KR102538989B1

KR102538989B1 - Ess에 구비되는 콘텍터의 융착 여부 확인 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102538989B1
Application number: KR1020180145364A
Authority: KR
Inventors: 김영환
Original assignee: 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority date: 2018-11-22
Filing date: 2018-11-22
Publication date: 2023-06-01
Anticipated expiration: 2038-11-22
Also published as: EP3779481A4; AU2019383896A1; US11307255B2; JP2021521458A; CN112041694B; AU2019383896B2; EP3779481A1; JP7069346B2; CN112041694A; AU2019383896A8; KR20200059967A; US20210199720A1; WO2020105995A1

Abstract

본 발명은 전류의 흐름을 차단하지 않고 에너지 저장 시스템의 콘텍터의 융착 여부를 확인하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
구체적으로는 콘텍터를 병렬 연결되는 2개의 릴레이로 구성하여 전류의 흐름을 차단하지 않고 에너지 저장 시스템의 콘텍터의 융착 여부를 확인하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

ESS에 구비되는 콘텍터의 융착 여부 확인 장치 및 방법{Apparatus and method for checking whether or not a contactor provided in an ESS is fused}

본 발명은 ESS에 구비되는 콘텍터의 융착 여부를 확인하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

구체적으로는 전류의 흐름을 차단하지 않고 콘텍터의 융착 여부를 확인하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

최근 화석 에너지의 고갈과 화석 에너지의 사용으로 인한 환경오염으로 이차 전지 배터리를 이용하여 구동할 수 있는 전기 제품에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라, 모바일 기기, 전기 차량(Electric Vehicle; EV), 하이브리드 차량(Hybrid Vehicle; HV), 에너지 저장 시스템(Energy Storage System; ESS) 및 무정전 전원 공급 장치(Uninterruptible Power Supply; UPS) 등에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차 전지의 수요가 급격히 증가하고 있다.

이러한 이차 전지는 화석 에너지의 사용을 획기적으로 감소시킬 수 있다는 일차적인 장점뿐만 아니라 에너지의 사용에 따른 부산물이 전혀 발생되지 않는다는 점에서 친환경 및 에너지 효율성 제고를 위한 새로운 에너지원으로 주목 받고 있다.

한편, 상기 이차 전지는, 복수개가 연결되어 모듈을 형성하고, 상기 모듈들이 연결되어 하나의 에너지 저장 시스템을 형성할 수 있다.

이와 같이 형성되는 에너지 저장 시스템에는 콘텍터(contactor)를 사용하여 외부 장치와 에너지 저장 시스템을 전기적으로 연결 시킨다.

콘텍터는, 에너지 저장 시스템의 사용에 문제가 발생하는 경우, 인위적으로 오픈 된다. 따라서, 에너지 저장 시스템의 BSC(Battery System Controller)에서는 에너지 저장 시스템에 구비되는 콘텍터의 융착 여부를 주기적으로 확인하여야 한다.

콘텍터의 융착 여부를 확인하는 종래 기술은, 콘텍터에 흐르는 전류 흐름을 차단한 후, 콘텍터의 융착 상태를 확인하였다.

그러나 에너지 저장 시스템은 상시 전력망에 연결된 상태를 유지하기 때문에 콘텍터의 융착 여부를 확인하기 위해 전류의 흐름을 차단하기 어려웠다.

따라서 본 발명에서는 전류의 흐름을 차단하지 않고 에너지 저장 시스템의 콘텍터의 융착 여부를 확인하는 장치 및 방법을 제안한다.

한국공개특허공보 KR 10-2017-0093040 A

본 발명은 전류의 흐름을 차단하지 않고 에너지 저장 시스템의 콘텍터의 융착 여부를 확인하는 장치 및 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 상시 전력망에 연결되어 있는 에너지 저장 시스템은, 배터리의 전류, 전압, 온도를 기반으로 ESS의 사용여부를 결정하는 BSC(Battery System Controller), 상호 직렬 또는 병렬로 연결되는 다수의 배터리 랙, 상기 다수의 배터리 랙들로부터 공급 받는 전력을 외부로 출력하는 (+)출력단, 상기 BSC(Battery System Controller)의 명령을 받아 ESS의 사용을 차단하는 ESS 전원 차단부를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 ESS 전원 차단부는, 일단은 ESS의 상기 배터리 랙에 연결되고 타단은 ESS의 (+)출력단에 연결되며, 상기 배터리 랙과 ESS의 (+)출력단 사이의 전기적인 경로를 형성하는 콘텍터, 상기 배터리 랙과 상기 콘텍터 사이의 전기적 경로상에 위치하여 경로의 전류를 측정하여 상기 BSC(Battery System Controller)로 전송하는 전류 측정부를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 콘텍터는, 일단은 상기 전류 측정부의 출력에 연결되고 타단은 ESS의 (+)출력단에 연결되어 제1 전류 경로를 형성하는 제1 릴레이, 일단은 상기 전류 측정부의 출력에 연결되고 타단은 ESS의 (+)출력단에 연결되어 제2 전류 경로를 형성하는 제2 릴레이, 상기 제1 릴레이의 융착 여부를 감지하고 감지 결과를 상기 BSC(Battery System Controller)로 전송하는 제1 감지부, 상기 제2 릴레이의 융착 여부를 감지하고 감지 결과를 상기 BSC(Battery System Controller)로 전송하는 제2 감지부를 포함하여 구성되며, 상기 제1 릴레이와 제2 릴레이는 병렬로 연결될 수 있다.

