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WO2024071591A1 - 통신 이상 상황의 대응을 위한 배터리 제어 장치 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템 - Google Patents

통신 이상 상황의 대응을 위한 배터리 제어 장치 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템 Download PDF

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Publication number
WO2024071591A1
WO2024071591A1 PCT/KR2023/009136 KR2023009136W WO2024071591A1 WO 2024071591 A1 WO2024071591 A1 WO 2024071591A1 KR 2023009136 W KR2023009136 W KR 2023009136W WO 2024071591 A1 WO2024071591 A1 WO 2024071591A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
battery
soc
batteries
status information
command
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/KR2023/009136
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박정석
송영두
황윤성
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020230018655A external-priority patent/KR20240043646A/ko
Application filed by LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Priority to CN202380014134.6A priority Critical patent/CN118140378A/zh
Priority to EP23872717.6A priority patent/EP4415209B1/en
Priority to US18/701,113 priority patent/US20240356347A1/en
Priority to JP2024523496A priority patent/JP7673328B2/ja
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a battery control device and an energy storage system including the same, and more specifically, to a battery control device that can stably operate an energy storage system when a communication abnormality occurs and an energy storage system including the same.
  • Secondary batteries are batteries that can be reused by charging even after discharge, and can be used as an energy source for small devices such as portable phones, tablet PCs, and vacuum cleaners, and as an energy source for medium to large devices such as automobiles and ESS (Energy Storage System) for smart grids. It is also used as a
  • Secondary batteries are applied to the system in the form of an assembly such as a battery module in which multiple battery cells are connected in series or parallel, or a battery pack in which battery modules are connected in series or parallel, depending on the requirements of the system.
  • the integrated control device (or upper control device) of the energy storage system monitors and controls battery assemblies based on battery status information such as SOC (State of Charge) collected from the battery assemblies.
  • SOC State of Charge
  • the integrated control device is unable to receive battery status information from the battery assembly, thereby making control of the energy storage system impossible.
  • the operation of the energy storage system must be stopped for maintenance work on the module with a communication error.
  • the battery assemblies must be fully charged or fully discharged so that all battery assemblies are connected in parallel when they have the same SOC.
  • an appropriate control technology is needed that can stably operate the energy storage system without stopping when a communication abnormality occurs in a specific battery assembly.
  • the purpose of the present invention to solve the above problems is to provide a battery control device that can stably operate the energy storage system without stopping when a communication abnormality occurs in a specific battery assembly.
  • Another purpose of the present invention to solve the above problems is to provide a battery control method using such a battery management device.
  • Another purpose of the present invention to solve the above problems is to provide an energy storage system including such a battery control device.
  • An energy storage system for achieving the above object includes a plurality of BMSs, each provided in correspondence with a plurality of batteries; and a higher level control device that collects status information about the plurality of batteries from the plurality of BMSs and monitors or controls the plurality of batteries based on the collected status information.
  • the upper control device selects the second battery among the plurality of batteries based on the history information of the previously stored batteries. And, the status information of the second battery can be used as the status information of the first battery.
  • the upper control device does not stop the operation of the energy storage system and uses the status information of the second battery as the status information of the first battery.
  • the plurality of batteries can be monitored or controlled.
  • the upper control device receives the status information of the second battery from the second BMS during a period in which the status information of the first battery is not received, and converts the received status information of the second battery to the status of the first battery. Information can be recorded.
  • the upper control device selects a second battery from among the plurality of batteries based on the history information of the previously stored batteries, and The SOC of the second battery can be used as the SOC of the first battery.
  • the upper control device may select the second battery using history information on one or more of the battery's SOC, accumulated charge and discharge amount, and temperature value.
  • the upper control device compares the history information of the first battery with the history information of the remaining batteries excluding the first battery, calculates the similarity with the first battery, and selects the battery with the highest similarity as the second battery. can be decided.
  • the higher-level control device may exclude from comparison those batteries that have a failure history recorded within a preset period of time among the remaining batteries.
  • the higher-level control device may update the battery with lower priority similarity to the second battery.
  • the upper control device checks the most recent SOC of the first battery or the remaining batteries except the first battery, and the confirmed recent SOC is a threshold predefined as an SOC estimation impossible section. You can check whether it is within the SOC range.
  • the higher-level control device may determine the battery with the highest similarity to the history information about the SOC of the first battery as the second battery.
  • the upper control device controls one or more of the cumulative charge/discharge amount and temperature value of the first battery among the 2 or more batteries.
  • the battery with the highest similarity to the history information for can be determined as the second battery.
  • the upper control device selects the battery with the highest similarity with the history information on one or more of the accumulated charge/discharge amount and temperature value of the first battery as the second battery. You can decide.
  • the higher-level control device may determine the battery with the highest similarity to the history information on the accumulated charge and discharge amount of the first battery as the second battery. At this time, when the battery with the highest similarity is 2 or more, the upper control device determines the battery with the highest similarity to the history information about the temperature value of the first battery among the 2 or more batteries as the second battery. You can.
  • a battery control device for achieving the above other object is a battery control device that interfaces with a plurality of BMSs respectively provided to correspond to a plurality of batteries, and includes at least one processor; and a memory storing at least one instruction executed through the at least one processor.
  • the at least one command includes: a command to collect status information about the plurality of batteries from the plurality of BMSs and to monitor or control the plurality of batteries based on the collected status information; When status information of the first battery is not received from the first BMS due to a communication error, a command to select a second battery from a plurality of batteries based on history information of previously stored batteries; And it may include a command to use the status information of the second battery as the status information of the first battery.
