감소한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 축전 영역 20(n)(n=1, 2, 3, ‥‥, N-1, 및 N)에 병렬로 연결된 전압 제어회로(10)는 전압 제어회로 10(n)로 나타내어지고, 전압 제어회로 10(n)를 형성하는 레지스터(11)와 스위치(12)는 각각 레지스터(11)(n)와 스위치(12)(n)로 각각 나타내어진다. 전압 제어회로들(10)은 N 축전 영역들(20)에 각각 병렬로 연결되고, 그러므로 각각의 전압 제어회로(10)의 스위치(12)를 켜거나 끄기 위한 제어회로(16)에 의한 제어신호의 출력을 통해서, 특정 축전 영역(20)의 전압이 감소하는 것에 대한 제어가 달성될 수 있다.

전환 스위치 회로(13)는 N 축전 영역들(20)의 각각의 양 단부들 사이에서 발생하는 전압차에 대응하는 아날로그 신호를 A/D 컨버터(14)에 입력한다. 특히, 전환 스위치 회로(13)는 제어회로(16)로부터 송출되는 제어신호에 반응하여 하나씩 N 축전 영역들(20)로 전환하고, 축전 영역들(20)의 각각의 양단부들을 A/D 컨버터(14)에 연결한다. 이렇게 함으로써, N 축전 영역들(20)의 각각의 양단부들 사이에서 발생하는 전압차를 나타내는 아날로그신호가 A/D 컨버터(14)에 입력된다.

A/D 컨버터(14)는 아날로그신호를 디지털신호로 변환한다. 이 실시 예에 있어서, A/D 컨버터(14)는 각각의 축전 영역(20)의 전압에 대응하는 전환 스위치 회로(13)로부터 입력된 아날로그신호를 디지털신호로 변환하며, 변환된 디지털값을 기간 전압 연산회로(15)로 출력한다.

기간 전압 연산회로(15)와 제어회로(16)는 하기에서 나중에 설명하는 바와 같이 소정의 기간(하기에서는, 연산 목표 기간 T로 나타냄)에 걸쳐서 각각의 축전 영역(20)의 전압을 획득하고, 소정의 기간에 걸쳐서 획득된 전압 값을 기초하여 각각의 전압 제어회로(10)가 작동되게 하고, 이것에 의해서 각각의 축전 영역(20)의 전압을 제어하게 된다. 기간 전압 연산회로(15)와 제어회로(16)는 예를 들어 마이크로프로세서, 저장 요소, 디지털회로 등에 의해서 달성된다. 또한, A/D 컨버터(14), 기간 전압 연산회로(15) 및 제어회로(16)는 단일 마이크로컴퓨터에 의해서 달성될 것이다.

특히, 기간 전압 연산회로(15)는 A/D 컨버터(14)로부터 출력되는 디지털값의 입력을 수용한다. 전환 스위치 회로(13)의 연결 목적지로서 축전 영역(20)이 전환되면, 기간 전압 연산회로(15)는 A/D 컨버터(14)로부터 일정 시간에 N 축전 영역들(20)의 각각의 전압에 대응하는 디지털 값을 획득한다. 또한, 기간 전압 연산회로(15)는 축전 모듈(2)의 충전/방전 동안에 각각의 축전 영역(20)의 전압 값을 얻는 것을 반복한다. 이러한 방식으로, 기간 전압 연산회로(15)는 연산 목표 기간 T에 걸쳐서 매 소정의 기간동안에 N 축전 영역들(20)의 각각의 전압 값을 획득할 수 있다. 이 실시 예에 있어서, 기간 전압 연산회로(15)는 도 3에 도시된 바와 같이 매 단위시간(t_u)에 N 축전 영역들(20)의 전압 값들을 획득한다. 또한, 하기에서는, 시간 "t"에서 기간 전압 연산회로(15)에 의해서 획득된 축전 영역(20)(n)의 전압 값은 전압 값(V_t(n))으로 나타내어진다. 여기에서, "t"는 시간 경과를 나타내는 정수 카운터 값이고, 소정의 초기값으로부터 시작하여 기간 전압 연산회로(15)가 단위시간(t_u)의 경과 후에 새로운 전압 값을 획득하는 매번 1씩 증가하는 값이다.