상기 제1 감지부는, 일단이 상기 전류 측정부의 출력단에 연결되고, 타단이 ESS의 (+)출력단에 연결되어, 상기 제1 릴레이와 병렬 회로를 구성하여 제1 릴레이가 오픈된 경우, 병렬 경로상의 전류를 측정하는 전류 측정기이고, 상기 제2 감지부는, 일단이 상기 전류 측정부의 출력단에 연결되고, 타단이 ESS의 (+)출력단에 연결되어, 상기 제2 릴레이와 병렬 회로를 구성하여 제2 릴레이가 오픈된 경우, 병렬 경로상의 전류를 측정하는 전류 측정기일 수 있다.

상기 제1 감지부는 제1 포토 커플러를 포함하여 구성되며, 상기 제1 포토 커플러는, 상기 제1 릴레이가 오픈된 경우, 제1 포토 커플러로 전류가 흘러 발광하도록 상기 제1 릴레이와 병렬로 연결되고, 상기 제1 포토 커플러는, 상호 절연되어 있는 제1 발광부 및 제1 수광부를 포함하여 구성되며, 상기 제1 발광부는, 상기 제1 릴레이에 융착이 없으면 발광하고, 상기 제1 릴레이에 융착이 있으면, 발광하지 않으며, 상기 제1 수광부는, 상기 제1 발광부로부터 광신호가 입력되면, 전기적 신호를 상기 BSC(Battery System Controller)로 전송할 수 있다.

제2 포토 커플러를 포함하여 구성되며, 상기 제2 포토 커플러는, 상기 제2 릴레이가 오픈된 경우, 제2 포토 커플러로 전류가 흘러 발광하도록 상기 제2 릴레이와 병렬로 연결되고, 상기 제2 포토 커플러는, 상호 절연되어 있는 제2 발광부 및 제2 수광부 를 포함하여 구성되며, 상기 제2 발광부는, 상기 제2 릴레이에 융착이 없으면 발광하고, 상기 제2 릴레이에 융착이 있으면, 발광하지 않으며, 상기 제2 수광부는, 상기 제2 발광부로부터 광신호가 입력되면, 전기적 신호를 사기 BSC(Battery System Controller)로 전송할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 상시 전력망에 연결된 ESS의 콘텍터 융착 여부를 감지하는 방법은, 전류 측정부에서 현재 ESS의 출력 전류를 측정하는 전류 측정 단계, 상기 측정된 ESS의 출력 전류가 콘텍터를 구성하는 제1 릴레이 및 제2 릴레이의 허용 전류 미만인지를 확인하는 전류 확인 단계, 상기 ESS의 출력 전류가 상기 제1 릴레이 및 제2 릴레이의 허용 전류 미만인 경우, 상기 콘텍터를 구성하는 제1 릴레이를 오픈(open) 하고, 제1 감지부를 사용하여 제1 릴레이의 융착 여부를 확인하는 제1 릴레이 융착 여부 확인 단계, 상기 오픈되어 있는 제1 릴레이를 닫고(close) 제2 릴레이를 오픈(open)한 후, 제2 감지부를 사용하여 제2 릴레이의 융착 여부를 확인하는 제2 릴레이 융착 여부 확인 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제1 릴레이 융착 여부 확인 단계에서는, 제1 릴레이가 오픈(open) 되어 제1 전류 경로는 차단되고, 제2 전류 경로로만 전류가 흐르는 상태에서 제1 감지부를 사용하여 제1 릴레이의 융착 여부를 확인하고, 상기 제2 릴레이 융착 여부 확인 단계에서는, 제1 릴레이는 닫히고(close) 제2 릴레이는 오픈(open)되어 제2 전류 경로는 차단되고, 제1 전류 경로로만 전류가 흐르는 상태에서 제2 감지부를 사용하여 제2 릴레이의 융착 여부를 확인할 수 있다.

상기 제2 릴레이 융착 여부 확인 단계는,제1 릴레이의 융착이 감지되지 않는 경우에만 수행되며, 상기 제1 릴레이 융착 여부 확인 단계에서 제1 릴레이의 융착이 감지되는 경우, 상기 제1 릴레이 융착 감지 신호를 BSC(Battery System Controller)에 전송하고, 상기 제2 릴레이 융착 여부 확인 단계를 수행하지 않을 수 있다.

