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WO2019146900A1 - Direct current-direct current converter and power conversion method therefor - Google Patents

Direct current-direct current converter and power conversion method therefor Download PDF

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WO2019146900A1
WO2019146900A1 PCT/KR2018/014869 KR2018014869W WO2019146900A1 WO 2019146900 A1 WO2019146900 A1 WO 2019146900A1 KR 2018014869 W KR2018014869 W KR 2018014869W WO 2019146900 A1 WO2019146900 A1 WO 2019146900A1
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WO
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power
voltage
converter
stage
battery
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/KR2018/014869
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
김수홍
이정흠
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LG Innotek Co Ltd
Original Assignee
LG Innotek Co Ltd
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Publication date
Application filed by LG Innotek Co Ltd filed Critical LG Innotek Co Ltd
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02M3/00Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/22Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC
    • H02M3/24Conversion of DC power input into DC power output with intermediate conversion into AC by static converters
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    • H02J2300/00Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20The dispersed energy generation being of renewable origin

Definitions

  • Embodiments relate to an energy storage system including a DC / DC converter, a power supply system including the same, and a control method thereof.
  • an energy storage system In order to efficiently use electric energy, an energy storage system (ESS) is used.
  • the energy storage system is powered and charges the battery.
  • the energy storage system discharges the electric power charged in the battery to supply electric power when necessary. This allows the energy storage system to supply power flexibly.
  • the power supply system when the power supply system includes an energy storage system, it operates as follows.
  • the energy storage system discharges electrical energy stored in the battery when the load or system is overloaded. Also, when the load or system is light, the energy storage system receives power from the generator or system and charges the battery.
  • the energy storage system when the energy storage system is independent of the power supply system, the energy storage system receives the idle power from the external power supply and charges the battery. Also, when the system or the load is overloaded, the energy storage system discharges the charged power from the battery to supply power.
  • the energy storage system must initially charge (or precharge) the DC link voltage disposed at the inverter input terminal of the power supply system during the battery discharge mode operation to reduce the voltage difference between the battery side and the inverter side and shut off the inrush current.
  • the power supply system was supplied with the initial charging power from the generator or system.
  • the energy storage system fails to initial charge the DC link voltage.
  • the power conversion efficiency varies depending on the ratio of the output power.
  • the DC / DC converter has a problem that the power conversion efficiency sharply decreases below a predetermined ratio of the output power.
  • the energy storage system has a problem in that energy supply or supply and demand efficiency of the battery is reduced.
  • the energy storage system drives the DC / DC converter to charge the battery.
  • the DC / DC converter was supplied with standby power from the battery for driving.
  • the energy storage system can not operate the DC / DC converter because the standby power is not supplied from the battery, and the battery needs to be replaced.
  • the energy storage system performs a droop control in order to improve the stability in charging or discharging operation of the battery.
  • the energy storage system controls the droop according to the state of charge (SOC) of the battery.
  • SOC state of charge
  • a communication line and a communication unit for communicating with the BMS of the battery were separately needed, and the stability of the charging or discharging operation of the battery was improved There was a limit.
  • an object of the present invention is to provide an energy storage system including a DC / DC converter, a power supply system including the same, and a control method thereof.
  • the embodiment provides an energy storage system including a DC / DC converter capable of initially charging a DC link voltage without any other configuration, a power supply system including the same, and a control method thereof.
  • the embodiment provides an energy storage system including a DC / DC converter excellent in power conversion efficiency, a power supply system including the same, and a control method thereof.
  • the embodiment provides an energy storage system including a DC / DC converter capable of charging a battery without battery replacement even if the battery is overdischarged, a power supply system including the DC / DC converter, and a control method thereof.
  • an embodiment provides an energy storage system including a DC / DC converter for quickly determining an operation mode of charging or discharging a battery, a power supply system including the same, and a control method thereof.
  • the embodiment provides an energy storage system including a DC / DC converter that does not require a separate communication line and a communication unit for controlling charging or discharging of a battery, a power supply system including the same, and a control method thereof.
  • an embodiment provides an energy storage system including a DC / DC converter capable of rapid droop control when a battery is charged or discharged, a power supply system including the same, and a control method thereof.
  • a DC / DC converter including: an overcurrent protection circuit connected to a first end; A DC stabilization circuit portion connected to the second stage; A bridge circuit part electrically connected between the overcurrent protection circuit part and the DC stabilization circuit part and including a switch; And a control unit for controlling the bridge circuit unit, wherein the controller can determine the operation mode and the reference power according to the magnitude of the voltage of the first stage.
  • control unit may provide the bridge circuit with a switching signal for controlling the switch based on the determined reference power.
  • the DC link capacitor may be connected to the first end.
  • the operation mode is a charge mode when the voltage of the first stage is equal to or higher than the first voltage, the voltage of the first stage is lower than the first voltage, And if the voltage of the first stage is lower than the second voltage, it may be a discharge mode.
  • the reference power is calculated by subtracting the first voltage from the voltage of the first end and multiplying by the charge power slope when the operation mode is the charge mode, In the discharge mode, the first voltage may be subtracted from the second voltage and then multiplied by the discharge power slope.
  • the control unit if the determined reference power is greater than a set maximum power, the control unit generates the switching signal based on the maximum power. If the determined reference power is greater than the inverter limited power, Generate the switching signal based on the inverter limited power, and generate the switching signal based on the battery limited power if the determined reference power is greater than the battery limiting power.
  • a power conversion method includes: sensing a voltage of a first stage; Selecting an operation mode according to the magnitude of the voltage of the first stage; Determining a reference power according to the magnitude of the voltage of the first stage; And generating a switching signal based on the determined reference power, wherein the switching signal is a signal for controlling a switch constituting a bridge circuit based on the determined reference power, the voltage of the first stage Is the voltage of the DC link capacitor in the first stage.
  • the operation mode may be a standby mode if the voltage of the first stage is lower than the first voltage and higher than the second voltage, And the discharge mode if the voltage is lower than the second voltage.
  • the reference voltage may be calculated by subtracting the first voltage from the first voltage and multiplying the first voltage by the charge power slope if the operation mode is the charge mode. If the operation mode is the discharge mode, Is calculated by subtracting the voltage of the first stage and then multiplying by the discharge power slope.
  • the generating of the switching signal may further include generating the switching signal based on the maximum power if the determined reference power is greater than the set maximum power and if the determined reference power is greater than the inverter limited power, And generating the switching signal based on the battery limiting power if the determined reference power is greater than the battery limiting power.
  • the energy storage system including the DC / DC converter according to the embodiment, the power supply system including the DC / DC converter, and the control method thereof will be described as follows.
  • the embodiment can initially charge the DC link voltage without any other configuration.
  • the battery discharging operation can be speeded up.
  • the embodiment can have excellent power conversion efficiency of the DC / DC converter.
  • the embodiment can have a high power conversion efficiency of the DC / DC converter, and thus can have a high energy efficiency when the battery is charged or discharged.
  • the embodiment can charge the battery even if the battery is overdischarged.
  • the embodiment does not need to replace the battery even if the battery is overdischarged.
  • the embodiment can quickly determine the operation mode of the charging or discharging of the battery.
  • the embodiment does not require a separate communication line and a communication unit for controlling charging or discharging of the battery.
  • the embodiment is capable of rapid droop control when the battery is charged or discharged.
  • FIG. 1 is a view for explaining a schematic configuration of a power supply system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a view for explaining an energy storage system according to an embodiment.
  • FIG 3 is a graph illustrating a DC voltage and a DC current of a DC link capacitor at the time of initial charging according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of a DC / DC converter according to an embodiment.
  • FIG. 5 illustrates the operation of the DC / DC converter of FIG. 4 to initially charge the DC link capacitor.
  • FIG. 6 illustrates the operation of the DC / DC converter of FIG. 4 for initial charging the DC link capacitor.
  • FIG. 7 is a circuit diagram of a DC / DC converter according to another embodiment.
  • FIG. 8 illustrates the operation of the DC / DC converter of FIG. 7 for initial charging the DC link capacitor.
  • FIG. 9 illustrates the operation of the DC / DC converter of FIG. 7 for initial charging the DC link capacitor.
  • FIG. 10 is a circuit diagram of a DC / DC converter according to another embodiment.
  • FIG. 11 is a graph showing power conversion ratios according to output power ratios in DC power conversion of an energy storage system according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 12 is a view for explaining a pulse width control method of a DC / DC converter of an energy storage system according to an embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining a signal according to the output power of the energy storage system according to an embodiment.
  • FIG. 14 is a view for explaining an initial charging method of a DC link capacitor of a power supply system according to an embodiment.
  • 15 is a view for explaining a power supply method of an energy storage system according to an embodiment.
  • 16 is a view for explaining a configuration of a converter efficiency control unit applied to an energy storage system of a power supply system according to an embodiment.
  • 17 is a diagram for explaining a power conversion efficiency control method of a DC / DC converter of an energy storage system according to an embodiment.
  • 18 is a view for explaining an energy storage system according to another embodiment.
  • 19 is a view for explaining an energy storage system according to another embodiment.
  • 20 is a view for explaining an energy storage system according to another embodiment.
  • FIG. 21 is a view for explaining an energy storage system according to another embodiment.
  • 22 is a diagram for explaining a power conversion method for charging a battery in a DC / DC converter of an energy storage system according to an embodiment.
  • 23 is a view for explaining an energy storage system according to another embodiment.
  • FIG. 24 is a diagram for explaining the control unit of FIG. 23.
  • FIG. 24 is a diagram for explaining the control unit of FIG. 23.
  • FIG. 25 is a diagram for explaining a droop control curve of the energy storage system of FIG. 23.
  • FIG. 25 is a diagram for explaining a droop control curve of the energy storage system of FIG. 23.
  • FIG. 26 is a diagram for explaining the reference current determination unit of FIG. 24; FIG.
  • FIG. 27 is a diagram for explaining the current control section of FIG. 24.
  • FIG. 27 is a diagram for explaining the current control section of FIG. 24.
  • FIG. 28 is a diagram for explaining a power conversion method of the energy storage system of FIG. 23.
  • FIG. 28 is a diagram for explaining a power conversion method of the energy storage system of FIG. 23.
  • FIG. 29 is a diagram for explaining a method of selecting the operation mode of FIG. 28; FIG.
  • FIG. 30 is a diagram for explaining a method of determining the reference power in FIG.
  • Combinations of the steps of each block and flowchart in the accompanying drawings may be performed by computer program instructions.
  • These computer program instructions may be embedded in a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing apparatus so that the instructions, which may be executed by a processor of a computer or other programmable data processing apparatus, Thereby creating means for performing the functions described in the step.
  • These computer program instructions may also be stored in a computer usable or computer readable memory capable of directing a computer or other programmable data processing apparatus to implement the functionality in a particular manner so that the computer usable or computer readable memory It is also possible to produce manufacturing items that contain instruction means that perform the functions described in each block or flowchart illustration in each step of the drawings.
  • Computer program instructions may also be stored on a computer or other programmable data processing equipment so that a series of operating steps may be performed on a computer or other programmable data processing equipment to create a computer- It is also possible for the instructions to perform the processing equipment to provide steps for executing the functions described in each block and flowchart of the drawings.
  • each block or each step may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing the specified logical function (s). It should also be noted that in some alternative embodiments, the functions mentioned in the blocks or steps may occur out of order. For example, two blocks or steps shown in succession may in fact be performed substantially concurrently, or the blocks or steps may sometimes be performed in reverse order according to the corresponding function.
  • FIG. 1 is a view for explaining a schematic configuration of a power supply system according to an embodiment.
  • a power supply system 1 includes a generator 10, an energy storage system 20, an inverter 30, an AC filter 40, an AC / AC converter 50, (60), a system control unit (80), and a load (70).
  • the power generation apparatus 10 can produce electric energy.
  • the power generation apparatus 10 may be a solar cell array.
  • a solar cell array is a combination of a plurality of solar cell modules.
  • the solar cell module may be a device that connects a plurality of solar cells in series or in parallel to convert solar energy into electrical energy to generate a predetermined voltage and current.
  • a solar cell array can absorb solar energy and convert it into electrical energy.
  • the power generation apparatus 10 may be a fan that converts wind energy into electric energy.
  • the power generation device 10 is not limited to the solar power generation system and the wind power generation system, and may be a tidal power generation system.
  • the power generation apparatus 10 is not limited to the above-mentioned kind, and may include all power generation systems that generate electric energy by using renewable energy such as solar heat or geothermal heat.
  • the power supply system 1 can supply power only through the energy storage system 20 without the power generation apparatus 10. [ In this case, the power supply system 1 may not include the power generation apparatus 10. [
  • the inverter 30 can convert DC power into AC power. More specifically, the DC power supplied by the power generation apparatus 10 or the DC power discharged by the energy storage system 20 can be converted into AC power.
  • the AC filter 40 can filter the noise of the power converted into the AC power. Further, the AC filter 40 may be omitted according to the embodiment.
  • the AC / AC converter 50 converts the magnitude of the voltage of the AC filtered noise so that the AC power can be supplied to the system 60 or the load 70 and converts the converted AC power into the system 60 or the load 70). Further, the AC / AC converter 50 may be omitted according to the embodiment.
  • the system 60 is a system in which many power plants, substations, transmission / distribution lines, and loads are integrated to generate and utilize electric power.
  • the load 70 may be supplied with electric energy from the power generation system such as the power generation apparatus 10 or the energy storage system 20 to consume electric power.
  • the energy storage system 20 can charge the electric energy supplied from the power generation device 10 and discharge the charged electric energy according to the power supply status of the system 60 or the load 70 . More specifically, when the system (60) or the load (70) is light load, the energy storage system (20) can receive and charge the idle power from the power generation device (10). When the system 60 or the load 70 is overloaded, the energy storage system 20 can provide power to the system 60 or the load 70 by discharging the charged power.
  • the energy storage system 20 may also be connected between the generator device 10 and the inverter 30 so as to be electrically connected to the generator device 10 and electrically connected to the inverter device 30.
  • the system control unit 80 can control the operation of the energy storage system 20, the inverter 30, and the AC / AC converter 50. More specifically, the system control unit 80 can control the charging and discharging of the energy storage system 20. If the system 60 or the load 70 is overloaded, the system control 80 can control the energy storage system 20 to supply power to the system 60 or the load 70 . When the system 60 or the load 70 is light, the system control unit 80 can control the external power supply or the power generation apparatus 10 to supply power to the energy storage system 20.
  • FIG. 2 is a view for explaining an energy storage system according to an embodiment.
  • the energy storage system 20 may include a DC / DC converter 100, a battery 200, and a charge controller 300.
  • the energy storage system 20 may be coupled to the inverter 30 via a DC link capacitor 90. That is, the DC link capacitor 90 may be disposed between the energy storage system 20 and the inverter 30.
  • the energy storage system 20 may receive the DC voltage Vdc of the DC link capacitor 90 in the charge mode and provide the DC voltage Vdc to the DC link capacitor 90 in the discharge mode.
  • the battery 200 receives the charging power from the DC / DC converter 100 in the charging mode, and can perform the charging operation by the received power. Also, the battery 200 may output the stored power to the DC / DC converter 100 in the discharge mode. In addition, the battery 200 may include a plurality of battery cells for performing the charging operation and the discharging operation.
  • the charge control unit 300 may include a battery management system (BMS).
  • BMS battery management system
  • the charge control unit 300 may provide the system control unit 80 with battery state information on the state of the battery 200.
  • the charge control unit 300 monitors at least one of the voltage, current, temperature, remaining power, and charge state of the battery 200, and transmits status information of the monitored battery 200 to the system control unit 80 .
  • the charge controller 300 may be configured to allow a plurality of battery cells to maintain an appropriate voltage while charging or discharging. Further, the charge control unit 300 can operate based on the control signal of the system control unit 80.
  • the charge controller 300 may control the DC / DC converter 100 according to the status information of the battery 200 that is monitored.
  • the charge controller 300 may control the DC / DC converter 100 according to the charge mode or the discharge mode. More specifically, the charge controller 300 provides a charge control signal or a discharge control signal for controlling the DC / DC converter 100 to the converter controller of the DC / DC converter 100, and the DC / DC converter 100, The converter control unit of the DC / DC converter 100 may provide the PWM signal to the switch of the DC / DC converter 100 based on the charge control signal or the discharge control signal. Also, the charge control unit 300 may control the DC / DC converter 100 for initial charging of the DC link capacitor 90 in the discharge mode of the battery 200.
  • the charge control unit 300 provides an initial charge control signal for controlling the DC / DC converter 100 to the converter control unit of the DC / DC converter 100, and the converter control unit of the DC / It is possible to provide the initial charge switch signal to the switch of the DC / DC converter 100 based on the charge control signal. Also, the charge control unit 300 may control the DC / DC converter 100 to increase the power conversion efficiency of the DC / DC converter 100. [ More specifically, the charge controller 300 provides the converter control unit of the DC / DC converter 100 with a power conversion efficiency control signal that can increase the power conversion efficiency of the DC / DC converter 100, and the DC / 100 may provide the PWM signal to the switch of the DC / DC converter 100 based on the power conversion efficiency control signal.
  • the DC / DC converter 100 can convert the magnitude of the DC power supplied by the energy storage system 20 in the charging mode or in the discharging mode. More specifically, the DC / DC converter 100 converts the DC power supplied from the power generator 10 or the inverter 30 to the DC link capacitor 90 into a voltage magnitude for charging the battery 200, 200). Also, the DC / DC converter 100 may convert the DC voltage provided by the battery 200 into a voltage magnitude that the inverter 30 can use, and provide the DC voltage to the DC link capacitor 90.
  • FIG 3 is a graph illustrating a DC voltage and a DC current of a DC link capacitor at the time of initial charging according to an exemplary embodiment.
  • the energy storage system 20 does not need a separate configuration for the initial charging of the DC link capacitor 90 for the discharge mode operation.
  • the energy storage system 20 supplies the electric energy stored in the battery 200 to the DC link capacitor 90 by the switching operation of the DC / DC converter 100 so that the DC voltage of the DC link capacitor 90 is supplied to the inverter 30 Up to the operating voltage of the battery. More specifically, the DC / DC converter 100 may provide the DC current Idc to the DC link capacitor 90.
  • the DC link capacitor 90 may be charged with a direct current (Idc), so that the direct current voltage (Vdc) may rise.
  • the DC / DC converter 100 may initially charge the DC voltage Vdc to an operating voltage at which the inverter 30 can invert during the initial charge period.
  • the DC / DC converter 100 turns on or off the switch to turn on the DC current Idc of the predetermined level I1 for a plurality of periods T1, T2, and T3 , T4). If the DC current Idc is continuously supplied to the initial charge period Ti, the voltage difference between the inverter 30 and the DC / DC converter 100 may cause a problem of circuit damage. Therefore, the DC / DC converter 100 can provide the DC current Idc to the DC link capacitor 90 in a plurality of periods. The plurality of periods in which the direct current Idc is provided may all be the same period. However, the present invention is not limited to this.
  • the DC voltage Vdc increases, the voltage of the inverter 30 and the voltage difference of the DC / DC converter 100 decrease, thereby increasing the duration of the DC current Idc. In this case, the initial charge time can be reduced. As the DC current Idc is provided, the DC voltage Vdc increases.
  • the DC / DC converter 100 terminates the initial charge when the DC voltage Vdc reaches the operating voltage V1 and performs the boosting operation in the discharge mode. When the DC / DC converter 100 performs the boosting operation, it can reach the second DC voltage level V2.
  • the method of initial charging by the DC / DC converter 100 may include an initial charging method of the DC link capacitor of FIG.
  • FIG. 4 is a circuit diagram of a DC / DC converter according to an embodiment
  • FIGS. 5 and 6 illustrate an operation for initial charging a DC link capacitor of the DC / DC converter of FIG.
  • the DC / DC converter 100 is a bidirectional DC / DC converter, and may be an isolated converter.
  • the DC / DC converter 100 may include a controller 130.
  • the control unit 130 may generate a PWM signal based on the control signal provided from the charge control unit 300 and provide the generated PWM signal to the bridge circuit unit 120 including the switch.
  • the DC / DC converter 100 may include the overcurrent protection circuit unit 110.
  • the overcurrent protection circuit unit 110 can prevent EOS or overcurrent flowing into the energy storage system 20 or flowing out to the outside.
  • the overcurrent protection circuit part 110 may be disposed between the first end connected to the DC link capacitor 90 and the bridge circuit part 120.
  • the overcurrent protection circuit unit 110 may include a circuit breaker. In this case, the overcurrent protection circuit unit 110 may open between the first stage and the bridge circuit unit 120 when EOS or an overcurrent flows into the energy storage system 20.
  • the DC / DC converter 100 may include a bridge circuit unit 120.
  • the DC / DC converter 100 may include a bridge circuit unit 120 and an overcurrent protection circuit unit 110.
  • the overcurrent protection circuit unit 110 may block the input /
  • the bridge circuit unit 120 may include a transformer T, a first full bridge circuit 121, and a second full bridge circuit 122.
  • the bridge circuit unit 120 is divided into a primary circuit on the left side and a secondary circuit on the right side based on the transformer T made up of the first and second coils LP and Ls, And the switch elements Q1 to Q4 constituting the full bridge circuit 121.
  • the secondary circuit may include a second full bridge circuit 122 composed of a DC stabilization circuit part 140 composed of a second capacitor C2 and a second inductor L2 and switch elements Q5 to Q8 .
  • the DC stabilization circuit unit 140 may be connected to a second end to which the battery 200 is connected.
  • the first full bridge circuit 121 includes a first leg and a second leg between the first and second nodes N1 and N2 and the first leg is connected to the first and third nodes N1, N3 and a second switch element Q2 connected between the third node N3 and the second node N2 and the second leg comprises a first switch element Q1 connected between the first node N3 and the second node N2, A third switch element Q3 connected between the first node N1 and the fourth node N4 and a fourth switch element Q4 connected between the fourth node N4 and the second node N2.
  • the battery 200 and the second capacitor C2 are connected between the fifth and sixth nodes N5 and N6 in the secondary side circuit and the second inductor L2 is connected between the fifth and seventh nodes N5 and N7, And the second coil Ls is connected between the tenth and ninth nodes N10 and N9.
  • the second full bridge circuit 122 comprises a third leg and a fourth leg between the seventh and eighth nodes N7 and N8 and the third leg is connected between the seventh and ninth nodes N7 and N9 And a sixth switch element Q6 connected between the ninth and eighth nodes N9 and N8 and the fourth leg is connected to the seventh and tenth nodes N7 and N10 And an eighth switch element Q8 connected between the tenth and eighth nodes N10 and N8.
  • the DC-DC converter 100 is a bi-directional converter.
  • the DC input voltage on the first and second nodes N1 and N2 is lowered to the fifth and sixth
  • the DC output voltage is output to the nodes N5 and N6 and the DC input voltage on the fifth and sixth nodes N5 and N6 is increased in the step up mode to increase the voltage of the first and second nodes N1 and N6 , And N2, respectively.
  • the DC-DC converter 100 performs the switching operation of the first full bridge circuit 121 and the second full bridge circuit 122 for initial charging of the DC link capacitor 90 for the discharge mode It is possible to provide the DC current Idc to the DC link capacitor 90.
  • the Nth (N is a natural number) DC current Idc of the plurality of DC current Idc provided in the initial charging is input to the seventh switching device Q7 of the second full bridge circuit 122
  • the sixth switch element Q6 are turned on and the fifth switch element Q5 and the eighth switch element Q8 are turned off so that the first switch element Q1 and the fourth switch element Q2 of the first full bridge circuit 121 are turned off
  • the switch element Q4 may be turned on and the second switch element Q2 and the third switch element Q3 may be turned off.
  • the (N + 1) th (N is a natural number) direct current Idc of the plurality of direct current Idc provided in the initial charge is supplied to the fifth switch element Q5 of the second full bridge circuit 122, And the eighth switch element Q8 are turned on and the sixth switch element Q6 and the eighth switch element Q8 are turned off so that the third switch element Q3 of the first full bridge circuit 121, The element Q2 may be turned on and the first switch element Q1 and the fourth switch element Q4 may be turned off.
  • FIG. 7 is a circuit diagram of a DC / DC converter according to another embodiment
  • FIGS. 8 and 9 illustrate operations for initial charging the DC link capacitor of the DC / DC converter of FIG.
  • the DC / DC converter 1100 is a bidirectional DC / DC converter, and may be a non-isolated converter.
  • the DC / DC converter 1100 may include a controller 1130.
  • the control unit 1130 generates a PWM signal based on the control signal provided from the charge control unit 300 and provides the generated PWM signal to the top switch unit 1150 or the bridge circuit unit 1120 including the switch.
  • the DC / DC converter 1100 may include the overcurrent protection circuit portion 1110.
  • the overcurrent protection circuit part 1110 can prevent EOS or overcurrent flowing into the energy storage system 20 or flowing out to the outside.
  • the overcurrent protection circuit portion 1110 may be disposed between the top switch portion 1150 to which the DC link capacitor 90 is connected.
  • the overcurrent protection circuit portion 1110 may include a circuit breaker. In this case, the overcurrent protection circuit portion 1110 can open between the first stage and the top switch portion 1150 when EOS or an overcurrent flows into the energy storage system 20. Thus, the overcurrent protection circuit portion 1110 can block the input / output of the current to / from the energy storage system 20.
  • the DC / DC converter 1100 may include a top switch unit 1150.
  • the top switch unit 1150 may be disposed between the overcurrent protection circuit unit 1110 and the bridge circuit unit 1120. Further, the top switch unit 1150 may include a thirteenth switch element Q13.
  • the DC / DC converter 1100 may include a bridge circuit unit 1120.
  • the bridge circuit portion 1120 may be disposed between the top switch portion 1150 and the DC stabilization circuit portion 1140.
  • the bridge circuit portion 1120 may include a ninth switch element to a twelfth switch element Q9 to Q12.
  • the DC / DC converter 1100 may include the DC stabilization circuit portion 1140.
  • the DC stabilization circuit unit 1140 may include a 2-1 inductor L21, a 2-2 inductor L22, and a second capacitor C2.
  • the DC stabilization circuit unit 1140 may be connected to a second end of the battery 200 connected to the DC stabilization circuit unit 1140.
  • the top switch unit 1150 is connected between one side of the overcurrent protection circuit unit 1110 and the eleventh node N11.
  • the battery 200 and the second capacitor C2 are connected between the 15th and 16th nodes N15 and N16 and the 2-1 inductor L2-1 is connected between the 15th and 13th nodes N15 and N13, And the 2-2 inductor L2-2 is connected between the 15th node and the 14th node N15, N14.
  • the bridge circuit unit 1120 includes an eleventh leg and a twelfth leg between the eleventh and twelfth nodes N11 and N12 and the eleventh leg is connected between the eleventh and thirteenth nodes N11 and N13 And the twelfth switch element Q12 connected between the eleventh and twelfth nodes N11 and N12 connected between the eleventh and twelfth nodes N13 and N12. And a tenth switching element Q10 connected between the fourteenth and twelfth nodes N14 and N12.
  • the DC-DC converter 1100 is a bidirectional converter. In the step-down mode, the DC-DC converter 1100 drops the DC input voltage on the DC link capacitor 90 to the 15th and 16th nodes N15 and N16 In the step-up mode, the dc input voltage on the fifteenth and sixteenth nodes N15 and N16 is raised to output the dc output voltage to the dc link capacitor 90 .
  • the DC-DC converter 1100 performs the switching operation of the top switch part 1150 and the bridge circuit part 1120 for initial charging of the DC link capacitor 90 for the discharge mode,
  • the DC current Idc can be supplied to the DC power supply Ip. 8
  • the Nth (N is a natural number) DC current Idc of a plurality of DC currents Idc provided in the initial charge can be obtained by turning on the eleventh switch element Q11 of the bridge circuit unit 1120
  • the tenth switch element Q10 and the twelfth switch element Q12 are turned off and the thirteenth switch element Q13 of the top switch section 1150 is turned on.
  • the (N + 1) th (N is a natural number) DC current Idc of the plurality of direct current Idc provided in the initial charge is turned on when the ninth switch element Q9 of the bridge circuit portion 1120 is turned on.
  • the eleventh switch element Q11, the tenth switch element Q10 and the twelfth switch element Q12 may be turned off and the thirteenth switch element Q13 of the top switch portion 1150 may be turned on.
  • the thirteenth switching element Q13 of the top switch unit 1150 can be turned off while the direct current Idc for charging the gun is not supplied.
  • FIG. 10 is a circuit diagram of a DC / DC converter according to another embodiment.
  • the DC / DC converter of FIG. 10 is the same as the DC / DC converter of FIG. 7 except for the top switch unit 2150. Therefore, description of the same configuration as the DC / DC converter of Fig. 7 will be omitted.
  • the top switch unit 2150 may include a main switch unit 2151 and an initial charge switch unit 2152.
  • the main switch unit 2151 may include a thirteenth switch element Q13 disposed between the one end of the overcurrent protection circuit unit 2110 and the eleventh node N11.
  • the initial charge switch unit 2152 may be connected in parallel with the main switch unit 2151.
  • the initial charge switch portion 2152 may include a fourteenth switch element Q14 and a resistor R. [ One side of the fourteenth switch element Q14 may be connected to one end of the overcurrent protection circuit portion 2110 and the other side thereof may be connected to one side of the resistor R. [ The resistor R may have one side connected to the other side of the fourteenth switching device Q14 and the other side connected to the eleventh node N11. So that the electric current of the charging switch unit 2152 can flow to the initial charging switch unit 2152.
  • the DC / DC converter 2100 may be configured such that the main switch unit 2151 is turned on / off and the initial charge switch unit 2152 is turned on when the DC / DC converter 2100 operates in the step- Can maintain the OFF state. Also, the DC / DC converter 1100 may maintain the off state of the main switch unit 2151 and turn on / off the initial charge switch unit 2152 in the initial charge mode before starting the discharge mode. That is, when the DC / DC converter 2100 according to another embodiment initializes the DC link capacitor 90, the operation of the bridge circuit unit 2120 is the same as that of the bridge circuit unit 1120 of the DC / DC converter 1100 of FIG. May be the same as the operation of Fig.
  • the energy storage system according to the embodiment can charge the DC link capacitor before discharging mode operation without any other configuration.
  • the energy storage system according to the embodiment can increase the DC current provided to the DC link capacitor gradually to accelerate the initial charging speed and accelerate the battery discharging operation.
  • FIG. 11 is a graph showing a power conversion ratio according to an output power ratio at the time of DC direct power conversion by the energy storage system according to an embodiment.
  • FIG. 12 is a graph illustrating a pulse width control method of a DC /
  • FIG. 13 is a view for explaining a signal according to an output power of the energy storage system according to an embodiment.
  • a DC / DC converter power conversion efficiency (dotted line) is drastically lowered when the output power is lower than a predetermined ratio P1 during power conversion.
  • a DC / DC converter has a power conversion efficiency of less than 95% at power conversion with less than 25% of maximum output power.
  • the energy storage system 20 can maintain the power conversion efficiency (solid line) at a predetermined efficiency even when the output power of the DC / DC converter becomes a predetermined ratio P1 or less.
  • a dc / dc converter can maintain a power conversion efficiency of 95% at power conversion with less than 25% of maximum output power.
  • the DC / DC converter 100 can provide a DC current Idc having a high power conversion efficiency when the DC / DC converter 100 becomes a predetermined ratio P1 or less of the maximum output power during power conversion.
  • the output power can be adjusted by controlling the pulse width of the PWM signal controlling the DC / DC converter 100.
  • the DC current Idc provided at a predetermined ratio (P1) or less of the maximum output power has a problem that the current ripple increases as the intensity increases, so that the current intensity can be set to satisfy the predetermined ripple range.
  • the DC / DC converter 100 may be provided with a PWM signal used for power conversion in a charge mode or a discharge mode operation from the converter control unit.
  • the pulse width of the PWM signal may be set to the first pulse width W1 during a period Tw during which the DC / DC converter 100 outputs the output power at a predetermined ratio P1 or more of the maximum output power.
  • the intensity of the output power can be adjusted by adjusting the intensity of the direct current Idc.
  • the pulse width can be adjusted to the second pulse width W2 during a period Tw during which the DC / DC converter 100 outputs the output power with the PWM signal less than the predetermined ratio P1 of the maximum output power have.
  • the intensity of the output power can be adjusted by adjusting the pulse width of the PWM signal while maintaining the intensity of the DC current Idc whose power conversion efficiency is equal to or higher than the predetermined efficiency. 13 (a) shows a case where the DC / DC converter 100 outputs an output power of 300 W, (b) shows a case where the DC / DC converter 100 outputs an output power of 900 W . the DC / DC converter 100 of FIGS.
  • the PWM signal of the DC / DC converter 100 is larger than the pulse width for outputting the power of 300 W of pulse width for outputting 900 W power.
  • a method of controlling the power conversion efficiency of the DC / DC converter 100 may include the converter efficiency control method of FIGS. 15 to 17.
  • FIG. 15 a method of controlling the power conversion efficiency of the DC / DC converter 100 may include the converter efficiency control method of FIGS. 15 to 17.
  • the energy storage system according to one embodiment can have excellent power conversion efficiency of the DC / DC converter.
  • the energy storage system according to an exemplary embodiment has a high power conversion efficiency of the DC / DC converter, so that energy efficiency to be transferred when the battery is charged or discharged can be high.
  • FIG. 14 is a view for explaining an initial charging method of a DC link capacitor of a power supply system according to an embodiment.
  • the power supply system may include starting a battery discharge mode of the energy storage system (S1410). That is, the system control unit may transmit a command signal to the energy storage system to inform the discharge mode operation.
  • the power supply system may include determining whether the DC voltage is equal to or higher than the operating voltage (S1420). More specifically, the charge control unit of the energy storage system can determine whether the DC voltage of the DC link capacitor is higher than an operating voltage capable of performing an inverting operation of the inverter.
  • the power supply system may include performing a discharging operation of the battery (S1430) if the DC voltage is equal to or higher than the operating voltage. More specifically, the DC / DC converter performs a boosting operation to increase the DC input voltage provided by the battery to provide a DC voltage to the DC link capacitor.
  • the power supply system may include initiating an initial charge mode if the DC voltage is below the operating voltage (S1440).
  • the power supply system may include providing an initial charge current to the DC link capacitor when starting the initial charge mode (S1450). That is, the DC / DC converter of the energy storage system can provide the DC current to the DC link capacitor using the electric energy of the battery. In this case, a method in which the DC / DC converter of Figs. 3 to 10 initially charges the DC link capacitor can be used.
  • the power supply system may include determining whether the DC voltage is greater than the operating voltage (S1460). In this case, if the DC voltage is equal to or higher than the operating voltage, the DC / DC converter can terminate the initial charging mode and perform the discharging operation of the battery (S1430).
  • the power supply system may include determining whether the direct current is equal to or greater than the reference current if the direct voltage is below the operating voltage (S1470).
  • the reference current may be a predetermined current.
  • the reference current may be sufficient current intensity to charge the DC link capacitor.
  • the reference current since the voltage difference between the inverter side and the battery side is large, the reference current may be set to a predetermined value or lower because a circuit damage due to an inrush current may occur if the reference current is higher than a predetermined level.
  • the power supply system may stop providing the initial charge current if the DC current is equal to or greater than the reference current (S1480). In this case, the DC / DC converter is switched off and no DC current is supplied to the DC link capacitor. Conversely, the power supply system may continue to provide an initial charge current if the direct current is below the reference current.
  • the power supply system may include determining (S1490) whether the direct current is below the set current.
  • the set current may be a preset current.
  • the set current may be less than the reference current.
  • the set current may be 0A.
  • the power supply system may continue to stop providing the initial charge current if the direct current is not below the set current.
  • the power supply system can provide an initial charge current when the direct current is below the set current. That is, the power supply system may initial charge the DC link capacitor according to the magnitude of the DC current supplied to the DC link capacitor, thereby stabilizing the initial charge of the DC link capacitor.
  • FIG. 15 is a view for explaining a power supply method of an energy storage system according to an embodiment
  • FIG. 17 is a view for explaining a power conversion efficiency control method of a DC / DC converter of an energy storage system according to an embodiment
  • FIG. 16 is a diagram for explaining a configuration of a converter efficiency control unit applied to an energy storage system of a power supply system according to an embodiment.
  • a power supply method may include a step S1510 in which the energy storage system operates in a charge mode or a discharge mode.