또한, N 축전 영역들(20)의 각각에 대하여, 연산 목표 기간(T)에 축전 영역(20)의 평균 전압에 관련된 값을 계산하기 위해서, 기간 전압 연산회로(15)는 연산 목표 기간(T)에 걸쳐서 획득된 전압 값들을 사용한다. 하기에서는, 연산 목표 기간(T)에서 평균 전압과 관련한 이 값은 기간 전압 값(VI)으로서 언급된다. 또한, 시간 "t"에서 얻어진 축전 영역(20)(n)의 기간 전압 값은 특별히 VI_t(n)으로 나타내어진다. 기간 전압 값(VI)은 연산 목표 기간(T)에서 축전 영역(20)의 평균전압에 필수적으로 요구되지는 않는다.

이러한 경우에 있어서, 연산 목표 기간(T)은 축전 모듈(2)의 충전/방전이 한번에 수행되는 기간(충전/방전 기간)과 같거나 긴 기간이 되는 것이 바람직하다. 앞서 설명한 바와 같이 연산 목표 기간(T)의 설정을 통해서, 기간 전압 값(VI)이 계산되는 경우, 각각의 축전 모듈(2)의 충전/방전으로 인하여 발생하는 각각의 축전 영역(20)의 전압 요동들이 균등화되고, 기간 전압 값(VI)은 축전 영역(20)의 전압의 장기 변화를 나타내는 값이 되며, 이것은 충전/방전 기간와 같거나 긴 기간을 커버한다. 연산 목표 기간(T)은 다수의 충전/방전 기간들을 포함하는 기간이 될 것이다. 예를 들면, 예를 들어 1시간과 같은 긴 연산 목표 기간(T)의 설정을 통해서, 충전/방전으로 인하여 발생할 전압 요동들의 짧은 영향을 크게 줄일 수 있게 된다. 하나의 충전/방전 기간은 축전 모듈(2)의 전압이 외부로부터 공급되는 전력 공급에 반응하여 증가하는 시간으로부터 시작되어 축전 모듈(2)의 전압이 부하에 대한 전력의 공급에 반응하여 떨어진 후의 시간에 대응하면, 전압은 외부로부터의 전력 공급에 반응하여 다시 증가하기 시작한다. 충전/방전 기간이 축전 모듈(2)의 사용 모드에 따라서 변하는 경우에, 연산 목표 기간(T)은 예를 들어 저장 모듈(2)이 한번에 사용되는 기간에 포함된 다수의 충전/방전 기간들의 평균값을 초과하도록 설정될 것이다.

하기에서는, 기간 전압 연산회로(15)에 의해서 수행될 기간 전압 값(VI)을 계산하기 위한 과정의 특별한 예가 설명된다.

예를 들면, 기간 전압 연산회로(15)는 마지막 통과시에 획득한 전압 값들의 평균값(M)을 기간 전압 값(VI)으로서 계산한다. 여기에서, M은 단위시간(t_u)으로 연산 목표 기간(T)를 나누어서 얻어진 값에 대응한다. 특히, 기간 전압 값 VI_t(n)이 연산 목표 기간(T) 내에 얻어진 전압 값들 Vt-m(n)(m=M-1, M-2, ‥‥, 1 및 0)의 단순평균(M)인 경우, 기간 전압 값 VI_t(n)은 다음의 수학 방정식에 의해서 계산될 수 있다.

[수식 1]

또한, 기간 전압 연산회로(15)에 의해서 계산될 기간 전압 값(VI)은 연산 목표 기간(T) 내에 획득된 전압 값들의 가중 평균을 기초하여 계산된 값이 될 것이다. 이러한 경우에 있어서, 기간 전압 값(VI_t(n))은 다음의 수학 방정식에 의해서 계산될 수 있다.

[수식 2]

여기에서 W_t-m(m=M-1, M-2,‥‥ , 1 및 0)은 가중 요소를 나타내고, F는 가중요소의 영향을 보정하기 위한 보정 값을 나타낸다. M 전압 값들의 평균값이 상기한 예에서와 같은 기간 평균값 VI으로서 계산되는 경우에, 기간 전압 연산회로(15)는 각각의 축전 영역(20)에 대하여 메모리에서 매 단위시간(t_u)에 획득된 과거 M 전압 값들을 저장하며, 기간 평균값(VI)은 메모리에 저장된 전압 값들을 사용하여 계산될 것이다.