본 발명은 전류의 흐름을 차단하지 않고 에너지 저장 시스템의 콘텍터의 융착 여부를 확인할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 ESS 콘텍터의 융착 여부 확인 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 ESS를 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예컨대, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~(하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~를 위한 단계”를 의미하지 않는다.

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.

1. 본 발명의 실시 예에 따른 ESS 콘텍터의 융착 여부 확인 방법.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 ESS 콘텍터의 융착 여부 확인 방법을 나타낸 순서도이다.

이하에서는 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 에에 따른 ESS 콘텍터의 융착 여부 확인 방법을 설명한다.

본 발명의 실시 예에 따른 ESS 콘텍터의 융착 여부 확인 방법은, 전류 측정부에서 현재 ESS의 출력 전류를 측정하는 전류 측정 단계(S100), 상기 측정된 ESS의 출력 전류가 콘텍터를 구성하는 제1 릴레이 및 제2 릴레이의 허용 전류 미만인지를 확인하는 전류 확인 단계(S200), 상기 측정된 ESS의 출력 전류가 제1 릴레이 및 제2 릴레이의 허용 전류 미만인 경우, 제1 릴레이를 오픈(open) 하고, 제1 감지부를 사용하여 제1 릴레이의 융착 여부를 확인하는 제1 릴레이 융착 여부 확인 단계(S300), 상기 오픈되어 있는 제1 릴레이를 닫고(close) 제2 릴레이를 오픈(open)한 후, 제2 감지부를 사용하여 제2 릴레이의 융착 여부를 확인하는 제2 릴레이 융착 여부 확인 단계(S400)를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 ESS 콘텍터의 융착 여부 확인 방법은 콘텍터를 구성하는 두 개의 릴레이 중에서 융착 여부를 감지할 때, 융착 여부를 측정하는 하나의 릴레이의 연결은 끊어지고, 나머지 하나의 릴레이를 통해서만 전류가 흐르기 때문에, 전류 값이 하나의 릴레이가 허용할 수 있는 전류 범위인지를 확인 하여야 한다.

다시 말해, 평상시에는 두 개의 릴레이 모두가 닫혀(close)있어, 제1 릴레이를 통하여 전류가 흐르는 제1 전류 경로와 제2 릴레이를 통하여 전류가 흐르는 제2 전류 경로 양쪽을 통해 전류가 흐른다.

그러나 콘텍터의 융착 여부를 확인하는 방법은, ESS가 상시 전원에 연결되어 있으므로, 전류의 흐름을 완전히 차단하기 어렵다. 따라서, 제1 릴레이 융착 여부를 확인하는, 제1 릴레이의 융착 여부 화인 단계(S300)에서는 제1 릴레이는 오픈 시키고(S310), 제2 릴레이는 닫힌 상태를 유지하여 제2 전류 경로로만 전류를 흐르게 하고 제1 릴레이의 융착 여부를 확인(S320)한다.

이와 같이 제1 릴레이의 융착 여부 확인 단계(S300)에서 제1,2 전류 경로 양쪽으로 흐르던 전류가 제2 전류 경로로 그대로 흐르게 되면, 제2 릴레이의 손상이 발생할 수 있기 때문에, 전류 확인 단계(S200)에서 전류 측정부에서 측정되는 전류가 제2 릴레이 한 개의 허용 범위 이내인지를 확인하여야 한다.

다시 말해, 상기 전류 확인 단계(S200)에서 확인 결과, 한 개의 릴레이에서 감당할 수 있는 범위의 전류인 경우에만 콘텍터의 융착 여부를 확인할 수 있다.

한편, 제1 릴레이 융착 여부 확인 단계(S300)에서는 제1 감지부를 사용하여 제1 릴레이의 융착 여부를 확인(S320)할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 감지부는 제1 포토 커플러를 포함하여 구성될 수 있다. 구체적으로, 제1 포토 커플러는, 제1 발광부와 제1 수광부를 동시에 가지고 있으며 제1 발광부와 제1 수광부가 전기적으로 절연되고, 광신호에 의하여 신호가 전달될 수 있다. 동작 원리는, 제1 포토 커플러의 제1 발광부가 발광하고, 이 광을 제1 수광부에 입사시키면 전도 상태가 된다. 포토 커플러는 일방향성으로 되어 있다.

따라서, 본 발명의 제1 릴레이 융착 여부 확인 단계(S300)에서 제1 릴레이를 오픈(S310) 시키므로, 제1 포토 커플러로 전류가 흘러 발광부가 발광하는 것이 정상 이다.