  • the power supply method may include determining whether the power efficiency is in a converter efficiency control region (S1520). That is, the energy storage system may determine whether it is necessary to control the power conversion efficiency of the DC / DC converter. In this case, the energy storage system can determine that the output power is less than the reference power (S1530).
  • the output power may be the current output of the DC / DC converter.
  • the reference power may be an output power at which the power conversion efficiency of the DC / DC converter becomes a predetermined efficiency.
  • the reference power can be set in advance.
  • the reference power may be a power that is a predetermined ratio of the maximum output power of the DC / DC converter.
  • the reference power may be 25% power at the maximum output power of the DC / DC converter.
  • the charging operation or the discharging operation can be performed without converter efficiency control (S1550).
  • the energy storage system may include a step S1540 of performing converter efficiency control.
  • the converter efficiency control may include calculating the pulse width based on the output power (S1541). More specifically, the pulse width calculation can use Equation (1).
  • the converter efficiency can be controlled up to 25% of the output power of a DC / DC converter having a maximum output power of 5 kW, and the pulse width of 1 kW can be calculated by setting the repetition period of the PWM signal to 2 ms.
  • the pulse width of 1 kW may be 1.6 ms, which is 1 kW / (5 kW * 25%) * 2 ms.
  • the converter efficiency control can determine the average power value (S1542).
  • the average power value can be calculated by measuring the output power value during a predetermined number of repetition cycles of the PWM signal by the charge control section. Thereafter, the converter efficiency control can calculate a comparison value between the output power and the average power value (S1543). That is, the comparison value may be a value obtained by subtracting the average power value from the output power.
  • the energy storage system 20 may include a converter efficiency controller 500.
  • the converter efficiency control unit 500 may be included in the charge control unit 300, but is not limited thereto.
  • the converter efficiency control unit 500 can calculate the power difference value Pd by comparing the output power Pdc with the average power value Pavg.
  • the converter efficiency control can calculate the power compensation value based on the comparison value (S1544).
  • the converter efficiency control unit 500 may include a compensation unit 510.
  • the compensation unit 510 may be a PI controller.
  • the compensation unit 510 may provide the input power difference value Pd as the power compensation value Pc.
  • the converter efficiency control may provide the compensated output power by compensating the power compensation value to the reference power (S1545).
  • the converter efficiency controller 500 may provide the compensated output power Pdc * by adding the power compensation value Pc to the reference power Pref. In this case, the pulse width calculation in S1541 can be calculated based on the compensated output power.
  • 18 is a view for explaining an energy storage system according to another embodiment.
  • the energy storage system 20 may include a DC / DC converter 1800, a battery 200, and a charge controller 300.
  • the energy storage system 20 may be coupled to the inverter 30 via a DC link capacitor 90. That is, the DC link capacitor 90 may be disposed between the energy storage system 20 and the inverter 30.
  • the energy storage system 20 may receive the DC voltage Vdc of the DC link capacitor 90 in the charge mode and provide the DC voltage Vdc to the DC link capacitor 90 in the discharge mode.
  • the configuration included in the DC / DC converter of the energy storage system according to another embodiment to be described later may be included in the configuration of the DC / DC converter of the energy storage system according to the embodiment of FIGS.
  • the battery 200 receives the charging power from the DC / DC converter 1800 in the charging mode, and can perform the charging operation by the received power. Also, the battery 200 can output the stored power to the DC / DC converter 1800 in the discharge mode.
  • the battery 200 may include a plurality of battery cells for performing the charging operation and the discharging operation. Also, the battery 200 may be connected to the second stage Nb.
  • the charge control unit 300 may include a battery management system (BMS).
  • BMS battery management system
  • the charge control unit 300 may provide the system control unit 80 with battery state information on the state of the battery 200.
  • the charge control unit 300 monitors at least one of the voltage, current, temperature, remaining power, and charge state of the battery 200, and transmits status information of the monitored battery 200 to the system control unit 80 .
  • the charge controller 300 may be configured to allow a plurality of battery cells to maintain an appropriate voltage while charging or discharging. Further, the charge control unit 300 can operate based on the control signal of the system control unit 80.
  • the charge controller 300 may control the DC / DC converter 1800 according to the status information of the monitored battery 200.
  • the charge controller 300 may control the DC / DC converter 1800 according to the charge mode or the discharge mode. More specifically, the charge control unit 300 provides a charge control signal or a discharge control signal for controlling the DC / DC converter 1800 to the control unit 1830 of the DC / DC converter 1800 and supplies the control signal to the DC / 1800 may provide a PWM signal to the switch of the DC / DC converter 1800 based on the charge control signal or the discharge control signal. Also, the charge controller 300 may be driven based on the second drive power supply VCC2 provided by the sub power supply 1850. [
  • the DC / DC converter 1800 can convert the magnitude of the DC power supplied by the energy storage system 20 in the charging mode or in the discharging mode. That is, the DC / DC converter 1800 may be a bi-directional DC / DC converter. More specifically, the DC / DC converter 2300 converts the DC power supplied from the power generation device 10 or the inverter 30 to the DC link capacitor 90 into a voltage magnitude for charging the battery 200, 200). Also, the DC / DC converter 1800 may convert the DC voltage provided by the battery 200 into a voltage magnitude that the inverter 30 can utilize and provide the DC voltage to the DC link capacitor 90.
  • the DC / DC converter 1800 may include an overcurrent protection circuit portion 1810, a bridge circuit portion 1820, a control portion 1830, a DC stabilization circuit portion 1840, an auxiliary power portion 1850, and a backup power portion 1860.
  • the control unit 1830 may generate a PWM signal based on the control signal provided from the charge control unit 300 and provide the generated PWM signal to the bridge circuit unit 1820 including the switch.
  • the controller 1830 may be driven based on the first driving power VCC1 provided by the auxiliary power unit 1850.
  • the overcurrent protection circuit portion 1810 can prevent EOS or overcurrent flowing into the energy storage system 20 or flowing out to the outside.
  • the overcurrent protection circuit portion 1810 may be disposed between the bridge circuit portion 1820 and the first end Na connected to the DC link capacitor 90.
  • the overcurrent protection circuit portion 1810 may include a circuit breaker. In this case, the overcurrent protection circuit portion 1810 may open between the first stage Na and the bridge circuit portion 1820 when EOS or an overcurrent flows into the energy storage system 20. Thus, the overcurrent protection circuit portion 1810 can block the input / output of the current to / from the energy storage system 20.
  • the bridge circuit portion 1820 may be disposed between the overcurrent protection circuit portion 1810 and the DC stabilization circuit portion 1840 and may be electrically connected to each configuration.
  • the bridge circuit unit 1820 can drop the DC voltage of the DC power input from the overcurrent protection circuit unit 1810 in the step-down mode and output it to the DC stabilization circuit unit 1840. Further, the bridge circuit portion 1820 can output the DC voltage of the DC power inputted from the DC stabilization circuit portion 1840 in the step-up mode to the overcurrent protection circuit portion 1810 by increasing the voltage.
  • the bridge circuit portion 1820 may include one or more switches.
  • the bridge circuit portion 1820 may be an isolated full bridge circuit of FIG.
  • the bridge circuit portion 1820 may be the non-isolated full bridge circuit of FIG.
  • the present invention is not limited thereto and the bridge circuit portion 1820 may be configured as a half bridge circuit.
  • the bridge circuit portion 1820 can operate based on the PWM signal of the control portion 1830.
  • the DC stabilization circuit portion 1840 can operate such that the DC voltage increases in the step-up mode of the bridge circuit portion 1820 and the DC voltage decreases in the step-down mode. Further, the DC stabilization circuit portion 1840 may be an LC filter. The DC stabilization circuit portion 1840 may be connected to the second stage Nb.
  • the auxiliary power supply 1850 can generate the driving power based on the first power P1 provided in the second stage Nb.
  • the first power P1 provided in the second stage Nb is based on the energy stored in the battery 200.
  • the first power P1 may be standby power.
  • the auxiliary power supply 1850 receives the second power P2 from the backup power supply 1860 when the first power P1 is not supplied from the second stage Nb, Thereby generating driving power.
  • the battery 200 connected to the second stage Nb may be overdischarged.
  • the second power P2 may be the minimum power for generating the driving power.
  • the driving power may be plural.
  • the driving power source includes a first driving power source VCC1 provided to the charge control unit 300 of the energy storage system 20 and a second driving power source VCC2 provided to the control unit 1830 of the DC / DC converter 1800 can do.
  • the present invention is not limited thereto, and the auxiliary power supply 1860 may output a plurality of driving power sources having different voltage levels as required. More specifically, the auxiliary power unit 1850 may be connected to the output terminal of the backup power unit 1860 and the second stage Nb at the third stage Nc disposed at the input stage. The first power P1 may be input to the third stage Nc and input to the input stage if the first power P1 is provided to the second stage Nb.
  • the auxiliary power supply 1850 may be configured such that when the first power P1 is not provided to the second stage Nb and the second power P2 is provided to the second stage Nb, May be input to the stage Nc and input to the input stage. Therefore, even if the battery is overdriven, the DC / DC converter can generate the driving power and perform the charging operation of the battery. In addition, the DC / DC converter can be charged without battery replacement even when the battery is overdriven.
  • the backup power source 1860 can provide the second power P2 based on the power provided by the DC link capacitor 90 or the inverter 30.
  • the backup power source unit 1860 may be electrically connected between the first stage Na and the auxiliary power source unit 1850.
  • the backup power supply unit 1860 may generate the second power P2 based on the third power P3 provided at the first stage Na.
  • the backup power source unit 1860 may provide the second power P2 to the sub power source unit 1850 when the first power P1 is not supplied from the second stage Nb to the sub power source unit 1850.
  • the backup power supply unit 1860 may have one end connected to the first end Na and the other end connected to the third end Nc.
  • the backup power source 1860 may provide the second power P2 to the third stage Nc and the second power P2 may provide the auxiliary power source 1850 at the third stage Nc.
  • another embodiment can charge the battery even if the battery is overdischarged. Further, another embodiment does not require replacement of the battery even if the battery is overdischarged.
  • 19 is a view for explaining an energy storage system according to another embodiment.
  • the energy storage system according to another embodiment of FIG. 19 is the same as the remaining configuration except for the current limiter 1870 in the energy storage system of FIG. Therefore, the same description as the energy storage system of Fig. 18 is omitted.
  • the energy storage system 20 may include a DC / DC converter 1800 including a current limiter 1870.
  • the current limiter 1870 may be disposed at the input of the auxiliary power supply 1850. In one example, the current limiting portion 1870 may be disposed in the third stage Nc. The current limiter 1870 can prevent the power input to the auxiliary power supply 1850 from being supplied in the reverse direction. In addition, the current limiter 8170 can be prevented from being provided to the configuration in which the provided power should not be provided. More specifically, the current limiter 1870 may include a first diode D1 and a second diode D2. The first diode D1 allows the first power P1 provided at the second stage Nb to be provided at the third stage Nc. In addition, the first diode D1 may prevent the second power P2 from being supplied to the second stage Nb. The second diode D2 allows the second power P2 provided by the backup power source 1860 to be provided to the third stage Nc. In addition, the second diode D2 may prevent the first power P1 from being supplied to the backup power source 1860. [
  • the auxiliary power unit can generate stable driving power by using the current limiting unit, and the charging of the unwanted battery can be prevented.
  • 20 is a view for explaining an energy storage system according to another embodiment.
  • the energy storage system according to another embodiment of FIG. 20 is the same as the energy storage system of FIG. 18 except for the DC / DC converter. Therefore, the same description as the energy storage system of Fig. 18 is omitted.
  • the DC / DC converter 2000 may include an overcurrent protection circuit unit 2010, a bridge circuit unit 2020, a control unit 2030, a DC stabilization circuit unit 2040, an auxiliary power unit 2050, and a backup power source unit 2060. Although not shown, the DC / DC converter 2000 may further include the current limiting unit of FIG.
  • the control unit 2030 may generate a PWM signal based on the control signal provided from the charge control unit 300 and provide the generated PWM signal to the bridge circuit unit 2020 including the switch. In addition, the controller 2030 can be driven based on the first driving power VCC1 provided by the auxiliary power unit 2050.
  • the overcurrent protection circuit 2010 can prevent EOS or overcurrent flowing into the energy storage system 20 or flowing out to the outside.
  • the overcurrent protection circuit 2010 may be disposed between the first stage Na connected to the DC link capacitor 90 and the bridge circuit 2020.
  • the overcurrent protection circuit 2010 may include a circuit breaker. In this case, the overcurrent protection circuit 2010 may open between the first stage Na and the bridge circuit 2020 when EOS or an overcurrent flows into the energy storage system 20. Therefore, the overcurrent protection circuit 2010 can block the input / output of the current to / from the energy storage system 20.
  • the bridge circuit unit 2020 may be disposed between the overcurrent protection circuit unit 2010 and the DC stabilization circuit unit 2040 and may be electrically connected to each configuration.
  • the bridge circuit unit 2020 can drop the DC voltage of the DC power input from the overcurrent protection circuit unit 2010 in the step down mode and output it to the DC stabilization circuit unit 2040. Further, the bridge circuit unit 2020 can output the DC voltage of the DC power inputted from the DC stabilization circuit unit 2040 in the step-up mode to the overcurrent protection circuit 2010 by increasing the voltage.
  • Bridge circuitry 2020 may include one or more switches.
  • the bridge circuit portion 2020 may be an isolated full bridge circuit of FIG.
  • the bridge circuit portion 2020 may be the non-isolated full bridge circuit of FIG.
  • the present invention is not limited to this, and the bridge circuit portion 2020 may be constituted by a half bridge circuit.
  • the bridge circuit section 2020 can operate based on the PWM signal of the control section 2030.
  • the DC stabilization circuit portion 2040 can operate such that the DC voltage increases in the step-up mode of the bridge circuit portion 2020 and the DC voltage decreases in the step-down mode. Further, the DC stabilization circuit portion 2040 may be an LC filter. The DC stabilization circuit portion 2040 may be connected to the second stage Nb.
  • the auxiliary power supply unit 2050 can generate the driving power based on the first power P1 provided in the second stage Nb.
  • the first power P1 provided in the second stage Nb is based on the energy stored in the battery 200.
  • the first power P1 may be standby power.
  • the auxiliary power source unit 2050 receives the second power P2 from the backup power source unit 2060 when the first power P1 is not supplied from the second stage Nb, Thereby generating driving power.
  • the battery 200 connected to the second stage Nb may be overdischarged.
  • the second power P2 may be the minimum power for generating the driving power.
  • the driving power may be plural.
  • the driving power source includes a first driving power source VCC1 provided to the charge control unit 300 of the energy storage system 20 and a second driving power source VCC2 provided to the control unit 2030 of the DC / can do.
  • the present invention is not limited thereto, and the auxiliary power supply unit 2060 may output a plurality of driving power supplies having different voltage levels as required. More specifically, the auxiliary power unit 2050 may be connected to the output terminal of the backup power unit 2060 and the second stage Nb at the third stage Nc disposed at the input stage. The first power P1 may be input to the third stage Nc and input to the input unit if the first power P1 is provided to the second stage Nb.
  • the second power P1 is supplied to the third stage Nb, May be input to the input unit in the stage Nc. Therefore, even if the battery is overdriven, the DC / DC converter can generate the driving power and perform the charging operation of the battery. In addition, the DC / DC converter can be charged without battery replacement even when the battery is overdriven.
  • the backup power source 2060 may provide the second power P2 based on the power provided from an external power source disposed outside the DC / DC converter 2000.
  • the backup power supply unit 1860 may be electrically connected between the external input terminal Input E and the auxiliary power supply unit 2050.
  • the backup power source unit 2060 may generate the second power P2 based on the fourth power P4 provided from the external input terminal InputE.
  • the backup power source unit 2060 may provide the second power P 2 to the sub power source unit 2050 when the first power P 1 is not supplied from the second stage Nb to the sub power source unit 1850.
  • one end of the backup power source 2060 may be connected to the external input terminal inputE and the other end may be connected to the third end Nc.
  • the backup power source unit 2060 may provide the second power P2 to the third stage Nc and the second power source P2 may provide the auxiliary power source unit 2050 at the third stage Nc.
  • another embodiment can charge the battery even if the battery is overdischarged. Further, another embodiment does not require replacement of the battery even if the battery is overdischarged.
  • FIG. 21 is a view for explaining an energy storage system according to another embodiment.
  • the energy storage system according to another embodiment of FIG. 21 has the same configuration except for the backup power supply unit and the backup power supply control unit in the energy storage systems of FIGS. 18 and 20.
  • FIG. Therefore, the same description as the energy storage system of Figs. 18 and 20 is omitted.
  • the backup power source unit 2060 may provide the second power P2 based on the power provided from the backup power source control unit 2070.
  • the backup power source unit 1860 may be electrically connected between the backup power source control unit 2070 and the auxiliary power source unit 2050.
  • the backup power source unit 2060 may generate the second power P2 based on the fifth power P5 provided from the backup power source control unit 2070.
  • the backup power source unit 2060 may provide the second power P 2 to the sub power source unit 2050 when the first power P 1 is not supplied from the second stage Nb to the sub power source unit 1850.
  • one end of the backup power source unit 2060 may be connected to the backup power source control unit 2070, and the other end may be connected to the third end Nc.
  • the backup power source unit 2060 may provide the second power P2 to the third stage Nc and the second power source P2 may provide the auxiliary power source unit 2050 at the third stage Nc.
  • the DC / DC converter of the energy storage system may include a backup power controller 2070.
  • the backup power control unit 2070 selects one of power supplied from the external power source and power supplied from the first stage Na based on the control signal of the controller 2030 and supplies the power to the backup power source unit 2060 .
  • the backup power source control unit 2070 may be disposed between the external input terminal InputE, the first stage Na, and the backup power source unit 2060.
  • the backup power control unit 2070 may include a switch.
  • the control unit 2030 may control the backup power control unit 2070 to provide the backup power unit 2060 with the third power P3 of the first stage Na as the fifth power P5.
  • the control unit 2030 may control the backup power control unit 2070 to provide the backup power unit 2060 with the fourth power P4 of the external input terminal InputE as the fifth power P5. Therefore, another embodiment can charge the battery even if the battery is overdischarged. Further, another embodiment does not require replacement of the battery even if the battery is overdischarged.
  • 22 is a diagram for explaining a power conversion method for charging a battery in a DC / DC converter of an energy storage system according to an embodiment.
  • the power conversion method of FIG. 22 can use the configuration of the DC / DC converter of FIG. 18 to FIG.
  • the power conversion method of the DC / DC converter may include determining whether the first power is provided in the second stage (S2201). For example, in the battery discharge state, the auxiliary power unit can determine whether the first power is supplied in the first stage.
  • the power conversion method of the DC / DC converter according to the embodiment may include the step S2202 of providing the first power when the first power is supplied to the auxiliary power unit in the second stage. That is, when the first power is supplied in the first stage, the sub power source can receive the first power.
  • the power conversion method of the DC / DC converter may include a step S2203 of generating the driving power of the control unit based on the first power when the first power is supplied. More specifically, the sub power supply unit can generate a plurality of driving power supplies based on the first power. The auxiliary power supply can provide the generated drive power to the required configuration. For example, as illustrated in FIGS. 18 to 21, the auxiliary power unit may generate a first driving power for driving the charge control unit and a second driving power for driving the control unit of the DC / DC converter.
  • the power conversion method of the DC / DC converter according to the embodiment may include a step S2204 in which the backup power source supplies the second power to the sub power source if the first power is not supplied in the second stage in S2201.
  • a method in which the backup power supply unit supplies the second power to the auxiliary power supply unit may be the same as the configuration in which the backup power supply unit of FIGS. 18 to 21 provides the second power supply to the auxiliary power supply unit.
  • the power conversion method of the DC / DC converter may include the step S2205 of generating the driving power of the control unit based on the second power. More specifically, the sub power supply unit can generate a plurality of driving power supplies based on the second power. The auxiliary power supply can provide the generated drive power to the required configuration. For example, as illustrated in FIGS. 18 to 21, the auxiliary power unit may generate a first driving power for driving the charge control unit and a second driving power for driving the control unit of the DC / DC converter.
  • another embodiment can charge the battery even if the battery is overdischarged. Further, another embodiment does not require replacement of the battery even if the battery is overdischarged.
  • 23 is a view for explaining an energy storage system according to another embodiment.
  • the energy storage system 20 may include a DC / DC converter 2300, a battery 200, and a charge controller 300.
  • the energy storage system 20 may be coupled to the inverter 30 via a DC link capacitor 90. That is, the DC link capacitor 90 may be disposed between the energy storage system 20 and the inverter 30.
  • the energy storage system 20 may receive the DC voltage Vdc of the DC link capacitor 90 in the charge mode and provide the DC voltage Vdc to the DC link capacitor 90 in the discharge mode.
  • the configuration included in the DC / DC converter of the energy storage system according to another embodiment to be described later may be included in the configuration of the DC / DC converter of the energy storage system according to the embodiment of FIG. 2 to FIG.
  • the battery 200 receives the charging power from the DC / DC converter 2300 in the charging mode, and can perform the charging operation by the received power. Also, the battery 200 may output the stored power to the DC / DC converter 2300 in the discharge mode. In addition, the battery 200 may include a plurality of battery cells for performing the charging operation and the discharging operation. Also, the battery 200 may be connected to the second stage Nb.
  • the charge control unit 300 may include a battery management system (BMS).
  • BMS battery management system
  • the charge control unit 300 may provide the system control unit 80 with battery state information on the state of the battery 200.
  • the charge control unit 300 monitors at least one of the voltage, current, temperature, remaining power, and charge state of the battery 200, and transmits status information of the monitored battery 200 to the system control unit 80 .
  • the charge controller 300 may be configured to allow a plurality of battery cells to maintain an appropriate voltage while charging or discharging. Further, the charge control unit 300 can operate based on the control signal of the system control unit 80.
  • the charge controller 300 may control the DC / DC converter 2300 according to the status information of the monitored battery 200.
  • the charge controller 300 may control the DC / DC converter 2300 according to the charge mode or the discharge mode. More specifically, the charge control unit 300 provides a charge control signal or a discharge control signal for controlling the DC / DC converter 2300 to the control unit 2330 of the DC / DC converter 2300 and supplies the control signal to the DC / 2300 may provide a PWM signal to the switch of the DC / DC converter 2300 based on the charge control signal or the discharge control signal.
  • the DC / DC converter 2300 can convert the magnitude of the DC power supplied by the energy storage system 20 in the charging mode or in the discharging mode. That is, the DC / DC converter 2300 may be a bi-directional DC / DC converter. More specifically, the DC / DC converter 2300 converts the DC power supplied from the power generation device 10 or the inverter 30 to the DC link capacitor 90 into a voltage magnitude for charging the battery 200, 200). Also, the DC / DC converter 2300 may convert the DC voltage provided by the battery 200 into a voltage magnitude that the inverter 30 can use to provide the DC voltage to the DC link capacitor 90. Also, the DC / DC converter 2300 can operate in the charge mode, the standby mode, and the discharge mode based on the voltage provided by the DC voltage link capacitor.
  • the DC / DC converter 2300 can monitor the voltage supplied from the DC voltage link capacitor to determine whether to operate the charging mode, the standby mode, and the discharge mode, and to operate the DC / have. A more detailed description of the operation of the DC / DC converter 2300 in the charging mode, the standby mode, and the discharging mode will be described later.
  • the DC / DC converter 2300 may include an overcurrent protection circuit portion 2310, a bridge circuit portion 2320, a control portion 2330, a DC stabilization circuit portion 2340, an auxiliary power portion 2350, and a backup power portion 2360.
  • the control unit 2330 can control the bridge circuit unit 2320.
  • the control unit 2330 may generate a PWM signal based on the control signal provided from the charge control unit 300 and provide the generated PWM signal to the bridge circuit unit 2320 including the switch.
  • the control unit 2330 may determine the operating mode and the reference power according to the magnitude of the voltage provided in the DC link capacitor 90. [ Further, the control unit 2330 may generate a PWM signal based on the determined reference power and provide it to the bridge circuit unit 2320 including the switch. A specific description of another example will be described later.
  • the overcurrent protection circuit portion 2310 can prevent EOS or overcurrent flowing into the energy storage system 20 or flowing out to the outside.
  • the overcurrent protection circuit portion 2310 may be disposed between the first stage Na connected to the DC link capacitor 90 and the bridge circuit portion 2320.
  • the overcurrent protection circuit portion 2310 may include a circuit breaker. In this case, the overcurrent protection circuit portion 2310 may open between the first stage Na and the bridge circuit portion 2320 when EOS or an overcurrent flows into the energy storage system 20. Therefore, the overcurrent protection circuit portion 2310 can block the input / output of the current to / from the energy storage system 20.
  • the bridge circuit unit 2320 may be disposed between the overcurrent protection circuit unit 2310 and the DC stabilization circuit unit 2340 and may be electrically connected to each configuration.
  • the bridge circuit portion 2320 can drop the DC voltage of the DC power input from the overcurrent protection circuit portion 2310 in the step down mode and output it to the DC stabilization circuit portion 2340. Further, the bridge circuit portion 2320 can output the DC voltage of the DC power inputted from the DC stabilization circuit portion 2340 in the step-up mode to the overcurrent protection circuit portion 2310 by increasing the voltage.
  • the bridge circuit portion 2320 may include one or more switches.
  • the bridge circuit portion 2320 may be an isolated full bridge circuit of FIG.
  • the bridge circuit portion 2320 may be the non-isolated full bridge circuit of FIG.
  • the present invention is not limited thereto and the bridge circuit portion 2320 may be configured as a half bridge circuit.
  • the bridge circuit portion 2320 can operate based on the PWM signal of the control portion 2330.
  • the DC stabilization circuit unit 2340 can operate such that the DC voltage rises in the step-up mode of the bridge circuit unit 2320 and the DC voltage falls in the step-down mode.
  • the DC stabilization circuit portion 2340 may be an LC filter.
  • the DC stabilization circuit portion 2340 may be connected to the second stage Nb.
  • the sensing unit 2350 may sense the voltage of the first stage Na and provide the sensed voltage to the control unit 2330.
  • the voltage of the first stage (Na) may be the DC voltage provided by the DC link capacitor (90). Also, the sensing unit 2350 can be controlled by the control unit 2330.
  • another embodiment can quickly determine the operation mode of the charging or discharging of the battery. Further, another embodiment does not require a separate communication line and a communication unit for controlling the droop in charging or discharging the battery. Still another embodiment is capable of rapid droop control upon battery charging or discharging.
  • FIG. 24 is a view for explaining the control unit of FIG. 23,
  • FIG. 25 is a diagram for explaining a droop control curve of the energy storage system of FIG. 23
  • FIG. 26 is a view for explaining the reference current determination unit of FIG. 24, 27 is a view for explaining the current control unit of Fig.
  • control unit 2330 of the DC / DC converter 2300 may include a reference power determination unit 2331.
  • the reference power determination unit 2331 can determine the operation mode and the reference power.
  • the reference power determination unit 2331 can determine the operation mode and the reference power according to the magnitude of the voltage of the first stage. More specifically, referring to FIG. 25, the reference power determination unit 2331 can determine the operation mode and the reference power based on the droop control curve according to the voltage of the first stage. In the operation mode, the reference power determination unit 2331 can determine the charging mode if the voltage Vdc of the first stage is equal to or higher than the first voltage V1. The reference power determination unit 2331 can determine the standby mode if the voltage Vdc of the first stage is smaller than the first voltage V1 and is greater than the second voltage V2. The reference power determination unit 2331 can determine the discharge mode if the voltage Vdc of the first stage is equal to or less than the second voltage V2.
  • the first voltage V1 and the second voltage V2 may be a predetermined voltage and the first voltage V1 and the second voltage V2 may be set by using an external communication or directly by a user .
  • the first voltage V1 may be greater than the second voltage V2.
  • the reference power determination unit 2331 subtracts the first voltage V1 from the voltage Vdc of the first stage in the operation mode, and then calculates the reference power by multiplying the charge power gradient Sc by .
  • the reference power determination unit 2331 may calculate the reference power by subtracting the voltage Vdc of the first stage from the second voltage V2 and multiplying the discharge power slope Sd by the reference voltage Sd when the operation mode is the discharge mode.
  • the charge power slope Sc and the discharge power slope Sd may be predetermined values, but are not limited thereto, and may be set by an external communication or directly by a user.
  • the charge power slope Sc and the discharge power slope Sd may be different from each other, but are not limited thereto and may be equal to each other.
  • the droop control curve may limit the reference power to maximum power, including maximum power.
  • the maximum power may include a maximum charging power PCMax and a maximum discharge power PDMax.
  • the maximum charge power PCMax may be a power value at which the reference power can be the maximum in the operation mode of the charge mode.
  • the maximum discharge power PDMax may be a power value at which the reference power can be maximized in the operation mode in the discharge mode.
  • the reference power determination unit 2331 can determine the operation mode according to the battery voltage state. More specifically, the reference power determination unit 2331 can operate in the charge mode if the battery voltage is equal to or higher than a predetermined voltage.
  • the reference power determination unit 2331 may determine the operation mode and the reference power according to the user's control. In this case, the user can determine the operation mode and the reference power directly or via communication.
  • the reference power determination unit 2331 can determine an operation mode and a reference power by selecting one of the examples, another example, and another example.
  • the controller 2330 of the DC / DC converter 2300 may include a reference current determiner 2332.
  • the reference current determination unit 2332 can determine the reference current based on the operation mode and the reference power determined by the reference power determination unit 2331.
  • the reference current determination unit 2332 may include a first reference current selection unit 2604.
  • the first reference current selection unit 2604 selects the reference current I_CCR determined using the droop curve according to the magnitude of the first stage voltage determined by the reference power determination unit 2331, And the reference current I_BR determined according to the battery voltage state as the reference current I_CR for generating the PWM signal as the switching signal.
  • the reference current determination unit 2332 may include a first current extraction unit 2601.
  • the first current extractor 2601 divides the reference power P_CCR determined using the droop curve according to the magnitude of the voltage of the first stage determined by the reference power determiner 2331 by the battery voltage V_B to obtain a reference current I_CCR Can be extracted.
  • the reference current determination unit 2332 may include a first comparison unit 2602 and a PI voltage controller 2603.
  • the first comparing unit 2602 may compare the battery voltage V_B with a preset battery reference voltage V_BR and provide the battery voltage difference value V_Bd to the PI voltage controller 2603.
  • the PI voltage controller 2603 can provide the reference current I_BR according to the PI control based on the battery voltage difference value V_Bd.
  • the reference current determination unit 2332 may include a second reference current selection unit 2604.
  • the second reference current selection unit 2604 selects the reference current I_CDR determined using the droop curve and the reference current I_MDR determined according to the user's setting according to the magnitude of the voltage of the first stage determined by the reference power determination unit 2331, ) Can be selected as the reference current (I_DR) for generating the PWM signal, which is the switching signal.
  • the reference current determination unit 2332 may include a second current extraction unit 2605.
  • the second current extraction unit 2605 divides the reference power P_CDR determined using the droop curve according to the magnitude of the voltage of the first stage determined by the reference power determination unit 2331 by the voltage V_L of the first stage, The current I_CDR can be extracted.
  • the control unit 2330 of the DC / DC converter 2300 may include a limited power determination unit 2333.
  • the limiting power determination unit 2333 may limit the reference power such that the reference power does not exceed the predetermined power. More specifically, the limiting power determination unit 2333 may cause the maximum power to be provided to the current control unit 2334 as the reference power if the determined reference power is greater than the set maximum power.
  • the limiting power determination unit 2333 can also cause the inverter limit power to be provided to the current control unit 2334 as the reference power if the determined reference power is greater than the inverter limit power according to the inverter 30. [ If the determined reference power is greater than the battery limitation power according to the battery 200, the limited power determination unit 2333 may provide the battery limited power to the current control unit 2334 with the reference power.
  • the control unit 2330 of the DC / DC converter 2300 may include a current control unit 2334.
  • the current control section 2334 can generate the PWM signal which is the switching signal based on the determined reference current.
  • the current controller 2334 includes a second comparator 2701, a first PI current controller 2702, and a first PWM converter 2703 .
  • the second comparator 2701 may compare the reference current I_CR with the battery current I_B input to the battery 200 and provide the reference current difference value I_CRD to the first PI current controller 2702 .
  • the first PI current controller 2702 may provide the first PWM converter 2703 with the charge control current I_CC according to the PI control based on the reference current difference value I_CRD.
  • the first PWM converter 2703 can provide the PWM signal as a switching signal to the bridge circuit unit 2320 based on the charge control current I_CC.
  • the current controller 2334 may include a third comparator 2704, a second PI current controller 2705, and a second PWM converter 2706.
  • the third comparator 2704 compares the reference current I_DR with the current I_L of the first stage Na input to the battery 200 and outputs the reference current difference value I_DRD to the second PI current controller 2705 ).
  • the second PI current controller 2705 may provide the second PWM converter 2706 with the discharge control current I_DC according to the PI control based on the reference current difference value I_DRD.
  • the second PWM converter 2706 can provide the PWM signal as a switching signal to the bridge circuit unit 2320 based on the discharge control current I_DC.
  • FIG. 28 is a diagram for explaining a power conversion method of the energy storage system of FIG. 23.
  • FIG. 28 is a diagram for explaining a power conversion method of the energy storage system of FIG. 23.
  • the power conversion method of the energy storage system may include sensing the voltage of the first stage (S2810).
  • the first stage may refer to a node to which a DC / DC converter and a DC link capacitor are connected.
  • the method of sensing the voltage of the first stage may follow the description of Fig.
  • the power conversion method of the energy storage system may include a step S2820 of selecting the operation mode according to the magnitude of the voltage of the first stage.
  • the operation mode may be any one of a charge mode standby mode and a discharge mode. A detailed description of S2820 is given in Fig.
  • the power conversion method of the energy storage system may include a step S2830 of determining the reference power according to the magnitude of the voltage of the first stage.
  • the method of determining the reference power according to the magnitude of the voltage of the first stage may follow the description of Figs. 23 to 27 and the description of Fig.
  • the power conversion method of the energy storage system may include generating a switching signal based on the determined reference power (S2840).
  • the switching signal can control the switching operation of the bridge circuit portion operating in the charging mode or the discharging mode.
  • the method of generating the switching signal based on the determined reference power may follow the description of Figs. 23-27.
  • FIG. 29 is a diagram for explaining a method of selecting the operation mode of FIG. 28; FIG.
  • a method of selecting an operation mode may include determining whether a voltage of the first stage is higher than a first voltage (S2821). And selecting the charging mode when the voltage of the first stage is higher than the first voltage (S2822).
  • the method of selecting the operation mode may include determining whether the voltage of the first stage is a second voltage transition if the voltage of the first stage is not equal to or higher than the first voltage (S2823). And selecting the discharge mode if the voltage of the second stage is not higher than the second voltage (S2824). If the voltage of the second stage is not equal to or lower than the second voltage, the process may return to S2821.
  • FIG. 30 is a diagram for explaining a method of determining the reference power in FIG.
  • a method of determining the reference power may include calculating a first reference power using a voltage of the first stage (S2831).
  • the method of calculating the first reference power using the voltage of the first stage may follow the description of FIG. 23 to FIG.
  • the method of determining the reference power may include determining whether the first reference power exceeds the maximum power (S2832). If the first reference power exceeds the maximum power, the reference power can be determined as the maximum power (S2833).
  • the method of determining the reference power may include determining whether the first reference power exceeds the inverter limit power if the first reference power does not exceed the maximum power (S2834). If the first reference power exceeds the inverter limit power, the reference power can be determined as the inverter limit power (S2835).
  • the method for determining the reference power may include determining whether the first reference power exceeds the battery limit power if the first reference power does not exceed the inverter limit power (S2836). If the first reference power exceeds the battery limit power, the reference power may be determined as the battery limit power (S2837).
  • the method of determining the reference power may include determining (S2838) the reference power as the first reference power if the first reference power does not exceed the battery limit power.
  • the embodiment can quickly determine the operation mode of the charging or discharging of the battery.
  • the embodiment does not require a separate communication line and a communication unit for controlling charging or discharging of the battery.
  • the above-described method can be implemented as a code that can be read by a processor on a medium on which a program is recorded. Examples of the medium that can be read by the processor include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage system, etc. and may be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet) .