이와는 달리, 기간 전압 연산회로(15)는 로우 패스 필터로서 디지털 필터 기능을 수행할 것이다. 이러한 경우에 있어서, 기간 전압 연산회로(15)는 연산 목표 기간(T)에 대응하는 기간의 시간 적분을 수행하는 집적회로로서 기능하며, 계산으로서 기간 전압 값 VI_t(n)은 마지막 패스트(past)에서 연산 목표 기간(T)에서 축전 영역(20(n))의 평균 전압에 대응하는 값이 된다. 특히, 기간 전압 연산회로(15)이 초기 로우 패스(low pass) 필터인 경우, 기간 전압 값 VI_t(n)은 사전의 전압 샘플링시에 계산된 기간 전압 값 VI_t-1(n)의 사용을 통해서 다음의 수학 방정식에 의해 계산될 수 있다.

[수식 3]

여기에서 K는 계산된 목표 기간(T)의 길이에 기초하여 결정된 값을 갖는 필터 계수를 나타낸다. 이러한 방식으로, 기간 전압 값(VI_t(n))은 계산된 목표 기간(T)에 걸쳐서 획득된 전압 값들 W_t-m(m=M-1, M-2,‥‥ , 1 및 0)에 기초한 값이 된다. 기간 전압 연산회로(15)는 그러한 초기 로우 패스 필터로 제한되지 않으며, 하이-오더 버터워스(high-order Butterworth) 필터나 체비세프(Chebyshev) 필터와 같은 여러 형식의 디지털 필터가 될 것이다.

제어 회로(16)는 각각의 축전 영역(20)의 전압 제어를 수행하기 위해서 기간 전압 연산회로(15)에 의해서 얻어진 각각의 축전 영역들(20)의 기간 전압 값들(VI)을 사용한다. 특히, 제어회로(16)는 N 축전 영역들(20)로부터 전압의 목표이 감소하는 하나 또는 다수의 축전 영역들(20)(하기에서는 제어목표 축전 영역으로서 언급됨)을 선택하도록 매 소정 시간에 각각의 축전 영역들(20)의 기간 전압 값들(VI)을 사용한다. 그러면, 제어회로(16)는 제어목표 축전 영역으로서 선택된 축전 영역(20)에 연결된 전압 제어회로(10)의 스위치(12)를 켜고 선택되지 않은 전압 제어회로(10)의 스위치(12)를 끄도록 제어신호를 출력한다. 그 결과, 제어목표 축전 영역이 방전되고, 그것의 전압이 감소한다. 이때, 축전 모듈(2)의 전압이 변하지 않는 경우에, 제어목표 축전 영역으로서 선택되지 않은 축전 영역(20)의 전압이 상대적으로 증가한다. 제어회로(16)에 의해서 수행될 제어목표 축전 영역을 선택하는 방법의 특별한 예가 하기에서 설명된다.

또한, 상기한 바와 같이, 제어회로(16)는 스위치들을 절환하기 위해서 전환 스위치회로(13)를 제어한다. 이러한 방식에 있어서, N 축전 영역들(20)의 각각과 A/D 컨버터(14)는 전환 스위치회로(13)를 거쳐서 서로 순차적으로 연결된다.

하기에서는, 본 실시 예에 따른 축전 모듈 제어장치(1)에 의해서 실행될 제어의 흐름의 특별한 예가 도 3의 흐름도를 참조하여 설명된다. 여기에서 설명한 한 예에서 기간 전압 값(VI)은 가장 최근의 패스트(past)에서 얻어진 M 전압 값들의 평균값이다. 먼저, 제어회로(16)는 가변 "t" 내지 1(S1)을 개시한다. 다음으로, 제어회로(16)는 가변 "n" 내지 1(S2)을 개시한다. 그러면, 제어 회로(16)는 A/D 컨버터(14)의 연결 목적지를 축전 영역(20)(n)으로 전환하도록 전환 스위치 회로(13)를 제어한다(S3). 이러한 방식에 있어서, A/D 컨버터(14)는 디지털 값으로 변환될 축전 영역(20)(n)의 전압 값 (V_t(n))을 기간 전압 연산회로(15)에 입력한다.

부수적으로, 기간 전압 연산회로(15)는 기간 전압 값(VI_t(n))을 계산하기 위해서 단계(S3)에서 획득된 전압 값(V_t)(n), 과거에 획득된 축전 영역(20)(n)의 전압 값들(V_t-M+1)(n) 내지 (V_t-1)(n)을 사용하고, 기간 전압 값(VI_t(n))을 제어회로(16)로 출력한다(S4). t<M의 경우에 있어서(즉, 제어의 시작이래로 데이터의 M 피스(pieces)가 획득되지 않은 경우에), 예를 들면, 기간 전압 연산회로(15)는 단순평균을 계산하기 위해서 이미 획득된 데이터만을 사용하고, 다음에는 부수적인 과정을 실행한다. 이와는 달리, 데이터의 M 피스가 획득될 때까지, 기간 전압 연산회로(15)는 단계 S4와 하기에서 설명할 단계 S7 내지 S9의 과정을 초과하는 전압 값 획득과정을 반복해서 실행할 것이다.