이와 반대로 제1 릴레이를 오픈 시키는 명령을 수행했는데도 불구하고, 제1 릴레이에 융착이 발생하여 제1 릴레이가 오프되지 않고 계속해서 닫혀 있는 상태를 유지하게 되면 제1 포토 커플러가 아닌 제1 릴레이 경로로 대부분의 전류가 흘러 제1 포토 커플러로 전류가 흐르지 않으므로, 제1 발광부가 발광하지 않는다.

다시 말해, 제1 릴레이 융착 여부 확인 단계(S300)에서는 제1 릴레이를 오픈(S310) 시키므로, 제1 포토 커플러가 발광하는 것이 제1 릴레이가 정상인 상태이고, 제1 포토 커플러가 발광하지 않는 다는 것은 제1 릴레이에 융착이 발생하였다는 것을 의미한다.

한편, 상술한 제1 릴레이 융착 여부 확인 단계(S300)는, 포토 커플러를 사용하여 제1 릴레이의 융착 여부를 감지하는 것을 예로 들었을 뿐, 이에 한정되지 않고, 릴레이의 융착 여부를 확인할 수 있는 다양한 방법들이 사용될 수 있다.

한편, 제1 릴레이 융착 여부 확인 단계(S300)에서 제1 감지부로 제1 릴레이의 융착 확인 결과, 제1 릴레이의 융착이 감지되지 않는 경우에는 상기 제2 릴레이 융착 여부 확인 단계(S400)를 수행할 수 있다.

그러나 상기 제1릴레이 융착 확인 단계(S300)에서 제1 릴레이의 융착이 감지되는 경우에는 제1 감지부에서 BSC(Battery System Controller)로 제1 릴레이 융착 감지 신호를 전송(S500)하고, 제2 릴레이 융착 여부 확인 단계(S400)를 수행하지 않을 수 있다.

구체적으로, 제1 릴레이의 융착이 감지되었다는 것은 제1 릴레이가 정상적인 기능을 수행하기 어렵다는 의미이다. 즉, 제1 릴레이가 고장이 난 상태로, 제2 릴레이의 융착 여부를 검사할 수 없다.

즉, 본 발명에서 제2 릴레이 융착 여부 확인 단계(S400)은, 제1 릴레이만 닫은 상태이고, 제2 릴레이는 오픈 상태인데, 제1 릴레이에서 융착이 발생하였으므로, 제1 릴레이가 정상적인 기능을 수행하지 못한다. 따라서, 제2 릴레이의 융착 여부를 확인하기 위해 제2 전류 경로는 오픈 시키고, 비정상적인 제1 전류 경로로만 전류를 흘려 보내는 것은 바람직하지 못하다.

따라서, 제2 릴레이 융착 여부 확인 단계를 수행하지 않는 것이 바람직하다.

한편, 제2 릴레이 융착 여부 확인 단계(S400)는, 제2 감지부를 사용하여 제2 릴레이의 융착 여부를 확인(S430)할 수 있다. 이때, 상기 제1 릴레이는 닫혀(S410) 있고 제2 릴레이는 오픈(S420)되어서 전류는 제1 경로를 통해서만 흐른다.

상기 제2 감지부는 예를 들어 포토 커플러를 포함하여 구성될 수 있다. 구체적으로, 제2 포토 커플러는, 제2 발광부와 제2 수광부를 동시에 가지고 있으며 제2 발광부와 제2 수광부가 전기적으로 절연되고, 광신호에 의하여 신호가 전달될 수 있다. 동작 원리는, 제2 포토 커플러 내 발광 다이오드에 신호가 입력되면 제1 발광부가 발광하고, 이 광을 제2 수광부에서 수신하여 전기적인 신호를 생성할 수 있다.

따라서, 본 발명의 제2 릴레이 융착 여부 확인 단계(S400)에서는 제2 릴레이를 오픈(S420) 시키므로, 포토 커플러로 전류가 흘러 발광부가 발광하는 것이 정상 이다.

이와 반대로 제2 릴레이를 오픈 시키는 명령을 수행했는데도 불구하고, 제2 릴레이에 융착이 발생하여 제2 릴레이가 계속해서 닫혀 있는 상태를 유지하게 되면 포토 커플러가 아닌 제2 릴레이 경로로 대부분의 전류가 흘러 포토 커플러로 전류가 흐르지 않으므로, 발광부가 발광하지 않는다.

다시 말해, 제2 릴레이 융착 여부 확인 단계에서는 제2 릴레이를 오픈 시키므로, 포토 커플러가 발광하는 것이 제2 릴레이가 정상인 상태이고, 포토 커플러가 발광하지 않는 다는 것은 제2 릴레이에 융착이 발생하였다는 것을 의미한다.

한편, 상술한 제2 릴레이 융착 여부 확인 단계(S400)는, 포토 커플러를 사용하여 제1 릴레이의 융착 여부를 감지하는 것을 예로 들었을 뿐, 이에 한정되지 않고, 릴레이의 융착 여부를 확인할 수 있는 다양한 방법들이 사용될 수 있다.