  • the command to use the state information of the second battery as the state information of the first battery does not stop the operation of the energy storage system even if the state information of the first battery is not received from the first BMS, and the second battery It may include a command to monitor or control the plurality of batteries by using the state information of the battery as the state information of the first battery.
  • the command to use the status information of the second battery as the status information of the first battery is a command to receive the status information of the second battery from the second BMS during a period in which the status information of the first battery is not received. ; and a command to record the received status information of the second battery as status information of the first battery.
  • the command to select the second battery is to select the second battery among the plurality of batteries based on the history information of the previously stored batteries when the SOC (State of Charge) of the first battery is not received from the first BMS. May contain selection commands.
  • the command to use the status information of the second battery as the status information of the first battery may include a command to use the SOC of the second battery as the SOC of the first battery.
  • the command for selecting the second battery may include a command for selecting the second battery using history information on one or more of the battery's SOC, accumulated charge and discharge amount, and temperature value.
  • the command for selecting the second battery may include a command for calculating a degree of similarity to the first battery by comparing history information of the first battery with history information of batteries other than the first battery; and an instruction for determining the battery with the highest similarity as the second battery.
  • the command for selecting the second battery may include a command to exclude from comparison a battery with a failure history recorded within a preset period among the remaining batteries.
  • the at least one command may further include a command for updating a battery with a lower priority similarity to the second battery if a failure occurs in the second battery after the second battery is selected.
  • the command for selecting the second battery includes, if the SOC of the first battery is not received, a command to check the latest SOC of the first battery or the remaining batteries excluding the first battery; A command to check whether the latest confirmed SOC is within a critical SOC range predefined as an SOC unestimable interval; And when the confirmed latest SOC is outside the threshold SOC range, it may include a command to determine the battery with the highest similarity to the history information about the SOC of the first battery as the second battery.
  • the command for selecting the second battery is, when the battery with the highest similarity to the history information about the SOC of the first battery is 2 or more, the cumulative charge/discharge amount and temperature of the first battery among the 2 or more batteries It may further include an instruction for determining the battery with the highest similarity to the history information for one or more of the values as the second battery.
  • the command for selecting the second battery selects the battery with the highest similarity to the history information on one or more of the accumulated charge/discharge amount and temperature value of the first battery when the confirmed latest SOC is within the threshold SOC range. It may include a command to determine the second battery.
  • the command for selecting the second battery may include a command for determining the battery with the highest similarity to the history information on the accumulated charge and discharge amount of the first battery as the second battery; And when the number of batteries with the highest similarity is 2 or more, a command for determining the battery with the highest similarity to the history information about the temperature value of the first battery among the 2 or more batteries as the second battery. .
  • a battery control method for achieving the above further object is a battery control method by a battery control device that interlocks with a plurality of BMSs provided in correspondence with a plurality of batteries, wherein the plurality of batteries collecting status information about the plurality of batteries from BMSs and monitoring or controlling the plurality of batteries based on the collected status information; When status information of the first battery is not received from the first BMS due to a communication error, selecting a second battery from among a plurality of batteries based on history information of previously stored batteries; And it may include using the state information of the second battery as the state information of the first battery.
  • the step of using the state information of the second battery as the state information of the first battery does not stop the operation of the energy storage system even if the state information of the first battery is not received from the first BMS, and the second battery It may include monitoring or controlling the plurality of batteries by using the state information of the battery as the state information of the first battery.
  • the step of using the state information of the second battery as the state information of the first battery includes receiving the state information of the second battery from the second BMS during a period in which the state information of the first battery is not received. ; and recording the received status information of the second battery as status information of the first battery.
  • the second battery among the plurality of batteries is selected based on the history information of the previously stored batteries. It may include a selection step.
  • using the state information of the second battery as the state information of the first battery may include using the SOC of the second battery as the SOC of the first battery.
  • Selecting the second battery may include selecting the second battery using history information on one or more of the battery's SOC, accumulated charge and discharge amount, and temperature value.
  • the step of selecting the second battery includes comparing history information of the first battery with history information of batteries other than the first battery, and calculating a degree of similarity to the first battery; and determining the battery with the highest similarity as the second battery.
  • the step of selecting the second battery may include excluding from comparison a battery that has a failure history recorded within a preset period of time among the remaining batteries.
  • the battery control method may further include the step of updating a battery with a lower priority similarity to the second battery if a failure occurs in the second battery after the second battery is selected.
  • the step of selecting the second battery includes, if the SOC of the first battery is not received, checking the latest SOC of the first battery or the remaining batteries except the first battery; Checking whether the confirmed recent SOC is within a critical SOC range predefined as an SOC unestimable section; And when the confirmed latest SOC is outside the threshold SOC range, it may include determining a battery with the highest similarity to history information about the SOC of the first battery as the second battery.
  • the method may further include determining the battery with the highest similarity to the history information for one or more of the values as the second battery.
  • the step of selecting the second battery if the confirmed recent SOC is within the threshold SOC range, the battery with the highest similarity to the history information on one or more of the accumulated charge/discharge amount and temperature value of the first battery is selected. It may include determining a second battery.
  • the step of selecting the second battery includes determining the battery with the highest similarity to the history information on the accumulated charge and discharge amount of the first battery as the second battery; And when the battery with the highest similarity is 2 or more, determining the battery with the highest similarity to the history information about the temperature value of the first battery among the 2 or more batteries as the second battery. .
  • the energy storage system can be stably operated without stopping.
  • FIG. 1 is a block diagram of a general energy storage system.