다음으로, 제어회로(16)는 n=N이 만족하는지 혹은 아닌지를 결정한다(S5). 그러면, 단계(S5)의 결정 조건이 만족되지 않는 경우에(즉, n<N의 경우에 있어서), 제어회로(16)는 변수 "n"의 값에 1을 더한다(S6). 그러면, 과정은 단계(S3)로 복귀하고 그래서 다음 축전 영역(20)(n)의 처리가 실행된다.

다른 한편으로, 단계(S5)의 결정조건이 만족되는 경우에, 시간 "t"에서 모든 N 축전 영역들(20)의 기간 전압 값들(VI)이 획득된다. 그러면, 제어회로(16)는 전압 균등화 제어를 수행하는 것이 필요한지 혹은 아닌지를 먼저 결정하기 위해서 단계(S4)에서 계산된 N 기간 전압 값들(VI)을 사용한다(S7). 특히, 예를 들면, 제어회로(16)는 N 기간 전압 값들 VI_t(n)(n=1, 2, ‥‥, 및 N)중에서 최대값과 최소값을 비교하고, 그 사이에 존재하는 차이가 소정의 임계치를 초과하는지 혹은 아닌지를 결정한다. 그러면, 최대값과 최소값 사이의 차이가 상기 소정 임계치를 초과하는 경우에, 제어회로(16)는 전압 균등화 제어가 필요하다고 결정한다. 단계(S7)와 추후에 설명하게될 단계(S8) 내지 단계(S10)을 실행함이 없이 제어회로(16)는 항상 실행됨에 주목할 필요가 있다. 이와는 달리, 제어회로(16)는 여기에서 설명한 결정 기준과는 다른 결정기준에 기초한 전압 균등화 제어를 수행할 것인지 혹은 아닌지를 결정할 것이다. 특히, 예를 들면, 결정화를 위해 사용될 임계치는 균등화 제어가 수행되지 않은 조건에서 균등화 제어를 시작할 것인지 혹은 아닌지를 제어회로(16)가 결정하는 경우와, 균등화 제어가 수행된 조건에서 균등화 제어를 중단할 것인지 혹은 아닌지를 제어회로(16)가 결정하는 경우 사이에서 변할 것이다. 즉, 균등화 개시 결정에 사용된 임계치는 균등화 중단 결정에 사용된 임계치보다 크게 설정된다(예를 들면, 균등화 중단 결정에 사용된 임계치의 2배로 설정됨). 이러한 방식에 있어서, 균등화 제어의 시작은 제어목표 축전 영역의 방전에 의해서 야기된 에너지 소비를 줄이기 위해서 지연될 수 있다.

균등화 제어가 단계(S7)에서 불필요한 것으로 결정되는 경우에, 제어회로(16)는 단계(S8)과 (S9)을 생략하고 단계(S10)을 실행한다. 다른 한편으로, 균등화 제어가 단계(S7)에서 필요한 것으로 결정되는 경우에, 제어회로(16)는 추후에 설명할 방법에 의해서 제어목표 축전 영역을 선택하도록 단계(S4)에서 계산된 N 기간 전압 값들(VI)을 사용한다. 또한, 제어회로(16)는 단계(S8)에서 선택된 제어목표 축전 영역에 대응하여 스위치(12)를 켜고 제어목표 축전 영역으로서 선택되지 않은 축전 영역(20)에 대응하여 스위치(12)를 끄도록 제어신호를 출력한다. 그 결과, 제어목표 축전 영역의 전압이 감소하며, 선택되지 않은 축전 영역(20)의 전압이 증가하며, 그러므로 각각의 축전 영역(20)의 전압들이 균등화된다.

끝으로, 제어회로(16)는 변수 "t"의 값에 1을 더하고(S10), 다음번에 전압 값을 획득하기 위해서 단계(S2)로 복귀하여 전압 균등화 제어를 수행한다. 즉, 축전 모듈(2)의 충전/방전이 수행되는 기간 동안에 각각의 단위시간(t_u) 동안 단계(S2) 내지 단계(S10)의 과정이 반복된다.