한편, 제2 릴레이 융착 여부 확인 단계(S400)에서 제2 릴레이의 융착이 감지되지 않는 경우에는 오픈 되어 있는 제2 릴레이를 닫고(S440), 상술한 ESS 콘텍터 융착 여부 확인 절차를 종료 할 수 있다.

한편, 상기 제2 릴레이 융착 확인 단계에서 제2 릴레이의 융착이 감지되는 경우에는 제2 감지부에서 BSC(Battery System Controller)로 제2 릴레이 융착 감지 신호를 전송(S500)한 후, 상술한 ESS 콘텍터 융착 여부 확인 절차를 종료할 수 있다.

2. 본 발명의 다른 실시 예에 따른 ESS

도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 ESS를 나타낸 도면이다.

이하에서는 도 2를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예에 따른 ESS를 설명한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 ESS(10)는 상시 전력망에 연결되어 있다.

따라서, ESS(10)에 흐르는 전류를 완전히 차단하는 것은 불가능하다.

한편, 상기 ESS(10)는, 배터리의 전류, 전압, 온도를 기반으로 ESS의 사용여부를 결정하는 BSC(Battery System Controller)(200), 상호 직렬 또는 병렬로 연결되는 다수의 배터리 랙, 상기 다수의 배터리 랙들로부터 공급 받는 전력을 외부로 출력하는 (+)출력단 및 상기 BSC(Battery System Controller)의 명령을 받아 ESS의 사용을 차단하는 ESS 전원 차단부(100)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 ESS 전원 차단부(100)는, 일단은 ESS의 상기 배터리 랙에 연결되고 타단은 ESS(10)의 (+)출력단에 연결되며, 상기 배터리 랙과 ESS의 (+)출력단 사이의 전기적인 경로를 형성하는 콘텍터 및 상기 배터리 랙과 상기 콘텍터 사이의 전기적 경로상에 위치하여 경로의 전류를 측정하여 상기 BSC(Battery System Controller)(200)로 전송하는 전류 측정부(110) 를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 ESS는 콘텍터를 구성하는 두 개의 릴레이 중에서 융착 여부를 확인할 때, 융착 여부를 확인하는 하나의 릴레이의 연결은 끊어지고, 나머지 하나의 릴레이를 통해서만 전류가 흐르기 때문에, 전류 값이 하나의 릴레이가 허용할 수 있는 전류 범위인지를 확인 하여야 한다.

그러나 콘텍터의 융착 여부를 확인할 때, 예를 들어, 제1 릴레이 융착 여부를 확인할 때는, 제1 릴레이는 오픈 시키고(S310), 제2 릴레이는 닫힌 상태를 유지하여 제2 전류 경로로만 전류를 흐르게 하고 제1 릴레이의 융착 여부를 확인한다.

즉, 제1 릴레이의 융착을 확인 할 때는 제2 릴레이로만 전류가 흐르기 때문에, ESS의 출력 전류가 제2 릴레이가 허용하는 범위 이내이어야 한다.

한편, 상기 BSC(Battery System Controller)(200)는, 주기적으로 콘텍터(120)의 융착 여부를 확인할 수 있다.

구체적으로, 상기 콘텍터(120)는, 일단은 상기 전류 측정부(110)의 출력단에 연결되고 타단은 ESS의 (+)출력단에 연결되어 제1 전류 경로(11)를 형성하는 제1 릴레이(121), 일단은 상기 전류 측정부(110)의 출력단에 연결되고 타단은 ESS의 (+)출력단에 연결되어 제2 전류 경로(12)를 형성하는 제2 릴레이(122), 상기 제1 릴레이(121)의 융착 여부를 감지하고 감지 결과를 상기 BSC(Battery System Controller)(200)로 전송하는 제1 감지부(123), 상기 제2 릴레이(122)의 융착 여부를 감지하고 감지 결과를 상기 BSC(Battery System Controller)(200)로 전송하는 제2 감지부(124)를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 도 2에서 상기 제1,2 감지부의 입출력 단의 연결 관계를 명확하게 구현하지 않은 것은, 제1,2 감지부로 사용되는 구성 요소에 따라서 제1,2 릴레이와의 연결관계가 결정되기 때문이다.

예를 들어, 상기 제1,2 감지부가 포토 커플로로 구성되는 경우에는 상기 제1,2 감지부는 각각 제1,2 릴레이와 병렬로 연결될 수 있다.

한편, 상기 제1 감지부(123)로, 제1 릴레이(121)의 융착 여부를 감지할 때는, 제1 전류 경로(11)는 차단되고, 제2 전류 경로(12)로만 전류가 흐르며, 상기 제2 감지부(124)로 제2 릴레이(122)의 융착 여부를 감지할 때는, 제2 전류 경로(12)는 차단되고, 제1 전류 경로(11)로만 전류가 흐를 수 있다.

