[go: up one dir, main page]

KR102311062B1 - 지능형 전력계량 인프라 시스템의 백업 전원 공급 장치 - Google Patents

지능형 전력계량 인프라 시스템의 백업 전원 공급 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102311062B1
KR102311062B1 KR1020200183384A KR20200183384A KR102311062B1 KR 102311062 B1 KR102311062 B1 KR 102311062B1 KR 1020200183384 A KR1020200183384 A KR 1020200183384A KR 20200183384 A KR20200183384 A KR 20200183384A KR 102311062 B1 KR102311062 B1 KR 102311062B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
battery
voltage difference
power
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
KR1020200183384A
Other languages
English (en)
Inventor
남성필
Original Assignee
주식회사 삼우에스비
(주)아이비티
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 삼우에스비, (주)아이비티 filed Critical 주식회사 삼우에스비
Priority to KR1020200183384A priority Critical patent/KR102311062B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102311062B1 publication Critical patent/KR102311062B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • H02J7/0014—Circuits for equalisation of charge between batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • H02J7/007194—Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature of the battery
    • 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
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other DC sources, e.g. providing buffering

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

본 발명은 지능형 전력계량 인프라 시스템의 백업 전원 공급 장치에 관한 것으로, 해결하고자 하는 과제는 영하의 저온에서 정전이 발생하더라도 샐 밸런싱 회로를 강제로 동작시켜 발생되는 열을 이용하여 배터리의 온도를 0℃까지 상승시킴으로써 정상적인 배터리 방전 동작이 가능하도록 하는데 있다.
일례로, 다수의 셀을 포함하는 배터리부; 부하설비에 공급되는 상용전원으로 상기 배터리부를 충전하고, 정전 발생 감지 시 상기 배터리부를 방전시켜 부하설비에 전원을 공급하고, 상기 배터리부의 온도가 미리 설정된 온도 이하 또는 셀 간 전압차가 미리 설정된 수치 이상일 때 셀 밸런싱을 수행하는 배터리 관리부; 및 정전 발생 시 AMI(Advanced Metering Infrastructure) 서버로 정전발생신호를 송출하는 통신부를 포함하는 AMI의 백업 전원 공급 장치를 개시한다.