도 3의 흐름도에서 설명된 예에서 보는 바와 같이, 각각의 단위시간(t_u) 경과시에, 각각의 축전 영역들(20)의 전압 값들이 회득되고, 획득된 전압 값들은 각각의 축전 영역들(20)의 기간 전압 값들(VI)을 업데이트하는데 사용된다. 그러면, 업데이트된 기간 전압 값들(VI)은 균등화 제어를 수행하는지 혹은 아닌지를 결정하는데 사용된다. 또한, 계산 목표 기간(T)는 그러한 과정이 M번 반복되는 시간 기간에 대응한다. 즉, 본 발명에 따른 축전 모듈 제어장치(1)에 있어서, 각각의 스위치(12)를 켜고/끄는 것에 의해서 축전 영역을 전압제어의 목표이 되도록 변화시키는 사이클(=단위시간(t_u))보다 긴 기간이 계산 목표 기간(T)으로 설정된다. 축전 모듈 제어장치(1)는 기간 전압 값(VI)을 계산하기 위해서 이러한 기간에 걸쳐서 획득한 전압 값들을 사용한다. 상기한 바와 같이, 기간 전압 값(VI)의 계산과 제어목표 축전 영역의 교체는 계산 목표 기간(T)보다 짧은 기간로 수행된다. 그러므로, 기간 전압 값(VI)이 비교적 긴 계산 목표 기간(T)동안에 계산되는 경우에도, 축전 모듈 제어장치(1)는 각각의 축전 영역들(20)을 고속으로 균등화할 수 있다.

또한, 도 3의 흐름도에 있어서, 각각의 축전 영역들(20)의 전압들은 연결 순서에 따라서, 즉, 축전 영역들의 순서 20(2), 20(3), ‥‥, 및 20(N)에 따라서 축전 모듈(2)의 일단부에 연결된 축전 영역 20(1)으로부터 얻어지나, 본 발명은 이것으로서 제한되지는 않는다. 예를 들면, 제어회로(16)는 임의로 결정된 순서로 각각의 축전 영역들(20)의 전압들을 얻을 것이다.

다음으로, 도 3의 흐름도의 단계(S8)에서 기간 전압 값들(VI)의 사용으로 제어회로(16)에 의해서 제어목표 축전 영역을 선택하는 방법의 몇가지 특별한 예들이 설명된다.

제 1의 예로서, 제어회로(16)는 제어목표 축전 영역을 선택하기 위해서 기간 전압 값들(VI)의 평균값에 기초하여 결정된 임계치(VI_th)를 사용한다. 특히, 제어회로(16)는 위에서 설명한 단계(S4)의 과정에서 계산된 N 기간 전압 값들 VIt(n)(n=1, 2, ‥‥, 및 N)의 평균값(VI_avg)을 계산한다. 그러면, 제어회로(16)는 N 기간 전압 값들 VIt(n)의 각각을 평균값(VI_avg)과 비교하고, 제어목표 축전 영역으로서 평균값(VI_avg)을 초과하는 기간 전압 값 VIt(n)을 갖는 축전 영역(20)을 선택한다. 이러한 경우에 있어서, 기간 전압 값들의 평균값(VI_avg)은 임계치(VI_th)로서 기능한다. 이와는 달리, 제어회로(16)는 소정의 값을 평균값(VI_avg)에 더해서 얻어진 값을 임계치(VI_th)로서 사용하고, 그 값을 기간 전압 값 VIt(n)과 비교한다.

다음으로, 제 2의 예로서, 제어회로(16)는 제어목표 축전 영역으로서 기간 전압 값 VIt(n)의 감소하는 순서로 소정 개수의 축전 영역들(20)을 N 축전 영역들(20)로부터 선택할 것이다. 예를 들면, 제어회로(16)는 제어목표 축전 영역으로서 기간 전압 값 VIt(n)의 감소하는 순서로 축전 영역들(20)의 절반(즉, N/2)을 선택할 것이다. 또한, 제어회로(16)는 제어목표 축전 영역으로서 기간 전압 값 VIt(n)의 감소하는 순서로 전체의 소정 비율을 차지하는 수로 N 축전 영역들(20)로부터 축전 영역들(20)을 선택할 것이다. 이러한 경우에 있어서 소정 비율은 소비전력과 균등화제어에 필요한 시간의 양을 고려하여 30% 이상 또는 50% 이하로 되는 것이 바람직하다. 이러한 제 2의 예에 있어서, N 기간 전압 값 VIt(n)이 평균값에 대하여 비대칭으로 분포하는 경우에, 제어목표 축전 영역은 임의로 선택될 필요가 없는 경우로 인식되고, 예를 들면, 평균값보다 낮은 기간 전압 값(VI)을 갖는 축전 영역(20)이 제어목표로서 선택되는 경우로 인식된다. 그러나, 이 실시 예에 따른 축전 모듈 제어장치(1)는 비교 목표로서 일정시간에 각각의 축전 영역들(20)의 전압 값들이 아니라 계산 목표 기간(T)에서 기간 전압 값(VI)을 사용한다. 그러므로, 순간적으로 발생한 에러와 같은 영향은 덜 발생할 것으로 예상되고, N 기간 전압 값들 VIt(n)은 평균값에 대하여 실질적으로 대칭적으로 분포될 것으로 예측된다. 그러므로, 제 2의 예에 있어서, 제어목표 축전 영역은 단지 기간 전압 값 VIt(n)의 감소하는 순서로 선택된다. 이러한 방식에 있어서, 기간 전압 값들 VIt(n)의 평균값이 계산되는 제 1의 예에 비교하여, 처리 부하가 감소할 수 있다.