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Abstract

A direct current-direct current converter, according to an embodiment, comprises: an overcurrent protection circuit unit connected to a first terminal; a direct current stabilization circuit unit connected to a second terminal; a bridge circuit unit electrically connected between the overcurrent protection circuit unit and the direct current stabilization circuit unit and including a switch; and a control unit for controlling the bridge circuit unit, wherein the control unit can determine an operating mode and a reference power according to the magnitude of the voltage of the first terminal.

Description

직류직류 컨버터 및 이의 전력 변환 방법DC direct current converter and its power conversion method

실시예는 직류직류 컨버터를 포함하는 에너지 저장 시스템 및 이를 포함하는 전력 공급 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.Embodiments relate to an energy storage system including a DC / DC converter, a power supply system including the same, and a control method thereof.

전기 에너지는 변환과 전송이 용이하여 널리 사용되고 있다. 이러한, 전기 에너지를 효율적으로 사용하기 위하여 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)을 사용한다. 에너지 저장 시스템은 전력을 공급 받아 배터리에 충전한다. 또한, 에너지 저장 시스템은 전력이 필요한 경우 배터리에서 충전된 전력을 방전하여 전력을 공급한다. 이를 통해 에너지 저장 시스템은 전력을 유동적으로 공급할 수 있도록 한다.Electrical energy is widely used because of its ease of conversion and transmission. In order to efficiently use electric energy, an energy storage system (ESS) is used. The energy storage system is powered and charges the battery. In addition, the energy storage system discharges the electric power charged in the battery to supply electric power when necessary. This allows the energy storage system to supply power flexibly.

구체적으로 전력 공급 시스템이 에너지 저장 시스템을 포함하는 경우 다음과 같이 동작한다. 에너지 저장 시스템은 부하 또는 계통이 과부하인 경우 배터리에 저장된 전기 에너지를 방전한다. 또한 부하 또는 계통이 경부하인 경우, 에너지 저장 시스템은 발전 장치 또는 계통으로부터 전력을 공급받아 배터리에 충전한다.Specifically, when the power supply system includes an energy storage system, it operates as follows. The energy storage system discharges electrical energy stored in the battery when the load or system is overloaded. Also, when the load or system is light, the energy storage system receives power from the generator or system and charges the battery.

또한 전력 공급 시스템과 무관하게 에너지 저장 시스템이 독립적으로 존재하는 경우, 에너지 저장 시스템은 외부의 전력 공급원으로부터 유휴 전력을 공급 받아 배터리에 충전한다. 또한 계통 또는 부하가 과부하인 경우, 에너지 저장 시스템은 배터리에서 충전된 전력을 방전하여 전력을 공급한다.Also, when the energy storage system is independent of the power supply system, the energy storage system receives the idle power from the external power supply and charges the battery. Also, when the system or the load is overloaded, the energy storage system discharges the charged power from the battery to supply power.

한편, 에너지 저장 시스템은 배터리의 방전 모드 동작시 전력 공급 시스템의 인버터 입력단에 배치된 직류 링크 전압을 초기 충전(또는 프리 차지)하여 배터리 측과 인버터 측의 전압 차를 줄이고 돌입 전류를 차단하여야 한다. 직류 링크 전압을 초기 충전하기 위하여 전력 공급 시스템은 발전 장치 또는 계통으로부터 초기 충전 전력을 공급받았다.Meanwhile, the energy storage system must initially charge (or precharge) the DC link voltage disposed at the inverter input terminal of the power supply system during the battery discharge mode operation to reduce the voltage difference between the battery side and the inverter side and shut off the inrush current. To initial charge the DC link voltage, the power supply system was supplied with the initial charging power from the generator or system.

그러나, 생성된 발전 전력이 없어 발전 장치로부터 초기 충전 전력을 공급 받지 못하고 계통에서의 초기 충전 전력 공급이 중단된 경우, 에너지 저장 시스템은 직류 링크 전압을 초기 충전하지 못하는 문제가 발생하였다.However, when there is no generated generated power and the initial charge power is not supplied from the power generation apparatus and the initial charge power supply in the system is interrupted, the energy storage system fails to initial charge the DC link voltage.

또한, 에너지 저장 시스템은 직류/직류 컨버터가 전력 변환을 할 경우 출력 파워의 비율에 따라 전력 변환 효율이 변한다. 특히, 직류/직류 컨버터는 출력 파워의 소정의 비율 이하에서 전력 변환 효율이 급격히 감소하는 문제가 발생하였고, 결국, 에너지 저장 시스템은 배터리에서의 에너지 공급 또는 수급 효율이 감소하는 문제가 발생하였다.Also, in the energy storage system, when the DC / DC converter performs power conversion, the power conversion efficiency varies depending on the ratio of the output power. In particular, the DC / DC converter has a problem that the power conversion efficiency sharply decreases below a predetermined ratio of the output power. As a result, the energy storage system has a problem in that energy supply or supply and demand efficiency of the battery is reduced.

또한, 에너지 저장 시스템은 배터리가 방전되면 직류/직류 컨버터의 구동시켜 배터리를 충전하였다. 이 경우, 직류/직류 컨버터는 구동을 위하여 배터리로부터 대기 전력을 공급 받았다. 그러나, 배터리가 완전 방전 또는 과방전 되는 경우, 에너지 저장 시스템은 배터리로부터 대기 전력을 공급 받지 못하여 직류/직류 컨버터를 구동시킬 수 없어 배터리를 교체해야 했기 때문에 비용 낭비, 자원 낭비 문제가 발생하였다.Also, when the battery is discharged, the energy storage system drives the DC / DC converter to charge the battery. In this case, the DC / DC converter was supplied with standby power from the battery for driving. However, when the battery is completely discharged or overdischarged, the energy storage system can not operate the DC / DC converter because the standby power is not supplied from the battery, and the battery needs to be replaced.

또한, 에너지 저장 시스템은 배터리의 충전 또는 방전 동작시 안정도를 향상하기 위하여 드룹 제어를 한다. 특히, 에너지 저장 시스템은 배터리의 충전 상태(SOC)에 따라 드룹 제어를 하였다. 그러나, 배터리의 충전 상태(SOC)에 따라 드룹 제어를 하기 위하여 배터리의 BMS와 통신을 위한 통신선 및 통신부가 별도로 필요하였고, 통신을 이용한 피드백 과정의 속도 지연으로 배터리의 충전 또는 방전 동작시 안정도를 향상시키는데 한계가 있었다.In addition, the energy storage system performs a droop control in order to improve the stability in charging or discharging operation of the battery. In particular, the energy storage system controls the droop according to the state of charge (SOC) of the battery. However, in order to control the droop according to the state of charge (SOC) of the battery, a communication line and a communication unit for communicating with the BMS of the battery were separately needed, and the stability of the charging or discharging operation of the battery was improved There was a limit.

실시예는 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 실시예의 목적은 직류/직류 컨버터를 포함하는 에너지 저장 시스템 및 이를 포함하는 전력 공급 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.The embodiments are designed to solve the problems of the prior art described above, and an object of the present invention is to provide an energy storage system including a DC / DC converter, a power supply system including the same, and a control method thereof.

또한, 실시예는 별도의 구성없이 직류 링크 전압을 초기 충전할 수 있는 직류/직류 컨버터를 포함하는 에너지 저장 시스템 및 이를 포함하는 전력 공급 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.In addition, the embodiment provides an energy storage system including a DC / DC converter capable of initially charging a DC link voltage without any other configuration, a power supply system including the same, and a control method thereof.

또한, 실시예는 전력 변환 효율이 우수한 직류/직류 컨버터를 포함하는 에너지 저장 시스템 및 이를 포함하는 전력 공급 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.In addition, the embodiment provides an energy storage system including a DC / DC converter excellent in power conversion efficiency, a power supply system including the same, and a control method thereof.

또한, 실시예는 배터리가 과방전 되어도 배터리 교체 없이 배터리 충전이 가능한 직류/직류 컨버터를 포함하는 에너지 저장 시스템 및 이를 포함하는 전력 공급 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.In addition, the embodiment provides an energy storage system including a DC / DC converter capable of charging a battery without battery replacement even if the battery is overdischarged, a power supply system including the DC / DC converter, and a control method thereof.

또한, 실시예는 배터리의 충전 또는 방전의 동작 모드를 신속하게 결정하는 직류/직류 컨버터를 포함하는 에너지 저장 시스템 및 이를 포함하는 전력 공급 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.Further, an embodiment provides an energy storage system including a DC / DC converter for quickly determining an operation mode of charging or discharging a battery, a power supply system including the same, and a control method thereof.

또한, 실시예는 배터리 충전 또는 방전시 드룹 제어를 위해 별도의 통신선 및 통신부가 필요 없는 직류/직류 컨버터를 포함하는 에너지 저장 시스템 및 이를 포함하는 전력 공급 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.In addition, the embodiment provides an energy storage system including a DC / DC converter that does not require a separate communication line and a communication unit for controlling charging or discharging of a battery, a power supply system including the same, and a control method thereof.

또한, 실시예는 배터리 충전 또는 방전시 신속한 드룹 제어가 가능한 직류/직류 컨버터를 포함하는 에너지 저장 시스템 및 이를 포함하는 전력 공급 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는 것이다.Also, an embodiment provides an energy storage system including a DC / DC converter capable of rapid droop control when a battery is charged or discharged, a power supply system including the same, and a control method thereof.

실시예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be solved by the embodiments are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems which are not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description. There will be.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 실시예에 따른 직류/직류 컨버터는, 제1 단에 연결되는 과전류 보호 회로부; 제2 단에 연결되는 직류 안정화 회로부; 상기 과전류 보호 회로부와 상기 직류 안정화 회로부 사이에 전기적으로 연결되고, 스위치를 포함하는 브릿지 회로부; 및 상기 브릿지 회로부를 제어하는 제어부;를 포함하고, 상기 제어부는 상기 제1 단의 전압의 크기에 따라 동작 모드 및 기준 전력을 결정할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a DC / DC converter including: an overcurrent protection circuit connected to a first end; A DC stabilization circuit portion connected to the second stage; A bridge circuit part electrically connected between the overcurrent protection circuit part and the DC stabilization circuit part and including a switch; And a control unit for controlling the bridge circuit unit, wherein the controller can determine the operation mode and the reference power according to the magnitude of the voltage of the first stage.

또한, 실시예에 따른 직류/직류 컨버터는, 상기 제어부는 상기 결정된 기준 전력에 기초하여 상기 스위치를 제어하는 스위칭 신호를 상기 브릿지 회로에 제공할 수 있다.Further, in the DC / DC converter according to the embodiment, the control unit may provide the bridge circuit with a switching signal for controlling the switch based on the determined reference power.

또한, 실시예에 따른 직류/직류 컨버터는, 상기 제1 단에는 직류 링크 캐패시터가 연결될 수 있다.Also, in the DC / DC converter according to the embodiment, the DC link capacitor may be connected to the first end.

또한, 실시예에 따른 직류/직류 컨버터는, 상기 동작 모드는, 상기 제1 단의 전압이 제1 전압 이상이면 충전 모드이고, 상기 제1 단의 전압이 상기 제1 전압보다 작고 제2 전압보다 크면 대기 모드이고, 상기 제1 단의 전압이 상기 제2 전압 이하이면 방전 모드일 수 있다.In the DC / DC converter according to the embodiment, the operation mode is a charge mode when the voltage of the first stage is equal to or higher than the first voltage, the voltage of the first stage is lower than the first voltage, And if the voltage of the first stage is lower than the second voltage, it may be a discharge mode.

또한, 실시예에 따른 직류/직류 컨버터는, 상기 기준 전력은, 상기 동작 모드가 충전 모드이면 상기 제1 단의 전압에 상기 제1 전압을 뺀 후 충전 전력 기울기를 곱하여 산출되고, 상기 동작 모드가 방전 모드이면 상기 제2 전압에서 상기 제1 단의 전압을 뺀 후 방전 전력 기울기를 곱하여 산출될 수 있다.In the DC / DC converter according to the embodiment, the reference power is calculated by subtracting the first voltage from the voltage of the first end and multiplying by the charge power slope when the operation mode is the charge mode, In the discharge mode, the first voltage may be subtracted from the second voltage and then multiplied by the discharge power slope.

또한, 실시예에 따른 직류/직류 컨버터는, 상기 제어부는, 상기 결정된 기준 전력이 설정된 최대 전력보다 크면 상기 최대 전력에 기초하여 상기 스위칭 신호를 생성하고, 상기 결정된 기준 전력이 인버터 제한 전력보다 크면 상기 인버터 제한 전력에 기초하여 상기 스위칭 신호를 생성하고, 상기 결정된 기준 전력이 배터리 제한 전력보다 크면 상기 배터리 제한 전력에 기초하여 상기 스위칭 신호를 생성할 수 있다.In the DC / DC converter according to the embodiment, if the determined reference power is greater than a set maximum power, the control unit generates the switching signal based on the maximum power. If the determined reference power is greater than the inverter limited power, Generate the switching signal based on the inverter limited power, and generate the switching signal based on the battery limited power if the determined reference power is greater than the battery limiting power.

실시예에 따른 전력 변환 방법은, 제1 단의 전압을 센싱하는 단계; 상기 제1 단의 전압의 크기에 따라 동작 모드를 선택하는 단계; 상기 제1 단의 전압의 크기에 따라 기준 전력을 결정하는 단계; 및 상기 결정된 기준 전력에 기초하여 스위칭 신호를 생성하는 단계;를 포함하고, 상기 스위칭 신호는, 상기 결정된 기준 전력에 기초하여 브릿지 회로를 구성하는 스위치를 제어하기 위한 신호이며, 상기 제1 단의 전압은, 상기 제1 단에 직류 링크 캐패시터의 전압이다.A power conversion method according to an embodiment includes: sensing a voltage of a first stage; Selecting an operation mode according to the magnitude of the voltage of the first stage; Determining a reference power according to the magnitude of the voltage of the first stage; And generating a switching signal based on the determined reference power, wherein the switching signal is a signal for controlling a switch constituting a bridge circuit based on the determined reference power, the voltage of the first stage Is the voltage of the DC link capacitor in the first stage.

또한, 상기 동작 모드는, 상기 제1 단의 전압이 제1 전압 이상이면 충전 모드이고, 상기 제1 단의 전압이 상기 제1 전압보다 작고 제2 전압보다 크면 대기 모드이고, 상기 제1 단의 전압이 상기 제2 전압 이하이면 방전 모드이다.The operation mode may be a standby mode if the voltage of the first stage is lower than the first voltage and higher than the second voltage, And the discharge mode if the voltage is lower than the second voltage.

또한, 상기 기준 전력은, 상기 동작 모드가 충전 모드이면 상기 제1 단의 전압에 상기 제1 전압을 뺀 후 충전 전력 기울기를 곱하여 산출되고, 상기 동작 모드가 방전 모드이면 상기 제2 전압에서 상기 제1 단의 전압을 뺀 후 방전 전력 기울기를 곱하여 산출된다.The reference voltage may be calculated by subtracting the first voltage from the first voltage and multiplying the first voltage by the charge power slope if the operation mode is the charge mode. If the operation mode is the discharge mode, Is calculated by subtracting the voltage of the first stage and then multiplying by the discharge power slope.

또한, 상기 스위칭 신호를 생성하는 단계는, 상기 결정된 기준 전력이 설정된 최대 전력보다 크면 상기 최대 전력에 기초하여 상기 스위칭 신호를 생성하고, 상기 결정된 기준 전력이 인버터 제한 전력보다 크면 상기 인버터 제한 전력에 기초하여 상기 스위칭 신호를 생성하고, 상기 결정된 기준 전력이 배터리 제한 전력보다 크면 상기 배터리 제한 전력에 기초하여 상기 스위칭 신호를 생성하는 단계를 포함한다.The generating of the switching signal may further include generating the switching signal based on the maximum power if the determined reference power is greater than the set maximum power and if the determined reference power is greater than the inverter limited power, And generating the switching signal based on the battery limiting power if the determined reference power is greater than the battery limiting power.

실시예에 따른 직류/직류 컨버터를 포함하는 에너지 저장 시스템 및 이를 포함하는 전력 공급 시스템 및 이의 제어 방법에 대한 효과를 설명하면 다음과 같다.The energy storage system including the DC / DC converter according to the embodiment, the power supply system including the DC / DC converter, and the control method thereof will be described as follows.

실시예는 별도의 구성없이 직류 링크 전압을 초기 충전할 수 있다.The embodiment can initially charge the DC link voltage without any other configuration.

또한, 실시예는 직류 링크 전압의 초기 충전 속도가 빠르므로 배터리 방전 동작을 신속히 할 수 있다.In addition, since the initial charging speed of the DC link voltage is fast in the embodiment, the battery discharging operation can be speeded up.

또한, 실시예는 직류/직류 컨버터의 전력 변환 효율이 우수할 수 있다.In addition, the embodiment can have excellent power conversion efficiency of the DC / DC converter.

또한, 실시예는 직류/직류 컨버터의 전력 변환 효율이 우수하여 배터리의 충전 또는 방전시 전달되는 에너지 효율이 높을 수 있다.In addition, the embodiment can have a high power conversion efficiency of the DC / DC converter, and thus can have a high energy efficiency when the battery is charged or discharged.

또한, 실시예는 배터리가 과방전 되어도 배터리를 충전할 수 있다.In addition, the embodiment can charge the battery even if the battery is overdischarged.

또한, 실시예는 배터리가 과방전 되어도 배터리를 교체할 필요가 없다.또한, 실시예는 배터리의 충전 또는 방전의 동작 모드를 신속하게 결정할 수 있다.Further, the embodiment does not need to replace the battery even if the battery is overdischarged. The embodiment can quickly determine the operation mode of the charging or discharging of the battery.

또한, 실시예는 배터리 충전 또는 방전시 드룹 제어를 위해 별도의 통신선 및 통신부가 필요 없다.In addition, the embodiment does not require a separate communication line and a communication unit for controlling charging or discharging of the battery.

또한, 실시예는 배터리 충전 또는 방전시 신속한 드룹 제어가 가능하다.In addition, the embodiment is capable of rapid droop control when the battery is charged or discharged.

실시예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 실시예에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtained in the embodiments are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.

이하에 첨부되는 도면들은 실시예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시예에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 실시예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. It is to be noted, however, that the technical features of the embodiments are not limited to the specific drawings, and the features disclosed in the drawings may be combined with each other to constitute a new embodiment.

도 1은 실시예에 따른 전력 공급 시스템의 개략적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a schematic configuration of a power supply system according to an embodiment.

도 2는 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining an energy storage system according to an embodiment.

도 3은 일 실시예에 따른 초기 충전시 직류 링크 캐패시터의 직류 전압과 직류 전류를 설명하기 위한 그래프이다.3 is a graph illustrating a DC voltage and a DC current of a DC link capacitor at the time of initial charging according to an exemplary embodiment.

도 4는 일 실시예에 따른 직류/직류 컨버터의 회로도이다.4 is a circuit diagram of a DC / DC converter according to an embodiment.

도 5는 도 4의 직류/직류 컨버터가 직류 링크 캐패시터를 초기 충전하기 위한 동작을 설명한다.5 illustrates the operation of the DC / DC converter of FIG. 4 to initially charge the DC link capacitor.

도 6은 도 4의 직류/직류 컨버터가 직류 링크 캐패시터를 초기 충전하기 위한 동작을 설명한다.FIG. 6 illustrates the operation of the DC / DC converter of FIG. 4 for initial charging the DC link capacitor.

도 7은 다른 실시예에 따른 직류/직류 컨버터의 회로도이다.7 is a circuit diagram of a DC / DC converter according to another embodiment.

도 8은 도 7의 직류/직류 컨버터가 직류 링크 캐패시터를 초기 충전하기 위한 동작을 설명한다.FIG. 8 illustrates the operation of the DC / DC converter of FIG. 7 for initial charging the DC link capacitor.

도 9는 도 7의 직류/직류 컨버터가 직류 링크 캐패시터를 초기 충전하기 위한 동작을 설명한다.FIG. 9 illustrates the operation of the DC / DC converter of FIG. 7 for initial charging the DC link capacitor.

도 10은 또 다른 실시예에 따른 직류/직류 컨버터의 회로도이다.10 is a circuit diagram of a DC / DC converter according to another embodiment.

도 11은 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템이 직류직류 전력 변환시 출력 파워 비율에 따른 전력 변환 비율을 나타낸 그래프이다.11 is a graph showing power conversion ratios according to output power ratios in DC power conversion of an energy storage system according to an exemplary embodiment.

도 12는 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 직류/직류 컨버터의 펄스폭 제어 방법을 설명하는 도면이다.12 is a view for explaining a pulse width control method of a DC / DC converter of an energy storage system according to an embodiment.

도 13은 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 출력 파워에 따른 신호를 설명하기 위한 도면이다.13 is a diagram for explaining a signal according to the output power of the energy storage system according to an embodiment.

도 14는 일 실시예에 따른 전력 공급 시스템의 직류 링크 캐패시터의 초기 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.14 is a view for explaining an initial charging method of a DC link capacitor of a power supply system according to an embodiment.

도 15는 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 전력 공급 방법을 설명하기 위한 도면이다.15 is a view for explaining a power supply method of an energy storage system according to an embodiment.

도 16은 일 실시예에 따른 전력 공급 시스템의 에너지 저장 시스템에 적용된 컨버터 효율 제어부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.16 is a view for explaining a configuration of a converter efficiency control unit applied to an energy storage system of a power supply system according to an embodiment.

도 17은 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 직류/직류 컨버터의 전력 변환 효율 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.17 is a diagram for explaining a power conversion efficiency control method of a DC / DC converter of an energy storage system according to an embodiment.

도 18은 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 설명하기 위한 도면이다.18 is a view for explaining an energy storage system according to another embodiment.

도 19는 또 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 설명하기 위한 도면이다.19 is a view for explaining an energy storage system according to another embodiment.

도 20은 또 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 설명하기 위한 도면이다.20 is a view for explaining an energy storage system according to another embodiment.

도 21은 또 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 21 is a view for explaining an energy storage system according to another embodiment.

도 22는 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 직류/직류 컨버터에서 배터리 충전을 위한 전력 변환 방법을 설명하기 위한 도면이다.22 is a diagram for explaining a power conversion method for charging a battery in a DC / DC converter of an energy storage system according to an embodiment.