  • Figure 2 shows the charging characteristic curve of the LFP battery.
  • Figure 3 is an operation flowchart of a general operating method of an energy storage system when a communication error occurs.
  • FIG. 4 is a block diagram of an energy storage system according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is an operation flowchart of a battery control method of a battery control device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is an operation flowchart of a reference battery selection method according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a reference table for explaining a reference battery selection method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram of a battery control device according to an embodiment of the present invention.
  • first, second, A, B, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
  • a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention.
  • the term “and/or” includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.
  • a battery cell is the smallest unit that stores power, and a battery module refers to an assembly of multiple battery cells electrically connected.
  • a battery rack refers to a system with a minimal single structure that can be monitored and controlled through a BMS (Battery Management System) by connecting module units set by the battery manufacturer in series/parallel. It consists of multiple battery modules and one BPU or It may be configured to include a protective device.
  • BMS Battery Management System
  • a battery bank may refer to a group of large-scale battery rack systems consisting of connecting multiple racks in parallel. Monitoring and control of the rack BMS (RBMS) at the battery rack level can be performed through the BMS at the battery bank level.
  • RBMS rack BMS
  • a battery assembly refers to an assembly that includes a plurality of electrically connected battery cells and is applied to a specific system or device to function as a power source.
  • the battery assembly may mean a battery module, battery pack, battery rack, or battery bank, but the scope of the present invention is not limited to these entities.
  • BSC Battery System Controller
  • Battery System Controller is a device that performs top-level control of the battery system, including the battery system at the battery bank level, and is also used as a control device in battery systems with multiple bank level structures.
  • SOC State of Charge; Charging Rate
  • SOH State of Health; Remaining Rate
  • FIG. 1 is a block diagram of a general energy storage system.
  • the smallest unit of a battery that stores power in an energy storage system is usually a battery cell.
  • a series/parallel combination of battery cells forms a battery module, and multiple battery packs can form a battery rack.
  • a battery rack can be the smallest unit of a battery system by combining battery packs in series/parallel.
  • the battery pack may be referred to as a battery module depending on the device or system in which the battery is used.
  • one battery rack 10 may include a plurality of battery modules and one BPU or protection device.
  • Battery racks can be monitored and controlled through RBMS (Rack BMS).
  • RBMS can monitor the current, voltage, and temperature of each battery rack it oversees, calculate the SOC of the battery based on the monitoring results, and control charging and discharging.
  • the BPU Battery Protection Unit
  • the BPU may include a main contactor (MC), fuse, circuit breaker (CB), or disconnect switch (DS).
  • the BPU can control the battery system on a rack basis by controlling the main contactor on/off according to the control of the RBMS.
  • the BPU can also protect the battery from short-circuit current using a fuse in the event of a short circuit. In this way, existing battery systems can be controlled through protection devices such as BPU and switchgear.
  • a BSC 20 is installed in each battery section including a plurality of batteries and peripheral circuits and devices to monitor and control control objects such as voltage, current, temperature, and circuit breakers.
  • the BSC is the top control device of a battery system including a bank-level battery system including a plurality of battery racks, and is also used as a control device in a battery system with multiple bank-level structures.
  • the Power Conversion System (PCS) 40 installed in each battery section is a device that performs actual charging and discharging based on charging/discharging commands from the EMS 30, and is a power conversion unit (DC/AC inverter) ) and a controller. Meanwhile, the output of each BPU may be connected to a power generation device (e.g., a solar power generation device) and the PCS 40 through a DC bus, and the PCS 40 may be connected to the grid.
  • EMS Electronicgy Management System
  • PMS Power Management System
  • Figure 2 shows the charging characteristic curve of the LFP battery.
  • Carbon materials are mainly used as negative electrode active materials for lithium secondary batteries, and lithium-containing cobalt oxide (LiCoO2) is mainly used as positive electrode active materials.
  • lithium-containing manganese oxide (LiMnO2, LiMn2O4, etc.) and lithium-containing nickel oxide (LiNiO2) ) is also being considered.
  • LiFePO4 lithium iron phosphate
  • LiFePO4 lithium iron phosphate
  • LFP Lithium Iron Phosphate
  • balancing control or charge/discharge control may be performed based on the SOC of the batteries.
  • a method of measuring the open-circuit voltage value of the battery and estimating the SOC of the battery based on the measured open-circuit voltage value is mainly used.
  • Figure 2 is a charging characteristic curve of an LFP battery, showing the correspondence between open circuit voltage (OCV) and SOC measured during the charging process of the LFP battery.
  • OCV open circuit voltage
  • the charging characteristic curve of the LFP battery has a voltage plateau (Plateau) in the SOC range of about 10% to about 90%.
  • Platinum a voltage plateau
  • a battery system using an LFP battery can accurately estimate SOC only in a very limited SOC section.
  • Figure 3 is an operation flowchart of a general operating method of an energy storage system when a communication error occurs.
  • a higher-level control device eg, BSC or EMS of the energy storage system can monitor and control battery racks based on SOC collected from RBMS.
  • LOC loss of communication
  • S310 specific battery rack
  • the upper control device cannot receive SOC from the RBMS of the battery rack (rack where LOC occurred).
  • the battery rack When the communication abnormality of the battery rack is resolved, the battery rack can be reconnected to the energy storage system.
  • the battery rack must be reconnected to the energy storage system.
  • the present invention was made to solve this problem, and relates to a battery control device and an energy storage system including the same, which can stably operate the energy storage system without stopping even if a communication abnormality occurs in a specific battery assembly. will be.