다음으로, 제 3의 예로서, 제어회로(16)는 축전 영역(20)이 각각의 축전 영역(20)에서 계산된 기간 전압 값 VIt(n)에 의존하는 전압 제어의 목표인 기간을 변화시킬 것이다. 예를 들면, 제어회로(16)는 기간 전압 값 VIt(n)의 분포(분산 정도)와 관련한 통계를 계산하고, 기간 전압 값들의 평균값(VI_avg)으로부터 각각의 축전 영역(20)의 기간 전압 값 VIt(n)의 차이의 양을 결정하기 위해서 통계를 이용한다. 그러면, 결정의 결과를 기초하여, 제어회로(16)는 축전 영역(20(n))의 방전 기간의 길이를 결정한다.

특별한 예로서, 제어회로(16)는 N 기간 전압 값들 VIt(n)의 평균값(VI_avg)을 계산하고, 분포와 관련한 통계로서 표준편차를 계산한다. 그러면, (VI_avg+ α·σ)와 같거나 그보다 큰 기간 전압 값 VIt(n)을 갖는 축전 영역(20)은 방전 목표로서 설정될 제어목표 축전 영역으로서 무조건 선택된다. 다른 한편으로, 평균값 (VI_avg)와 같거나 그보다 작은 기간 전압 값 VIt(n)을 갖는 축전 영역(20)은 제어목표 축전 영역으로서 선택되지 않는다. 또한, (VI_avg+ α·σ) 보다 작고 평균값 (VI_avg)을 초과하는 기간 전압 값 VIt(n)을 갖는 축전 영역(20)에 대하여, 축전 영역(20)이 제어목표 축전 영역으로서 선택될지 혹은 아닐지는 이전의 결정에서 조건에 의존하여 변한다. 즉, 축전 영역(20)이 이전의 과정(시간 t-1에서의 과정)에서 제어목표 축전 영역으로서 선택되고 축전 영역(20(n))의 방전이 현 시점에서 실행되는 경우에, 스위치(12(n))는 방전을 중단하도록 꺼진다. 이에 비해서, 축전 영역(20)이 이전의 과정에서 제어목표 축전 영역으로서 선택되지 않고 축전 영역(20(n))이 이 처리과정에서 제어목표 축전 영역으로서 선택되는 경우에, 스위치(12(n))는 켜진다. α는 소정 계수를 나타내고, 그것의 값은 예를 들어 1이 될 것이다.

그러한 제어와 관련하여, 기간 전압 값 VIt(n)이 (VI_avg+ α·σ)과 같거나 큰 기간 동안에, 축전 영역(20(n))은 연속적으로 방전되고, 기간 전압 값 VIt(n)이 (VI_avg+ α·σ) 미만으로 떨어지는 경우에, 단위시간(t_u)의 매 경과시에 스위치(12(n))가 반복해서 온/오프된다. 그 결과, 축전 영역(20(n))이 방전되는 기간은 기간 전압 값 VIt(n)이 (VI_avg+ α·σ)와 같거나 그보다 큰 경우의 약 절반이 된다. 그러므로, 평균값 (VI_avg)과 다르지 않은 기간 전압 값 VIt(n)을 갖는 축전 영역(20(n))의 방전은 평균값 (VI_avg)을 상당히 초과하는 기간 전압 값 VIt(n)을 갖는 축전 영역(20(n))의 경우에 비해서 느린 비율로 수행된다.