이와 같이 제1,2 릴레이를 병렬로 연결하여 구성함으로써, 전류의 흐름을 끊지 않고 순차적으로 제1,2 릴레이의 융착 여부를 확인할 수 있다.

다시 말해, 상기 제1 감지부는, 일단이 상기 전류 측정부의 출력단에 연결되고, 타단이 ESS의 (+)출력단에 연결되어, 상기 제1 릴레이와 병렬 회로를 구성하여 제1 릴레이가 오픈된 경우, 병렬 경로상의 전류를 측정하는 전류 측정기일 수 있다.

예를 들어, 제1 감지부(123)는 제1 포토 커플러를 포함하여 구성될 수 있다. 구체적으로, 제1 포토 커플러는, 제1 발광부와 제1 수광부를 동시에 가지고 있으며 제1 발광부와 제1 수광부는 전기적으로 절연되고, 광신호에 의하여 신호가 전달될 수 있다. 동작 원리는, 제1 포토 커플러로 전류가 흐르면, 상기 제1 발광부가 발광하고, 이 광을 제1 수광부에서 수신하는 경우에 전기적인 신호를 생성할 수 있다. 다시 말해, 상기 제1 포토 커플러는 상기 제1 릴레이가 오픈된 경우, 제1 포토 커플러로 전류가 흘러 발광하도록 상기 제1 릴레이와 병렬 연결된다.

따라서, 본 발명의 제1 감지부(123)는 제1 릴레이(121)를 오픈 시킨 상태에서 제1 릴레이의 융착 여부를 감지하므로, 제1 포토 커플러로 전류가 흘러 제1 발광부가 발광하는 것이 정상이다.

한편, 제1 감지부(123)의 제1 수광부는, 상기 제1 발광부로부터 광신호를 수신 받아, 상기 수신 받은 광신호를 전기적인 신호로 전환하여 상기 BSC(Battery System Controller)(200)로 전송할 수 있다. 한편, 제1 릴레이(121)에 융착이 발생한 경우에는 제2 릴레이(122)의 융착 여부를 감지하지 않는 것이 바람직하다.

구체적으로, 제1 릴레이(121)의 융착이 감지되었다는 것은 제1 릴레이(121)가 정상적인 기능을 수행하기 어렵다는 의미이다. 즉, 본 발명에서 제2 릴레이 융착 여부를 검사 할 때는, 제1 릴레이만 닫은 상태이고, 제2 릴레이는 오픈 상태인데, 제1 릴레이에서 융착이 발생하였으므로, 제1 릴레이가 정상적인 기능을 수행하지 못한다. 따라서, 제2 릴레이의 융착 여부를 확인하기 위해 제2 전류 경로(12)는 오픈 시키고, 비정상적인 제1 전류 경로(11)로만 전류를 흘려 보내는 것은 바람직하지 못하다.

따라서, 제2 릴레이(122)의 융착 여부를 감지하지 않는 것이 바람직하다.

한편, 제1 릴레이(121)에서 융착이 발생하지 않은 경우에는 제2 릴레이(122)의 융착 여부를 확인할 수 있다.

구체적으로, 상기 제1 릴레이(121) 융착 여부를 확인할 때, 오픈한 제1 릴레이(121)를 닫아(close) 제1 전류 경로(11)를 형성하고, 상기 제2 릴레이(122)는 오픈(open)하여 제2 전류 경로(12)는 끊을 수 있다.

한편, 제2 감지부(124)에서 상기 제2 릴레이(122)의 융착 여부를 확인하는 구체적인 내용은 상술한 상기 제1 감지부(123)에서 제1 릴레이(121)의 융착 여부를 감지하는 절차와 동일할 수 있다.

구체적으로, 상기 제2 감지부는, 일단이 상기 전류 측정부의 출력단에 연결되고, 타단이 ESS의 (+)출력단에 연결되어, 상기 제1 릴레이와 병렬 회로를 구성하여 제2 릴레이가 오픈된 경우, 병렬 경로상의 전류를 측정하는 전류 측정기일 수 있다.

예를 들어, 제2 감지부(123)는 제2 포토 커플러를 포함하여 구성될 수 있다. 구체적으로, 제2 포토 커플러는, 제2 발광부와 제2 수광부를 동시에 가지고 있으며 발광부와 수광부가 전기적으로 절연되고, 광신호에 의하여 신호가 전달될 수 있다. 동작 원리는, 제2 포토 커플러로 전류가 흐르면, 상기 제2 발광부가 발광하고, 이 광을 제2 수광부에서 수신하는 경우에 전기적인 신호를 생성할 수 있다. 다시 말해, 상기 제2 포토 커플러는 상기 제2 릴레이가 오픈된 경우, 제2 포토 커플러로 전류가 흘러 발광하도록 상기 제2 릴레이와 병렬 연결된다.