Description

지능형 전력계량 인프라 시스템의 백업 전원 공급 장치{DEVICE FOR PROVIDING BACKUP POWER OF ADVANCED METERING INFRASTRUCTURE SYSTEM}
본 발명의 실시예는 지능형 전력계량 인프라 시스템에서 사용되는 백업 전원 공급 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 AC 상용 전원이 공급되지 않는 정전 상태에서도 배터리로부터 백업 전원 기능을 포함한 배터리 관리 시스템을 이용하여 부하시설의 전원을 공급하거나 차단할 수 있는 백업 전원 공급 장치에 관한 것이다.
지능형 전력 계량 인프라 시스템(AMI(Advanced Metering Infrastructure) System)은 에너지를 소비하는 수용가에 설치된 전기, 가스, 수도, 온수, 열량 등 각종 계량기의 사용량을 원격에서 검침하는 한편, 해당 정보를 상위 시스템에서 자동으로 취합, 분석 및 가공한 후 이를 다시 수용가로 제공하는 양방항 통신 인프라를 장치를 의미한다.
이와 같은 통상의 AMI 시스템에서는 수용가 측에 설치된 전자식 전력량계의 사용량을 AMI용 슬레이브 모뎀과 마스터 모뎀을 이용하여 데이터 집중 장치(Data Concentration Unit: DCU)에서 수집한 후 AMI 서버로 전송하게 된다.
이러한 (DCU는 정전 발생 시 각 소자의 파손이나, 저장된 데이터의 손실이 발생하여 전력정보 및 파일관리가 정상적으로 작동하지 않게 된다.
이를 위해, 기존 시스템에서는 정전 발생 시 배터리와 배터리 관리 시스템을 설치하고, 배터리 관리 시스템은 저온에서 내부 발열을 위해 발열 히터를 사용하였으나, 이는 장치의 전반적인 부피를 증가시키며, 전력 사용 시 샐 밸런싱에 대한 문제를 일으킬 수 있는 요인이 된다.
공개특허공보 제10-2017-0048991호(공개일자: 2017년05월10일) 공개특허공보 제10-2015-0071194호(공개일자: 2015년06월26일) 등록특허공보 제10-1551088호(등록일자: 2015년09월01일)
본 발명의 실시예는, 영하의 저온에서 정전이 발생하더라도 샐 밸런싱 회로를 강제로 동작시켜 발생되는 열을 이용하여 배터리의 온도를 0℃까지 상승시킴으로써 정상적인 배터리 방전 동작이 가능하도록 하는 지능형 전력계량 인프라 시스템의 백업 전원 공급 장치를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 AMI의 백업 전원 공급 장치는, 다수의 셀을 포함하는 배터리부; 부하설비에 공급되는 상용전원으로 상기 배터리부를 충전하고, 정전 발생 감지 시 상기 배터리부를 방전시켜 부하설비에 전원을 공급하고, 상기 배터리부의 온도가 미리 설정된 온도 이하 또는 셀 간 전압차가 미리 설정된 수치 이상일 때 셀 밸런싱을 수행하는 배터리 관리부; 및 정전 발생 시 AMI(Advanced Metering Infrastructure) 서버로 정전발생신호를 송출하는 통신부를 포함한다.
또한, 상기 배터리 관리부는, 상용전원 또는 상기 배터리부로부터의 전원을 공급 받아 부하설비로 전달하는 릴레이 스위치부; 상용전원을 공급 받아 직류로 변환하기 위한 AC/DC 컨버터; 상기 배터리부로부터 공급되는 직류전원을 교류로 변환하여 상기 릴레이 스위치부를 전달하는 DC/AC 인버터; 상기 배터리부의 온도를 측정하는 온도 센서; 상기 배터리부의 셀 밸런싱을 수행하는 셀 밸런싱 회로부; 상기 배터리부의 셀 간 전압차를 측정하는 셀 전압차 측정부; 및 상기 AC/DC 컨버터를 통해 변환된 직류전원을 상기 배터리부에 충전시키고, 정전 발생 시 상기 배터리부의 직류전원을 상기 DC/AC 인버터를 통해 상기 릴레이 스위치부로 전달하도록 제어하고, 상기 온도 센서의 측정 온도값이 미리 설정된 기준 온도값 이하이거나, 상기 셀 전압차 측정부의 측정 전압차가 미리 설정된 기준 전압차 이상이면, 상기 셀 밸런싱 회로부가 동작하도록 제어하는 배터리 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 배터리 제어부는, 미리 저장된 기간 동안 저온 모드로 동작하고 상기 저온 모드 동작 시, 상기 측정 온도값과 상기 기준 온도값을 비교하여 상기 측정 온도값이 상기 기준 온도값 이하이면, 상기 셀 밸런싱 회로부가 동작하도록 제어하고, 상기 측정 온도값과 상기 기준 온도값을 비교하여 상기 측정 온도값이 상기 기준 온도값을 초과하면, 상기 셀 전압차 측정부가 동작하도록 제어하여 상기 측정 전압차를 획득하고, 획득된 상기 측정 전압차와 상기 기준 전압차를 비교하여 상기 측정 전압차가 상기 기준 전압차 이상이면, 상기 셀 밸런싱 회로부가 동작하도록 제어하고, 상기 측정 전압차와 상기 기준 전압차를 비교하여 상기 측정 전압차가 상기 기준 전압차 미만이면, 미리 설정된 시간 이후 상기 저온 모드의 동작을 다시 시작할 수 있다.