도 23은 또 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 설명하기 위한 도면이다.23 is a view for explaining an energy storage system according to another embodiment.

도 24는 도 23의 제어부을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 24 is a diagram for explaining the control unit of FIG. 23. FIG.

도 25는 도 23의 에너지 저장 시스템의 드룹 제어 커브를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 25 is a diagram for explaining a droop control curve of the energy storage system of FIG. 23. FIG.

도 26은 도 24의 기준 전류 결정부를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 26 is a diagram for explaining the reference current determination unit of FIG. 24; FIG.

도 27은 도 24의 전류 제어부를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 27 is a diagram for explaining the current control section of FIG. 24. FIG.

도 28은 도 23의 에너지 저장 시스템의 전력 변환 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 28 is a diagram for explaining a power conversion method of the energy storage system of FIG. 23. FIG.

도 29는 도 28의 동작 모드를 선택하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 29 is a diagram for explaining a method of selecting the operation mode of FIG. 28; FIG.

도 30은 도 28의 기준 전력을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 30 is a diagram for explaining a method of determining the reference power in FIG.

이하, 본 발명과 관련된 실시 예에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. Hereinafter, embodiments related to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions in the embodiments of the present invention, which may vary depending on the intention of the user, the intention or the custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

첨부된 도면의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 도면의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 도면의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 도면의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.Combinations of the steps of each block and flowchart in the accompanying drawings may be performed by computer program instructions. These computer program instructions may be embedded in a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing apparatus so that the instructions, which may be executed by a processor of a computer or other programmable data processing apparatus, Thereby creating means for performing the functions described in the step. These computer program instructions may also be stored in a computer usable or computer readable memory capable of directing a computer or other programmable data processing apparatus to implement the functionality in a particular manner so that the computer usable or computer readable memory It is also possible to produce manufacturing items that contain instruction means that perform the functions described in each block or flowchart illustration in each step of the drawings. Computer program instructions may also be stored on a computer or other programmable data processing equipment so that a series of operating steps may be performed on a computer or other programmable data processing equipment to create a computer- It is also possible for the instructions to perform the processing equipment to provide steps for executing the functions described in each block and flowchart of the drawings.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시 예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.Also, each block or each step may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing the specified logical function (s). It should also be noted that in some alternative embodiments, the functions mentioned in the blocks or steps may occur out of order. For example, two blocks or steps shown in succession may in fact be performed substantially concurrently, or the blocks or steps may sometimes be performed in reverse order according to the corresponding function.

도 1은 실시예에 따른 전력 공급 시스템의 개략적인 구성을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a schematic configuration of a power supply system according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 전력 공급 시스템(1)은 발전 장치(10), 에너지 저장 시스템(20), 인버터(30), 교류 필터(40), 교류/교류 컨버터(50), 계통(60), 시스템 제어부(80), 부하(70)를 포함할 수 있다.1, a power supply system 1 according to an embodiment includes a generator 10, an energy storage system 20, an inverter 30, an AC filter 40, an AC / AC converter 50, (60), a system control unit (80), and a load (70).

발전 장치(10)는 전기 에너지를 생산할 수 있다. 발전 장치(10)가 태양광 발전 시스템인 경우, 발전 장치(10)는 태양 전지 어레이일 수 있다. 태양 전지 어레이는 복수의 태양전지 모듈을 결합한 것이다. 태양전지 모듈은 복수의 태양전지 셀을 직렬 또는 병렬로 연결하여 태양 에너지를 전기 에너지로 변환하여 소정의 전압과 전류를 발생시키는 장치일 수 있다. 따라서 태양전지 어레이는 태양 에너지를 흡수하여 전기 에너지로 변환할 수 있다. 또한 발전 장치(10)가 풍력 발전 시스템인 경우, 발전 장치(10)는 풍력 에너지를 전기 에너지를 변환하는 팬일 수 있다. The power generation apparatus 10 can produce electric energy. When the power generation apparatus 10 is a solar power generation system, the power generation apparatus 10 may be a solar cell array. A solar cell array is a combination of a plurality of solar cell modules. The solar cell module may be a device that connects a plurality of solar cells in series or in parallel to convert solar energy into electrical energy to generate a predetermined voltage and current. Thus, a solar cell array can absorb solar energy and convert it into electrical energy. When the power generation apparatus 10 is a wind power generation system, the power generation apparatus 10 may be a fan that converts wind energy into electric energy.

한편, 상기 발전 장치(10)는 이에 한정되지 않으며, 상기 태양광 발전 시스템 및 풍력 발전 시스템 이외에도 조력 발전 시스템으로 구성될 수 있다. 그러나, 이는 예시적인 것으로, 상기 발전 장치(10)는 상기 언급한 종류에 한정되는 것은 아니며, 태양열이나 지열 등, 신재생 에너지를 이용하여 전기 에너지를 생성하는 발전 시스템을 모두 포함할 수 있다.Meanwhile, the power generation device 10 is not limited to the solar power generation system and the wind power generation system, and may be a tidal power generation system. However, this is an example, and the power generation apparatus 10 is not limited to the above-mentioned kind, and may include all power generation systems that generate electric energy by using renewable energy such as solar heat or geothermal heat.

또한, 전력 공급 시스템(1)은 발전 장치(10) 없이 에너지 저장 시스템(20)만을 통하여 전력을 공급할 수 있다. 이 경우 전력 공급 시스템(1)은 발전 장치(10)를 포함하지 않을 수 있다.In addition, the power supply system 1 can supply power only through the energy storage system 20 without the power generation apparatus 10. [ In this case, the power supply system 1 may not include the power generation apparatus 10. [

인버터(30)는 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있다. 보다 구체적으로, 발전 장치(10)가 공급한 직류 전력 또는 에너지 저장 시스템(20)이 방전한 직류 전력을 교류 전력으로 변환할 수 있다.The inverter 30 can convert DC power into AC power. More specifically, the DC power supplied by the power generation apparatus 10 or the DC power discharged by the energy storage system 20 can be converted into AC power.

교류 필터(40)는 교류 전력으로 변환된 전력의 노이즈를 필터링할 수 있다. 또한, 실시예에 따라서 교류 필터(40)는 생략될 수 있다.The AC filter 40 can filter the noise of the power converted into the AC power. Further, the AC filter 40 may be omitted according to the embodiment.

교류/교류 컨버터(50)는 교류 전력을 계통(60) 또는 부하(70)에 공급할 수 있도록 노이즈가 필터링된 교류 전력의 전압의 크기를 변환하고, 변환된 교류 전력을 계통(60) 또는 부하(70)에 공급할 수 있다. 또한, 실시예에 따라서 교류/교류 컨버터(50)는 생략될 수 있다.The AC / AC converter 50 converts the magnitude of the voltage of the AC filtered noise so that the AC power can be supplied to the system 60 or the load 70 and converts the converted AC power into the system 60 or the load 70). Further, the AC / AC converter 50 may be omitted according to the embodiment.

계통(60)이란 많은 발전소, 변전소, 송배전선 및 부하가 일체로 되어 전력의 발생 및 이용이 이루어지는 시스템이다.The system 60 is a system in which many power plants, substations, transmission / distribution lines, and loads are integrated to generate and utilize electric power.

부하(70)는 발전장치(10) 등 발전 시스템 또는 에너지 저장 시스템(20)으로부터 전기 에너지를 공급받아 전력을 소모할 수 있다. The load 70 may be supplied with electric energy from the power generation system such as the power generation apparatus 10 or the energy storage system 20 to consume electric power.

에너지 저장 시스템(20; ESS; Energy Storage System)은 발전장치(10)로부터 전기에너지를 공급받아 충전하고 계통(60) 또는 부하(70)의 전력 수급상황에 따라 충전된 전기 에너지를 방전할 수 있다. 보다 구체적으로 계통(60) 또는 부하(70)가 경부하인 경우, 에너지 저장 시스템(20)은 발전 장치(10)로부터 유휴 전력을 공급 받아 충전할 수 있다. 계통(60) 또는 부하(70)가 과부하인 경우, 에너지 저장 시스템(20)은 충전된 전력을 방전하여 계통(60) 또는 부하(70)에 전력을 공급할 수 있다. 또한, 에너지 저장 시스템(20)은 발전장치(10)와 전기적으로 연결되고 인버터(30)와 전기적으로 연결될 수 있도록 발전장치(10)와 인버터(30) 사이에 연결될 수 있다. The energy storage system 20 can charge the electric energy supplied from the power generation device 10 and discharge the charged electric energy according to the power supply status of the system 60 or the load 70 . More specifically, when the system (60) or the load (70) is light load, the energy storage system (20) can receive and charge the idle power from the power generation device (10). When the system 60 or the load 70 is overloaded, the energy storage system 20 can provide power to the system 60 or the load 70 by discharging the charged power. The energy storage system 20 may also be connected between the generator device 10 and the inverter 30 so as to be electrically connected to the generator device 10 and electrically connected to the inverter device 30.

시스템 제어부(80)는 에너지 저장 시스템(20), 인버터(30), 교류/교류 컨버터(50)의 동작을 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 시스템 제어부(80)는 에너지 저장 시스템(20)의 충전 및 방전을 제어할 수 있다. 계통(60) 또는 부하(70)가 과부하인 경우, 시스템 제어부(80)는 에너지 저장 시스템(20)이 전력을 공급하여 계통(60) 또는 부하(70)에 전력을 전달할 수 있도록 제어할 수 있다. 계통(60) 또는 부하(70)가 경부하인 경우, 시스템 제어부(80)는 외부의 전력 공급원 또는 발전 장치(10)가 전력을 공급하여 에너지 저장 시스템(20)에 전달할 수 있도록 제어할 수 있다.The system control unit 80 can control the operation of the energy storage system 20, the inverter 30, and the AC / AC converter 50. More specifically, the system control unit 80 can control the charging and discharging of the energy storage system 20. If the system 60 or the load 70 is overloaded, the system control 80 can control the energy storage system 20 to supply power to the system 60 or the load 70 . When the system 60 or the load 70 is light, the system control unit 80 can control the external power supply or the power generation apparatus 10 to supply power to the energy storage system 20.

이하에서는 에너지 저장 시스템에 대해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the energy storage system will be described in more detail.

도 2는 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining an energy storage system according to an embodiment.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(20)은 직류/직류 컨버터(100), 배터리(200), 충전 제어부(300)를 포함할 수 있다. 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 에너지 저장 시스템(20)은 직류 링크 캐패시터(90)를 통하여 인버터(30)와 연결될 수 있다. 즉, 직류 링크 캐패시터(90)는 에너지 저장 시스템(20)과 인버터(30) 사이에 배치될 수 있다. 이에, 에너지 저장 시스템(20)은 충전 모드에서 직류 링크 캐패시터(90)의 직류 전압(Vdc)을 입력 받고, 방전 모드에서 직류 링크 캐패시터(90)로 직류 전압(Vdc)을 제공할 수 있다.Referring to FIG. 2, the energy storage system 20 according to one embodiment may include a DC / DC converter 100, a battery 200, and a charge controller 300. Although not shown in FIG. 1, the energy storage system 20 may be coupled to the inverter 30 via a DC link capacitor 90. That is, the DC link capacitor 90 may be disposed between the energy storage system 20 and the inverter 30. [ The energy storage system 20 may receive the DC voltage Vdc of the DC link capacitor 90 in the charge mode and provide the DC voltage Vdc to the DC link capacitor 90 in the discharge mode.

배터리(200)는 충전 모드에서 직류/직류 컨버터(100)로부터 충전 전력을 수신하고, 수신한 전력에 의해 충전 동작을 수행할 수 있다. 또한, 배터리(200)는 방전 모드에서 기 저장된 전력을 직류/직류 컨버터(100)로 출력할 수 있다. 또한, 배터리(200)는 충전 동작 및 방전 동작을 수행하기 위해 다수 개의 배터리 셀을 포함할 수 있다.The battery 200 receives the charging power from the DC / DC converter 100 in the charging mode, and can perform the charging operation by the received power. Also, the battery 200 may output the stored power to the DC / DC converter 100 in the discharge mode. In addition, the battery 200 may include a plurality of battery cells for performing the charging operation and the discharging operation.

충전 제어부(300)는 배터리 관리 시스템(BMS; Battery Management System)을 포함할 수 있다. 충전 제어부(300)는 배터리(200)의 상태에 대한 배터리 상태 정보를 시스템 제어부(80)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 충전 제어부(300)는 배터리(200)의 전압, 전류, 온도, 잔여 전력량, 충전 상태 중 적어도 하나 이상을 모니터링하고, 모니터링된 배터리(200)의 상태 정보를 시스템 제어부(80)에 전달할 수 있다. 또한, 충전 제어부(300)는 충전 또는 방전하면서 다수 개의 배터리 셀들이 적절한 전압을 유지할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 충전 제어부(300)는 시스템 제어부(80)의 제어신호에 기초하여 동작할 수 있다. 또한, 충전 제어부(300)는 모니터링된 배터리(200)의 상태 정보에 따라 직류/직류 컨버터(100)를 제어할 수 있다. 또한, 충전 제어부(300)는 충전 모드 또는 방전 모드에 따라 직류/직류 컨버터(100)를 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 충전 제어부(300)는 직류/직류 컨버터(100)를 제어하기 위한 충전 제어 신호 또는 방전 제어 신호를 직류/직류 컨버터(100)의 컨버터 제어부에 제공하고, 직류/직류 컨버터(100)의 컨버터 제어부는 충전 제어 신호 또는 방전 제어 신호에 기초하여 PWM 신호를 직류/직류 컨버터(100)의 스위치에 제공할 수 있다. 또한, 충전 제어부(300)는 배터리(200)의 방전 모드에서 직류 링크 캐패시터(90)의 초기 충전을 위하여 직류/직류 컨버터(100)를 제어할 수 있다. 즉, 충전 제어부(300)는 직류/직류 컨버터(100)를 제어하기 위한 초기 충전 제어 신호를 직류/직류 컨버터(100)의 컨버터 제어부에 제공하고, 직류/직류 컨버터(100)의 컨버터 제어부는 초기 충전 제어 신호에 기초하여 초기 충전 스위치 신호를 직류/직류 컨버터(100)의 스위치에 제공할 수 있다. 또한, 충전 제어부(300)는 직류/직류 컨버터(100)의 전력 변환 효율을 증가시키기 위하여 직류/직류 컨버터(100)를 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 충전 제어부(300)는 직류/직류 컨버터(100)의 전력 변환 효율을 높일 수 있는 전력 변환 효율 제어 신호를 직류/직류 컨버터(100)의 컨버터 제어부에 제공하고, 직류/직류 컨버터(100)의 컨버터 제어부는 전력 변환 효율 제어 신호에 기초하여 PWM 신호를 직류/직류 컨버터(100)의 스위치에 제공할 수 있다.The charge control unit 300 may include a battery management system (BMS). The charge control unit 300 may provide the system control unit 80 with battery state information on the state of the battery 200. [ For example, the charge control unit 300 monitors at least one of the voltage, current, temperature, remaining power, and charge state of the battery 200, and transmits status information of the monitored battery 200 to the system control unit 80 . In addition, the charge controller 300 may be configured to allow a plurality of battery cells to maintain an appropriate voltage while charging or discharging. Further, the charge control unit 300 can operate based on the control signal of the system control unit 80. [ Also, the charge controller 300 may control the DC / DC converter 100 according to the status information of the battery 200 that is monitored. Also, the charge controller 300 may control the DC / DC converter 100 according to the charge mode or the discharge mode. More specifically, the charge controller 300 provides a charge control signal or a discharge control signal for controlling the DC / DC converter 100 to the converter controller of the DC / DC converter 100, and the DC / DC converter 100, The converter control unit of the DC / DC converter 100 may provide the PWM signal to the switch of the DC / DC converter 100 based on the charge control signal or the discharge control signal. Also, the charge control unit 300 may control the DC / DC converter 100 for initial charging of the DC link capacitor 90 in the discharge mode of the battery 200. That is, the charge control unit 300 provides an initial charge control signal for controlling the DC / DC converter 100 to the converter control unit of the DC / DC converter 100, and the converter control unit of the DC / It is possible to provide the initial charge switch signal to the switch of the DC / DC converter 100 based on the charge control signal. Also, the charge control unit 300 may control the DC / DC converter 100 to increase the power conversion efficiency of the DC / DC converter 100. [ More specifically, the charge controller 300 provides the converter control unit of the DC / DC converter 100 with a power conversion efficiency control signal that can increase the power conversion efficiency of the DC / DC converter 100, and the DC / 100 may provide the PWM signal to the switch of the DC / DC converter 100 based on the power conversion efficiency control signal.

직류/직류 컨버터(100)는 에너지 저장 시스템(20)이 충전 모드에서 공급 받거나 방전모드에서 공급하는 직류 전력의 크기를 변환할 수 있다. 보다 구체적으로, 직류/직류 컨버터(100)는 발전장치(10) 또는 인버터(30)에서 직류 링크 캐패시터(90)로 제공되는 직류 전력을 배터리(200)의 충전을 위한 전압 크기로 변환하여 배터리(200)에 제공할 수 있다. 또한, 직류/직류 컨버터(100)는 배터리(200)에서 제공하는 직류 전력을 인버터(30)가 이용할 수 있는 전압 크기를 변환하여 직류 링크 캐패시터(90)로 제공할 수 있다. The DC / DC converter 100 can convert the magnitude of the DC power supplied by the energy storage system 20 in the charging mode or in the discharging mode. More specifically, the DC / DC converter 100 converts the DC power supplied from the power generator 10 or the inverter 30 to the DC link capacitor 90 into a voltage magnitude for charging the battery 200, 200). Also, the DC / DC converter 100 may convert the DC voltage provided by the battery 200 into a voltage magnitude that the inverter 30 can use, and provide the DC voltage to the DC link capacitor 90.

<직류 링크 캐패시터의 초기 충전><Initial Charging of DC Link Capacitor>

도 3은 일 실시예에 따른 초기 충전시 직류 링크 캐패시터의 직류 전압과 직류 전류를 설명하기 위한 그래프이다.3 is a graph illustrating a DC voltage and a DC current of a DC link capacitor at the time of initial charging according to an exemplary embodiment.

일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(20)은 방전 모드 동작을 위한 직류 링크 캐패시터(90)의 초기 충전을 위하여 별도의 구성이 필요 없다. 에너지 저장 시스템(20)은 직류/직류 컨버터(100)의 스위칭 동작에 의하여 배터리(200)에 저장된 전기 에너지를 직류 링크 캐패시터(90)에 제공하여 직류 링크 캐패시터(90)의 직류 전압이 인버터(30)의 동작 전압까지 초기 충전 할 수 있다. 보다 구체적으로, 직류/직류 컨버터(100)는 직류 링크 캐패시터(90)에 직류 전류(Idc)를 제공할 수 있다. 직류 링크 캐패시터(90)는 직류 전류(Idc)가 제공되면 전하가 충전되어 직류 전압(Vdc)이 상승할 수 있다. 직류/직류 컨버터(100)는 초기 충전 기간 동안 직류 전압(Vdc)이 인버터(30)가 인버팅 동작할 수 있는 동작 전압까지 초기 충전 할 수 있다. 일 예로, 도 3과 같이, 초기 충전 기간(Ti) 동안 직류/직류 컨버터(100)는 스위치를 온 또는 오프 하여 소정 레벨(I1)의 직류 전류(Idc)를 복수의 기간(T1, T2, T3, T4)에 제공할 수 있다. 초기 충전 기간(Ti)에 연속적으로 직류 전류(Idc)를 제공할 경우, 인버터(30) 측의 전압과 직류/직류 컨버터(100)의 전압 차가 크기 때문에 회로 손상의 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 직류/직류 컨버터(100)는 복수의 기간에 직류 전류(Idc)를 직류 링크 캐패시터(90)에 제공할 수 있다. 직류 전류(Idc)가 제공 되는 복수의 기간은 모두 동일한 기간일 수 있다. 이에 제한 되는 것은 아니고, 직류 전압(Vdc)이 증가 할수록 인터버(30) 측의 전압과 직류/직류 컨버터(100)의 전압 차가 감소하므로 직류 전류(Idc)의 제공 기간을 점점 증가시킬 수 있다. 이 경우, 초기 충전 시간을 감소시킬 수 있다. 직류 전류(Idc)가 제공될수록 직류 전압(Vdc)은 증가한다. 직류/직류 컨버터(100)는 직류 전압(Vdc)이 동작 전압(V1)에 도달하면 초기 충전을 종료하고 방전모드의 부스팅 동작을 실시한다. 직류/직류 컨버터(100)가 부스팅 동작을 하면 제2 의 직류 전압 레벨(V2)까지 도달할 수 있다. The energy storage system 20 according to one embodiment does not need a separate configuration for the initial charging of the DC link capacitor 90 for the discharge mode operation. The energy storage system 20 supplies the electric energy stored in the battery 200 to the DC link capacitor 90 by the switching operation of the DC / DC converter 100 so that the DC voltage of the DC link capacitor 90 is supplied to the inverter 30 Up to the operating voltage of the battery. More specifically, the DC / DC converter 100 may provide the DC current Idc to the DC link capacitor 90. [ The DC link capacitor 90 may be charged with a direct current (Idc), so that the direct current voltage (Vdc) may rise. The DC / DC converter 100 may initially charge the DC voltage Vdc to an operating voltage at which the inverter 30 can invert during the initial charge period. For example, as shown in FIG. 3, the DC / DC converter 100 turns on or off the switch to turn on the DC current Idc of the predetermined level I1 for a plurality of periods T1, T2, and T3 , T4). If the DC current Idc is continuously supplied to the initial charge period Ti, the voltage difference between the inverter 30 and the DC / DC converter 100 may cause a problem of circuit damage. Therefore, the DC / DC converter 100 can provide the DC current Idc to the DC link capacitor 90 in a plurality of periods. The plurality of periods in which the direct current Idc is provided may all be the same period. However, the present invention is not limited to this. As the DC voltage Vdc increases, the voltage of the inverter 30 and the voltage difference of the DC / DC converter 100 decrease, thereby increasing the duration of the DC current Idc. In this case, the initial charge time can be reduced. As the DC current Idc is provided, the DC voltage Vdc increases. The DC / DC converter 100 terminates the initial charge when the DC voltage Vdc reaches the operating voltage V1 and performs the boosting operation in the discharge mode. When the DC / DC converter 100 performs the boosting operation, it can reach the second DC voltage level V2.

또한, 직류/직류 컨버터(100)가 초기 충전하는 방법은 도 14의 직류 링크 캐패시터의 초기 충전 방법을 포함할 수 있다.Also, the method of initial charging by the DC / DC converter 100 may include an initial charging method of the DC link capacitor of FIG.

이하, 직류/직류 컨버터(100)의 구체적인 실시예에 따라 직류 링크 캐패시터(90)의 초기 충전을 설명한다.Hereinafter, the initial charging of the DC link capacitor 90 will be described according to a specific embodiment of the DC / DC converter 100. FIG.

도 4는 일 실시예에 따른 직류/직류 컨버터의 회로도이고, 도 5 및 도 6은 도 4의 직류/직류 컨버터가 직류 링크 캐패시터를 초기 충전하기 위한 동작을 설명한다.FIG. 4 is a circuit diagram of a DC / DC converter according to an embodiment, and FIGS. 5 and 6 illustrate an operation for initial charging a DC link capacitor of the DC / DC converter of FIG.

도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 직류/직류 컨버터(100)는 양방향 직류/직류 컨버터이고, 절연형 컨버터일 수 있다. Referring to FIG. 4, the DC / DC converter 100 according to an embodiment is a bidirectional DC / DC converter, and may be an isolated converter.

일 실시예에 따른 직류/직류 컨버터(100)는 제어부(130)를 포함할 수 있다. 제어부(130)는 충전 제어부(300)에서 제공된 제어 신호에 기초하여 PWM 신호를 생성하여 스위치를 포함하는 브릿지 회로부(120)에 제공할 수 있다.The DC / DC converter 100 according to an exemplary embodiment may include a controller 130. The control unit 130 may generate a PWM signal based on the control signal provided from the charge control unit 300 and provide the generated PWM signal to the bridge circuit unit 120 including the switch.

일 실시예에 따른 직류/직류 컨버터(100)는 과전류 보호 회로부(110)를 포함할 수 있다. 과전류 보호 회로부(110)는 에너지 저장 시스템(20) 내부로 유입되거나 외부로 유출되는 EOS 또는 과전류를 방지할 수 있다. 과전류 보호 회로부(110)는 직류 링크 캐패시터(90)가 연결된 제1 단과 브릿지 회로부(120) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 과전류 보호 회로부(110)는 차단기(Circuit Breaker)를 포함할 수 있다. 이 경우, 과전류 보호 회로부(110)는 에너지 저장 시스템(20) 내부로 EOS 또는 과전류가 유입되면 제1 단과 브릿지 회로부(120) 사이를 오픈(open)시킬 수 있다. 이에, 과전류 보호 회로부(110)는 에너지 저장 시스템(20)과 외부의 전류의 입출력을 차단할 수 있다.일 실시예에 따른 직류-직류 컨버터(100)는 브릿지 회로부(120)를 포함할 수 있다. 브릿지 회로부(120)는 트랜스포머(T), 제1 풀 브릿지 회로(121), 제2 풀 브릿지 회로(122)를 포함할 수 있다. 또한, 브릿지 회로부(120)는 제1 및 제2 코일(LP, Ls)로 이루어진 트랜스포머(T)를 기준으로 좌측에 1차 회로와 우측에 2차 회로로 구분되고, 1차 회로는 제1차 풀 브릿지 회로(121)를 구성하는 스위치 소자(Q1~Q4)를 포함할 수 있다. 그리고 2차 회로는 제2 커패시터(C2) 와 제2 인덕터(L2)으로 구성된 직류 안정화 회로부(140), 그리고 스위치 소자(Q5~Q8)로 구성된 제2 풀 브릿지 회로(122)를 포함할 수 있다. 직류 안정화 회로부(140)는 배터리(200)가 연결된 제2 단에 연결될 수 있다.The DC / DC converter 100 according to an exemplary embodiment may include the overcurrent protection circuit unit 110. FIG. The overcurrent protection circuit unit 110 can prevent EOS or overcurrent flowing into the energy storage system 20 or flowing out to the outside. The overcurrent protection circuit part 110 may be disposed between the first end connected to the DC link capacitor 90 and the bridge circuit part 120. Also, the overcurrent protection circuit unit 110 may include a circuit breaker. In this case, the overcurrent protection circuit unit 110 may open between the first stage and the bridge circuit unit 120 when EOS or an overcurrent flows into the energy storage system 20. FIG. The DC / DC converter 100 may include a bridge circuit unit 120. The DC / DC converter 100 may include a bridge circuit unit 120 and an overcurrent protection circuit unit 110. The overcurrent protection circuit unit 110 may block the input / The bridge circuit unit 120 may include a transformer T, a first full bridge circuit 121, and a second full bridge circuit 122. [ The bridge circuit unit 120 is divided into a primary circuit on the left side and a secondary circuit on the right side based on the transformer T made up of the first and second coils LP and Ls, And the switch elements Q1 to Q4 constituting the full bridge circuit 121. [ The secondary circuit may include a second full bridge circuit 122 composed of a DC stabilization circuit part 140 composed of a second capacitor C2 and a second inductor L2 and switch elements Q5 to Q8 . The DC stabilization circuit unit 140 may be connected to a second end to which the battery 200 is connected.

1차측 회로에서 상기 제1 코일(Lp)은 상기 제3 노드(N3)와 제4 노드(N4) 사이에 연결된다. 그리고 제1 풀 브릿지 회로(121)는 제1 및 제2 노드(N1, N2) 사이의 제1 레그(leg)와 제2 레그로 이루어져, 상기 제1 레그는 제1 및 제3 노드(N1, N3) 사이에 연결된 제1 스위치 소자(Q1)와 제3 및 제2 노드(N3, N2) 사이에 연결된 제2 스위치 소자(Q2)로 이루어지고, 상기 제2 레그는 제1 및 제4 노드(N1, N4) 사이에 연결된 제3 스위치 소자(Q3)와 제4 및 제2 노드(N4, N2) 사이에 연결된 제4 스위치 소자(Q4)로 이루어 진다.In the primary side circuit, the first coil Lp is connected between the third node N3 and the fourth node N4. The first full bridge circuit 121 includes a first leg and a second leg between the first and second nodes N1 and N2 and the first leg is connected to the first and third nodes N1, N3 and a second switch element Q2 connected between the third node N3 and the second node N2 and the second leg comprises a first switch element Q1 connected between the first node N3 and the second node N2, A third switch element Q3 connected between the first node N1 and the fourth node N4 and a fourth switch element Q4 connected between the fourth node N4 and the second node N2.

2차측 회로에서 배터리(200) 및 제2 커패시터(C2)는 제5 및 제6 노드(N5, N6) 사이에 연결되고, 제2 인덕터(L2)는 제5 및 제7 노드(N5, N7) 사이에 연결되고, 제2 코일(Ls)은 상기 제10 및 제9 노드(N10, N9)사이에 연결된다. 그리고 제2 풀 브릿지 회로(122)는 제7 및 제8 노드(N7, N8) 사이의 제3 레그와 제4 레그로 이루어져, 상기 제3 레그는 제7 및 제9 노드(N7, N9) 사이에 연결된 제5 스위치 소자(Q5)와 제9 및 제8 노드(N9, N8) 사이에 연결된 제6 스위치 소자(Q6)로 이루어지고, 상기 제4 레그는 제7 및 제10 노드(N7, N10) 사이에 연결된 제7 스위치 소자(Q7)와 제10 및 제8 노드(N10, N8) 사이에 연결된 제8 스위치 소자(Q8)로 이루어 진다.The battery 200 and the second capacitor C2 are connected between the fifth and sixth nodes N5 and N6 in the secondary side circuit and the second inductor L2 is connected between the fifth and seventh nodes N5 and N7, And the second coil Ls is connected between the tenth and ninth nodes N10 and N9. And the second full bridge circuit 122 comprises a third leg and a fourth leg between the seventh and eighth nodes N7 and N8 and the third leg is connected between the seventh and ninth nodes N7 and N9 And a sixth switch element Q6 connected between the ninth and eighth nodes N9 and N8 and the fourth leg is connected to the seventh and tenth nodes N7 and N10 And an eighth switch element Q8 connected between the tenth and eighth nodes N10 and N8.

일 실시예에 따른 직류-직류 컨버터(100)는 양방향 컨버터로써, 스텝 다운 모드(Step down mode)에서는 제1 및 제2 노드(N1, N2) 상의 직류 입력 전압을 전압 강하시켜 제5 및 제6 노드(N5, N6)로 직류 출력 전압이 출력되고, 스텝 업 모드(Step up mode)에서는 제5 및 제6 노드(N5, N6) 상의 직류 입력 전압을 전압 상승시켜 제1 및 제2 노드(N1, N2)로 직류 출력 전압이 출력된다.The DC-DC converter 100 according to an exemplary embodiment is a bi-directional converter. In the step-down mode, the DC input voltage on the first and second nodes N1 and N2 is lowered to the fifth and sixth The DC output voltage is output to the nodes N5 and N6 and the DC input voltage on the fifth and sixth nodes N5 and N6 is increased in the step up mode to increase the voltage of the first and second nodes N1 and N6 , And N2, respectively.