다음으로, 제 4의 예로서, 소정 조건을 만족하는 경우, 제어 회로(16)는 기간 전압 값 VIt(n) 대신에 시간 "t"에서 획득한 각각의 축전 영역들(20)의 전압 값들(V_t(n))을 사용하고, 이에 의해서 제어목표 축전 영역이 결정된다. 특히, 제어회로(16)는 단계(S3)에서 획득한 N 전압 값 VIt(n)의 평균값 (V_avg)을 계산한다. 그러면, 제어 회로(16)는 전압 값들의 평균값(V_avg)과 기간 전압 값들의 평균값(VI_avg)간의 차이의 절대값 │V_avg- VI_avg│이 소정의 임계치를 초과하는지 혹은 아닌지를 결정한다. 여기에서, │V_avg- VI_avg│은 축전 모듈(2)의 충전/방전 상태를 나타내는 인덱스 값으로서 기능한다. │V_avg- VI_avg│의 값이 큰 경우에, 충전/방전은 계산 목표 기간(T)에 걸쳐서 자주 수행되고, 그것의 값이 작은 경우에는, 충전/방전은 거의 수행되지 않는다. │V_avg- VI_avg│이 소정의 임계치를 초과하는 경우에, 제어 회로(16)는 제 1의 예 내지 제 3의 예에서 설명한 바와 같은 방법에 의해서 각각의 축전 영역들(20)의 기간 전압 값 VIt(n)에 기초한 제어목표 축전 영역을 선택한다. 다른 한편으로, │V_avg- VI_avg│이 소정의 임계치와 같거나 그보다 작은 경우에, 제어 회로(16)는 제 1의 예 내지 제 3의 예에서 설명한 바와 같은 방법에 의해서 제어목표 축전 영역을 선택하기 위해서 기간 전압 값 VIt(n)이 아니라 이때 획득한 전압 값들(V_t(n))을 사용한다. 즉, 예를 들면, 제어 회로(16)는 제어목표 축전 영역으로서 평균값 (V_avg)을 초과하는 기간 전압 값 VIt(n)을 갖는 축전 영역(20(n))을 선택한다. 이러한 방식에 있어서, 축전 모듈(2)이 다양한 사용 상태로 사용되는 경우에, 예를 들면, 축전 모듈(2)이 밤에 드물게 사용되는 반면에 축전 모듈(2)이 낮에 반복해서 충전/방전되는 경우에, 축전 모듈 제어장치(1)는 상기 사용상태의 그러한 변화에 따라서 균등 제어의 방법을 바꾼다. 이러한 방식에 있어서, 균등 제어는 각각의 시간 지점에서 보다 바람직한 모드로서 수행될 수 있다.

또한, 이 실시 예에 따른 축전 모듈 제어장치(1)는 제어목표 축전 영역의 선택방법이 아니라 축전 모듈(2)의 충전/방전에 의존하여 그것의 연산 목표 기간(T)을 변화시킬 것이다. 특히, 제어 회로(16)는 충전/방전 상태를 나타내는 인덱스 값인 │V_avg- VI_avg│의 값에 기초하여 전압 값들의 수(M) 및/또는 기간 전압 값(VI)이 계산되는 경우에 사용되는 필터 계수(K)를 변화시킨다. 즉, │V_avg- VI_avg│의 값이 큰 경우에, M이나 K의 값이 증가하고, │V_avg- VI_avg│의 값이 작은 경우에는, M이나 K의 값은 감소한다. 이러한 방식에 있어서, 제어를 수행하는 것이 가능하고, 그래서 연산 목표 기간(T)는 │V_avg- VI_avg│의 값이 커짐에 따라서 커지게 된다.

본 발명의 실시 예는 상기한 것으로서 제한되지 않음에 주목해야 한다. 예를 들면, 본 발명의 실시 예에 따른 축전 모듈 제어장치(1)에 의해서 축전 모듈(2)이 제어된다. 2차 셀과 같이 전력을 공급함에 의해서 충전될 수 있는 다양한 축전 장치들이 축전 영역(20)으로서 채용될 것이다.

또한, 상기한 명세서에 기재된 바와 같이, 각각의 축전 영역(20)의 전압 값들은 디지털 값들로 변환되고, 기간 전압 값(VI)을 계산하는데 사용되나, 본 발명은 이것으로 제한되지 않는다. 예를 들면, 아날로그 회로로 형성된 로우 패스 필터는 연산 목표 기간(T)에서 기간 전압 값(VI)을 사용하게 될 것이다.