또한, 상기 셀 밸런싱 회로부는, 셀 밸런싱의 동작에 의해 발생되는 열을 이용하여 상기 배터리부를 승온시키도록 상기 배터리부의 내부에 설치될 수 있다.
또한, 상기 배터리부의 각 셀은 리튬인산철(LiFePO4) 이차전지를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 영하의 저온에서 정전이 발생하더라도 샐 밸런싱 회로를 강제로 동작시켜 발생되는 열을 이용하여 배터리의 온도를 0℃까지 상승시킴으로써 정상적인 배터리 방전 동작이 가능하도록 하는 지능형 전력계량 인프라 시스템의 백업 전원 공급 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 AMI의 백업 전원 공급 장치의 전체 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리부의 상세 구성과 연결 관계를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 제어부의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 AMI의 백업 전원 공급 장치의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 AMI의 백업 전원 공급 장치의 측면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 AMI의 백업 전원 공급 장치의 측면 투시도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 AMI의 백업 전원 공급 장치의 전체 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 관리부의 상세 구성과 연결 관계를 나타낸 블록도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 제어부의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 AMI 백업 전원 공급 장치(1000)는 배터리부(100), 배터리 관리부(200) 및 통신부(300) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 배터리부(100)는 다수의 배터리 셀(110)을 포함할 수 있으며, 각각의 배터리 셀(110)은 직렬 또는 병렬 또는 직/병렬 혼합 방식 등으로 AMI 백업 전원 공급을 위한 적합한 형태로 연결될 수 있다.
상기 배터리 셀(110)은 리튬인산철(LiFePO4) 이차전지를 포함할 수 있다. 이러한 리튬인산철(LiFePO4) 이차전지는 전체 용량의 90%까지 방전 후에도 1,000회 이상 재충전이 가능하며, 기존 납산 배터리보다 3배 이상 수명이 길고 1,000회 이상 충·방전 후에도 기존 용량의 80% 이상 유지가 가능하다. 종래의 리튬 이온과 리튬 폴리머 배터리는 과충전 및 과방전 시 급격한 온도 상승과 폭발 현상이 발생할 수 있으나, 리튬인산철 배터리는 과방전 및 과충전 시 폭발하지 않고 내부적으로만 손상됨에 따라 비교적 안전하다는 장점이 있다.
상기 배터리 관리부(200)는, 부하설비에 공급되는 상용전원으로 상기 배터리부를 충전하고, 정전 발생 감지 시 상기 배터리부를 방전시켜 부하설비에 전원을 공급하고, 상기 배터리부의 온도가 미리 설정된 온도 이하 또는 셀 간 전압차가 미리 설정된 수치 이상일 때 셀 밸런싱을 수행
이를 위해 배터리 관리부(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 릴레이 스위치부(210), AC/DC 컨버터(220), DC/AC 인버터(230), 온도 센서(240), 셀 밸런싱 회로부(250), 셀 전압차 측정부(260) 및 배터리 제어부(270) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 릴레이 스위치부(210)는, 외부의 상용전원 또는 배터리부(100)로부터의 전원을 공급 받아 부하설비로 전달할 수 있다. 이러한 릴레이 스위치부(210)는 배터리 제어부(270)의 제1 제어신호에 따라 외부의 상용전원을 부하설비로 전달하도록 동작하거나, 정전 발생 시 배터리 제어부(270)의 제2 제어신호에 따라 DC/AC 인버터(230)를 통해 배터리부(100)로부터 공급되는 AC전원을 부하설비로 전달하도록 연결할 수 있다.