  • FIG. 4 is a block diagram of an energy storage system according to an embodiment of the present invention.
  • the energy storage system includes a plurality of batteries 100 and a plurality of BMS (BMS) provided in correspondence with each of the plurality of batteries and managing and controlling the corresponding batteries. It may be configured to include a Battery Management System (200).
  • BMS Battery Management System
  • the plurality of batteries 100 may be electrically connected to each other in parallel.
  • battery 100 may refer to a battery assembly. That is, the battery 100 according to the present invention may correspond to a battery module, battery pack, battery rack, or battery bank.
  • the battery 100 may correspond to a battery assembly that includes one or more battery cells (eg, LFP battery cells) having at least a partial voltage flat section in the charging characteristic curve.
  • battery cells eg, LFP battery cells
  • the BMS 200 may manage and control the corresponding battery 100 by collecting status information about the corresponding battery 100 and performing predefined control operations based on the collected status information.
  • the BMS 200 can control charging and discharging of the battery and diagnose whether battery cells are broken based on battery status information.
  • Each of the plurality of BMSs 200 is connected to the upper control device 300 through a network, transmits battery status information such as the SOC of the battery to the upper control device 300, and receives a control command from the upper control device 300. It may be configured to receive and operate.
  • the upper control device 300 may collect status information about a plurality of batteries from the plurality of BMSs 200 and monitor or control the plurality of batteries based on the collected status information.
  • the upper control device 300 may correspond to a Battery System Controller (BSC), Energy Management System (EMS), or Power Management System (PMS).
  • BSC Battery System Controller
  • EMS Energy Management System
  • PMS Power Management System
  • the upper control device 300 If a communication error occurs in a specific battery (first battery) and the upper control device 300 cannot receive status information from the BMS (first BMS) corresponding to the battery, the upper control device 300 A reference battery (second battery) that is estimated to have a similar state to the battery (first battery) is selected, and the status information of the selected reference battery (second battery) is converted into status information of the communication abnormal battery (first battery). It can be configured to operate an energy system.
  • the upper control device 300 does not stop the operation of the energy storage system and communicates status information of the selected reference battery (second battery). It may be configured to monitor or control a plurality of batteries by using status information of the battery (first battery).
  • the upper control device 300 may select a second battery among the plurality of batteries based on the history information of the batteries stored in the storage device 310. For example, the upper control device 300 uses history information about one or more of the SOC, accumulated charge and discharge amount, and temperature value for the plurality of batteries stored in the storage device 310 to operate similar to the first battery. Batteries with a pattern may be selected, and the selected battery may be determined as the second battery.
  • Figure 5 is an operation flowchart of a battery control method of a battery control device according to an embodiment of the present invention.
  • the control method shown in FIG. 5 can be performed in a battery control device that interoperates with a plurality of BMSs provided to respectively correspond to a plurality of batteries.
  • the battery control device is a higher-level control device for a plurality of BMSs and may correspond to, for example, BSC, EMS, or PMS.
  • the battery control device collects status information about a plurality of batteries from a plurality of BMS (S510).
  • the status information may include one or more of the battery's SOC, voltage value, current value, charge/discharge amount, and temperature value.
  • the battery control device may monitor or control the plurality of batteries based on the collected status information (S520). For example, the battery control device may control charging and discharging of each battery based on the collected state information.
  • the battery control device can detect whether a communication error has occurred in a specific battery among the plurality of batteries (S530). Here, if status information is not received from a specific battery, the battery control device may determine that a communication error has occurred in the battery.
  • the battery control device A reference battery (second battery) for the battery) may be determined (S540).
  • the battery control device may select the second battery based on history information of batteries stored in the storage device.
  • the battery control device may determine a second battery among the plurality of batteries using history information for a preset period.
  • the history information may include history data for one or more of SOC, accumulated charge and discharge amount, and temperature value.
  • the battery control device can select a second battery with a similar operating pattern to the first battery using historical data on SOC, accumulated charge/discharge amount, or temperature value from the time of the occurrence of the communication error up to 3 days ago. there is.
  • the battery control device may compare the history information of the first battery with the history information of the remaining batteries excluding the first battery, calculate the similarity with the first battery, and determine the second battery based on the calculated similarity. .
  • the battery control device calculates the difference value between time state values (e.g., SOC, accumulated charge/discharge amount, or temperature value) included in the history data, accumulates the calculated difference value, and stores the accumulated difference value. Similarity can be calculated based on .
  • the similarity may be calculated to be higher as the accumulated difference value is lower.
  • the battery control device may exclude from comparison a battery with a failure history recorded within a preset period among the remaining batteries excluding the first battery. For example, a battery with a recorded history of occurrence of voltage abnormality, detection of ignition event, etc. during the period from the time of occurrence of communication abnormality to 3 days ago may be excluded from being a candidate for the second battery.
  • the battery control device may determine the battery with the highest similarity to the first battery as the second battery among the batteries excluding the first battery.
  • the battery control device may monitor or control a plurality of batteries by using the status information of the selected second battery as the status information of the first battery (S550) without stopping the operation of the energy storage system (S560). .
  • the battery control device may operate the energy storage system by using the SOC of the second battery as the SOC of the first battery.
  • the battery control device may record the state information of the second battery received from the second BMS as the state information of the first battery in the storage device during a period in which the state information of the first battery is not received.