따라서, 본 발명의 제2 감지부(123)는 제2 릴레이(122)를 오픈 시킨 상태에서 제2 릴레이의 융착 여부를 감지하므로, 제2 포토 커플러로 전류가 흘러 제2 발광부가 발광하는 것이 정상이다.

한편, 제2 감지부(124)의 제2 수광부는, 상기 제2 발광부로부터 광신호를 수신 받으면, 수신 받은 광신호를 전기적인 신호로 전환하여 상기 BSC(Battery System Controller)(200)로 전송할 수 있다.

한편, 상기 제2 감지부(124)에서 제2 릴레이(122) 융착이 없는 것으로 확인 되는 경우에는 상기 제2 릴레이를 닫아(close) 제1,2 전류 경로 양쪽으로 전류가 흐르도록 할 수 있다.

한편, 본 발명의 기술적 사상은 상기 실시 예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야에서 당업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

10 : ESS
11 : 제1 전류 경로
12 : 제2 전류 경로
100 : ESS 전원 차단부
110 : 전류 측정부
120 : 콘텍터
121 : 제1 릴레이
122 : 제2 릴레이
123 : 제1 감지부
124 : 제2 감지부
200 : BSC(Battery System Controller)

Claims

상시 전력망에 연결되어 있는 에너지 저장 시스템(ESS)에 있어서,
상기 ESS는,
배터리의 전류, 전압, 온도를 기반으로 ESS의 사용여부를 결정하는 BSC(Battery System Controller);
상호 직렬 또는 병렬로 연결되는 다수의 배터리 랙;
상기 다수의 배터리 랙들로부터 공급 받는 전력을 외부로 출력하는 (+)출력단;
상기 다수의 배터리 랙들의 (-) 단자에 직접 연결되는 (-) 출력단;
상기 BSC(Battery System Controller)의 명령을 받아 ESS의 사용을 차단하는 ESS 전원 차단부;
를 포함하여 구성되며,
상기 ESS 전원 차단부는,
일단은 ESS의 상기 배터리 랙에 연결되고 타단은 ESS의 (+)출력단에 연결되며,
상기 배터리 랙과 ESS의 (+)출력단 사이의 전기적인 경로를 형성하는 콘텍터;
상기 배터리 랙과 상기 콘텍터 사이의 전기적 경로상에 위치하여 경로의 전류를 측정하여 상기 BSC(Battery System Controller)로 전송하는 전류 측정부;
를 포함하여 구성되며,
상기 콘텍터는,
일단은 상기 전류 측정부의 출력에 연결되고 타단은 ESS의 (+)출력단에 직접 연결되어 제1 전류 경로를 형성하는 제1 릴레이;
일단은 상기 전류 측정부의 출력에 연결되고 타단은 ESS의 (+)출력단에 직접 연결되어 상기 제1 릴레이와 병렬로 연결됨으로써 제2 전류 경로를 형성하는 제2 릴레이;
상기 제1 릴레이가 개방되고, 상기 제2 릴레이가 닫힌 상태에서 상기 제1 릴레이의 융착 여부를 감지하고 그 감지 결과를 상기 BSC(Battery System Controller)로 전송하는 제1 감지부;
상기 제1 릴레이가 닫히고, 상기 제2릴레이가 열린 상태에서 제2 릴레이의 융착 여부를 감지하고 감지 결과를 상기 BSC(Battery System Controller)로 전송하는 제2 감지부;
를 포함하여 구성되고,
상기 BSC는,
상기 ESS의 출력전류값이 상기 제1 릴레이 또는 제2 릴레이가 허용하는 범위 이내일 때, 상기 제1 릴레이 및 제2 릴레이의 개방 또는 닫힘 상태의 제어를 수행하고,
상기 제1 감지부는,
일단이 상기 전류 측정부의 출력단에 연결되고, 타단이 ESS의 (+)출력단에 연결되어, 상기 제1 릴레이와 병렬 회로를 구성하여 제1 릴레이가 오픈된 경우, 병렬 경로상의 전류를 측정하는 제1 전류 측정기이거나,
일단이 상기 전류 측정부의 출력단에 연결되고, 타단이 ESS의 (+)출력단에 연결되어, 상기 제1 릴레이와 병렬 회로를 구성하여 제1 릴레이의 융착여부에 따라 발광하는 제1 포토커플러를 포함하고,
상기 제2 감지부는,
일단이 상기 전류 측정부의 출력단에 연결되고, 타단이 ESS의 (+)출력단에 연결되어, 상기 제2 릴레이와 병렬 회로를 구성하여 제2 릴레이가 오픈된 경우, 병렬 경로상의 전류를 측정하는 전류 측정기이거나,
일단이 상기 전류 측정부의 출력단에 연결되고, 타단이 ESS의 (+)출력단에 연결되어, 상기 제2 릴레이와 병렬 회로를 구성하여 제2 릴레이의 융착여부에 따라 발광하는 제2 포토커플러를 포함하는 것;