일 실시예에 따른 직류-직류 컨버터(100)는 방전 모드를 위한 직류 링크 캐패시터(90)의 초기 충전을 위하여 제1 풀 브릿지 회로(121)와 제2 풀 브릿지 회로(122)의 스위칭 동작을 하여 직류 링크 캐패시터(90)에 직류 전류(Idc)를 제공할 수 있다. 일 예로, 도 5을 참조하면, 초기 충전에 제공되는 복수의 직류 전류(Idc) 중 N번째(N은 자연수) 직류 전류(Idc)는 제2 풀 브릿지 회로(122)의 제7 스위치 소자(Q7) 및 제6 스위치 소자(Q6)가 온되고 제5 스위치 소자(Q5) 및 제8 스위치 소자(Q8)가 오프되고, 제1 풀 브릿지 회로(121)의 제1 스위치 소자(Q1) 및 제4 스위치 소자(Q4)가 온되고 제2 스위치 소자(Q2) 및 제3 스위치 소자(Q3)가 오프 되어 제공될 수 있다. 도 6을 참조하면, 초기 충전에 제공되는 복수의 직류 전류(Idc) 중 N+1번째(N은 자연수) 직류 전류(Idc)는 제2 풀 브릿지 회로(122)의 제5 스위치 소자(Q5) 및 제8 스위치 소자(Q8)가 온되고 제6 스위치 소자(Q6) 및 제8 스위치 소자(Q8)가 오프되고, 제1 풀 브릿지 회로(121)의 제3 스위치 소자(Q3) 및 제2 스위치 소자(Q2)가 온되고 제1 스위치 소자(Q1) 및 제4 스위치 소자(Q4)가 오프 되어 제공될 수 있다. The DC-DC converter 100 according to the embodiment performs the switching operation of the first full bridge circuit 121 and the second full bridge circuit 122 for initial charging of the DC link capacitor 90 for the discharge mode It is possible to provide the DC current Idc to the DC link capacitor 90. 5, the Nth (N is a natural number) DC current Idc of the plurality of DC current Idc provided in the initial charging is input to the seventh switching device Q7 of the second full bridge circuit 122 And the sixth switch element Q6 are turned on and the fifth switch element Q5 and the eighth switch element Q8 are turned off so that the first switch element Q1 and the fourth switch element Q2 of the first full bridge circuit 121 are turned off, The switch element Q4 may be turned on and the second switch element Q2 and the third switch element Q3 may be turned off. 6, the (N + 1) th (N is a natural number) direct current Idc of the plurality of direct current Idc provided in the initial charge is supplied to the fifth switch element Q5 of the second full bridge circuit 122, And the eighth switch element Q8 are turned on and the sixth switch element Q6 and the eighth switch element Q8 are turned off so that the third switch element Q3 of the first full bridge circuit 121, The element Q2 may be turned on and the first switch element Q1 and the fourth switch element Q4 may be turned off.

도 7은 다른 실시예에 따른 직류/직류 컨버터의 회로도이고, 도 8 및 도 9는 도 7의 직류/직류 컨버터가 직류 링크 캐패시터를 초기 충전하기 위한 동작을 설명한다.FIG. 7 is a circuit diagram of a DC / DC converter according to another embodiment, and FIGS. 8 and 9 illustrate operations for initial charging the DC link capacitor of the DC / DC converter of FIG.

도 7을 참조하면, 다른 실시예에 따른 직류/직류 컨버터(1100)는 양방향 직류/직류 컨버터이고, 비절연형 컨버터일 수 있다.Referring to FIG. 7, the DC / DC converter 1100 according to another embodiment is a bidirectional DC / DC converter, and may be a non-isolated converter.

다른 실시예에 따른 직류/직류 컨버터(1100)는 제어부(1130)를 포함할 수 있다. 제어부(1130)는 충전 제어부(300)에서 제공된 제어 신호에 기초하여 PWM 신호를 생성하여 스위치를 포함하는 탑 스위치부(1150) 또는 브릿지 회로부(1120)에 제공할 수 있다. The DC / DC converter 1100 according to another embodiment may include a controller 1130. The control unit 1130 generates a PWM signal based on the control signal provided from the charge control unit 300 and provides the generated PWM signal to the top switch unit 1150 or the bridge circuit unit 1120 including the switch.

다른 실시예에 따른 직류/직류 컨버터(1100)는 과전류 보호 회로부(1110)를 포함할 수 있다. 과전류 보호 회로부(1110)는 에너지 저장 시스템(20) 내부로 유입되거나 외부로 유출되는 EOS 또는 과전류를 방지할 수 있다. 과전류 보호 회로부(1110)는 직류 링크 캐패시터(90)가 연결된 탑 스위치부(1150) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 과전류 보호 회로부(1110)는 차단기(Circuit Breaker)를 포함할 수 있다. 이 경우, 과전류 보호 회로부(1110)는 에너지 저장 시스템(20) 내부로 EOS 또는 과전류가 유입되면 제1 단과 탑 스위치부(1150) 사이를 오픈(open)시킬 수 있다. 이에, 과전류 보호 회로부(1110)는 에너지 저장 시스템(20)과 외부의 전류의 입출력을 차단할 수 있다.The DC / DC converter 1100 according to another embodiment may include the overcurrent protection circuit portion 1110. The overcurrent protection circuit part 1110 can prevent EOS or overcurrent flowing into the energy storage system 20 or flowing out to the outside. The overcurrent protection circuit portion 1110 may be disposed between the top switch portion 1150 to which the DC link capacitor 90 is connected. In addition, the overcurrent protection circuit portion 1110 may include a circuit breaker. In this case, the overcurrent protection circuit portion 1110 can open between the first stage and the top switch portion 1150 when EOS or an overcurrent flows into the energy storage system 20. Thus, the overcurrent protection circuit portion 1110 can block the input / output of the current to / from the energy storage system 20.

다른 실시예에 따른 직류/직류 컨버터(1100)는 탑 스위치부(1150)를 포함할 수 있다. 탑 스위치부(1150)는 과전류 보호 회로부(1110)와 브릿지 회로부(1120) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 탑 스위치부(1150)는 제13 스위치 소자(Q13)를 포함할 수 있다. The DC / DC converter 1100 according to another embodiment may include a top switch unit 1150. The top switch unit 1150 may be disposed between the overcurrent protection circuit unit 1110 and the bridge circuit unit 1120. Further, the top switch unit 1150 may include a thirteenth switch element Q13.

다른 실시예에 따른 직류/직류 컨버터(1100)는 브릿지 회로부(1120)를 포함할 수 있다. 브릿지 회로부(1120)는 탑 스위치부(1150)와 직류 안정화 회로부(1140) 사이에 배치될 수 있다. 브릿지 회로부(1120)는 제9 스위치 소자 내지 제12 스위치 소자(Q9 내지 Q12)를 포함할 수 있다.The DC / DC converter 1100 according to another embodiment may include a bridge circuit unit 1120. The bridge circuit portion 1120 may be disposed between the top switch portion 1150 and the DC stabilization circuit portion 1140. The bridge circuit portion 1120 may include a ninth switch element to a twelfth switch element Q9 to Q12.

다른 실시예에 따른 직류/직류 컨버터(1100)는 직류 안정화 회로부(1140)를 포함할 수 있다. 상기 직류 안정화 회로부(1140)는 제2-1 인덕터(L21), 제2-2 인덕터(L22) 및 제2 캐패시터(C2)를 포함할 수 있다. 직류 안정화 회로부(1140)는 배터리(200)가 연결된 제2 단에 연결될 수 있다.The DC / DC converter 1100 according to another embodiment may include the DC stabilization circuit portion 1140. The DC stabilization circuit unit 1140 may include a 2-1 inductor L21, a 2-2 inductor L22, and a second capacitor C2. The DC stabilization circuit unit 1140 may be connected to a second end of the battery 200 connected to the DC stabilization circuit unit 1140.

탑 스위치부(1150)는 과전류 보호 회로부(1110) 일측과 제11 노드(N11) 사이에 연결된다. 배터리(200) 및 제2 커패시터(C2)는 제15 및 제16 노드(N15, N16) 사이에 연결되고, 제2-1 인덕터(L2-1)는 제15 및 제13 노드(N15, N13) 사이에 연결되고, 제2-2 인덕터(L2-2)는 제15 노드 및 제14 노드(N15, N14) 사이에 연결된다. 브릿지 회로부(1120)는 제11 및 제12 노드(N11, N12) 사이의 제11 레그(leg)와 제12 레그로 이루어져, 상기 제11 레그는 제11 및 제13 노드(N11, N13) 사이에 연결된 제11 스위치 소자(Q11)와 제13 및 제12 노드(N13, N12) 사이에 연결된 제12 스위치 소자(Q12)로 이루어지고, 상기 제12 레그는 제11 및 제14 노드(N11, N14) 사이에 연결된 제9 스위치 소자(Q9)와 제14 및 제12 노드(N14, N12) 사이에 연결된 제10 스위치 소자(Q10)로 이루어 진다.The top switch unit 1150 is connected between one side of the overcurrent protection circuit unit 1110 and the eleventh node N11. The battery 200 and the second capacitor C2 are connected between the 15th and 16th nodes N15 and N16 and the 2-1 inductor L2-1 is connected between the 15th and 13th nodes N15 and N13, And the 2-2 inductor L2-2 is connected between the 15th node and the 14th node N15, N14. The bridge circuit unit 1120 includes an eleventh leg and a twelfth leg between the eleventh and twelfth nodes N11 and N12 and the eleventh leg is connected between the eleventh and thirteenth nodes N11 and N13 And the twelfth switch element Q12 connected between the eleventh and twelfth nodes N11 and N12 connected between the eleventh and twelfth nodes N13 and N12. And a tenth switching element Q10 connected between the fourteenth and twelfth nodes N14 and N12.

다른 실시예에 따른 직류-직류 컨버터(1100)는 양방향 컨버터로써, 스텝 다운 모드(Step down mode)에서는 직류 링크 캐패시터(90) 상의 직류 입력 전압을 전압 강하시켜 제15 및 제16 노드(N15, N16)로 직류 출력 전압이 출력되고, 스텝 업 모드(Step up mode)에서는 제15 및 제16 노드(N15, N16) 상의 직류 입력 전압을 전압 상승시켜 직류 링크 캐패시터(90)로 직류 출력 전압이 출력된다.The DC-DC converter 1100 according to another embodiment is a bidirectional converter. In the step-down mode, the DC-DC converter 1100 drops the DC input voltage on the DC link capacitor 90 to the 15th and 16th nodes N15 and N16 In the step-up mode, the dc input voltage on the fifteenth and sixteenth nodes N15 and N16 is raised to output the dc output voltage to the dc link capacitor 90 .

다른 실시예에 따른 직류-직류 컨버터(1100)는 방전 모드를 위한 직류 링크 캐패시터(90)의 초기 충전을 위하여 탑 스위치부(1150)와 브릿지 회로부(1120)의 스위칭 동작을 하여 직류 링크 캐패시터(90)에 직류 전류(Idc)를 제공할 수 있다. 일 예로, 도 8을 참조하면, 초기 충전에 제공되는 복수의 직류 전류(Idc) 중 N번째(N은 자연수) 직류 전류(Idc)는 브릿지 회로부(1120)의 제11 스위치 소자(Q11)가 온되고 제9 스위치 소자(Q9), 제10 스위치 소자(Q10) 및 제12 스위치 소자(Q12)가 오프되고, 탑 스위치부(1150)의 제13 스위치 소자(Q13)가 온 되어 제공될 수 있다. 도 9를 참조하면, 초기 충전에 제공되는 복수의 직류 전류(Idc) 중 N+1번째(N은 자연수) 직류 전류(Idc)는 브릿지 회로부(1120)의 제9 스위치 소자(Q9)가 온되고 제11 스위치 소자(Q11), 제10 스위치 소자(Q10) 및 제12 스위치 소자(Q12)가 오프되고, 탑 스위치부(1150)의 제13 스위치 소자(Q13)가 온 되어 제공될 수 있다. 또한, 총기 충전을 위한 직류 전류(Idc)가 제공되지 않는 동안 탑 스위치부(1150)의 제13 스위치 소자(Q13)를 오프할 수 있다. The DC-DC converter 1100 according to another embodiment performs the switching operation of the top switch part 1150 and the bridge circuit part 1120 for initial charging of the DC link capacitor 90 for the discharge mode, The DC current Idc can be supplied to the DC power supply Ip. 8, the Nth (N is a natural number) DC current Idc of a plurality of DC currents Idc provided in the initial charge can be obtained by turning on the eleventh switch element Q11 of the bridge circuit unit 1120 The tenth switch element Q10 and the twelfth switch element Q12 are turned off and the thirteenth switch element Q13 of the top switch section 1150 is turned on. 9, the (N + 1) th (N is a natural number) DC current Idc of the plurality of direct current Idc provided in the initial charge is turned on when the ninth switch element Q9 of the bridge circuit portion 1120 is turned on The eleventh switch element Q11, the tenth switch element Q10 and the twelfth switch element Q12 may be turned off and the thirteenth switch element Q13 of the top switch portion 1150 may be turned on. In addition, the thirteenth switching element Q13 of the top switch unit 1150 can be turned off while the direct current Idc for charging the gun is not supplied.

도 10은 또 다른 실시예에 따른 직류/직류 컨버터의 회로도이다.10 is a circuit diagram of a DC / DC converter according to another embodiment.

도 10을 참조하면, 도 10의 직류/직류 컨버터는 도 7의 다른 실시예에 따른 직류/직류 컨버터와 비교하여 탑 스위치부(2150)를 제외하고 동일하다. 따라서, 도 7의 직류/직류 컨버터와 동일한 구성의 설명은 생략한다.Referring to FIG. 10, the DC / DC converter of FIG. 10 is the same as the DC / DC converter of FIG. 7 except for the top switch unit 2150. Therefore, description of the same configuration as the DC / DC converter of Fig. 7 will be omitted.

또 다른 실시예에 따른 탑 스위치부(2150)는 메인 스위치부(2151)와 초기 충전 스위치부(2152)를 포함할 수 있다. 메인 스위치부(2151)는 과전류 보호 회로부(2110) 일단과 제11 노드(N11) 사이에 배치된 제13 스위치 소자(Q13)를 포함할 수 있다. 초기 충전 스위치부(2152)는 메인 스위치부(2151)와 병렬 연결될 수 있다. 초기 충전 스위치부(2152)는 제14 스위치 소자(Q14)와 저항(R)을 포함할 수 있다. 제14 스위치 소자(Q14)는 일측이 과전류 보호 회로부(2110)의 일단과 연결되고 타측이 저항(R)의 일측에 연결될 수 있다. 저항(R)은 일측이 제14 스위치 소자(Q14)의 타측에 연결되고 타측이 제11 노드(N11)에 연결될 수 있다.상기 저항(R)은 메인 스위치부(2151)에 흐르는 전류 보다 낮은 레벨의 전류가 초기 충전 스위치부(2152)에 흐를 수 있도록 한다.The top switch unit 2150 according to another embodiment may include a main switch unit 2151 and an initial charge switch unit 2152. The main switch unit 2151 may include a thirteenth switch element Q13 disposed between the one end of the overcurrent protection circuit unit 2110 and the eleventh node N11. The initial charge switch unit 2152 may be connected in parallel with the main switch unit 2151. The initial charge switch portion 2152 may include a fourteenth switch element Q14 and a resistor R. [ One side of the fourteenth switch element Q14 may be connected to one end of the overcurrent protection circuit portion 2110 and the other side thereof may be connected to one side of the resistor R. [ The resistor R may have one side connected to the other side of the fourteenth switching device Q14 and the other side connected to the eleventh node N11. So that the electric current of the charging switch unit 2152 can flow to the initial charging switch unit 2152.

또 다른 실시예에 따른 직류/직류 컨버터(2100)는 충전 모드인 스텝 다운 모드 동작이나 방전 모드인 스템 업 모드 동작을 할 경우 메인 스위치부(2151)가 온/오프되고 초기 충전 스위치부(2152)는 오프 상태를 유지할 수 있다. 또한, 직류/직류 컨버터(1100)는 방전 모드 시작 전 초기 충전 모드에서 메인 스위치부(2151)는 오프 상태를 유지하고 초기 충전 스위치부(2152)가 온/오프될 수 있다. 즉, 또 다른 실시예에 따른 직류/직류 컨버터(2100)는 직류 링크 캐패시터(90)를 초기 충전할 경우 브릿지 회로부(2120)의 동작은 도 7의 직류/직류 컨버터(1100)의 브릿지 회로부(1120)의 동작과 동일할 수 있다.The DC / DC converter 2100 according to another embodiment of the present invention may be configured such that the main switch unit 2151 is turned on / off and the initial charge switch unit 2152 is turned on when the DC / DC converter 2100 operates in the step- Can maintain the OFF state. Also, the DC / DC converter 1100 may maintain the off state of the main switch unit 2151 and turn on / off the initial charge switch unit 2152 in the initial charge mode before starting the discharge mode. That is, when the DC / DC converter 2100 according to another embodiment initializes the DC link capacitor 90, the operation of the bridge circuit unit 2120 is the same as that of the bridge circuit unit 1120 of the DC / DC converter 1100 of FIG. May be the same as the operation of Fig.

따라서, 실시예 따른 에너지 저장 시스템은 별도의 구성없이 방전 모드 동작 전 직류 링크 캐패시터를 초기 충전할 수 있다. 또한, 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 직류 링크 캐패시터에 제공되는 직류 전류를 점진적으로 증가 시켜 초기 충전 속도가 빠르고 배터리 방전 동작을 신속히 할 수 있다.Accordingly, the energy storage system according to the embodiment can charge the DC link capacitor before discharging mode operation without any other configuration. In addition, the energy storage system according to the embodiment can increase the DC current provided to the DC link capacitor gradually to accelerate the initial charging speed and accelerate the battery discharging operation.

<컨버터 효율 제어><Converter efficiency control>

도 11은 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템이 직류직류 전력 변환시 출력 파워 비율에 따른 전력 변환 비율을 나타낸 그래프이고, 도 12는 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 직류/직류 컨버터의 펄스폭 제어 방법을 설명하는 도면이고, 도 13은 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 출력 파워에 따른 신호를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 11 is a graph showing a power conversion ratio according to an output power ratio at the time of DC direct power conversion by the energy storage system according to an embodiment. FIG. 12 is a graph illustrating a pulse width control method of a DC / And FIG. 13 is a view for explaining a signal according to an output power of the energy storage system according to an embodiment.

도 11을 참조하면, 일반적으로 직류/직류 컨버터는 전력 변환시 출력 파워가 소정의 비율(P1) 이하가 되면 전력 변환 효율(점선)이 급격히 낮아진다. 예를 들어, 직류/ 직류 컨버터는 최대 출력 파워의 25%의 미만의 파워로 전력 변환시 전력 변환 효율이 95%이하로 급격히 낮아진다. Referring to FIG. 11, in a DC / DC converter, power conversion efficiency (dotted line) is drastically lowered when the output power is lower than a predetermined ratio P1 during power conversion. For example, a DC / DC converter has a power conversion efficiency of less than 95% at power conversion with less than 25% of maximum output power.

일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(20)은 직류/직류 컨버터의 출력 파워가 소정의 비율(P1) 이하가 되더라도 전력 변환 효율(실선)을 소정의 효율로 유지할 수 있다. 예를 들어, 직류/ 직류 컨버터는 최대 출력 파워의 25%의 미만의 파워로 전력 변환시 전력 변환 효율이 95%로 유지시킬 수 있다. 이를 위해, 직류/직류 컨버터(100)는 전력 변환시 최대 출력 파워의 소정의 비율(P1) 이하가 되면 전력 변환 효율이 높은 직류 전류(Idc)를 제공할 수 있다. 이 경우, 출력 파워는 직류/직류 컨버터(100)를 제어하는 PWM 신호의 펄스폭을 제어하여 조절될 수 있다. 또한, 최대 출력 파워의 소정의 비율(P1) 이하에서 제공되는 직류 전류(Idc)는 세기가 증가할수록 전류 리플이 증가하는 문제가 있으므로 소정의 리플 범위를 만족하는 전류 세기로 설정될 수 있다. 보다 구체적으로, 도 12를 참조하면, 직류/직류 컨버터(100)는 충전 모드 또는 방전 모드 동작시 전력 변환에 이용되는 PWM 신호를 컨버터 제어부로부터 제공 받을 수 있다. PWM 신호는 최대 출력 파워의 소정의 비율(P1) 이상으로 직류/직류 컨버터(100)가 출력 파워를 출력시 한 주기(Tw) 동안 펄스폭이 제1 펄스폭(W1)으로 설정될 수 있다. 이 경우, 출력 파워의 세기는 직류 전류(Idc)의 세기를 조절하여 조절 될 수 있다. 또한, PWM 신호는 최대 출력 파워의 소정의 비율(P1) 미만으로 직류/직류 컨버터(100)가 출력 파워를 출력시 한 주기(Tw) 동안 펄스폭이 제2 펄스폭(W2)으로 조절될 수 있다. 이 경우, 출력 파워의 세기는 전력 변환 효율이 소정의 효율 이상인 직류 전류(Idc)의 세기를 유지하고 PWM 신호의 펄스폭을 조절하여 조절될 수 있다. 일 예로, 도 13을 참조하면, (a)는 직류/직류 컨버터(100)가 300W의 출력 파워를 출력하는 경우이고, (b)는 직류/직류 컨버터(100)가 900W의 출력 파워를 출력하는 경우이다. (a)와 (b)의 직류/직류 컨버터(100)는 전력 변환 효율이 소정의 효율 이상인 직류 전류(Idc)의 세기로 유지되고 PWM 신호의 펄스폭이 서로 차이가 있다. 즉, 직류/직류 컨버터(100)의 PWM 신호는 900W의 파워를 출력하기 위한 펄스폭이 300W의 파워를 출력하기 위한 펄스폭보다 더 크다. The energy storage system 20 according to the embodiment can maintain the power conversion efficiency (solid line) at a predetermined efficiency even when the output power of the DC / DC converter becomes a predetermined ratio P1 or less. For example, a dc / dc converter can maintain a power conversion efficiency of 95% at power conversion with less than 25% of maximum output power. To this end, the DC / DC converter 100 can provide a DC current Idc having a high power conversion efficiency when the DC / DC converter 100 becomes a predetermined ratio P1 or less of the maximum output power during power conversion. In this case, the output power can be adjusted by controlling the pulse width of the PWM signal controlling the DC / DC converter 100. [ Also, the DC current Idc provided at a predetermined ratio (P1) or less of the maximum output power has a problem that the current ripple increases as the intensity increases, so that the current intensity can be set to satisfy the predetermined ripple range. More specifically, referring to FIG. 12, the DC / DC converter 100 may be provided with a PWM signal used for power conversion in a charge mode or a discharge mode operation from the converter control unit. The pulse width of the PWM signal may be set to the first pulse width W1 during a period Tw during which the DC / DC converter 100 outputs the output power at a predetermined ratio P1 or more of the maximum output power. In this case, the intensity of the output power can be adjusted by adjusting the intensity of the direct current Idc. Also, the pulse width can be adjusted to the second pulse width W2 during a period Tw during which the DC / DC converter 100 outputs the output power with the PWM signal less than the predetermined ratio P1 of the maximum output power have. In this case, the intensity of the output power can be adjusted by adjusting the pulse width of the PWM signal while maintaining the intensity of the DC current Idc whose power conversion efficiency is equal to or higher than the predetermined efficiency. 13, (a) shows a case where the DC / DC converter 100 outputs an output power of 300 W, (b) shows a case where the DC / DC converter 100 outputs an output power of 900 W . the DC / DC converter 100 of FIGS. 2A and 2B is maintained at the intensity of the DC current Idc whose power conversion efficiency is higher than a predetermined efficiency, and the pulse widths of the PWM signals are different from each other. That is, the PWM signal of the DC / DC converter 100 is larger than the pulse width for outputting the power of 300 W of pulse width for outputting 900 W power.

또한, 직류/직류 컨버터(100)가 전력 변환 효율을 제어하는 방법은 도 15 내지 도 17의 컨버터 효율 제어 방법을 포함할 수 있다.In addition, a method of controlling the power conversion efficiency of the DC / DC converter 100 may include the converter efficiency control method of FIGS. 15 to 17. FIG.

따라서, 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 직류/직류 컨버터의 전력 변환 효율이 우수할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은 직류/직류 컨버터의 전력 변환 효율이 우수하여 배터리의 충전 또는 방전시 전달되는 에너지 효율이 높을 수 있다.Therefore, the energy storage system according to one embodiment can have excellent power conversion efficiency of the DC / DC converter. In addition, the energy storage system according to an exemplary embodiment has a high power conversion efficiency of the DC / DC converter, so that energy efficiency to be transferred when the battery is charged or discharged can be high.

도 14는 일 실시예에 따른 전력 공급 시스템의 직류 링크 캐패시터의 초기 충전 방법을 설명하기 위한 도면이다.14 is a view for explaining an initial charging method of a DC link capacitor of a power supply system according to an embodiment.

도 14를 참조하면, 전력 공급 시스템은 에너지 저장 시스템의 배터리 방전 모드를 시작하는 단계(S1410)를 포함할 수 있다. 즉, 시스템 제어부는 에너지 저장 시스템에게 방전 모드 동작을 알리는 명령 신호를 전달할 수 있다.Referring to FIG. 14, the power supply system may include starting a battery discharge mode of the energy storage system (S1410). That is, the system control unit may transmit a command signal to the energy storage system to inform the discharge mode operation.

전력 공급 시스템은 직류 전압이 동작 전압 이상인지 판단하는 단계(S1420)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 에너지 저장 시스템의 충전 제어부는 직류 링크 캐패시터의 직류 전압이 인버터의 인버팅 동작을 수행할 수 있는 동작 전압 이상인지 판단할 수 있다.The power supply system may include determining whether the DC voltage is equal to or higher than the operating voltage (S1420). More specifically, the charge control unit of the energy storage system can determine whether the DC voltage of the DC link capacitor is higher than an operating voltage capable of performing an inverting operation of the inverter.

전력 공급 시스템은 직류 전압이 동작 전압 이상이면 배터리의 방전 동작을 수행하는 단계(S1430)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 직류/직류 컨버터는 부스팅 동작을 하여 배터리에서 제공된 직류 입력 전압을 상승시켜 직류 링크 캐패시터로 직류 전압을 제공할 수 있다.The power supply system may include performing a discharging operation of the battery (S1430) if the DC voltage is equal to or higher than the operating voltage. More specifically, the DC / DC converter performs a boosting operation to increase the DC input voltage provided by the battery to provide a DC voltage to the DC link capacitor.

전력 공급 시스템은 직류 전압이 동작 전압 미만이면 초기 충전 모드를 시작하는 단계(S1440)를 포함할 수 있다.The power supply system may include initiating an initial charge mode if the DC voltage is below the operating voltage (S1440).

전력 공급 시스템은 초기 충전 모드를 시작하면 초기 충전 전류를 직류 링크 캐패시터로 제공하는 단계(S1450)을 포함할 수 있다. 즉, 에너지 저장 시스템의 직류/직류 컨버터는 배터리의 전기 에너지를 이용하여 직류 링크 캐패시터에 직류 전류를 제공할 수 있다. 이 경우, 도 3 내지 도 10의 직류/직류 컨버터가 직류 링크 캐패시터를 초기 충전하는 방식을 이용할 수 있다.The power supply system may include providing an initial charge current to the DC link capacitor when starting the initial charge mode (S1450). That is, the DC / DC converter of the energy storage system can provide the DC current to the DC link capacitor using the electric energy of the battery. In this case, a method in which the DC / DC converter of Figs. 3 to 10 initially charges the DC link capacitor can be used.

초기 충전 전류가 제공되면서 전력 공급 시스템은 직류 전압이 동작 전압 이상인지 판단하는 단계(S1460)을 포함할 수 있다. 이 경우, 직류 전압이 동작 전압 이상이면 직류/직류 컨버터는 초기 충전 모드를 종료하고 배터리의 방전 동작을 할 수 있다(S1430).While the initial charge current is being provided, the power supply system may include determining whether the DC voltage is greater than the operating voltage (S1460). In this case, if the DC voltage is equal to or higher than the operating voltage, the DC / DC converter can terminate the initial charging mode and perform the discharging operation of the battery (S1430).

초기 충전 전류가 제공되면서 전력 공급 시스템은 직류 전압이 동작 전압 미만이면 직류 전류가 기준 전류 이상인지 판단하는 단계(S1470)를 포함할 수 있다. 기준 전류는 미리 설정된 전류일 수 있다. 기준 전류는 직류 링크 캐패시터를 충전하기에 충분한 전류 세기일 수 있다. 또한 기준 전류는 인버터 측과 배터리 측의 전압 차이가 크기 때문에 소정의 세기 이상이면 돌입 전류로 인한 회로 손상이 발생될 수 있으므로 소정의 세기 이하로 설정될 수 있다. 전력 공급 시스템은 직류 전류가 기준 전류 이상이면 초기 충전 전류 제공을 중단할 수 있다(S1480). 이 경우, 직류/직류 컨버터의 스위치가 오프되어 직류 링크 캐패시터에 직류 전류가 제공되지 않는다. 이와 반대로, 전력 공급 시스템은 직류 전류가 기준 전류 미만이면 초기 충전 전류를 계속하여 제공할 수 있다.While the initial charge current is being supplied, the power supply system may include determining whether the direct current is equal to or greater than the reference current if the direct voltage is below the operating voltage (S1470). The reference current may be a predetermined current. The reference current may be sufficient current intensity to charge the DC link capacitor. In addition, since the voltage difference between the inverter side and the battery side is large, the reference current may be set to a predetermined value or lower because a circuit damage due to an inrush current may occur if the reference current is higher than a predetermined level. The power supply system may stop providing the initial charge current if the DC current is equal to or greater than the reference current (S1480). In this case, the DC / DC converter is switched off and no DC current is supplied to the DC link capacitor. Conversely, the power supply system may continue to provide an initial charge current if the direct current is below the reference current.

초기 충전 전류 제공 중단 후, 전력 공급 시스템은 직류 전류가 설정 전류 이하가 되는 지 판단하는 단계(S1490)을 포함할 수 있다. 설정 전류는 미리 설정된 전류일 수 있다. 설정 전류는 기준 전류보다 작을 수 있다. 일 예로, 설정 전류는 0A일 수 있다. 전력 공급 시스템은 직류 전류가 설정 전류 이하가 아니면 초기 충전 전류 제공을 계속하여 중단할 수 있다. 이와 반대로, 전력 공급 시스템은 직류 전류가 설정 전류이하가 되면 초기 충전 전류를 제공할 수 있다. 즉, 전력 공급 시스템은 직류 링크 캐패시터에 제공되는 직류 전류의 크기에 따라 초기 충전하도록 하여 직류 링크 캐패시터의 초기 충전을 안정적으로 할 수 잇다. After discontinuing the provision of the initial charge current, the power supply system may include determining (S1490) whether the direct current is below the set current. The set current may be a preset current. The set current may be less than the reference current. For example, the set current may be 0A. The power supply system may continue to stop providing the initial charge current if the direct current is not below the set current. Conversely, the power supply system can provide an initial charge current when the direct current is below the set current. That is, the power supply system may initial charge the DC link capacitor according to the magnitude of the DC current supplied to the DC link capacitor, thereby stabilizing the initial charge of the DC link capacitor.

도 15는 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 전력 공급 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 17은 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 직류/직류 컨버터의 전력 변환 효율 제어 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 16은 일 실시예에 따른 전력 공급 시스템의 에너지 저장 시스템에 적용된 컨버터 효율 제어부의 구성을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 15 is a view for explaining a power supply method of an energy storage system according to an embodiment, FIG. 17 is a view for explaining a power conversion efficiency control method of a DC / DC converter of an energy storage system according to an embodiment And FIG. 16 is a diagram for explaining a configuration of a converter efficiency control unit applied to an energy storage system of a power supply system according to an embodiment.