  • the battery control device may update the battery with lower priority similarity to the second battery. For example, when a communication error occurs in Rack #1, Rack #2, which has the highest similarity to Rack #1, is selected as the reference battery, and the SOC of Rack #2 is used as the SOC of Rack #1, thereby creating an energy storage system. It can be operated. During the operation of the energy storage system, if a failure occurs in Rack #2, Rack #3, which has the next highest similarity after Rack #2, can be changed to the reference battery.
  • the battery control device may check whether the abnormal communication state for the first battery is canceled. Here, when status information is received from the first BMS, the battery control device may determine that the abnormal communication state for the first battery has been resolved.
  • the battery control device monitors and controls the batteries using the status information of each battery without using the status information of the second battery as the status information of the first battery. can do.
  • Figure 6 is an operation flowchart of a reference battery selection method according to an embodiment of the present invention.
  • the battery control device may determine a second battery among the plurality of batteries using history information for a preset period.
  • the history information may include history data for one or more of SOC, accumulated charge and discharge amount, and temperature value.
  • the battery control device may determine the second battery based on a predefined priority for each of the SOC just before the communication error occurs and the history data item.
  • the priority may be predefined in the order of SOC, cumulative charge/discharge amount, and temperature value.
  • the battery control device when a communication error occurs in a specific battery (first battery) and status information is not received from the BMS (first BMS) managing the battery, the battery control device communicates with the first battery. It can be determined that an abnormality has occurred.
  • the battery control device may check the latest SOC of the first battery or the remaining batteries except the first battery (S610). For example, when a communication error occurs, the battery control device can check the SOC of each battery last recorded in the storage device.
  • the battery control device may check whether the latest confirmed SOC is within a critical SOC range that is predefined as an SOC estimation impossible section (S620).
  • the critical SOC range may be predefined as a SOC section in which the amount of change in voltage compared to the amount of change in SOC is less than or equal to a predefined threshold value in the correspondence curve between the SOC and voltage of the battery, for example, greater than 10 and less than 90. can be defined.
  • the battery control device compares history information about the SOC between the first battery and other batteries (S630) and selects the battery with the highest similarity. You can decide. For example, if the most recent SOC of the first battery is outside the critical SOC range (i.e., a communication error occurs while the first battery is capable of estimating SOC), the battery control device selects the 1st priority comparison item. The second battery can be determined by comparing the history information of the predefined SOC.
  • the battery may be confirmed as the second battery (S650).
  • the battery control device determines the cumulative charge/discharge amount and temperature value of the first battery among the 2 or more batteries.
  • the battery with the highest similarity to the history information for one or more of the batteries may be determined as the second battery (S660 to 680). That is, if a single reference battery is not determined by comparing the history of the predefined SOC with the first-priority comparison item, the battery control device may determine a single reference battery by sequentially comparing the lower-priority history items.
  • the battery control device provides history information about the accumulated charge and discharge amount between the first battery and other batteries (second priority).
  • second priority By comparing (S660), the battery with the highest similarity can be determined. If the battery with the highest similarity to the history information about the accumulated charge and discharge amount of the first battery is 2 or more (Y in S670), the battery control device provides history information about the temperature value between the first battery and other batteries.
  • 3rd rank the battery with the highest similarity can be determined.
  • the selection process of the reference battery can be completed (S650). Meanwhile, if a single battery is not selected through comparison of temperature values, the battery disposed closest to the first battery among batteries having the same similarity may be finally selected as the second battery.
  • the battery control device selects the battery with the highest similarity to the history information for one or more of the accumulated charge/discharge amount and temperature value of the first battery. It can be decided as a second battery (S660 ⁇ 680). For example, if the most recent SOC of the first battery is within the critical SOC range (i.e., a communication error occurs while the first battery is unable to estimate the SOC), the battery control device selects the predefined SOC as the first priority.
  • the reference battery can be determined by sequentially comparing lower priority history items without comparing the history information.
  • Figure 7 is a reference table for explaining a reference battery selection method according to an embodiment of the present invention.
  • the comparison priority for each SOC unestimable section and history item for reference battery selection may be predefined.
  • the battery control device may select a reference battery for the battery with communication abnormality based on the SOC estimation impossible section and comparison priority stored in the storage device.
  • the SOC estimation impossible section (critical SOC range) may be defined as greater than 10 and less than 90.
  • history items subject to comparison may include SOC, cumulative charge/discharge current amount (Ah), accumulated charge/discharge energy (Wh), average temperature, maximum temperature, and minimum temperature.
  • the comparison priority of history items can be defined in the following order: SOC, accumulated charge/discharge current amount (Ah), accumulated charge/discharge energy (Wh), average temperature, maximum temperature, and minimum temperature.
  • the battery control device can determine the reference battery (second battery) as follows.
  • the battery control device calculates the SOC, accumulated charge/discharge current amount (Ah), accumulated charge/discharge energy (Wh), and average until a single reference battery is derived. You can sequentially compare history information about temperature, maximum temperature, and minimum temperature.
  • the battery control device determines the cumulative charge/discharge current amount (Ah), accumulated charge/discharge energy (Wh), average temperature, and maximum until a single reference battery is derived. You can sequentially compare historical information about temperature and minimum temperature.
  • the battery disposed closest to the first battery among batteries with the same similarity may be finally selected as the second battery.
  • FIG. 8 is a block diagram of a battery control device according to an embodiment of the present invention.
  • the battery control device 800 is located within an energy storage system and may correspond to a higher-level control device that interacts with a plurality of BMSs provided to correspond to a plurality of batteries, respectively.
  • the battery control device 800 may correspond to BSC, EMS, or PMS, or may be implemented as included in any one of them.