상기 AC/DC 컨버터(220)는, 배터리 제어부(270)의 제어에 따라 외부의 상용전원의 일부 전력을 공급 받아 직류로 변환한 후 배터리부(100)로 전달하여 배터리부(100)가 충전되도록 할 수 있다.
상기 DC/AC 인버터(230)는, 배터리부(100)로부터 공급되는 직류전원을 교류로 변환하여 릴레이 스위치부(210)를 전달하고, 릴레이 스위치부(210)를 통해 배터리부(100)로부터 공급되는 AC전원을 부하설비로 제공하는 변환 및 매개 수단으로서 역할을 수행할 수 있다.
상기 온도 센서(240)는 배터리부(100)의 내부 온도를 측정할 수 있으며, 측정 온도 범위는 -50℃ 내지 100℃가 적당하나, 구체적인 온도 범위에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 셀 밸런싱 회로부(250)는 배터리부(100)의 셀 밸런싱을 수행할 수 있다. 이러한 셀 밸런싱 회로부(250)는 수동형(Passive) 방식과 능동형(Active) 방식 중 적어도 하나의 방식으로 동작하도록 구현될 수 있다. 여기서, 수동형 방식은 과충전된 배터리 셀의 전하를 개별 저항을 통하여 소비시킴으로써 배터리 셀 사이의 평형을 맞추어주는 방식이고, 능동형 방식은 개별 충전기로 부족 충전된 배터리 셀에 더 많은 전류를 공급하여 배터리 셀 사이의 평형을 맞추어 주는 방식이다. 지능형 전력계량 인프라 시스템과 같이 용량이 상대적으로 작은 배터리를 사용하는 경우, 수동형 방식을 채용하는 것이 바람직하며, 특히 개별 저항을 이용한 전력 소비를 통하여 발생되는 열을 대략 -20℃에서 배터리부(100)의 내부 온도를 올리는데 적합하므로 수동형 방식을 채용하는 것이 더 바람직하다.
상기 셀 전압차 측정부(260)는 배터리부(100)의 각 셀 간의 전압차를 각각 측정하고, 측정된 전압차 값을 배터리 제어부(270)로 전달할 수 있다.
상기 배터리 제어부(270)는, AC/DC 컨버터(220)를 통해 변환된 직류전원을 배터리부(100)에 충전시키도록 AC/DC 컨버터(200)를 제어하고, 정전 발생 시 배터리부(100)에 충전된 직류전원을 DC/AC 인버터(230)를 통해 릴레이 스위치부(210)로 전달하도록 DC/AC 인버터(230)를 제어하며, DC/AC 인버터(230)를 통해 제공되는 교류전원을 부하설비로 전달되도록 릴레이 스위치부(210)를 제어할 수 있다.
상기 배터리 제어부(270)는, 온도 센서(240)의 측정 온도값이 미리 설정된 기준 온도값 이하이거나, 셀 전압차 측정부(260)의 측정 전압차가 미리 설정된 기준 전압차 이상이면, 셀 밸런싱 회로부(250)이 셀 밸런싱 동작을 수행하도록 제어할 수 있다.
좀 더 구체적으로 배터리 제어부(270)는, 도 3에 도시된 바와 같이 미리 저장된 기간 동안(동절기) 저온 모드로 동작하는데, 이러한 저온 모드 동작 시 온도 센서(240)로부터 수신된 측정 온도값과 미리 설정된 기준 온도값(대략 -20℃)을 비교하여 측정 온도값이 기준 온도값 이하이면, 셀 밸런싱 회로부(250)의 셀 밸런싱 동작이 강제 수행되도록 셀 밸런싱 회로부(250)를 제어함으로써, 셀 밸런싱 회로부(250)의 셀 밸런싱 동작에 의해 발생되는 열로 인해 배터리부(100)의 내부 온도를 대략 0℃까지 상승시켜 본 실시예의 AMI의 백업 전원 공급 장치(1000)가 정상적으로 작동하도록 한다.
또한, 배터리 제어부(270)는, 온도 센서(240)로부터 수신된 측정 온도값과 미리 설정된 기준 온도값(대략 -20℃)을 비교하여 측정 온도값이 기준 온도값을 초과하면, 셀 전압차 측정부(250)가 동작하도록 제어하여 측정 전압차를 획득한 후, 획득된 측정 전압차와 미리 설정된 기준 전압차(대략 30mV)를 비교하여 측정 전압차가 기준 전압차 이상이면, 셀 밸런싱 회로부(250)의 셀 밸런싱 동작이 강제 수행되도록 셀 밸런싱 회로부(250)를 제어함으로써, 셀 밸런싱 회로부(250)의 셀 밸런싱 동작에 의해 발생되는 열로 인해 배터리부(100)의 내부 온도를 대략 0℃까지 상승시켜 본 실시예의 AMI의 백업 전원 공급 장치(1000)가 정상적으로 작동하도록 한다.
또한, 배터리 제어부(270)는, 셀 전압차 측정부(250)로부터 수신된 측정 전압차와 미리 설정된 기준 전압차(대략 30mV) 간의 비교 결과, 측정 전압차가 기준 전압차 미만이면 미리 설정된 시간(대략 1시간 내지 2시간) 이후 저온 모드의 동작을 다시 시작할 수 있도록 한다.