도 15를 참조하면, 일 실시예에 따른 전력 공급 방법은 에너지 저장 시스템이 충전 모드 또는 방전 모드로 동작하는 단계(S1510)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 15, a power supply method according to an embodiment may include a step S1510 in which the energy storage system operates in a charge mode or a discharge mode.

전력 공급 방법은 컨버터 효율 제어 영역인지 판단하는 단계(S1520)를 포함할 수 있다. 즉, 에너지 저장 시스템은 직류/직류 컨버터의 전력 변환 효율을 제어할 필요가 있는지 판단한 수 있다. 이 경우, 에너지 저장 시스템은 출력 파워가 기준 파워 미만 인지로 판단할 수 있다(S1530). 출력 파워는 직류/직류 컨버터가 현재 출력하는 파워 일 수 있다. 기준 파워는 직류/직류 컨버터의 전력 변환 효율이 소정의 효율이 되는 출력 파워일 수 있다. 기준 파워는 미리 설정될 수 있다. 예를 들어, 기준 파워는 직류/직류 컨버터의 최대 출력 파워에서 소정의 비율이 되는 파워일 수 있다. 일 예로, 기준 파워는 직류/직류 컨버터의 최대 출력 파워에서 25%의 파워일 수 있다.The power supply method may include determining whether the power efficiency is in a converter efficiency control region (S1520). That is, the energy storage system may determine whether it is necessary to control the power conversion efficiency of the DC / DC converter. In this case, the energy storage system can determine that the output power is less than the reference power (S1530). The output power may be the current output of the DC / DC converter. The reference power may be an output power at which the power conversion efficiency of the DC / DC converter becomes a predetermined efficiency. The reference power can be set in advance. For example, the reference power may be a power that is a predetermined ratio of the maximum output power of the DC / DC converter. For example, the reference power may be 25% power at the maximum output power of the DC / DC converter.

출력 파워가 기준 파워 미만이 아니면 컨버터 효율 제어 없이 충전 동작 또는 방전 동작을 수행할 수 있다(S1550).If the output power is not less than the reference power, the charging operation or the discharging operation can be performed without converter efficiency control (S1550).

출력 파워가 기준 파워 미만이 되면 에너지 저장 시스템은 컨버터 효율 제어를 하는 단계(S1540)를 포함할 수 있다. If the output power is less than the reference power, the energy storage system may include a step S1540 of performing converter efficiency control.

보다 구체적으로, 도 17을 참조하면, 컨버터 효율 제어는 출력 파워에 기초하여 펄스폭을 산출하는 단계(S1541)을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 펄스폭 산출은 식 1을 이용할 수 있다. More specifically, referring to Fig. 17, the converter efficiency control may include calculating the pulse width based on the output power (S1541). More specifically, the pulse width calculation can use Equation (1).

(식 1) (Equation 1)

예를 들어, 최대 출력 파워가 5kW인 직류/직류 컨버터의 출력 파워의 25%영역까지 컨버터 효율 제어하고 PWM 신호의 반복 주기를 2ms로 하여 1kW의 펄스폭을 산출할 수 있다. 이 경우, 1kW의 펄스폭은 1kW/(5kW*25%)*2ms인 1.6ms일 수 있다. For example, the converter efficiency can be controlled up to 25% of the output power of a DC / DC converter having a maximum output power of 5 kW, and the pulse width of 1 kW can be calculated by setting the repetition period of the PWM signal to 2 ms. In this case, the pulse width of 1 kW may be 1.6 ms, which is 1 kW / (5 kW * 25%) * 2 ms.

또한, 컨버터 효율 제어는 평균 파워 값을 결정할 수 있다(S1542). 평균 파워 값은 충전 제어부가 PWM 신호의 반복 주기를 소정의 회수 동안 출력 파워 값을 측정하여 산출 될 수 있다. 이 후, 컨버터 효율 제어는 출력 파워와 평균 파워 값의 비교 값을 산출할 수 있다(S1543). 즉, 비교 값은 출력 파워에서 평균 파워 값을 뺀 값일 수 있다. 일 예로, 도 16을 참조하면, 에너지 저장 시스템(20)은 컨버터 효율 제어부(500)를 포함할 수 있다. 컨버터 효율 제어부(500)는 충전 제어부(300)에 포함될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 컨버터 효율 제어부(500)는 출력 파워(Pdc)와 평균 파워 값(Pavg)을 비교하여 파워 차이 값(Pd)을 산출할 수 있다. 이 후, 컨버터 효율 제어는 비교 값에 기초하여 파워 보상 값을 산출할 수 있다(S1544). 일 예로, 컨버터 효율 제어부(500)는 보상부(510)를 포함할 수 있다. 보상부(510)는 PI 제어기일 수 있다. 보상부(510)는 입력된 파워 차이 값(Pd)을 파워 보상 값(Pc)으로 제공할 수 있다. 이 후, 컨버터 효율 제어는 기준 파워에 파워 보상 값을 보상하여 보상된 출력 파워를 제공 할 수 있다(S1545). 일 예로, 컨버터 효율 제어부(500)는 기준 파워(Pref)에 파워 보상 값(Pc)을 더하여 보상된 출력 파워(Pdc*)를 제공할 수 있다. 이 경우, S1541에서 펄스폭 산출은 보상된 출력 파워에 기초하여 산출될 수 있다. In addition, the converter efficiency control can determine the average power value (S1542). The average power value can be calculated by measuring the output power value during a predetermined number of repetition cycles of the PWM signal by the charge control section. Thereafter, the converter efficiency control can calculate a comparison value between the output power and the average power value (S1543). That is, the comparison value may be a value obtained by subtracting the average power value from the output power. For example, referring to FIG. 16, the energy storage system 20 may include a converter efficiency controller 500. The converter efficiency control unit 500 may be included in the charge control unit 300, but is not limited thereto. The converter efficiency control unit 500 can calculate the power difference value Pd by comparing the output power Pdc with the average power value Pavg. Thereafter, the converter efficiency control can calculate the power compensation value based on the comparison value (S1544). For example, the converter efficiency control unit 500 may include a compensation unit 510. The compensation unit 510 may be a PI controller. The compensation unit 510 may provide the input power difference value Pd as the power compensation value Pc. Thereafter, the converter efficiency control may provide the compensated output power by compensating the power compensation value to the reference power (S1545). For example, the converter efficiency controller 500 may provide the compensated output power Pdc * by adding the power compensation value Pc to the reference power Pref. In this case, the pulse width calculation in S1541 can be calculated based on the compensated output power.

도 18은 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 설명하기 위한 도면이다.18 is a view for explaining an energy storage system according to another embodiment.

도 18을 참조하면, 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(20)은 직류/직류 컨버터(1800), 배터리(200), 충전 제어부(300)를 포함할 수 있다. 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 에너지 저장 시스템(20)은 직류 링크 캐패시터(90)를 통하여 인버터(30)와 연결될 수 있다. 즉, 직류 링크 캐패시터(90)는 에너지 저장 시스템(20)과 인버터(30) 사이에 배치될 수 있다. 이에, 에너지 저장 시스템(20)은 충전 모드에서 직류 링크 캐패시터(90)의 직류 전압(Vdc)을 입력 받고, 방전 모드에서 직류 링크 캐패시터(90)로 직류 전압(Vdc)을 제공할 수 있다. 또한, 앞으로 설명할 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 직류/직류 컨버터에 포함된 구성은 도 2 내지 도 17의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 직류/직류 컨버터의 구성에 포함될 수 있다. 배터리(200)는 충전 모드에서 직류/직류 컨버터(1800)로부터 충전 전력을 수신하고, 수신한 전력에 의해 충전 동작을 수행할 수 있다. 또한, 배터리(200)는 방전 모드에서 기 저장된 전력을 직류/직류 컨버터(1800)로 출력할 수 있다. 또한, 배터리(200)는 충전 동작 및 방전 동작을 수행하기 위해 다수 개의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 또한, 배터리(200)는 2단(Nb)에 연결될 수 있다.Referring to FIG. 18, the energy storage system 20 according to another embodiment may include a DC / DC converter 1800, a battery 200, and a charge controller 300. Although not shown in FIG. 1, the energy storage system 20 may be coupled to the inverter 30 via a DC link capacitor 90. That is, the DC link capacitor 90 may be disposed between the energy storage system 20 and the inverter 30. [ The energy storage system 20 may receive the DC voltage Vdc of the DC link capacitor 90 in the charge mode and provide the DC voltage Vdc to the DC link capacitor 90 in the discharge mode. In addition, the configuration included in the DC / DC converter of the energy storage system according to another embodiment to be described later may be included in the configuration of the DC / DC converter of the energy storage system according to the embodiment of FIGS. The battery 200 receives the charging power from the DC / DC converter 1800 in the charging mode, and can perform the charging operation by the received power. Also, the battery 200 can output the stored power to the DC / DC converter 1800 in the discharge mode. In addition, the battery 200 may include a plurality of battery cells for performing the charging operation and the discharging operation. Also, the battery 200 may be connected to the second stage Nb.

충전 제어부(300)는 배터리 관리 시스템(BMS; Battery Management System)을 포함할 수 있다. 충전 제어부(300)는 배터리(200)의 상태에 대한 배터리 상태 정보를 시스템 제어부(80)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 충전 제어부(300)는 배터리(200)의 전압, 전류, 온도, 잔여 전력량, 충전 상태 중 적어도 하나 이상을 모니터링하고, 모니터링된 배터리(200)의 상태 정보를 시스템 제어부(80)에 전달할 수 있다. 또한, 충전 제어부(300)는 충전 또는 방전하면서 다수 개의 배터리 셀들이 적절한 전압을 유지할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 충전 제어부(300)는 시스템 제어부(80)의 제어신호에 기초하여 동작할 수 있다. 또한, 충전 제어부(300)는 모니터링된 배터리(200)의 상태 정보에 따라 직류/직류 컨버터(1800)를 제어할 수 있다. 또한, 충전 제어부(300)는 충전 모드 또는 방전 모드에 따라 직류/직류 컨버터(1800)를 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 충전 제어부(300)는 직류/직류 컨버터(1800)를 제어하기 위한 충전 제어 신호 또는 방전 제어 신호를 직류/직류 컨버터(1800)의 제어부(1830)에 제공하고, 직류/직류 컨버터(1800)의 제어부(1830)는 충전 제어 신호 또는 방전 제어 신호에 기초하여 PWM 신호를 직류/직류 컨버터(1800)의 스위치에 제공할 수 있다. 또한, 충전 제어부(300)은 보조전원부(1850)에서 제공하는 제2 구동전원(VCC2)에 기초하여 구동할 수 있다. The charge control unit 300 may include a battery management system (BMS). The charge control unit 300 may provide the system control unit 80 with battery state information on the state of the battery 200. [ For example, the charge control unit 300 monitors at least one of the voltage, current, temperature, remaining power, and charge state of the battery 200, and transmits status information of the monitored battery 200 to the system control unit 80 . In addition, the charge controller 300 may be configured to allow a plurality of battery cells to maintain an appropriate voltage while charging or discharging. Further, the charge control unit 300 can operate based on the control signal of the system control unit 80. [ Also, the charge controller 300 may control the DC / DC converter 1800 according to the status information of the monitored battery 200. Also, the charge controller 300 may control the DC / DC converter 1800 according to the charge mode or the discharge mode. More specifically, the charge control unit 300 provides a charge control signal or a discharge control signal for controlling the DC / DC converter 1800 to the control unit 1830 of the DC / DC converter 1800 and supplies the control signal to the DC / 1800 may provide a PWM signal to the switch of the DC / DC converter 1800 based on the charge control signal or the discharge control signal. Also, the charge controller 300 may be driven based on the second drive power supply VCC2 provided by the sub power supply 1850. [

직류/직류 컨버터(1800)는 에너지 저장 시스템(20)이 충전 모드에서 공급 받거나 방전모드에서 공급하는 직류 전력의 크기를 변환할 수 있다. 즉, 직류/직류 컨버터(1800)는 양방향 직류/직류 컨버터일 수 있다. 보다 구체적으로, 직류/직류 컨버터(2300)는 발전장치(10) 또는 인버터(30)에서 직류 링크 캐패시터(90)로 제공되는 직류 전력을 배터리(200)의 충전을 위한 전압 크기로 변환하여 배터리(200)에 제공할 수 있다. 또한, 직류/직류 컨버터(1800)는 배터리(200)에서 제공하는 직류 전력을 인버터(30)가 이용할 수 있는 전압 크기를 변환하여 직류 링크 캐패시터(90)로 제공할 수 있다. The DC / DC converter 1800 can convert the magnitude of the DC power supplied by the energy storage system 20 in the charging mode or in the discharging mode. That is, the DC / DC converter 1800 may be a bi-directional DC / DC converter. More specifically, the DC / DC converter 2300 converts the DC power supplied from the power generation device 10 or the inverter 30 to the DC link capacitor 90 into a voltage magnitude for charging the battery 200, 200). Also, the DC / DC converter 1800 may convert the DC voltage provided by the battery 200 into a voltage magnitude that the inverter 30 can utilize and provide the DC voltage to the DC link capacitor 90.

직류/직류 컨버터(1800)는 과전류 보호 회로부(1810), 브릿지 회로부(1820), 제어부(1830), 직류 안정화 회로부(1840), 보조 전원부(1850), 백업 전원부(1860)을 포함할 수 있다. The DC / DC converter 1800 may include an overcurrent protection circuit portion 1810, a bridge circuit portion 1820, a control portion 1830, a DC stabilization circuit portion 1840, an auxiliary power portion 1850, and a backup power portion 1860.

제어부(1830)는 충전 제어부(300)에서 제공된 제어 신호에 기초하여 PWM 신호를 생성하여 스위치를 포함하는 브릿지 회로부(1820)에 제공할 수 있다. 또한, 제어부(1830)는 보조전원부(1850)에서 제공하는 제1 구동전원(VCC1)에 기초하여 구동할 수 있다. The control unit 1830 may generate a PWM signal based on the control signal provided from the charge control unit 300 and provide the generated PWM signal to the bridge circuit unit 1820 including the switch. The controller 1830 may be driven based on the first driving power VCC1 provided by the auxiliary power unit 1850. [

과전류 보호 회로부(1810)는 에너지 저장 시스템(20) 내부로 유입되거나 외부로 유출되는 EOS 또는 과전류를 방지할 수 있다. 과전류 보호 회로부(1810)는 직류 링크 캐패시터(90)가 연결된 제1 단(Na)과 브릿지 회로부(1820) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 과전류 보호 회로부(1810)는 차단기(Circuit Breaker)를 포함할 수 있다. 이 경우, 과전류 보호 회로부(1810)는 에너지 저장 시스템(20) 내부로 EOS 또는 과전류가 유입되면 제1 단(Na)과 브릿지 회로부(1820) 사이를 오픈(open)시킬 수 있다. 이에, 과전류 보호 회로부(1810)는 에너지 저장 시스템(20)과 외부의 전류의 입출력을 차단할 수 있다.The overcurrent protection circuit portion 1810 can prevent EOS or overcurrent flowing into the energy storage system 20 or flowing out to the outside. The overcurrent protection circuit portion 1810 may be disposed between the bridge circuit portion 1820 and the first end Na connected to the DC link capacitor 90. In addition, the overcurrent protection circuit portion 1810 may include a circuit breaker. In this case, the overcurrent protection circuit portion 1810 may open between the first stage Na and the bridge circuit portion 1820 when EOS or an overcurrent flows into the energy storage system 20. Thus, the overcurrent protection circuit portion 1810 can block the input / output of the current to / from the energy storage system 20.

브릿지 회로부(1820)는 과전류 보호 회로부(1810)와 직류 안정화 회로부(1840) 사이에 배치되어 각 구성과 전기적으로 연결될 수 있다. 브릿지 회로부(1820)는 스텝 다운 모드에서 과전류 보호 회로부(1810)에서 입력된 직류 전력의 직류 전압을 전압 강하 시켜 직류 안정화 회로부(1840)로 출력할 수 있다. 또한, 브릿지 회로부(1820)는 스텝 업 모드에서 직류 안정화 회로부(1840)에서 입력된 직류 전력의 직류 전압을 전압 상승시켜 과전류 보호 회로부(1810)에 출력할 수 있다. 브릿지 회로부(1820)는 하나 이상의 스위치를 포함할 수 있다. 일 예로, 브릿지 회로부(1820)는 도 4의 절연형 풀 브릿지 회로 일 수 있다. 다른 예로, 브릿지 회로부(1820)는 도 7의 비절연형 풀 브릿지 회로일 수 있다. 이에 제한 되는 것은 아니고 브릿지 회로부(1820)는 하프 브릿지 회로로 구성될 수 있다. 브릿지 회로부(1820)는 제어부(1830)의 PWM 신호에 기초하여 동작할 수 있다.The bridge circuit portion 1820 may be disposed between the overcurrent protection circuit portion 1810 and the DC stabilization circuit portion 1840 and may be electrically connected to each configuration. The bridge circuit unit 1820 can drop the DC voltage of the DC power input from the overcurrent protection circuit unit 1810 in the step-down mode and output it to the DC stabilization circuit unit 1840. Further, the bridge circuit portion 1820 can output the DC voltage of the DC power inputted from the DC stabilization circuit portion 1840 in the step-up mode to the overcurrent protection circuit portion 1810 by increasing the voltage. The bridge circuit portion 1820 may include one or more switches. For example, the bridge circuit portion 1820 may be an isolated full bridge circuit of FIG. As another example, the bridge circuit portion 1820 may be the non-isolated full bridge circuit of FIG. The present invention is not limited thereto and the bridge circuit portion 1820 may be configured as a half bridge circuit. The bridge circuit portion 1820 can operate based on the PWM signal of the control portion 1830. [

직류 안정화 회로부(1840)는 브릿지 회로부(1820)의 스텝 업 모드에서 직류 전압 상승, 스텝 다운 모드에서 직류 전압 강하가 되도록 동작할 수 있다. 또한, 직류 안정화 회로부(1840)는 LC 필터 일 수 있다. 직류 안정화 회로부(1840)는 제2 단(Nb)에 연결될 수 있다. The DC stabilization circuit portion 1840 can operate such that the DC voltage increases in the step-up mode of the bridge circuit portion 1820 and the DC voltage decreases in the step-down mode. Further, the DC stabilization circuit portion 1840 may be an LC filter. The DC stabilization circuit portion 1840 may be connected to the second stage Nb.

보조 전원부(1850)는 제2 단(Nb)에 제공된 제1 전력(P1)에 기초하여 구동전원을 생성할 수 있다. 제2 단(Nb)에 제공되는 제1 전력(P1)은 배터리(200)에 저장된 에너지에 기초한다. 제1 전력(P1)은 대기전력일 수 있다. 또한, 보조 전원부(1850)는 제2 단(Nb)으로부터 제1 전력(P1)이 제공되지 않는 경우 백업 전원부(1860)로부터 제2 전력(P2)을 제공 받고, 제2 전력(P2)에 기초하여 구동전원을 생성할 수 있다. 일 예로, 제2 단(Nb)으로부터 보조 전원부(1850)에 제1 전력(P1)이 제공되지 않은 경우는 제2 단(Nb)에 연결된 배터리(200)가 과방전인 경우 일 수 있다. 제2 전력(P2)은 구동전원을 생성하기 위한 최소 전력일 수 있다. 구동 전원은 복수 일 수 있다. 구동 전원은 에너지 저장 시스템(20)의 충전 제어부(300)에 제공되는 제1 구동 전원(VCC1), 직류/직류 컨버터(1800)의 제어부(1830)에 제공되는 제2 구동 전원(VCC2)를 포함할 수 있다. 이에 제한 되는 것은 아니고, 보조 전원부(1860)는 필요에 따라 전압 레벨이 다른 구동 전원을 복수개 출력 할 수 있다. 보다 구체적으로, 보조 전원부(1850)는 입력단에 배치된 제3 단(Nc)에 제2 단(Nb)과 백업 전원부(1860)의 출력부가 연결될 수 있다. 보조 전원부(1850)는 제1 전력(P1)이 제2 단(Nb)에 제공되면 제1 전력(P1)이 제3 단(Nc)에 입력되어 입력단에 입력될 수 있다. 또한, 보조 전원부(1850)는 제1 전력(P1)이 제2 단(Nb)에 제공되지 않고 제2 전력(P2)이 제2 단(Nb)에 제공되면 제2 전력(P1)이 제3 단(Nc)에 입력되어 입력단에 입력될 수 있다. 따라서, 직류/직류 컨버터는 배터리가 과방전 되더라도 구동전원을 생성할 수 있어 배터리의 충전 동작을 수행할 수 있다. 또한, 직류/직류 컨버터는 배터리가 과방전 되어도 배터리 교체 없이 충전이 가능하다.The auxiliary power supply 1850 can generate the driving power based on the first power P1 provided in the second stage Nb. The first power P1 provided in the second stage Nb is based on the energy stored in the battery 200. [ The first power P1 may be standby power. The auxiliary power supply 1850 receives the second power P2 from the backup power supply 1860 when the first power P1 is not supplied from the second stage Nb, Thereby generating driving power. For example, when the first power P1 is not supplied from the second stage Nb to the auxiliary power source 1850, the battery 200 connected to the second stage Nb may be overdischarged. The second power P2 may be the minimum power for generating the driving power. The driving power may be plural. The driving power source includes a first driving power source VCC1 provided to the charge control unit 300 of the energy storage system 20 and a second driving power source VCC2 provided to the control unit 1830 of the DC / DC converter 1800 can do. However, the present invention is not limited thereto, and the auxiliary power supply 1860 may output a plurality of driving power sources having different voltage levels as required. More specifically, the auxiliary power unit 1850 may be connected to the output terminal of the backup power unit 1860 and the second stage Nb at the third stage Nc disposed at the input stage. The first power P1 may be input to the third stage Nc and input to the input stage if the first power P1 is provided to the second stage Nb. The auxiliary power supply 1850 may be configured such that when the first power P1 is not provided to the second stage Nb and the second power P2 is provided to the second stage Nb, May be input to the stage Nc and input to the input stage. Therefore, even if the battery is overdriven, the DC / DC converter can generate the driving power and perform the charging operation of the battery. In addition, the DC / DC converter can be charged without battery replacement even when the battery is overdriven.

백업 전원부(1860)는 직류 링크 캐패시터(90) 또는 인버터(30)에서 제공되는 전력에 기초하여 제2 전력(P2)을 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 백업 전원부(1860)는 제1 단(Na)과 보조 전원부(1850) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 백업 전원부(1860)는 제1 단(Na)에서 제공 되는 제3 전력(P3)에 기초하여 제2 전력(P2)을 생성할 수 있다. 또한, 백업 전원부(1860)는 제2 단(Nb)으로부터 보조 전원부(1850)에 제1 전력(P1)이 제공 되지 않는 경우 보조 전원부(1850)에 제2 전력(P2)을 제공할 수 있다. 일 예로, 백업 전원부(1860)는 일단이 제1 단(Na)에 연결되고 타단이 제3 단(Nc)에 연결될 수 있다. 백업 전원부(1860)는 제3 단(Nc)에 제2 전력(P2)을 제공하고, 제3 단(Nc)에서 보조 전원부(1850)에 제2 전력(P2)이 제공할 수 있다. The backup power source 1860 can provide the second power P2 based on the power provided by the DC link capacitor 90 or the inverter 30. [ More specifically, the backup power source unit 1860 may be electrically connected between the first stage Na and the auxiliary power source unit 1850. The backup power supply unit 1860 may generate the second power P2 based on the third power P3 provided at the first stage Na. The backup power source unit 1860 may provide the second power P2 to the sub power source unit 1850 when the first power P1 is not supplied from the second stage Nb to the sub power source unit 1850. [ For example, the backup power supply unit 1860 may have one end connected to the first end Na and the other end connected to the third end Nc. The backup power source 1860 may provide the second power P2 to the third stage Nc and the second power P2 may provide the auxiliary power source 1850 at the third stage Nc.

따라서, 다른 실시예는 배터리가 과방전 되어도 배터리를 충전할 수 있다. 또한, 다른 실시예는 배터리가 과방전 되어도 배터리를 교체할 필요가 없다.Therefore, another embodiment can charge the battery even if the battery is overdischarged. Further, another embodiment does not require replacement of the battery even if the battery is overdischarged.

도 19는 또 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 설명하기 위한 도면이다.19 is a view for explaining an energy storage system according to another embodiment.

도 19를 참조하면, 도 19의 또 다른 실시예 따른 에너지 저장 시스템은 도 18의 에너지 저장 시스템에서 전류 제한부(1870)를 제외하고 나머지 구성은 같다. 따라서, 도 18의 에너지 저장 시스템과 동일한 설명을 제외한다.Referring to FIG. 19, the energy storage system according to another embodiment of FIG. 19 is the same as the remaining configuration except for the current limiter 1870 in the energy storage system of FIG. Therefore, the same description as the energy storage system of Fig. 18 is omitted.

또 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(20)은 전류 제한부(1870)를 포함하는 직류/직류 컨버터(1800)를 포함할 수 있다.The energy storage system 20 according to another embodiment may include a DC / DC converter 1800 including a current limiter 1870.

전류 제한부(1870)는 보조 전원부(1850)의 입력부에 배치될 수 있다. 일 예로, 전류 제한부(1870)는 제3 단(Nc)에 배치될 수 있다. 전류 제한부(1870)는 보조 전원부(1850)에 입력되는 전력이 역방향으로 제공되지 않도록 방지 할 수 있다. 또한, 전류 제한부(8170)는 제공되는 전력이 제공되지 않아야 되는 구성에 제공되지 않도록 할 수 있다. 보다 구체적으로, 전류 제한부(1870)는 제1 다이오드(D1)와 제2 다이오드(D2)를 포함할 수 있다. 제1 다이오드(D1)는 제2 단(Nb)에서 제공되는 제1 전력(P1)이 제3 단(Nc)에 제공되도록 한다. 또한, 제1 다이오드(D1)는 제2 전력(P2)이 제2 단(Nb)으로 제공되지 않도록 방지할 수 있다. 제2 다이오드(D2)는 백업 전원부(1860)가 제공하는 제2 전력(P2)이 제3 단(Nc)에 제공되도록 한다. 또한, 제2 다이오드(D2)는 제1 전력(P1)이 백업 전원부(1860)로 제공되지 않도록 방지할 수 있다.The current limiter 1870 may be disposed at the input of the auxiliary power supply 1850. In one example, the current limiting portion 1870 may be disposed in the third stage Nc. The current limiter 1870 can prevent the power input to the auxiliary power supply 1850 from being supplied in the reverse direction. In addition, the current limiter 8170 can be prevented from being provided to the configuration in which the provided power should not be provided. More specifically, the current limiter 1870 may include a first diode D1 and a second diode D2. The first diode D1 allows the first power P1 provided at the second stage Nb to be provided at the third stage Nc. In addition, the first diode D1 may prevent the second power P2 from being supplied to the second stage Nb. The second diode D2 allows the second power P2 provided by the backup power source 1860 to be provided to the third stage Nc. In addition, the second diode D2 may prevent the first power P1 from being supplied to the backup power source 1860. [

따라서, 다른 실시예에 따른 직류/직류 컨버터는 전류 제한부를 이용하여 보조 전원부가 안정적으로 구동 전원을 생성할 수 있도록 하고, 원치 않는 배터리의 충전을 방지할 수 있다. Therefore, in the DC / DC converter according to another embodiment, the auxiliary power unit can generate stable driving power by using the current limiting unit, and the charging of the unwanted battery can be prevented.

도 20은 또 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 설명하기 위한 도면이다.20 is a view for explaining an energy storage system according to another embodiment.

도 20을 참조하면, 도 20의 또 다른 실시예 따른 에너지 저장 시스템은 도 18의 에너지 저장 시스템에서 직류/직류 컨버터를 제외하고 나머지 구성은 같다. 따라서, 도 18의 에너지 저장 시스템과 동일한 설명을 제외한다.Referring to FIG. 20, the energy storage system according to another embodiment of FIG. 20 is the same as the energy storage system of FIG. 18 except for the DC / DC converter. Therefore, the same description as the energy storage system of Fig. 18 is omitted.

직류/직류 컨버터(2000)는 과전류 보호 회로부(2010), 브릿지 회로부(2020), 제어부(2030), 직류 안정화 회로부(2040), 보조 전원부(2050), 백업 전원부(2060)을 포함할 수 있다. 도시 하지는 않았지만, 직류/직류 컨버터(2000)는 도 19의 전류 제한부를 더 포함할 수 있다.The DC / DC converter 2000 may include an overcurrent protection circuit unit 2010, a bridge circuit unit 2020, a control unit 2030, a DC stabilization circuit unit 2040, an auxiliary power unit 2050, and a backup power source unit 2060. Although not shown, the DC / DC converter 2000 may further include the current limiting unit of FIG.

제어부(2030)는 충전 제어부(300)에서 제공된 제어 신호에 기초하여 PWM 신호를 생성하여 스위치를 포함하는 브릿지 회로부(2020)에 제공할 수 있다. 또한, 제어부(2030)는 보조전원부(2050)에서 제공하는 제1 구동전원(VCC1)에 기초하여 구동할 수 있다. The control unit 2030 may generate a PWM signal based on the control signal provided from the charge control unit 300 and provide the generated PWM signal to the bridge circuit unit 2020 including the switch. In addition, the controller 2030 can be driven based on the first driving power VCC1 provided by the auxiliary power unit 2050. [

과전류 보호 회로부(2010)는 에너지 저장 시스템(20) 내부로 유입되거나 외부로 유출되는 EOS 또는 과전류를 방지할 수 있다. 과전류 보호 회로부(2010)는 직류 링크 캐패시터(90)가 연결된 제1 단(Na)과 브릿지 회로부(2020) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 과전류 보호 회로부(2010)는 차단기(Circuit Breaker)를 포함할 수 있다. 이 경우, 과전류 보호 회로부(2010)는 에너지 저장 시스템(20) 내부로 EOS 또는 과전류가 유입되면 제1 단(Na)과 브릿지 회로부(2020) 사이를 오픈(open)시킬 수 있다. 이에, 과전류 보호 회로부(2010)는 에너지 저장 시스템(20)과 외부의 전류의 입출력을 차단할 수 있다.The overcurrent protection circuit 2010 can prevent EOS or overcurrent flowing into the energy storage system 20 or flowing out to the outside. The overcurrent protection circuit 2010 may be disposed between the first stage Na connected to the DC link capacitor 90 and the bridge circuit 2020. In addition, the overcurrent protection circuit 2010 may include a circuit breaker. In this case, the overcurrent protection circuit 2010 may open between the first stage Na and the bridge circuit 2020 when EOS or an overcurrent flows into the energy storage system 20. Therefore, the overcurrent protection circuit 2010 can block the input / output of the current to / from the energy storage system 20.