  • the battery control device 800 may include at least one processor 810, a memory 820 that stores at least one command executed through the processor, and a transmitting and receiving device 830 that is connected to a network and performs communication. You can.
  • the at least one command may include: collecting status information about the plurality of batteries from the plurality of BMSs and monitoring or controlling the plurality of batteries based on the collected status information; When status information of the first battery is not received from the first BMS due to a communication error, a command to select a second battery from a plurality of batteries based on history information of previously stored batteries; And it may include a command to use the status information of the second battery as the status information of the first battery.
  • the command to use the state information of the second battery as the state information of the first battery does not stop the operation of the energy storage system even if the state information of the first battery is not received from the first BMS, and the second battery It may include a command to monitor or control the plurality of batteries by using the state information of the battery as the state information of the first battery.
  • the command to use the status information of the second battery as the status information of the first battery is a command to receive the status information of the second battery from the second BMS during a period in which the status information of the first battery is not received. ; and a command to record the received status information of the second battery as status information of the first battery.
  • the command to select the second battery is to select the second battery among the plurality of batteries based on the history information of the previously stored batteries when the SOC (State of Charge) of the first battery is not received from the first BMS. May contain selection commands.
  • the command to use the status information of the second battery as the status information of the first battery may include a command to use the SOC of the second battery as the SOC of the first battery.
  • the command for selecting the second battery may include a command for selecting the second battery using history information on one or more of the battery's SOC, accumulated charge and discharge amount, and temperature value.
  • the command for selecting the second battery may include a command for calculating a degree of similarity to the first battery by comparing history information of the first battery with history information of batteries other than the first battery; and an instruction for determining the battery with the highest similarity as the second battery.
  • the command for selecting the second battery may include a command to exclude from comparison a battery with a failure history recorded within a preset period among the remaining batteries.
  • the at least one command may further include a command for updating a battery with a lower priority similarity to the second battery if a failure occurs in the second battery after the second battery is selected.
  • the command for selecting the second battery includes, if the SOC of the first battery is not received, a command to check the latest SOC of the first battery or the remaining batteries excluding the first battery; A command to check whether the latest confirmed SOC is within a critical SOC range predefined as an SOC unestimable interval; And when the confirmed latest SOC is outside the threshold SOC range, it may include a command to determine the battery with the highest similarity to the history information about the SOC of the first battery as the second battery.
  • the command for selecting the second battery is, when the battery with the highest similarity to the history information about the SOC of the first battery is 2 or more, the cumulative charge/discharge amount and temperature of the first battery among the 2 or more batteries It may further include an instruction for determining the battery with the highest similarity to the history information for one or more of the values as the second battery.
  • the command for selecting the second battery selects the battery with the highest similarity to the history information on one or more of the accumulated charge/discharge amount and temperature value of the first battery when the confirmed latest SOC is within the threshold SOC range. It may include a command to determine the second battery.
  • the command for selecting the second battery may include a command for determining the battery with the highest similarity to the history information on the accumulated charge and discharge amount of the first battery as the second battery; And when the number of batteries with the highest similarity is 2 or more, a command for determining the battery with the highest similarity to the history information about the temperature value of the first battery among the 2 or more batteries as the second battery. .
  • the battery control device 800 may further include an input interface device 840, an output interface device 850, a storage device 860, etc. Each component included in the battery control device 800 is connected by a bus 870 and can communicate with each other.
  • the processor 810 may refer to a central processing unit (CPU), a graphics processing unit (GPU), or a dedicated processor on which methods according to embodiments of the present invention are performed.
  • Memory or storage device may be comprised of at least one of a volatile storage medium and a non-volatile storage medium.
  • the memory may consist of at least one of read only memory (ROM) and random access memory (RAM).
  • Computer-readable recording media include all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. Additionally, computer-readable recording media can be distributed across networked computer systems so that computer-readable programs or codes can be stored and executed in a distributed manner.
  • a block or device corresponds to a method step or feature of a method step.
  • aspects described in the context of a method may also be represented by corresponding blocks or items or features of a corresponding device.
  • Some or all of the method steps may be performed by (or using) a hardware device, such as a microprocessor, programmable computer, or electronic circuit, for example. In some embodiments, one or more of the most important method steps may be performed by such an apparatus.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은, 복수의 배터리들과 각각 대응되어 구비되는, 복수의 BMS들; 및 상기 복수의 BMS들로부터 상기 복수의 배터리들에 대한 상태 정보를 수집하고, 수집된 상태 정보를 기초로 상기 복수의 배터리들을 모니터링하거나 제어하는, 상위 제어 장치;를 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 상위 제어 장치는, 통신 이상으로 인해, 제1 BMS로부터 제1 배터리의 상태 정보가 수신되지 않는 경우, 기저장된 배터리들의 이력 정보를 기초로, 복수의 배터리들 중 제2 배터리를 선별하고, 상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용할 수 있다.

Description

통신 이상 상황의 대응을 위한 배터리 제어 장치 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템
본 출원은 2022년 9월 27일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2022-0122226호 및 2023년 2월 13일 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2023-0018655호의 출원일의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 배터리 제어 장치 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 통신 이상 상황 발생시 에너지 저장 시스템을 안정적으로 운영할 수 있는 배터리 제어 장치 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.
이차 전지는 방전 이후에도 충전을 통해 재사용이 가능한 전지로, 휴대용 전화기, 태블릿 PC, 청소기 등 소형 디바이스의 에너지원으로 활용될 수 있으며, 자동차, 스마트 그리드용 ESS(Energy Storage System) 등 중대형 디바이스의 에너지원으로서도 활용되고 있다.