상기 통신부(300)는, 정전 발생 시 외부의 AMI(Advanced Metering Infrastructure) 서버로 정전발생신호를 송출하여 정전발생상황을 보고할 수 있으며, 이러한 용도 이외에도 배터리부(100)의 충방전 상태 등의 정보를 보고할 수 있고, AMI 서버가 원격 제어할 수 있도록 연결할 수 있다. 이러한 통신부(300)는 RS-485 통신 방식이 적용될 수 있으며, 본 실시예에서는 통신부(300)의 구체적인 구성을 한정하는 것은 아니다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 AMI의 백업 전원 공급 장치의 정면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 AMI의 백업 전원 공급 장치의 측면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 AMI의 백업 전원 공급 장치의 측면 투시도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 AMI의 백업 전원 공급 장치(100)는 케이스(400), 전원 스위치부(500), 전원 단자부(600), 배터리 잔량 표시 램프부(700) 및 통신 케이블 단자부(800) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 케이스(400)는, 상술한 배터리부(100), 배터리 관리부(200) 및 통신부(300)를 내장하기 위한 수단으로 대략 직육면체로 이루어질 수 있으나, 본 실시예에서는 케이스(300)의 구조를 이와 같이 한정하는 것은 아니며, 다양한 형태로 구현 가능하다. 이러한 케이스(300)는 이중 금속 판넬로 이루어질 수 있으며, 단열 및 보온을 위하여 이중 금속 판넬의 내부면에 특정 두께로 코팅된 나노세라믹 코팅층과, 나노세라믹 코팅층 사이에 충진되는 단열재를 포함할 수 있다. 나노세라믹코팅층은 진공상태에서 초미세 기공을 갖고 상기 초미세 기공에 공기가 주입된 나노세라믹 볼입자 및 아크릴계 유기화합물이 혼합된 나노세라믹으로 구성될 수 있으며, 나노세라믹 코팅층의 두께는 0.1 ~ 6mm로 이루어질 수 있으며, 단열재는 유리섬유, 경질우레탄 또는 암면을 포함할 수 있다. 이러한 나노세라믹 코팅층은 케이스(400) 내부에서 발생되는 열을 단열하고, 외부의 열을 차폐하는 역할을 함으로써, 케이스(400) 내부에 마련된 회로나 배터리의 동파나 고열에 의한 파손을 최소화할 수 있다.
상기 전원 스위치부(500)는 케이스(400)의 정면에 마련되어 AMI의 백업 전원 공급 장치(1000)의 동작을 온/오프할 수 있다.
상기 전원 단자부(600)는 외부의 전원을 공급 받거나, 외부로 전원을 공급하기 위한 터미널 단자이다.
상기 배터리 잔량 표시 램프부(700)는, 배터리부(100)의 잔량을 표시하기 위한 수단으로, 좌측의 녹색 램프는 배터리 잔량이 10% 이상이면 점등하고, 우측의 적색 램프는 배터리 잔량이 10% 미만이면 점등할 수 있다.
상기 통신 케이블 단자부(800)는 내부의 통신부(300)와 연결되며, 통신 케이블을 통해 외부의 AMI 서버와 연결될 수 있다.
한편, 셀 밸런싱 회로부(250)는, 셀 밸런싱의 동작에 의해 발생되는 열을 이용하여 배터리부(100)를 효과적으로 승온시키도록 도 6에 도시된 바와 같이 배터리부(100)의 내부에 설치될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 셀 밸런싱 회로부(250)는 배터리 셀(110)과 직접적으로 접촉하는 위치에 설치되며, 배터리 셀(110) 사이 사이에 배치될 수도 있음으로써, 셀 밸런싱 강제 수행 시 발생되는 열에 의해 배터리 셀(110)의 내부 온도를 0℃까지 효과적으로 올릴 수 있다.
종래의 배터리 관리 시스템은 저온에서 내부 발열을 위해 발열 히터를 사용함에 따라, 해당 장치의 전반적인 부피를 가중시킬 뿐만 아니라, 전력 사용 시 샐 밸런싱에 대한 문제를 일으킬 수 있는 요인으로 작용한다는 단점이 있었으나, 본 실시예의 경우 영하의 저온에서 정전이 발생하더라도 발열 히터의 적용 없이도 샐 밸런싱 회로를 강제로 동작시켜 발생되는 열을 이용함으로써 배터리의 온도를 0℃까지 상승시켜 정상적인 배터리 방전 동작이 가능하도록 한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 AMI의 백업 전원 공급 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
1000: AMI의 백업 전원 공급 장치
100: 배터리부
110: 배터리 셀
200: 배터리 관리부
210: 릴레이 스위치부
220: AC/DC 컨버터
230: DC/AC 인버터
240: 온도 센서
250: 셀 밸런싱 회로부
260: 셀 전압차 측정부
270: 배터리 제어부
300: 통신부
400: 케이스
500: 전원 스위치부
600: 전원 단자부
700: 배터리 잔량 표시 램프부
800: 통신 케이블 단자부