브릿지 회로부(2020)는 과전류 보호 회로부(2010)와 직류 안정화 회로부(2040) 사이에 배치되어 각 구성과 전기적으로 연결될 수 있다. 브릿지 회로부(2020)는 스텝 다운 모드에서 과전류 보호 회로부(2010)에서 입력된 직류 전력의 직류 전압을 전압 강하 시켜 직류 안정화 회로부(2040)로 출력할 수 있다. 또한, 브릿지 회로부(2020)는 스텝 업 모드에서 직류 안정화 회로부(2040)에서 입력된 직류 전력의 직류 전압을 전압 상승시켜 과전류 보호 회로부(2010)에 출력할 수 있다. 브릿지 회로부(2020)는 하나 이상의 스위치를 포함할 수 있다. 일 예로, 브릿지 회로부(2020)는 도 4의 절연형 풀 브릿지 회로 일 수 있다. 다른 예로, 브릿지 회로부(2020)는 도 7의 비절연형 풀 브릿지 회로일 수 있다. 이에 재한 되는 것은 아니고 브릿지 회로부(2020)는 하프 브릿지 회로로 구성될 수 있다. 브릿지 회로부(2020)는 제어부(2030)의 PWM 신호에 기초하여 동작할 수 있다.The bridge circuit unit 2020 may be disposed between the overcurrent protection circuit unit 2010 and the DC stabilization circuit unit 2040 and may be electrically connected to each configuration. The bridge circuit unit 2020 can drop the DC voltage of the DC power input from the overcurrent protection circuit unit 2010 in the step down mode and output it to the DC stabilization circuit unit 2040. Further, the bridge circuit unit 2020 can output the DC voltage of the DC power inputted from the DC stabilization circuit unit 2040 in the step-up mode to the overcurrent protection circuit 2010 by increasing the voltage. Bridge circuitry 2020 may include one or more switches. As an example, the bridge circuit portion 2020 may be an isolated full bridge circuit of FIG. As another example, the bridge circuit portion 2020 may be the non-isolated full bridge circuit of FIG. However, the present invention is not limited to this, and the bridge circuit portion 2020 may be constituted by a half bridge circuit. The bridge circuit section 2020 can operate based on the PWM signal of the control section 2030. [

직류 안정화 회로부(2040)는 브릿지 회로부(2020)의 스텝 업 모드에서 직류 전압 상승, 스텝 다운 모드에서 직류 전압 강하가 되도록 동작할 수 있다. 또한, 직류 안정화 회로부(2040)는 LC 필터 일 수 있다. 직류 안정화 회로부(2040)는 제2 단(Nb)에 연결될 수 있다. The DC stabilization circuit portion 2040 can operate such that the DC voltage increases in the step-up mode of the bridge circuit portion 2020 and the DC voltage decreases in the step-down mode. Further, the DC stabilization circuit portion 2040 may be an LC filter. The DC stabilization circuit portion 2040 may be connected to the second stage Nb.

보조 전원부(2050)는 제2 단(Nb)에 제공된 제1 전력(P1)에 기초하여 구동전원을 생성할 수 있다. 제2 단(Nb)에 제공되는 제1 전력(P1)은 배터리(200)에 저장된 에너지에 기초한다. 제1 전력(P1)은 대기전력일 수 있다. 또한, 보조 전원부(2050)는 제2 단(Nb)으로부터 제1 전력(P1)이 제공되지 않는 경우 백업 전원부(2060)로부터 제2 전력(P2)을 제공 받고, 제2 전력(P2)에 기초하여 구동전원을 생성할 수 있다. 일 예로, 제2 단(Nb)으로부터 보조 전원부(2050)에 제1 전력(P1)이 제공되지 않은 경우는 제2 단(Nb)에 연결된 배터리(200)가 과방전인 경우 일 수 있다. 제2 전력(P2)은 구동전원을 생성하기 위한 최소 전력일 수 있다. 구동 전원은 복수 일 수 있다. 구동 전원은 에너지 저장 시스템(20)의 충전 제어부(300)에 제공되는 제1 구동 전원(VCC1), 직류/직류 컨버터(2000)의 제어부(2030)에 제공되는 제2 구동 전원(VCC2)를 포함할 수 있다. 이에 제한 되는 것은 아니고, 보조 전원부(2060)는 필요에 따라 전압 레벨이 다른 구동 전원을 복수개 출력 할 수 있다. 보다 구체적으로, 보조 전원부(2050)는 입력단에 배치된 제3 단(Nc)에 제2 단(Nb)과 백업 전원부(2060)의 출력부가 연결될 수 있다. 보조 전원부(2050)는 제1 전력(P1)이 제2 단(Nb)에 제공되면 제1 전력(P1)이 제3 단(Nc)에 입력되어 입력부에 입력될 수 있다. 또한, 보조 전원부(2050)는 제1 전력(P1)이 제2 단(Nb)에 제공되지 않고 제2 전력(P2)이 제2 단(Nb)에 제공되면 제2 전력(P1)이 제3 단(Nc)에 입력되어 입력부에 입력될 수 있다. 따라서, 직류/직류 컨버터는 배터리가 과방전 되더라도 구동전원을 생성할 수 있어 배터리의 충전 동작을 수행할 수 있다. 또한, 직류/직류 컨버터는 배터리가 과방전 되어도 배터리 교체 없이 충전이 가능하다.The auxiliary power supply unit 2050 can generate the driving power based on the first power P1 provided in the second stage Nb. The first power P1 provided in the second stage Nb is based on the energy stored in the battery 200. [ The first power P1 may be standby power. The auxiliary power source unit 2050 receives the second power P2 from the backup power source unit 2060 when the first power P1 is not supplied from the second stage Nb, Thereby generating driving power. For example, when the first power P1 is not supplied from the second stage Nb to the auxiliary power source unit 2050, the battery 200 connected to the second stage Nb may be overdischarged. The second power P2 may be the minimum power for generating the driving power. The driving power may be plural. The driving power source includes a first driving power source VCC1 provided to the charge control unit 300 of the energy storage system 20 and a second driving power source VCC2 provided to the control unit 2030 of the DC / can do. However, the present invention is not limited thereto, and the auxiliary power supply unit 2060 may output a plurality of driving power supplies having different voltage levels as required. More specifically, the auxiliary power unit 2050 may be connected to the output terminal of the backup power unit 2060 and the second stage Nb at the third stage Nc disposed at the input stage. The first power P1 may be input to the third stage Nc and input to the input unit if the first power P1 is provided to the second stage Nb. When the first power P1 is not provided to the second stage Nb and the second power P2 is provided to the second stage Nb, the second power P1 is supplied to the third stage Nb, May be input to the input unit in the stage Nc. Therefore, even if the battery is overdriven, the DC / DC converter can generate the driving power and perform the charging operation of the battery. In addition, the DC / DC converter can be charged without battery replacement even when the battery is overdriven.

백업 전원부(2060)는직류/직류 컨버터(2000) 외부에 배치된 외부 전원에서 제공되는 전력에 기초하여 제2 전력(P2)을 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 백업 전원부(1860)는 외부 입력 단자(InputE)과 보조 전원부(2050) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 백업 전원부(2060)는 외부 입력 단자(InputE)에서 제공 되는 제4 전력(P4)에 기초하여 제2 전력(P2)을 생성할 수 있다. 또한, 백업 전원부(2060)는 제2 단(Nb)으로부터 보조 전원부(1850)에 제1 전력(P1)이 제공 되지 않는 경우 보조 전원부(2050)에 제2 전력(P2)을 제공할 수 있다. 일 예로, 백업 전원부(2060)는 일단이 외부 입력 단자(inputE)에 연결되고 타단이 제3 단(Nc)에 연결될 수 있다. 백업 전원부(2060)는 제3 단(Nc)에 제2 전력(P2)을 제공하고, 제3 단(Nc)에서 보조 전원부(2050)에 제2 전력(P2)이 제공할 수 있다. The backup power source 2060 may provide the second power P2 based on the power provided from an external power source disposed outside the DC / DC converter 2000. [ More specifically, the backup power supply unit 1860 may be electrically connected between the external input terminal Input E and the auxiliary power supply unit 2050. The backup power source unit 2060 may generate the second power P2 based on the fourth power P4 provided from the external input terminal InputE. The backup power source unit 2060 may provide the second power P 2 to the sub power source unit 2050 when the first power P 1 is not supplied from the second stage Nb to the sub power source unit 1850. For example, one end of the backup power source 2060 may be connected to the external input terminal inputE and the other end may be connected to the third end Nc. The backup power source unit 2060 may provide the second power P2 to the third stage Nc and the second power source P2 may provide the auxiliary power source unit 2050 at the third stage Nc.

따라서, 또 다른 실시예는 배터리가 과방전 되어도 배터리를 충전할 수 있다. 또한, 또 다른 실시예는 배터리가 과방전 되어도 배터리를 교체할 필요가 없다.Therefore, another embodiment can charge the battery even if the battery is overdischarged. Further, another embodiment does not require replacement of the battery even if the battery is overdischarged.

도 21은 또 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 21 is a view for explaining an energy storage system according to another embodiment.

도 21을 참조하면, 도 21의 또 다른 실시예 따른 에너지 저장 시스템은 도 18 및 도 20의 에너지 저장 시스템에서 백업 전원부 및 백업 전원 제어부를 제외하고 나머지 구성은 같다. 따라서, 도 18 및 도 20의 에너지 저장 시스템과 동일한 설명을 제외한다.Referring to FIG. 21, the energy storage system according to another embodiment of FIG. 21 has the same configuration except for the backup power supply unit and the backup power supply control unit in the energy storage systems of FIGS. 18 and 20. FIG. Therefore, the same description as the energy storage system of Figs. 18 and 20 is omitted.

백업 전원부(2060)는 백업 전원 제어부(2070)에서 제공되는 전력에 기초하여 제2 전력(P2)을 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 백업 전원부(1860)는 백업 전원 제어부(2070)과 보조 전원부(2050) 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 백업 전원부(2060)는 백업 전원 제어부(2070)에서 제공 되는 제5 전력(P5)에 기초하여 제2 전력(P2)을 생성할 수 있다. 또한, 백업 전원부(2060)는 제2 단(Nb)으로부터 보조 전원부(1850)에 제1 전력(P1)이 제공 되지 않는 경우 보조 전원부(2050)에 제2 전력(P2)을 제공할 수 있다. 일 예로, 백업 전원부(2060)는 일단이 백업 전원 제어부(2070)에 연결되고 타단이 제3 단(Nc)에 연결될 수 있다. 백업 전원부(2060)는 제3 단(Nc)에 제2 전력(P2)을 제공하고, 제3 단(Nc)에서 보조 전원부(2050)에 제2 전력(P2)이 제공할 수 있다. The backup power source unit 2060 may provide the second power P2 based on the power provided from the backup power source control unit 2070. [ More specifically, the backup power source unit 1860 may be electrically connected between the backup power source control unit 2070 and the auxiliary power source unit 2050. The backup power source unit 2060 may generate the second power P2 based on the fifth power P5 provided from the backup power source control unit 2070. [ The backup power source unit 2060 may provide the second power P 2 to the sub power source unit 2050 when the first power P 1 is not supplied from the second stage Nb to the sub power source unit 1850. For example, one end of the backup power source unit 2060 may be connected to the backup power source control unit 2070, and the other end may be connected to the third end Nc. The backup power source unit 2060 may provide the second power P2 to the third stage Nc and the second power source P2 may provide the auxiliary power source unit 2050 at the third stage Nc.

또 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 직류/직류 컨버터는 백업 전원 제어부(2070)을 포함할 수 있다. 백업 전원 제어부(2070)는 제어부(2030)의 제어 신호에 기초하여 외부 전원에서 제공되는 전력 및 제1 단(Na)에서 제공되는 전력 중 어느 하나의 전력을 선택하여 백업 전원부(2060)에 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 백업 전원 제어부(2070)는 외부 입력 단자(InputE), 제1 단(Na) 및 백업 전원부(2060)의 사이에 배치될 수 있다. 백업 전원 제어부(2070)는 스위치를 포함할 수 있다. 일 예로, 제어부(2030)는 백업 전원 제어부(2070)를 제어하여 제1 단(Na)의 제3 전력(P3)을 제5 전력(P5)으로 하여 백업 전원부(2060)에 제공할 수 있다. 또한, 제어부(2030)는 백업 전원 제어부(2070)를 제어하여 외부 입력 단자(InputE)의 제4 전력(P4)을 제 5 전력(P5)으로 하여 백업 전원부(2060)에 제공할 수 있다. 따라서, 또 다른 실시예는 배터리가 과방전 되어도 배터리를 충전할 수 있다. 또한, 또 다른 실시예는 배터리가 과방전 되어도 배터리를 교체할 필요가 없다.The DC / DC converter of the energy storage system according to another embodiment may include a backup power controller 2070. The backup power control unit 2070 selects one of power supplied from the external power source and power supplied from the first stage Na based on the control signal of the controller 2030 and supplies the power to the backup power source unit 2060 . More specifically, the backup power source control unit 2070 may be disposed between the external input terminal InputE, the first stage Na, and the backup power source unit 2060. The backup power control unit 2070 may include a switch. For example, the control unit 2030 may control the backup power control unit 2070 to provide the backup power unit 2060 with the third power P3 of the first stage Na as the fifth power P5. The control unit 2030 may control the backup power control unit 2070 to provide the backup power unit 2060 with the fourth power P4 of the external input terminal InputE as the fifth power P5. Therefore, another embodiment can charge the battery even if the battery is overdischarged. Further, another embodiment does not require replacement of the battery even if the battery is overdischarged.

도 22는 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 직류/직류 컨버터에서 배터리 충전을 위한 전력 변환 방법을 설명하기 위한 도면이다.22 is a diagram for explaining a power conversion method for charging a battery in a DC / DC converter of an energy storage system according to an embodiment.

도 22의 전력 변환 방법은 도 18 내지 도 21의 직류/직류 컨버터의 구성을 이용할 수 있다.The power conversion method of FIG. 22 can use the configuration of the DC / DC converter of FIG. 18 to FIG.

도 22을 참조하면, 실시예에 따른 직류/직류 컨버터의 전력 변환 방법은 제2 단에서 제1 전력이 제공되는지 판단하는 단계(S2201)를 포함할 수 있다. 일 예로, 배터리 방전 상태에서 보조 전원부는 제1 단에서 제1 전력이 제공되는지 판단할 수 있다. Referring to FIG. 22, the power conversion method of the DC / DC converter according to the embodiment may include determining whether the first power is provided in the second stage (S2201). For example, in the battery discharge state, the auxiliary power unit can determine whether the first power is supplied in the first stage.

실시예에 따른 직류/직류 컨버터의 전력 변환 방법은 보조 전원부에 제2 단에서 제1 전력이 제공되면 제1 전력을 제공하는 단계(S2202)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 단에서 제1 전력이 제공되면 보조 전원부는 제1 전력을 입력 받을 수 있다.The power conversion method of the DC / DC converter according to the embodiment may include the step S2202 of providing the first power when the first power is supplied to the auxiliary power unit in the second stage. That is, when the first power is supplied in the first stage, the sub power source can receive the first power.

실시예에 따른 직류/직류 컨버터의 전력 변환 방법은 제1 전력을 제공 받으면 보조 전원부가 제1 전력에 기초하여 제어부의 구동 전원을 생성하는 단계(S2203)을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 보조 전원부는 제1 전력에 기초하여 복수의 구동 전원을 생성할 수 있다. 보조 전원부는 생성된 구동 전원을 필요한 구성에 제공할 수 있다. 일 예로, 도 18 내지 도 21의 설명과 같이, 보조 전원부는 충전 제어부 구동을 위한 제1 구동 전원, 직류/직류 컨버터의 제어부 구동을 위한 제2 구동 전원을 생성할 수 있다.The power conversion method of the DC / DC converter according to the embodiment may include a step S2203 of generating the driving power of the control unit based on the first power when the first power is supplied. More specifically, the sub power supply unit can generate a plurality of driving power supplies based on the first power. The auxiliary power supply can provide the generated drive power to the required configuration. For example, as illustrated in FIGS. 18 to 21, the auxiliary power unit may generate a first driving power for driving the charge control unit and a second driving power for driving the control unit of the DC / DC converter.

실시예에 따른 직류/직류 컨버터의 전력 변환 방법은 S2201에서 제2 단에서 제1 전력이 제공되지 않으면 백업 전원부가 보조 전원부에 제2 전력을 제공하는 단계(S2204)를 포함할 수 있다. 백업 전원부가 보조 전원부에 제2 전력을 제공하는 방법은 도 18 내지 도 21의 백업 전원부가 보조 전원부에 제2 전력을 제공하는 구성과 동일 할 수 있다.The power conversion method of the DC / DC converter according to the embodiment may include a step S2204 in which the backup power source supplies the second power to the sub power source if the first power is not supplied in the second stage in S2201. A method in which the backup power supply unit supplies the second power to the auxiliary power supply unit may be the same as the configuration in which the backup power supply unit of FIGS. 18 to 21 provides the second power supply to the auxiliary power supply unit.

실시예에 따른 직류/직류 컨버터의 전력 변환 방법은 보조 전원 부가 제2 전력에 기초하여 제어부의 구동 전원을 생성하는 단계(S2205)를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 보조 전원부는 제2 전력에 기초하여 복수의 구동 전원을 생성할 수 있다. 보조 전원부는 생성된 구동 전원을 필요한 구성에 제공할 수 있다. 일 예로, 도 18 내지 도 21의 설명과 같이, 보조 전원부는 충전 제어부 구동을 위한 제1 구동 전원, 직류/직류 컨버터의 제어부 구동을 위한 제2 구동 전원을 생성할 수 있다.The power conversion method of the DC / DC converter according to the embodiment may include the step S2205 of generating the driving power of the control unit based on the second power. More specifically, the sub power supply unit can generate a plurality of driving power supplies based on the second power. The auxiliary power supply can provide the generated drive power to the required configuration. For example, as illustrated in FIGS. 18 to 21, the auxiliary power unit may generate a first driving power for driving the charge control unit and a second driving power for driving the control unit of the DC / DC converter.

따라서, 또 다른 실시예는 배터리가 과방전 되어도 배터리를 충전할 수 있다. 또한, 또 다른 실시예는 배터리가 과방전 되어도 배터리를 교체할 필요가 없다.Therefore, another embodiment can charge the battery even if the battery is overdischarged. Further, another embodiment does not require replacement of the battery even if the battery is overdischarged.

도 23은 또 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템을 설명하기 위한 도면이다.23 is a view for explaining an energy storage system according to another embodiment.

도 23을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템(20)은 직류/직류 컨버터(2300), 배터리(200), 충전 제어부(300)를 포함할 수 있다. 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 에너지 저장 시스템(20)은 직류 링크 캐패시터(90)를 통하여 인버터(30)와 연결될 수 있다. 즉, 직류 링크 캐패시터(90)는 에너지 저장 시스템(20)과 인버터(30) 사이에 배치될 수 있다. 이에, 에너지 저장 시스템(20)은 충전 모드에서 직류 링크 캐패시터(90)의 직류 전압(Vdc)을 입력 받고, 방전 모드에서 직류 링크 캐패시터(90)로 직류 전압(Vdc)을 제공할 수 있다. 또한, 앞으로 설명할 또 다른 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 직류/직류 컨버터에 포함된 구성은 도 2 내지 도 22의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 직류/직류 컨버터의 구성에 포함될 수 있다. 배터리(200)는 충전 모드에서 직류/직류 컨버터(2300)로부터 충전 전력을 수신하고, 수신한 전력에 의해 충전 동작을 수행할 수 있다. 또한, 배터리(200)는 방전 모드에서 기 저장된 전력을 직류/직류 컨버터(2300)로 출력할 수 있다. 또한, 배터리(200)는 충전 동작 및 방전 동작을 수행하기 위해 다수 개의 배터리 셀을 포함할 수 있다. 또한, 배터리(200)는 2단(Nb)에 연결될 수 있다.Referring to FIG. 23, the energy storage system 20 according to another embodiment may include a DC / DC converter 2300, a battery 200, and a charge controller 300. Although not shown in FIG. 1, the energy storage system 20 may be coupled to the inverter 30 via a DC link capacitor 90. That is, the DC link capacitor 90 may be disposed between the energy storage system 20 and the inverter 30. [ The energy storage system 20 may receive the DC voltage Vdc of the DC link capacitor 90 in the charge mode and provide the DC voltage Vdc to the DC link capacitor 90 in the discharge mode. In addition, the configuration included in the DC / DC converter of the energy storage system according to another embodiment to be described later may be included in the configuration of the DC / DC converter of the energy storage system according to the embodiment of FIG. 2 to FIG. The battery 200 receives the charging power from the DC / DC converter 2300 in the charging mode, and can perform the charging operation by the received power. Also, the battery 200 may output the stored power to the DC / DC converter 2300 in the discharge mode. In addition, the battery 200 may include a plurality of battery cells for performing the charging operation and the discharging operation. Also, the battery 200 may be connected to the second stage Nb.

충전 제어부(300)는 배터리 관리 시스템(BMS; Battery Management System)을 포함할 수 있다. 충전 제어부(300)는 배터리(200)의 상태에 대한 배터리 상태 정보를 시스템 제어부(80)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 충전 제어부(300)는 배터리(200)의 전압, 전류, 온도, 잔여 전력량, 충전 상태 중 적어도 하나 이상을 모니터링하고, 모니터링된 배터리(200)의 상태 정보를 시스템 제어부(80)에 전달할 수 있다. 또한, 충전 제어부(300)는 충전 또는 방전하면서 다수 개의 배터리 셀들이 적절한 전압을 유지할 수 있도록 할 수 있다. 또한, 충전 제어부(300)는 시스템 제어부(80)의 제어신호에 기초하여 동작할 수 있다. 또한, 충전 제어부(300)는 모니터링된 배터리(200)의 상태 정보에 따라 직류/직류 컨버터(2300)를 제어할 수 있다. 또한, 충전 제어부(300)는 충전 모드 또는 방전 모드에 따라 직류/직류 컨버터(2300)를 제어할 수 있다. 보다 구체적으로, 충전 제어부(300)는 직류/직류 컨버터(2300)를 제어하기 위한 충전 제어 신호 또는 방전 제어 신호를 직류/직류 컨버터(2300)의 제어부(2330)에 제공하고, 직류/직류 컨버터(2300)의 제어부(2330)는 충전 제어 신호 또는 방전 제어 신호에 기초하여 PWM 신호를 직류/직류 컨버터(2300)의 스위치에 제공할 수 있다. The charge control unit 300 may include a battery management system (BMS). The charge control unit 300 may provide the system control unit 80 with battery state information on the state of the battery 200. [ For example, the charge control unit 300 monitors at least one of the voltage, current, temperature, remaining power, and charge state of the battery 200, and transmits status information of the monitored battery 200 to the system control unit 80 . In addition, the charge controller 300 may be configured to allow a plurality of battery cells to maintain an appropriate voltage while charging or discharging. Further, the charge control unit 300 can operate based on the control signal of the system control unit 80. [ Also, the charge controller 300 may control the DC / DC converter 2300 according to the status information of the monitored battery 200. Also, the charge controller 300 may control the DC / DC converter 2300 according to the charge mode or the discharge mode. More specifically, the charge control unit 300 provides a charge control signal or a discharge control signal for controlling the DC / DC converter 2300 to the control unit 2330 of the DC / DC converter 2300 and supplies the control signal to the DC / 2300 may provide a PWM signal to the switch of the DC / DC converter 2300 based on the charge control signal or the discharge control signal.

직류/직류 컨버터(2300)는 에너지 저장 시스템(20)이 충전 모드에서 공급 받거나 방전모드에서 공급하는 직류 전력의 크기를 변환할 수 있다. 즉, 직류/직류 컨버터(2300)는 양방향 직류/직류 컨버터일 수 있다. 보다 구체적으로, 직류/직류 컨버터(2300)는 발전장치(10) 또는 인버터(30)에서 직류 링크 캐패시터(90)로 제공되는 직류 전력을 배터리(200)의 충전을 위한 전압 크기로 변환하여 배터리(200)에 제공할 수 있다. 또한, 직류/직류 컨버터(2300)는 배터리(200)에서 제공하는 직류 전력을 인버터(30)가 이용할 수 있는 전압 크기를 변환하여 직류 링크 캐패시터(90)로 제공할 수 있다. 또한, 직류/직류 컨버터(2300)는 직류 전압 링크 캐패시터에서 제공되는 전압에 기초하여 충전 모드, 대기 모드, 방전 모드로 동작할 수 있다. 즉, 직류/직류 컨버터(2300)는 충전 제어부(300)의 제어 신호의 제공이 없어도 직류 전압 링크 캐패시터에서 제공되는 전압을 모니터링하여 충전 모드, 대기 모드 및 방전 모드의 동작여부를 결정하고 동작할 수 있다. 직류/직류 컨버터(2300)가 충전 모드, 대기 모드, 방전 모드의 동작에 대한 보다 구체적인 설명은 후술한다.The DC / DC converter 2300 can convert the magnitude of the DC power supplied by the energy storage system 20 in the charging mode or in the discharging mode. That is, the DC / DC converter 2300 may be a bi-directional DC / DC converter. More specifically, the DC / DC converter 2300 converts the DC power supplied from the power generation device 10 or the inverter 30 to the DC link capacitor 90 into a voltage magnitude for charging the battery 200, 200). Also, the DC / DC converter 2300 may convert the DC voltage provided by the battery 200 into a voltage magnitude that the inverter 30 can use to provide the DC voltage to the DC link capacitor 90. Also, the DC / DC converter 2300 can operate in the charge mode, the standby mode, and the discharge mode based on the voltage provided by the DC voltage link capacitor. That is, the DC / DC converter 2300 can monitor the voltage supplied from the DC voltage link capacitor to determine whether to operate the charging mode, the standby mode, and the discharge mode, and to operate the DC / have. A more detailed description of the operation of the DC / DC converter 2300 in the charging mode, the standby mode, and the discharging mode will be described later.

직류/직류 컨버터(2300)는 과전류 보호 회로부(2310), 브릿지 회로부(2320), 제어부(2330), 직류 안정화 회로부(2340), 보조 전원부(2350), 백업 전원부(2360)을 포함할 수 있다. The DC / DC converter 2300 may include an overcurrent protection circuit portion 2310, a bridge circuit portion 2320, a control portion 2330, a DC stabilization circuit portion 2340, an auxiliary power portion 2350, and a backup power portion 2360.

제어부(2330)은 브릿지 회로부(2320)을 제어할 수 있다. 일 예로, 제어부(2330)는 충전 제어부(300)에서 제공된 제어 신호에 기초하여 PWM 신호를 생성하여 스위치를 포함하는 브릿지 회로부(2320)에 제공할 수 있다. 다른 예로, 제어부(2330)는 직류 링크 캐패시터(90)에서 제공되는 전압의 크기에 따라 동작 모드 및 기준 전력을 결정할 수 있다. 또한, 제어부(2330)는 결정된 기준 전력에 기초하여 PWM 신호를 생성하여 스위치를 포함하는 브릿지 회로부(2320)에 제공할 수 있다. 다른 예에 관한 구체적인 설명은 후술한다. The control unit 2330 can control the bridge circuit unit 2320. For example, the control unit 2330 may generate a PWM signal based on the control signal provided from the charge control unit 300 and provide the generated PWM signal to the bridge circuit unit 2320 including the switch. As another example, the control unit 2330 may determine the operating mode and the reference power according to the magnitude of the voltage provided in the DC link capacitor 90. [ Further, the control unit 2330 may generate a PWM signal based on the determined reference power and provide it to the bridge circuit unit 2320 including the switch. A specific description of another example will be described later.

과전류 보호 회로부(2310)는 에너지 저장 시스템(20) 내부로 유입되거나 외부로 유출되는 EOS 또는 과전류를 방지할 수 있다. 과전류 보호 회로부(2310)는 직류 링크 캐패시터(90)가 연결된 제1 단(Na)과 브릿지 회로부(2320) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 과전류 보호 회로부(2310)는 차단기(Circuit Breaker)를 포함할 수 있다. 이 경우, 과전류 보호 회로부(2310)는 에너지 저장 시스템(20) 내부로 EOS 또는 과전류가 유입되면 제1 단(Na)과 브릿지 회로부(2320) 사이를 오픈(open)시킬 수 있다. 이에, 과전류 보호 회로부(2310)는 에너지 저장 시스템(20)과 외부의 전류의 입출력을 차단할 수 있다.The overcurrent protection circuit portion 2310 can prevent EOS or overcurrent flowing into the energy storage system 20 or flowing out to the outside. The overcurrent protection circuit portion 2310 may be disposed between the first stage Na connected to the DC link capacitor 90 and the bridge circuit portion 2320. In addition, the overcurrent protection circuit portion 2310 may include a circuit breaker. In this case, the overcurrent protection circuit portion 2310 may open between the first stage Na and the bridge circuit portion 2320 when EOS or an overcurrent flows into the energy storage system 20. Therefore, the overcurrent protection circuit portion 2310 can block the input / output of the current to / from the energy storage system 20.

브릿지 회로부(2320)는 과전류 보호 회로부(2310)와 직류 안정화 회로부(2340) 사이에 배치되어 각 구성과 전기적으로 연결될 수 있다. 브릿지 회로부(2320)는 스텝 다운 모드에서 과전류 보호 회로부(2310)에서 입력된 직류 전력의 직류 전압을 전압 강하 시켜 직류 안정화 회로부(2340)로 출력할 수 있다. 또한, 브릿지 회로부(2320)는 스텝 업 모드에서 직류 안정화 회로부(2340)에서 입력된 직류 전력의 직류 전압을 전압 상승시켜 과전류 보호 회로부(2310)에 출력할 수 있다. 브릿지 회로부(2320)는 하나 이상의 스위치를 포함할 수 있다. 일 예로, 브릿지 회로부(2320)는 도 4의 절연형 풀 브릿지 회로 일 수 있다. 다른 예로, 브릿지 회로부(2320)는 도 7의 비절연형 풀 브릿지 회로일 수 있다. 이에 제한 되는 것은 아니고 브릿지 회로부(2320)는 하프 브릿지 회로로 구성될 수 있다. 브릿지 회로부(2320)는 제어부(2330)의 PWM 신호에 기초하여 동작할 수 있다.The bridge circuit unit 2320 may be disposed between the overcurrent protection circuit unit 2310 and the DC stabilization circuit unit 2340 and may be electrically connected to each configuration. The bridge circuit portion 2320 can drop the DC voltage of the DC power input from the overcurrent protection circuit portion 2310 in the step down mode and output it to the DC stabilization circuit portion 2340. Further, the bridge circuit portion 2320 can output the DC voltage of the DC power inputted from the DC stabilization circuit portion 2340 in the step-up mode to the overcurrent protection circuit portion 2310 by increasing the voltage. The bridge circuit portion 2320 may include one or more switches. In one example, the bridge circuit portion 2320 may be an isolated full bridge circuit of FIG. As another example, the bridge circuit portion 2320 may be the non-isolated full bridge circuit of FIG. The present invention is not limited thereto and the bridge circuit portion 2320 may be configured as a half bridge circuit. The bridge circuit portion 2320 can operate based on the PWM signal of the control portion 2330. [

직류 안정화 회로부(2340)는 브릿지 회로부(2320)의 스텝 업 모드에서 직류 전압 상승, 스텝 다운 모드에서 직류 전압 강하가 되도록 동작할 수 있다. 또한, 직류 안정화 회로부(2340)는 LC 필터 일 수 있다. 직류 안정화 회로부(2340)는 제2 단(Nb)에 연결될 수 있다. The DC stabilization circuit unit 2340 can operate such that the DC voltage rises in the step-up mode of the bridge circuit unit 2320 and the DC voltage falls in the step-down mode. In addition, the DC stabilization circuit portion 2340 may be an LC filter. The DC stabilization circuit portion 2340 may be connected to the second stage Nb.

센싱부(2350)는 제1 단(Na)의 전압을 센싱하여 제어부(2330)에 제공할 수 있다. 제1 단(Na)의 전압은 직류 링크 캐패시터(90)가 제공하는 직류 전압일 수 있다. 또한, 센싱부(2350)는 제어부(2330)에 의해 제어 될 수 있다.The sensing unit 2350 may sense the voltage of the first stage Na and provide the sensed voltage to the control unit 2330. [ The voltage of the first stage (Na) may be the DC voltage provided by the DC link capacitor (90). Also, the sensing unit 2350 can be controlled by the control unit 2330.