이차 전지는 시스템의 요구 조건에 따라 다수의 배터리 셀들이 직병렬로 연결된 배터리 모듈, 또는 배터리 모듈들이 직병렬로 연결된 배터리 팩 등의 어셈블리 형태로 시스템에 적용된다.
에너지 저장 시스템의 통합 제어 장치(또는 상위 제어 장치)는, 배터리 어셈블리들로부터 수집되는 SOC(State of Charge)등 배터리 상태 정보에 기초하여 배터리 어셈블리들을 모니터링하고 제어한다. 여기에서, 특정 배터리 어셈블리에 통신 이상(LOC; Loss OF Communication)이 발생되면, 통합 제어 장치는 해당 배터리 어셈블리로부터 배터리 상태 정보를 수신할 수 없게 되며, 이에 따라 에너지 저장 시스템에 대한 제어가 불가능하게 된다. 이 경우, 통신 이상 모듈의 유지 보수 작업을 위하여, 에너지 저장 시스템의 동작이 중지되어야 한다. 한편, LFP배터리가 적용된 에너지 저장 시스템의 경우, 전체 배터리 어셈블리들이 동일한 SOC일 때 상호 병렬 연결되도록, 배터리 어셈블리들에 대한 완전 충전 또는 완전 방전이 필요하다.
이러한, 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 특정 배터리 어셈블리에 통신 이상 상황 발생시 에너지 저장 시스템을 중지하지 않고 안정적으로 운영할 수 있는 적절한 제어 기술이 필요하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 특정 배터리 어셈블리에 통신 이상 상황 발생시 에너지 저장 시스템을 중지하지 않고 안정적으로 운영할 수 있는 배터리 제어 장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다른 목적은, 이러한 배터리 관리 장치에 의한 배터리 제어 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 목적은, 이러한 배터리 제어 장치를 포함하는 에너지 저장 시스템을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은, 복수의 배터리들과 각각 대응되어 구비되는, 복수의 BMS들; 및 상기 복수의 BMS들로부터 상기 복수의 배터리들에 대한 상태 정보를 수집하고, 수집된 상태 정보를 기초로 상기 복수의 배터리들을 모니터링하거나 제어하는, 상위 제어 장치;를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 상위 제어 장치는, 통신 이상으로 인해, 제1 BMS로부터 제1 배터리의 상태 정보가 수신되지 않는 경우, 기저장된 배터리들의 이력 정보를 기초로, 복수의 배터리들 중 제2 배터리를 선별하고, 상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용할 수 있다.
상기 상위 제어 장치는, 상기 제1 BMS로부터 제1 배터리의 상태 정보가 수신되지 않더라도, 에너지 저장 시스템의 동작을 중지하지 않고, 상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하여, 상기 복수의 배터리들을 모니터링하거나 제어할 수 있다.
상기 상위 제어 장치는, 상기 제1 배터리의 상태 정보가 수신되지 않는 기간 동안, 제2 BMS로부터 상기 제2 배터리의 상태 정보를 수신하고, 수신된 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 기록할 수 있다.
상기 상위 제어 장치는, 상기 제1 BMS로부터 제1 배터리의 SOC(State of Charge)가 수신되지 않는 경우, 기저장된 배터리들의 이력 정보를 기초로, 복수의 배터리들 중 제2 배터리를 선별하고, 상기 제2 배터리의 SOC 를 상기 제1 배터리의 SOC로 사용할 수 있다.
상기 상위 제어 장치는, 배터리의 SOC, 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보를 이용하여, 상기 제2 배터리를 선별할 수 있다.
상기 상위 제어 장치는, 상기 제1 배터리의 이력 정보와, 상기 제1 배터리를 제외한 나머지 배터리들의 이력 정보를 비교하여, 제1 배터리와의 유사도를 산출하고, 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정할 수 있다.
상기 상위 제어 장치는, 상기 나머지 배터리들 중, 기설정된 기간 내에 고장 이력이 기록된 배터리는 비교 대상에서 제외할 수 있다.
상기 상위 제어 장치는, 상기 제2 배터리가 선별된 이후, 상기 제2 배터리에 고장이 발생되면, 후순위의 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 갱신할 수 있다.
상기 상위 제어 장치는, 상기 제1 배터리의 SOC가 수신되지 않으면, 제1 배터리 또는 제1 배터리를 제외한 나머지 배터리들의 최근 SOC를 확인하고, 확인된 최근 SOC가, SOC 추정 불가 구간으로 사전 정의되는 임계 SOC 범위 내에 있는지 여부를 확인할 수 있다. 여기에서, 상기 상위 제어 장치는, 확인된 최근 SOC가, 상기 임계 SOC 범위를 벗어난 경우, 상기 제1 배터리의 SOC에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정할 수 있다.
상기 상위 제어 장치는, 상기 제1 배터리의 SOC에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리가, 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 배터리들 중, 상기 제1 배터리의 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정할 수 있다.
상기 상위 제어 장치는, 확인된 최근 SOC가, 상기 임계 SOC 범위 내에 있는 경우, 상기 제1 배터리의 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정할 수 있다.
상기 상위 제어 장치는, 상기 제1 배터리의 누적 충방전량에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정할 수 있다. 이때, 가장 높은 유사도를 갖는 배터리가 2 이상인 경우, 상기 상위 제어 장치는, 상기 2 이상의 배터리들 중, 상기 제1 배터리의 온도 값에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 제어 장치는, 복수의 배터리들과 각각 대응되어 마련된 복수의 BMS들과 연동하는, 배터리 제어 장치로서, 적어도 하나의 프로세서; 및 상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리;를 포함할 수 있다.