Claims (5)

  1. 다수의 셀을 포함하는 배터리부;
    부하설비에 공급되는 상용전원으로 상기 배터리부를 충전하고, 정전 발생 감지 시 상기 배터리부를 방전시켜 부하설비에 전원을 공급하고, 상기 배터리부의 온도가 미리 설정된 온도 이하 또는 셀 간 전압차가 미리 설정된 수치 이상일 때 셀 밸런싱을 수행하는 배터리 관리부; 및
    정전 발생 시 AMI(Advanced Metering Infrastructure) 서버로 정전발생신호를 송출하는 통신부를 포함하고,
    상기 배터리 관리부는,
    상용전원 또는 상기 배터리부로부터의 전원을 공급 받아 부하설비로 전달하는 릴레이 스위치부;
    상용전원을 공급 받아 직류로 변환하기 위한 AC/DC 컨버터;
    상기 배터리부로부터 공급되는 직류전원을 교류로 변환하여 상기 릴레이 스위치부를 전달하는 DC/AC 인버터;
    상기 배터리부의 온도를 측정하는 온도 센서;
    상기 배터리부의 셀 밸런싱을 수행하는 셀 밸런싱 회로부;
    상기 배터리부의 셀 간 전압차를 측정하는 셀 전압차 측정부; 및
    상기 AC/DC 컨버터를 통해 변환된 직류전원을 상기 배터리부에 충전시키고, 정전 발생 시 상기 배터리부의 직류전원을 상기 DC/AC 인버터를 통해 상기 릴레이 스위치부로 전달하도록 제어하고, 상기 온도 센서의 측정 온도값이 미리 설정된 기준 온도값 이하이거나, 상기 셀 전압차 측정부의 측정 전압차가 미리 설정된 기준 전압차 이상이면, 상기 셀 밸런싱 회로부가 동작하도록 제어하는 배터리 제어부를 포함하고,
    상기 배터리 제어부는,
    미리 저장된 기간 동안 저온 모드로 동작하고 상기 저온 모드 동작 시, 상기 측정 온도값과 상기 기준 온도값을 비교하여 상기 측정 온도값이 상기 기준 온도값 이하이면, 상기 셀 밸런싱 회로부가 동작하도록 제어하고, 상기 측정 온도값과 상기 기준 온도값을 비교하여 상기 측정 온도값이 상기 기준 온도값을 초과하면, 상기 셀 전압차 측정부가 동작하도록 제어하여 상기 측정 전압차를 획득하고, 획득된 상기 측정 전압차와 상기 기준 전압차를 비교하여 상기 측정 전압차가 상기 기준 전압차 이상이면, 상기 셀 밸런싱 회로부가 동작하도록 제어하고, 상기 측정 전압차와 상기 기준 전압차를 비교하여 상기 측정 전압차가 상기 기준 전압차 미만이면, 미리 설정된 시간 이후 상기 저온 모드의 동작을 다시 시작하는 것을 특징으로 하는 AMI의 백업 전원 공급 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 셀 밸런싱 회로부는,
    셀 밸런싱의 동작에 의해 발생되는 열을 이용하여 상기 배터리부를 승온시키도록 상기 배터리부의 내부에 설치된 것을 특징으로 하는 AMI의 백업 전원 공급 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 배터리부의 각 셀은 리튬인산철(LiFePO4) 이차전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 AMI의 백업 전원 공급 장치.
KR1020200183384A 2020-12-24 2020-12-24 지능형 전력계량 인프라 시스템의 백업 전원 공급 장치 Active KR102311062B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200183384A KR102311062B1 (ko) 2020-12-24 2020-12-24 지능형 전력계량 인프라 시스템의 백업 전원 공급 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200183384A KR102311062B1 (ko) 2020-12-24 2020-12-24 지능형 전력계량 인프라 시스템의 백업 전원 공급 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102311062B1 true KR102311062B1 (ko) 2021-10-08