을 특징으로 하는 ESS
청구항 1에 있어서,
상기 제1 릴레이와 제2 릴레이는 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 ESS.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 감지부는,
일단이 상기 전류 측정부의 출력단에 연결되고, 타단이 ESS의 (+)출력단에 연결되어, 상기 제1 릴레이와 병렬 회로를 구성하여 제1 릴레이가 오픈된 경우, 병렬 경로상의 전류를 측정하는 전류 측정기이고,
상기 제2 감지부는,
일단이 상기 전류 측정부의 출력단에 연결되고, 타단이 ESS의 (+)출력단에 연결되어, 상기 제2 릴레이와 병렬 회로를 구성하여 제2 릴레이가 오픈된 경우, 병렬 경로상의 전류를 측정하는 전류 측정기인 것을 특징으로 하는 ESS.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 포토 커플러는, 상기 제1 릴레이가 정상적으로 오픈된 경우, 제1 포토 커플러로 전류가 흘러 발광하도록 상기 제1 릴레이와 병렬로 연결되고,
상기 제2 포토 커플러는, 상기 제2 릴레이가 정상적으로 오픈된 경우, 제2 포토 커플러로 전류가 흘러 발광하도록 상기 제2 릴레이와 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 ESS.
청구항 4에 있어서,
상기 제1 포토 커플러는,
상호 절연되어 있는 제1 발광부 및 제1 수광부;
를 포함하여 구성되며,
상기 제1 발광부는,
상기 제1 릴레이에 융착이 없으면 발광하고,
상기 제1 릴레이에 융착이 있으면, 발광하지 않으며,
상기 제1 수광부는,
상기 제1 발광부로부터 광신호가 입력되면, 전기적 신호를 상기 BSC(Battery System Controller)로 전송하는 것을 특징으로 하는 ESS.
청구항 4에 있어서,
상기 제2 포토 커플러는,
상호 절연되어 있는 제2 발광부 및 제2 수광부;
를 포함하여 구성되며,
상기 제2 발광부는,
상기 제2 릴레이에 융착이 없으면 발광하고,
상기 제2 릴레이에 융착이 있으면, 발광하지 않으며,
상기 제2 수광부는,
상기 제2 발광부로부터 광신호가 입력되면, 전기적 신호를 상기 BSC(Battery System Controller)로 전송하는 것을 특징으로 하는 ESS.
상시 전력망에 연결된 ESS의 사용을 차단하는 전원 차단부에 포함된 콘텍터의 융착 여부를 확인하는 방법에 있어서,
ESS의 배터리 랙과 콘텍터 사이의 전기적 경로상에 위치하는 전류 측정부에서 ESS의 출력 전류를 측정하는 전류 측정 단계;
상기 측정된 ESS의 출력 전류가 콘텍터에 포함되고, 일단은 상기 전류 측정부의 출력에 연결되고 타단은 ESS의 (+)출력단에 직접 연결되어 제1 전류 경로를 형성하는 제1 릴레이 및 상기 제1 릴레이에 병렬 연결된 제2 릴레이의 허용 전류 미만인지를 확인하는 전류 확인 단계;
상기 ESS의 출력 전류가 상기 제1 릴레이 및 제2 릴레이의 허용 전류 미만인 경우, 상기 콘텍터를 구성하는 제1 릴레이를 오픈(open)하고, 제2 릴레이는 닫은 상태(close)에서, 상기 제1 릴레이와 병렬회로를 구성하는 제1 전류측정기 또는 제1 포토커플러를 포함하는 제1 감지부를 사용하여 제1 릴레이의 융착 여부를 확인하는 제1 릴레이 융착 여부 확인 단계;
상기 제1릴레이가 융착되지 않은 것으로 확인된 경우,
상기 제1 릴레이를 닫고(close) 제2 릴레이를 오픈(open)한 상태에서, 상기 제2 릴레이와 병렬회로를 구성하는 제2 전류측정기 또는 제2 포토커플러를 포함하는 제2 감지부를 사용하여 제2 릴레이의 융착 여부를 확인하는 제2 릴레이 융착 여부 확인 단계;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 ESS 콘텍터의 융착 여부 확인 방법.
삭제
삭제
청구항 7에 있어서,,
상기 제1 릴레이 융착 여부 확인 단계에서 제1 릴레이의 융착이 감지되는 경우,
제1 릴레이 융착 감지 신호를 BSC(Battery System Controller)에 전송하고,
상기 제2 릴레이 융착 여부 확인 단계를 수행하지 않는 것을 특징으로 하는 ESS 콘텍터의 융착 여부 확인 방법.