따라서, 또 다른 실시예는 배터리의 충전 또는 방전의 동작 모드를 신속하게 결정할 수 있다. 또한, 또 다른 실시예는 배터리 충전 또는 방전시 드룹 제어를 위해 별도의 통신선 및 통신부가 필요 없다. 또한, 또 다른 실시예는 배터리 충전 또는 방전시 신속한 드룹 제어가 가능하다.Therefore, another embodiment can quickly determine the operation mode of the charging or discharging of the battery. Further, another embodiment does not require a separate communication line and a communication unit for controlling the droop in charging or discharging the battery. Still another embodiment is capable of rapid droop control upon battery charging or discharging.

도 24는 도 23의 제어부을 설명하기 위한 도면이고, 도 25는 도 23의 에너지 저장 시스템의 드룹 제어 커브를 설명하기 위한 도면이고, 도 26은 도 24의 기준 전류 결정부를 설명하기 위한 도면이고, 도 27은 도 24의 전류 제어부를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 24 is a view for explaining the control unit of FIG. 23, FIG. 25 is a diagram for explaining a droop control curve of the energy storage system of FIG. 23, FIG. 26 is a view for explaining the reference current determination unit of FIG. 24, 27 is a view for explaining the current control unit of Fig.

도 24를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 직류/직류 컨버터(2300)의 제어부(2330)는 기준 전력 결정부(2331)를 포함할 수 있다. 기준 전력 결정부(2331)는 동작 모드 및 기준 전력을 결정할 수 있다. Referring to FIG. 24, the control unit 2330 of the DC / DC converter 2300 according to another embodiment may include a reference power determination unit 2331. The reference power determination unit 2331 can determine the operation mode and the reference power.

일 예로, 기준 전력 결정부(2331)는 제1 단의 전압의 크기에 따라 동작 모드 및 기준 전력을 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 25를 참조하면, 기준 전력 결정부(2331)는 제1 단의 전압에 따른 드룹 제어 커브에 기초하여 동작 모드 및 기준 전력을 결정할 수 있다. 동작 모드의 경우, 기준 전력 결정부(2331)는 제1 단의 전압(Vdc)이 제1 전압(V1) 이상이면 충전 모드로 결정할 수 있다. 기준 전력 결정부(2331)는 제1 단의 전압(Vdc)이 제1 전압(V1)보다 작고 제2 전압(V2)보다 크면 대기 모드로 결정할 수 있다. 기준 전력 결정부(2331)는 제1 단의 전압(Vdc)이 제2 전압(V2) 이하이면 방전 모드로 결정할 수 있다. 제1 전압(V1) 및 제2 전압(V2)은 기 설정된 전압일 수 있고, 이에 제한되는 것은 아니며 제1 전압(V1) 및 제2 전압(V2)은 외부 통신을 이용하거나 사용자에 의해 직접 설정될 수 있다. 제1 전압(V1)은 제2 전압(V2)보다 클 수 있다. 기준 전력의 경우, 기준 전력 결정부(2331)는 동작 모드가 충전 모드이면 제1 단의 전압(Vdc)에 제1 전압(V1)을 뺀 후 충전 전력 기울기(Sc)를 곱하여 기준 전력을 산출 할 수 있다. 기준 전력 결정부(2331)는 동작 모드가 방전 모드이면 제2 전압(V2)에 제1 단의 전압(Vdc)을 뺀 후 방전 전력 기울기(Sd)를 곱하여 기준 전력을 산출 할 수 있다. 충전 전력 기울(Sc)와 방전 전력 기울기(Sd)는 기 설정된 값일 수 있고, 이에 제한되는 것은 아니며 외부 통신을 이용하거나 사용자에 의해 직접 설정될 수 있다. 충전 전력 기울기(Sc)와 방전 전력 기울기(Sd)는 서로 상이할 수 있고, 이에 제한되는 것은 아니며 서로 동일할 수 있다. 또한, 드룹 제어 커브는 최대 전력을 포함하여 기준 전력이 최대 전력으로 제한될 수 있다. 구체적으로, 최대 전력은 최대 충전 전력(PCMax)와 최대 방전 전력(PDMax)를 포함할 수 있다. 최대 충전 전력(PCMax)은 동작 모드가 충전 모드에서 기준 전력이 최대가 될 수 있는 전력 값일 수 있다. 최대 방전 전력(PDMax)은 동작 모드가 방전 모드에서 기준 전력이 최대가 될 수 있는 전력 값일 수 있다.For example, the reference power determination unit 2331 can determine the operation mode and the reference power according to the magnitude of the voltage of the first stage. More specifically, referring to FIG. 25, the reference power determination unit 2331 can determine the operation mode and the reference power based on the droop control curve according to the voltage of the first stage. In the operation mode, the reference power determination unit 2331 can determine the charging mode if the voltage Vdc of the first stage is equal to or higher than the first voltage V1. The reference power determination unit 2331 can determine the standby mode if the voltage Vdc of the first stage is smaller than the first voltage V1 and is greater than the second voltage V2. The reference power determination unit 2331 can determine the discharge mode if the voltage Vdc of the first stage is equal to or less than the second voltage V2. The first voltage V1 and the second voltage V2 may be a predetermined voltage and the first voltage V1 and the second voltage V2 may be set by using an external communication or directly by a user . The first voltage V1 may be greater than the second voltage V2. In the case of the reference power, the reference power determination unit 2331 subtracts the first voltage V1 from the voltage Vdc of the first stage in the operation mode, and then calculates the reference power by multiplying the charge power gradient Sc by . The reference power determination unit 2331 may calculate the reference power by subtracting the voltage Vdc of the first stage from the second voltage V2 and multiplying the discharge power slope Sd by the reference voltage Sd when the operation mode is the discharge mode. The charge power slope Sc and the discharge power slope Sd may be predetermined values, but are not limited thereto, and may be set by an external communication or directly by a user. The charge power slope Sc and the discharge power slope Sd may be different from each other, but are not limited thereto and may be equal to each other. In addition, the droop control curve may limit the reference power to maximum power, including maximum power. Specifically, the maximum power may include a maximum charging power PCMax and a maximum discharge power PDMax. The maximum charge power PCMax may be a power value at which the reference power can be the maximum in the operation mode of the charge mode. The maximum discharge power PDMax may be a power value at which the reference power can be maximized in the operation mode in the discharge mode.

다른 예로, 기준 전력 결정부(2331)는 배터리 전압 상태에 따라 동작 모드를 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 기준 전력 결정부(2331)는 배터리 전압이 소정의 전압 이상이면 충전 모드로 동작할 수 있다.As another example, the reference power determination unit 2331 can determine the operation mode according to the battery voltage state. More specifically, the reference power determination unit 2331 can operate in the charge mode if the battery voltage is equal to or higher than a predetermined voltage.

또 다른 예로, 기준 전력 결정부(2331)는 사용자의 제어에 따라 동작 모드 및 기준 전력을 결정할 수 있다. 이 경우, 사용자는 직접 또는 통신을 이용하여 동작 모드 및 기준 전력을 결정할 수 있다. As another example, the reference power determination unit 2331 may determine the operation mode and the reference power according to the user's control. In this case, the user can determine the operation mode and the reference power directly or via communication.

또한, 기준 전력 결정부(2331)는 일 예, 다른 예 및 또 다른 예 중 어느 하나의 예를 선택하여 동작 모드 및 기준 전력을 결정할 수 있다.Also, the reference power determination unit 2331 can determine an operation mode and a reference power by selecting one of the examples, another example, and another example.

또 다른 실시예에 따른 직류/직류 컨버터(2300)의 제어부(2330)는 기준 전류 결정부(2332)를 포함할 수 있다. 기준 전류 결정부(2332)는 기준 전력 결정부(2331)에서 결정된 동작 모드 및 기준 전력에 기초하여 기준 전류를 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 26을 참조하면, 충전 모드(a)의 경우, 기준 전류 결정부(2332)는 제1 기준 전류 선택부(2604)를 포함할 수 있다. 제1 기준 전류 선택부(2604)는 기준 전력 결정부(2331)에서 결정된 제1 단의 전압의 크기에 따라 드룹 커브를 이용하여 결정된 기준 전류(I_CCR), 사용자의 설정에 따라 결정된 기준 전류(I_MCR) 및 배터리 전압 상태에 따라 결정된 기준 전류(I_BR) 중 어느 하나의 기준 전류를 스위칭 신호인 PWM 신호를 생성하기 위한 기준 전류(I_CR)로 선택 할 수 있다. 또한, 충전 모드(a)의 경우, 기준 전류 결정부(2332)는 제1 전류 추출부(2601)를 포함할 수 있다. 제1 전류 추출부(2601)는 기준 전력 결정부(2331)에서 결정된 제1 단의 전압의 크기에 따라 드룹 커브를 이용하여 결정된 기준 전력(P_CCR)을 배터리 전압(V_B)으로 나누어 기준 전류(I_CCR)을 추출할 수 있다. 또한, 충전 모드(a)의 경우, 기준 전류 결정부(2332)는 제1 비교부(2602)와 PI 전압제어기(2603)을 포함할 수 있다. 제1 비교부(2602)는 기 설정된 배터리 기준 전압(V_BR)과 현재 배터리 전압(V_B)을 비교하여 배터리 전압 차이 값(V_Bd)를 PI 전압제어기(2603)에 제공할 수 있다. PI 전압제어기(2603)는 배터리 전압 차이 값(V_Bd)에 기초하여 PI 제어에 따른 기준 전류(I_BR)를 제공할 수 있다. 방전 모드(b)의 경우, 기준 전류 결정부(2332)는 제2 기준 전류 선택부(2604)를 포함할 수 있다. 제2 기준 전류 선택부(2604)는 기준 전력 결정부(2331)에서 결정된 제1 단의 전압의 크기에 따라 드룹 커브를 이용하여 결정된 기준 전류(I_CDR) 및 사용자의 설정에 따라 결정된 기준 전류(I_MDR) 중 어느 하나의 기준 전류를 스위칭 신호인 PWM 신호를 생성하기 위한 기준 전류(I_DR)로 선택 할 수 있다. 또한, 방전 모드(b)의 경우, 기준 전류 결정부(2332)는 제2 전류 추출부(2605)를 포함할 수 있다. 제2 전류 추출부(2605)는 기준 전력 결정부(2331)에서 결정된 제1 단의 전압의 크기에 따라 드룹 커브를 이용하여 결정된 기준 전력(P_CDR)을 제1 단의 전압(V_L)으로 나누어 기준 전류(I_CDR)을 추출할 수 있다.The controller 2330 of the DC / DC converter 2300 according to another embodiment may include a reference current determiner 2332. The reference current determination unit 2332 can determine the reference current based on the operation mode and the reference power determined by the reference power determination unit 2331. [ More specifically, referring to FIG. 26, in the charging mode (a), the reference current determination unit 2332 may include a first reference current selection unit 2604. The first reference current selection unit 2604 selects the reference current I_CCR determined using the droop curve according to the magnitude of the first stage voltage determined by the reference power determination unit 2331, And the reference current I_BR determined according to the battery voltage state as the reference current I_CR for generating the PWM signal as the switching signal. In the case of the charging mode (a), the reference current determination unit 2332 may include a first current extraction unit 2601. The first current extractor 2601 divides the reference power P_CCR determined using the droop curve according to the magnitude of the voltage of the first stage determined by the reference power determiner 2331 by the battery voltage V_B to obtain a reference current I_CCR Can be extracted. Also, in the charging mode (a), the reference current determination unit 2332 may include a first comparison unit 2602 and a PI voltage controller 2603. The first comparing unit 2602 may compare the battery voltage V_B with a preset battery reference voltage V_BR and provide the battery voltage difference value V_Bd to the PI voltage controller 2603. [ The PI voltage controller 2603 can provide the reference current I_BR according to the PI control based on the battery voltage difference value V_Bd. In the discharge mode (b), the reference current determination unit 2332 may include a second reference current selection unit 2604. The second reference current selection unit 2604 selects the reference current I_CDR determined using the droop curve and the reference current I_MDR determined according to the user's setting according to the magnitude of the voltage of the first stage determined by the reference power determination unit 2331, ) Can be selected as the reference current (I_DR) for generating the PWM signal, which is the switching signal. In the discharge mode (b), the reference current determination unit 2332 may include a second current extraction unit 2605. The second current extraction unit 2605 divides the reference power P_CDR determined using the droop curve according to the magnitude of the voltage of the first stage determined by the reference power determination unit 2331 by the voltage V_L of the first stage, The current I_CDR can be extracted.

또 다른 실시예에 따른 직류/직류 컨버터(2300)의 제어부(2330)는 제한 전력 결정부(2333)를 포함할 수 있다. 제한 전력 결정부(2333)는 기준 전력이 소정의 전력을 초과하지 않도록 기준 전력을 제한 할 수 있다. 보다 구체적으로, 제한 전력 결정부(2333)는 결정된 기준 전력이 설정된 최대 전력보다 크면 최대 전력이 기준 전력으로 전류 제어부(2334)에 제공되도록 할 수 있다. 또한, 제한 전력 결정부(2333)는 결정된 기준 전력이 인버터(30)에 따른 인버터 제한 전력보다 크면 인버터 제한 전력이 기준 전력으로 전류 제어부(2334)에 제공되도록 할 수 있다. 또한, 제한 전력 결정부(2333)는 결정된 기준 전력이 배터리(200)에 따른 배터리 제한 전력보다 크면 배터리 제한 전력이 기준 전력으로 전류 제어부(2334)에 제공되도록 할 수 있다.The control unit 2330 of the DC / DC converter 2300 according to another embodiment may include a limited power determination unit 2333. The limiting power determination unit 2333 may limit the reference power such that the reference power does not exceed the predetermined power. More specifically, the limiting power determination unit 2333 may cause the maximum power to be provided to the current control unit 2334 as the reference power if the determined reference power is greater than the set maximum power. The limiting power determination unit 2333 can also cause the inverter limit power to be provided to the current control unit 2334 as the reference power if the determined reference power is greater than the inverter limit power according to the inverter 30. [ If the determined reference power is greater than the battery limitation power according to the battery 200, the limited power determination unit 2333 may provide the battery limited power to the current control unit 2334 with the reference power.

또 다른 실시예에 따른 직류/직류 컨버터(2300)의 제어부(2330)는 전류 제어부(2334)를 포함할 수 있다. 전류 제어부(2334)는 결정된 기준 전류에 기초하여 스위칭 신호인 PWM 신호를 생성할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 27를 참조하면, 충전 모드(a)의 경우, 전류 제어부(2334)는 제2 비교부(2701), 제1 PI 전류제어기(2702), 제1 PWM 변환부(2703)를 포함할 수 있다. 제2 비교부(2701)은 기준 전류(I_CR)와 배터리(200)에 입력되는 배터리 전류(I_B)을 비교하여 기준 전류 차이 값(I_CRD)를 제1 PI 전류제어기(2702)에 제공할 수 있다. 제1 PI 전류제어기(2702)는 기준 전류 차이 값(I_CRD)에 기초하여 PI 제어에 따른 충전 제어전류(I_CC)를 제1 PWM 변환부(2703)에 제공할 할 수 있다. 제1 PWM 변환부(2703)는 충전 제어전류(I_CC)에 기초하여 스위칭 신호인 PWM 신호를 브릿지 회로부(2320)에 제공할 수 있다. 방전 모드(b)의 경우, 전류 제어부(2334)는 제3 비교부(2704), 제2 PI 전류제어기(2705), 제2 PWM 변환부(2706)를 포함할 수 있다. 제3 비교부(2704)은 기준 전류(I_DR)와 배터리(200)에 입력되는 제1 단(Na)의 전류(I_L)를 비교하여 기준 전류 차이 값(I_DRD)를 제2 PI 전류제어기(2705)에 제공할 수 있다. 제2 PI 전류제어기(2705)는 기준 전류 차이 값(I_DRD)에 기초하여 PI 제어에 따른 방전 제어전류(I_DC)를 제2 PWM 변환부(2706)에 제공할 할 수 있다. 제2 PWM 변환부(2706)는 방전 제어전류(I_DC)에 기초하여 스위칭 신호인 PWM 신호를 브릿지 회로부(2320)에 제공할 수 있다.The control unit 2330 of the DC / DC converter 2300 according to another embodiment may include a current control unit 2334. The current control section 2334 can generate the PWM signal which is the switching signal based on the determined reference current. 27, in the charging mode (a), the current controller 2334 includes a second comparator 2701, a first PI current controller 2702, and a first PWM converter 2703 . The second comparator 2701 may compare the reference current I_CR with the battery current I_B input to the battery 200 and provide the reference current difference value I_CRD to the first PI current controller 2702 . The first PI current controller 2702 may provide the first PWM converter 2703 with the charge control current I_CC according to the PI control based on the reference current difference value I_CRD. The first PWM converter 2703 can provide the PWM signal as a switching signal to the bridge circuit unit 2320 based on the charge control current I_CC. In the discharge mode (b), the current controller 2334 may include a third comparator 2704, a second PI current controller 2705, and a second PWM converter 2706. The third comparator 2704 compares the reference current I_DR with the current I_L of the first stage Na input to the battery 200 and outputs the reference current difference value I_DRD to the second PI current controller 2705 ). The second PI current controller 2705 may provide the second PWM converter 2706 with the discharge control current I_DC according to the PI control based on the reference current difference value I_DRD. The second PWM converter 2706 can provide the PWM signal as a switching signal to the bridge circuit unit 2320 based on the discharge control current I_DC.

도 28은 도 23의 에너지 저장 시스템의 전력 변환 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 28 is a diagram for explaining a power conversion method of the energy storage system of FIG. 23. FIG.

도 28을 참조하면, 에너지 저장 시스템의 전력 변환 방법은, 제1 단의 전압을 센싱하는 단계(S2810)을 포함할 수 있다. 제1 단은 직류/직류 컨버터와 직류 링크 캐패시터가 연결된 노드를 지칭할 수 있다. 제1 단의 전압을 센싱하는 방법은 도 23의 설명을 따를 수 있다.Referring to FIG. 28, the power conversion method of the energy storage system may include sensing the voltage of the first stage (S2810). The first stage may refer to a node to which a DC / DC converter and a DC link capacitor are connected. The method of sensing the voltage of the first stage may follow the description of Fig.

에너지 저장 시스템의 전력 변환 방법은, 제1 단의 전압의 크기에 따라 동작 모드를 선택하는 단계(S2820)을 포함할 수 있다. 동작 모드는 충전 모드 대기 모드, 방전 모드 중 어느 하나의 모드일 수 있다. S2820에 대한 자세한 설명은 도 29에 따른다.The power conversion method of the energy storage system may include a step S2820 of selecting the operation mode according to the magnitude of the voltage of the first stage. The operation mode may be any one of a charge mode standby mode and a discharge mode. A detailed description of S2820 is given in Fig.

에너지 저장 시스템의 전력 변환 방법은, 제1 단의 전압의 크기에 따라 기준 전력을 결정하는 단계(S2830)을 포함할 수 있다. 제1 단의 전압의 크기에 따라 기준 전력을 결정하는 방법은 도 23 내지 도 27의 설명 및 도 30의 설명을 따를 수 있다.The power conversion method of the energy storage system may include a step S2830 of determining the reference power according to the magnitude of the voltage of the first stage. The method of determining the reference power according to the magnitude of the voltage of the first stage may follow the description of Figs. 23 to 27 and the description of Fig.

에너지 저장 시스템의 전력 변환 방법은, 결정된 기준 전력에 기초하여 스위칭 신호를 생성하는 단계(S2840)을 포함할 수 있다. 스위칭 신호는 충전 모드 또는 방전 모드로 동작 하는 브릿지 회로부의 스위치 동작을 제어할 수 있다. 결정된 기준 전력에 기초하여 스위칭 신호를 생성하는 방법은 도 23 내지 도 27의 설명을 따를 수 있다.The power conversion method of the energy storage system may include generating a switching signal based on the determined reference power (S2840). The switching signal can control the switching operation of the bridge circuit portion operating in the charging mode or the discharging mode. The method of generating the switching signal based on the determined reference power may follow the description of Figs. 23-27.

도 29는 도 28의 동작 모드를 선택하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 29 is a diagram for explaining a method of selecting the operation mode of FIG. 28; FIG.

도 29를 참조하면, 동작 모드를 선택하는 방법은, 제1 단의 전압이 제1 전압 이상인지 판단하는 단계(S2821)을 포함할 수 있다. 제1 단의 전압이 제1 전압 이상이면 충전 모드를 선택하는 단계(S2822)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 29, a method of selecting an operation mode may include determining whether a voltage of the first stage is higher than a first voltage (S2821). And selecting the charging mode when the voltage of the first stage is higher than the first voltage (S2822).

동작 모드를 선택하는 방법은, 제1 단의 전압이 제1 전압 이상이 아니면 제1 단의 전압이 제2 전압 이항인지 판단하는 단계(S2823)을 포함할 수 있다. 제2 단의 전압이 제2 전압 이하이면 방전 모드를 선택하는 단계(S2824)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 단의 전압이 제2 전압 이하가 아니면 S2821로 회귀 할 수 있다.The method of selecting the operation mode may include determining whether the voltage of the first stage is a second voltage transition if the voltage of the first stage is not equal to or higher than the first voltage (S2823). And selecting the discharge mode if the voltage of the second stage is not higher than the second voltage (S2824). If the voltage of the second stage is not equal to or lower than the second voltage, the process may return to S2821.

도 30은 도 28의 기준 전력을 결정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 30 is a diagram for explaining a method of determining the reference power in FIG.

도 30을 참조하면, 기준 전력을 결정하는 방법은, 제1 단의 전압을 이용한 제1 기준 전력을 산출하는 단계(S2831)을 포함할 수 있다. 제1 단의 전압을 이용한 제1 기준 전력을 산출하는 방법은 도 23 내지 도 25의 설명을 따를 수 있다.Referring to FIG. 30, a method of determining the reference power may include calculating a first reference power using a voltage of the first stage (S2831). The method of calculating the first reference power using the voltage of the first stage may follow the description of FIG. 23 to FIG.

기준 전력을 결정하는 방법은, 제1 기준 전력이 최대 전력을 초과하였는지 판단하는 단계(S2832)를 포함할 수 있다. 제1 기준 전력이 최대 전력을 초과하면 기준 전력을 최대 전력으로 결정할 수 있다(S2833).The method of determining the reference power may include determining whether the first reference power exceeds the maximum power (S2832). If the first reference power exceeds the maximum power, the reference power can be determined as the maximum power (S2833).

기준 전력을 결정하는 방법은, 제1 기준 전력이 최대 전력을 초과하지 않으면 제1 기준 전력이 인버터 제한 전력을 초과하였는지 판단하는 단계(S2834)를 포함할 수 있다. 제1 기준 전력이 인버터 제한 전력을 초과하면 기준 전력을 인버터 제한 전력으로 결정할 수 있다(S2835).The method of determining the reference power may include determining whether the first reference power exceeds the inverter limit power if the first reference power does not exceed the maximum power (S2834). If the first reference power exceeds the inverter limit power, the reference power can be determined as the inverter limit power (S2835).

기준 전력을 결정하는 방법은, 제1 기준 전력이 인버터 제한 전력을 초과하지 않으면 제1 기준 전력이 배터리 제한 전력을 초과하였는지 판단하는 단계(S2836)를 포함할 수 있다. 제1 기준 전력이 배터리 제한 전력을 초과하면 기준 전력을 배터리 제한 전력으로 결정할 수 있다(S2837).The method for determining the reference power may include determining whether the first reference power exceeds the battery limit power if the first reference power does not exceed the inverter limit power (S2836). If the first reference power exceeds the battery limit power, the reference power may be determined as the battery limit power (S2837).

기준 전력을 결정하는 방법은, 제1 기준 전력이 배터리 제한 전력을 초과하지 않으면 기준 전력을 제1 기준 전력으로 결정하는 단계(S2838)을 포함할 수 있다.The method of determining the reference power may include determining (S2838) the reference power as the first reference power if the first reference power does not exceed the battery limit power.

따라서, 실시예는 배터리의 충전 또는 방전의 동작 모드를 신속하게 결정할 수 있다. 또한, 실시예는 배터리 충전 또는 방전시 드룹 제어를 위해 별도의 통신선 및 통신부가 필요 없다. 또한, 실시예는 배터리 충전 또는 방전시 신속한 드룹 제어가 가능하다.본 발명의 일 실시예에 의하면, 전술한 방법은, 프로그램이 기록된 매체에 프로세서가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 프로세서가 읽을 수 있는 매체의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 시스템 등이 있으며, 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.Therefore, the embodiment can quickly determine the operation mode of the charging or discharging of the battery. In addition, the embodiment does not require a separate communication line and a communication unit for controlling charging or discharging of the battery. According to an embodiment of the present invention, the above-described method can be implemented as a code that can be read by a processor on a medium on which a program is recorded. Examples of the medium that can be read by the processor include ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage system, etc. and may be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet) .

상기와 같이 기재된 실시예들은 설명된 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The embodiments described above are not limited to the configurations and methods described above, but the embodiments may be configured by selectively combining all or a part of the embodiments so that various modifications can be made.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention.

Claims (10)

제1 단에 연결되는 과전류 보호 회로부;An overcurrent protection circuit connected to the first end; 제2 단에 연결되는 직류 안정화 회로부;A DC stabilization circuit portion connected to the second stage; 상기 과전류 보호 회로부와 상기 직류 안정화 회로부 사이에 전기적으로 연결되고, 스위치를 포함하는 브릿지 회로부; 및A bridge circuit part electrically connected between the overcurrent protection circuit part and the DC stabilization circuit part and including a switch; And 상기 브릿지 회로부를 제어하는 제어부;를 포함하고,And a control unit for controlling the bridge circuit unit, 상기 제어부는 상기 제1 단의 전압의 크기에 따라 동작 모드 및 기준 전력을 결정하는 직류/직류 컨버터.Wherein the controller determines the operation mode and the reference power according to the magnitude of the voltage of the first stage. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제어부는 상기 결정된 기준 전력에 기초하여 상기 스위치를 제어하는 스위칭 신호를 상기 브릿지 회로에 제공하는 직류/직류 컨버터.Wherein the control unit provides a switching signal to the bridge circuit to control the switch based on the determined reference power. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제1 단에는 직류 링크 캐패시터가 연결되는 직류/직류 컨버터.And a DC link capacitor is connected to the first end of the DC / DC converter. 제1 항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 동작 모드는,The operation mode includes: 상기 제1 단의 전압이 제1 전압 이상이면 충전 모드이고,And a charge mode when the voltage of the first stage is higher than the first voltage, 상기 제1 단의 전압이 상기 제1 전압보다 작고 제2 전압보다 크면 대기 모드이고,A standby mode when the voltage of the first stage is lower than the first voltage and higher than the second voltage, 상기 제1 단의 전압이 상기 제2 전압 이하이면 방전 모드인 직류/직류 컨버터.DC converter according to claim 1 or 2, wherein when the voltage of the first stage is equal to or lower than the second voltage, the DC / DC converter is in a discharge mode. 제4 항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 기준 전력은, The reference power, 상기 동작 모드가 충전 모드이면 상기 제1 단의 전압에 상기 제1 전압을 뺀 후 충전 전력 기울기를 곱하여 산출되고,If the operation mode is the charge mode, subtracting the first voltage from the voltage of the first stage and multiplying the voltage by the charge power slope, 상기 동작 모드가 방전 모드이면 상기 제2 전압에서 상기 제1 단의 전압을 뺀 후 방전 전력 기울기를 곱하여 산출되는 직류/직류 컨버터.And wherein the DC / DC converter is calculated by subtracting the voltage of the first stage from the second voltage and then multiplying by the discharge power slope if the operation mode is the discharge mode. 제2 항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 제어부는, Wherein, 상기 결정된 기준 전력이 설정된 최대 전력보다 크면 상기 최대 전력에 기초하여 상기 스위칭 신호를 생성하고,Generating the switching signal based on the maximum power if the determined reference power is greater than the set maximum power, 상기 결정된 기준 전력이 인버터 제한 전력보다 크면 상기 인버터 제한 전력에 기초하여 상기 스위칭 신호를 생성하고,Generating the switching signal based on the inverter limit power if the determined reference power is greater than the inverter limit power, 상기 결정된 기준 전력이 배터리 제한 전력보다 크면 상기 배터리 제한 전력에 기초하여 상기 스위칭 신호를 생성하는 직류/직류 컨버터.And the switching signal is generated based on the battery limit power when the determined reference power is greater than the battery limit power. 제1 단의 전압을 센싱하는 단계;Sensing a voltage of the first stage; 상기 제1 단의 전압의 크기에 따라 동작 모드를 선택하는 단계;Selecting an operation mode according to the magnitude of the voltage of the first stage; 상기 제1 단의 전압의 크기에 따라 기준 전력을 결정하는 단계; 및Determining a reference power according to the magnitude of the voltage of the first stage; And 상기 결정된 기준 전력에 기초하여 스위칭 신호를 생성하는 단계;를 포함하고,And generating a switching signal based on the determined reference power, 상기 스위칭 신호는,Wherein the switching signal comprises: 상기 결정된 기준 전력에 기초하여 브릿지 회로를 구성하는 스위치를 제어하기 위한 신호이며,A signal for controlling a switch constituting a bridge circuit based on the determined reference power, 상기 제1 단의 전압은,Wherein the voltage of the first stage 상기 제1 단에 직류 링크 캐패시터의 전압인The voltage of the DC link capacitor 전력 변환 방법.Power conversion method. 제 7항에 있어서,8. The method of claim 7, 상기 동작 모드는, The operation mode includes: 상기 제1 단의 전압이 제1 전압 이상이면 충전 모드이고,And a charge mode when the voltage of the first stage is higher than the first voltage, 상기 제1 단의 전압이 상기 제1 전압보다 작고 제2 전압보다 크면 대기 모드이고,A standby mode when the voltage of the first stage is lower than the first voltage and higher than the second voltage, 상기 제1 단의 전압이 상기 제2 전압 이하이면 방전 모드인If the voltage of the first stage is equal to or lower than the second voltage, 전력 변환 방법.Power conversion method. 제 8항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 기준 전력은, The reference power, 상기 동작 모드가 충전 모드이면 상기 제1 단의 전압에 상기 제1 전압을 뺀 후 충전 전력 기울기를 곱하여 산출되고,If the operation mode is the charge mode, subtracting the first voltage from the voltage of the first stage and multiplying the voltage by the charge power slope, 상기 동작 모드가 방전 모드이면 상기 제2 전압에서 상기 제1 단의 전압을 뺀 후 방전 전력 기울기를 곱하여 산출되는 And subtracting the voltage of the first stage from the second voltage when the operation mode is the discharge mode and multiplying the voltage by the discharge power gradient 전력 변환 방법.Power conversion method. 제7 항에 있어서,8. The method of claim 7, 상기 스위칭 신호를 생성하는 단계는,Wherein the step of generating the switching signal comprises: 상기 결정된 기준 전력이 설정된 최대 전력보다 크면 상기 최대 전력에 기초하여 상기 스위칭 신호를 생성하고,Generating the switching signal based on the maximum power if the determined reference power is greater than the set maximum power, 상기 결정된 기준 전력이 인버터 제한 전력보다 크면 상기 인버터 제한 전력에 기초하여 상기 스위칭 신호를 생성하고,Generating the switching signal based on the inverter limit power if the determined reference power is greater than the inverter limit power, 상기 결정된 기준 전력이 배터리 제한 전력보다 크면 상기 배터리 제한 전력에 기초하여 상기 스위칭 신호를 생성하는 단계를 포함하는Generating the switching signal based on the battery limiting power if the determined reference power is greater than the battery limiting power 전력 변환 방법. Power conversion method.
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