Family

ID=78115986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200183384A Active KR102311062B1 (ko) 2020-12-24 2020-12-24 지능형 전력계량 인프라 시스템의 백업 전원 공급 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102311062B1 (ko)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080010698A (ko) * 2006-07-27 2008-01-31 주식회사 엘지화학 배터리 장치의 가열방법 및 장치
KR20110139424A (ko) * 2010-06-23 2011-12-29 현대자동차주식회사 고전압 배터리 및 그의 승온 제어 방법
KR20130049706A (ko) * 2011-11-04 2013-05-14 삼성에스디아이 주식회사 배터리 관리 장치, 배터리 셀 밸런싱 방법, 및 전력 저장 시스템
KR20140021486A (ko) * 2012-08-09 2014-02-20 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩, 배터리 팩의 셀 밸런싱 방법 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템
KR20140111187A (ko) * 2013-03-08 2014-09-18 엘지전자 주식회사 배터리 모듈 및 배터리 기준온도 이상의 유지방법
KR20150071194A (ko) 2013-12-18 2015-06-26 현대자동차주식회사 자동차용 배터리 모듈간 온도 밸런싱 제어 시스템
KR101551088B1 (ko) 2014-05-09 2015-09-07 현대자동차주식회사 배터리 승온 시스템 및 릴레이 고장 검출 장치 및 그 방법
KR20170048991A (ko) 2015-10-27 2017-05-10 엘지전자 주식회사 에너지 저장 장치의 히터 구동 방법
KR20180023647A (ko) * 2016-08-26 2018-03-07 주식회사 엘지화학 배터리 관리 시스템
KR20200032293A (ko) * 2018-09-17 2020-03-26 한연수 단말기를 이용한 무정전 전원장치(ups)를 가지는 에너지 저장 장치의 원격 제어 시스템 및 그 동작 방법