Claims

직렬로 연결된 다수의 축전 영역들을 포함하는 축전 모듈을 제어하기 위한 축전 모듈 제어장치로서,
소정의 기간에 걸쳐서 획득되는 상기 다수의 축전 영역들의 각각의 전압 값을 획득하기 위한 전압 값 획득수단; 및
상기 다수의 축전 영역들의 각각의 전압 값에 기초하여 상기 다수의 축전 영역들의 전압을 제어하기 위한 전압 제어수단;을
포함하는 축전 모듈 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 소정의 기간은 상기 축전 모듈의 충전/방전이 한번에 수행되는 기간과 같거나 긴 기간으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 축전 모듈 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 축전 모듈 제어장치는 상기 다수의 축전 영역들의 각각의 기간 전압 값을 계산하기 위한 기간전압 연산수단을 더 포함하며, 상기 기간 전압 값은 상기 소정의 기간에서 상기 다수의 축전 영역들의 각각의 평균전압과 관련되고, 상기 계산은 상기 소정의 기간에 걸쳐서 획득되는 상기 다수의 축전 영역들의 각각의 상기 전압 값을 사용하여 수행되며, 상기 전압 제어수단은 상기 다수의 축전 영역들의 전압을 제어하기 위해서 상기 다수의 축전 영역들의 각각의 계산된 기간 전압 값을 사용하는 것을 특징으로 하는 축전 모듈 제어장치.
제 3 항에 있어서, 상기 전압 값 획득수단은 상기 소정의 기간에 걸쳐서 일정 시간간격으로 상기 다수의 축전 영역들의 각각의 다수의 전압 값들을 획득하고, 상기 기간전압 연산수단은 획득한 다수의 전압 값들의 평균값을 상기 기간 전압 값에 따라서 계산하는 것을 특징으로 하는 축전 모듈 제어장치.
제 3 항에 있어서, 상기 전압 값 획득수단은 상기 소정의 기간에 걸쳐서 일정 시간간격으로 상기 다수의 축전 영역들의 각각의 다수의 전압 값들을 획득하고, 상기 기간전압 연산수단은 상기 기간 전압 값을 계산하기 위해서 상기 다수의 전압 값들의 디지털 필터 처리를 실행하는 것을 특징으로 하는 축전 모듈 제어장치.
제 3 항에 있어서, 상기 전압 제어수단은 상기 다수의 축전 영역들의 전압 값들을 제어하기 위해서 상기 다수의 축전 영역들로부터 선택된 하나 또는 다수의 제어목표 축전 영역들을 방전시키는 것을 특징으로 하는 축전 모듈 제어장치.
제 6 항에 있어서, 상기 전압 제어수단은 상기 다수의 축전 영역들에 대하여 각각 계산된 상기 기간 전압 값들의 평균값을 계산하고, 상기 하나 또는 다수의 제어목표 축전 영역들에 따라서 결정된 임계치를 초과하는 상기 기간 전압 값을 갖는 적어도 하나의 축전 영역을 선택하는 것을 특징으로 하는 축전 모듈 제어장치.
제 6 항에 있어서, 상기 전압 제어수단은 상기 하나 또는 다수의 제어목표 축전 영역들에 따라서 상기 기간 전압 값의 감소 순서로 소정 갯수의 축전 영역들을 선택하는 것을 특징으로 하는 축전 모듈 제어장치.
제 6 항에 있어서, 상기 전압 제어수단은, 상기 다수의 축전 영역들의 전압을 제어하기 위해서, 상기 다수의 축전 영역들의 각각에 대하여 계산된 상기 기간 전압 값에 따라서 상기 다수의 축전 영역들의 각각이 방전되는 기간을 변화시키는 것을 특징으로 하는 축전 모듈 제어장치.
제 6 항에 있어서, 상기 전압 제어수단은 상기 축전 모듈의 충전/방전에 따라서 상기 하나 또는 다수의 제어목표 축전 영역들을 선택하는 방법을 변화시키는 것을 특징으로 하는 축전 모듈 제어장치.
제 1 항에 있어서, 상기 소정의 기간은 상기 축전 모듈의 충전/방전에 따라서 변하는 것을 특징으로 하는 축전 모듈 제어장치.
직렬로 연결된 다수의 축전 영역들을 포함하는 축전 모듈의 제어방법으로서,
소정의 기간에 걸쳐서 상기 다수의 축전 영역들의 각각의 전압 값을 획득하는 단계; 그리고
소정의 기간에 걸쳐서 획득되는 상기 다수의 축전 영역들의 각각의 전압 값에 기초하여 상기 다수의 축전 영역들의 전압을 제어하는 단계; 를
포함하는 축전 모듈의 제어방법.