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20080010698A (ko) * 2006-07-27 2008-01-31 주식회사 엘지화학 배터리 장치의 가열방법 및 장치
KR20110139424A (ko) * 2010-06-23 2011-12-29 현대자동차주식회사 고전압 배터리 및 그의 승온 제어 방법
KR20130049706A (ko) * 2011-11-04 2013-05-14 삼성에스디아이 주식회사 배터리 관리 장치, 배터리 셀 밸런싱 방법, 및 전력 저장 시스템
KR20140021486A (ko) * 2012-08-09 2014-02-20 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩, 배터리 팩의 셀 밸런싱 방법 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템
KR20140111187A (ko) * 2013-03-08 2014-09-18 엘지전자 주식회사 배터리 모듈 및 배터리 기준온도 이상의 유지방법
KR20150071194A (ko) 2013-12-18 2015-06-26 현대자동차주식회사 자동차용 배터리 모듈간 온도 밸런싱 제어 시스템
KR101551088B1 (ko) 2014-05-09 2015-09-07 현대자동차주식회사 배터리 승온 시스템 및 릴레이 고장 검출 장치 및 그 방법
KR20170048991A (ko) 2015-10-27 2017-05-10 엘지전자 주식회사 에너지 저장 장치의 히터 구동 방법
KR20180023647A (ko) * 2016-08-26 2018-03-07 주식회사 엘지화학 배터리 관리 시스템
KR20200032293A (ko) * 2018-09-17 2020-03-26 한연수 단말기를 이용한 무정전 전원장치(ups)를 가지는 에너지 저장 장치의 원격 제어 시스템 및 그 동작 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10608451B2 (en) Electricity storage system and cartridge
EP0660489B1 (en) Secondary battery power storage system
EP1363344B1 (en) Control system for sodium-sulfur battery
KR101489629B1 (ko) 전력 제어 장치 및 전력 제어 방법
CN205509569U (zh) 一种光伏基站用锂电池后备电源系统
KR101064631B1 (ko) 무정전 전원 공급장치를 이용한 배전 자동화 시스템
CN107636870A (zh) 蓄电系统、控制器和蓄电池充放电方法
CN104092236B (zh) 混合型再生能源与储能系统供电系统及其控制方法
US20120249152A1 (en) Charging/discharging determination apparatus and computer-readable non-transitory medium storing charging/discharging determination program
CN104106175A (zh) 一种并联电池组中荷电平衡及负载控制的方法
CN106786831A (zh) 一种ups电源电量采集与控制系统
US11404877B2 (en) Hierarchical power control system
KR102284859B1 (ko) 다수의 충전기 관리가 용이한 그리드 참여형 전기자동차 충전시스템
US20090174368A1 (en) Method for battery charging management
CN115085327A (zh) 低温环境下的储能装置运行控制系统及方法
KR102311062B1 (ko) 지능형 전력계량 인프라 시스템의 백업 전원 공급 장치
KR20200088524A (ko) 통합커넥터가 구비된 그리드 참여형 전기자동차 충전시스템
USRE39908E1 (en) Secondary battery power storage system
CN111478398A (zh) 镍氢电池的直流屏充电管理系统及充电截止方法
JP3304883B2 (ja) 二次電池システム
CN112242721A (zh) 一种单发无人机电源系统
CN106329603A (zh) 一种变电站蓄电池组在线均衡装置
CN222602098U (zh) 一种数据中心供电系统
CN210867239U (zh) 通信基站供电系统及移动电池包
KR20240019747A (ko) 배터리 충전 관리 시스템 및 이를 이용한 충전 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20201224

PA0201 Request for examination
PA0302 Request for accelerated examination

Patent event date: 20210113

Patent event code: PA03022R01D

Comment text: Request for Accelerated Examination

Patent event date: 20201224

Patent event code: PA03021R01I

Comment text: Patent Application

PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20210407

Patent event code: PE09021S01D

PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20210630

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20211001

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20211004

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20241002

Start annual number: 4

End annual number: 4