여기에서, 상기 적어도 하나의 명령은, 상기 복수의 BMS들로부터 상기 복수의 배터리들에 대한 상태 정보를 수집하고, 상기 수집된 상태 정보를 기초로 상기 복수의 배터리들을 모니터링하거나 제어하는 명령; 통신 이상으로 인해, 제1 BMS로부터 제1 배터리의 상태 정보가 수신되지 않는 경우, 기저장된 배터리들의 이력 정보를 기초로, 복수의 배터리들 중 제2 배터리를 선별하는 명령; 및 상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하는 명령은, 상기 제1 BMS로부터 제1 배터리의 상태 정보가 수신되지 않더라도, 에너지 저장 시스템의 동작을 중지하지 않고, 상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하여, 상기 복수의 배터리들을 모니터링하거나 제어하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하는 명령은, 상기 제1 배터리의 상태 정보가 수신되지 않는 기간 동안, 제2 BMS로부터 상기 제2 배터리의 상태 정보를 수신하는 명령; 및 수신된 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 기록하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 명령은, 상기 제1 BMS로부터 제1 배터리의 SOC(State of Charge)가 수신되지 않는 경우, 기저장된 배터리들의 이력 정보를 기초로, 복수의 배터리들 중 제2 배터리를 선별하는 명령을 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하는 명령은, 상기 제2 배터리의 SOC 를 상기 제1 배터리의 SOC로 사용하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 명령은, 배터리의 SOC, 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보를 이용하여, 상기 제2 배터리를 선별하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 명령은, 상기 제1 배터리의 이력 정보와, 상기 제1 배터리를 제외한 나머지 배터리들의 이력 정보를 비교하여, 제1 배터리와의 유사도를 산출하는 명령; 및 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 명령은, 상기 나머지 배터리들 중, 기설정된 기간 내에 고장 이력이 기록된 배터리는 비교 대상에서 제외하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 명령은, 상기 제2 배터리가 선별된 이후, 상기 제2 배터리에 고장이 발생되면, 후순위의 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 갱신하는 명령을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 명령은, 상기 제1 배터리의 SOC가 수신되지 않으면, 제1 배터리 또는 제1 배터리를 제외한 나머지 배터리들의 최근 SOC를 확인하는 명령; 확인된 최근 SOC가, SOC 추정 불가 구간으로 사전 정의되는 임계 SOC 범위 내에 있는지 여부를 확인하는 명령; 및 확인된 최근 SOC가, 상기 임계 SOC 범위를 벗어난 경우, 상기 제1 배터리의 SOC에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 명령은, 상기 제1 배터리의 SOC에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리가, 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 배터리들 중, 상기 제1 배터리의 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 명령을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 명령은, 확인된 최근 SOC가, 상기 임계 SOC 범위 내에 있는 경우, 상기 제1 배터리의 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 명령은, 상기 제1 배터리의 누적 충방전량에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 명령; 및 가장 높은 유사도를 갖는 배터리가 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 배터리들 중, 상기 제1 배터리의 온도 값에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 제어 방법은, 복수의 배터리들과 각각 대응되어 마련된 복수의 BMS들과 연동하는, 배터리 제어 장치에 의한 배터리 제어 방법으로서, 상기 복수의 BMS들로부터 상기 복수의 배터리들에 대한 상태 정보를 수집하고, 상기 수집된 상태 정보를 기초로 상기 복수의 배터리들을 모니터링하거나 제어하는 단계; 통신 이상으로 인해, 제1 BMS로부터 제1 배터리의 상태 정보가 수신되지 않는 경우, 기저장된 배터리들의 이력 정보를 기초로, 복수의 배터리들 중 제2 배터리를 선별하는 단계; 및 상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하는 단계는, 상기 제1 BMS로부터 제1 배터리의 상태 정보가 수신되지 않더라도, 에너지 저장 시스템의 동작을 중지하지 않고, 상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하여, 상기 복수의 배터리들을 모니터링하거나 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하는 단계는, 상기 제1 배터리의 상태 정보가 수신되지 않는 기간 동안, 제2 BMS로부터 상기 제2 배터리의 상태 정보를 수신하는 단계; 및 수신된 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 기록하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 단계는, 상기 제1 BMS로부터 제1 배터리의 SOC(State of Charge)가 수신되지 않는 경우, 기저장된 배터리들의 이력 정보를 기초로, 복수의 배터리들 중 제2 배터리를 선별하는 단계를 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하는 단계는, 상기 제2 배터리의 SOC 를 상기 제1 배터리의 SOC로 사용하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 단계는, 배터리의 SOC, 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보를 이용하여, 상기 제2 배터리를 선별하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 단계는, 상기 제1 배터리의 이력 정보와, 상기 제1 배터리를 제외한 나머지 배터리들의 이력 정보를 비교하여, 제1 배터리와의 유사도를 산출하는 단계; 및 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 단계는, 상기 나머지 배터리들 중, 기설정된 기간 내에 고장 이력이 기록된 배터리는 비교 대상에서 제외하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 배터리 제어 방법은, 상기 제2 배터리가 선별된 이후, 상기 제2 배터리에 고장이 발생되면, 후순위의 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 단계는, 상기 제1 배터리의 SOC가 수신되지 않으면, 제1 배터리 또는 제1 배터리를 제외한 나머지 배터리들의 최근 SOC를 확인하는 단계; 확인된 최근 SOC가, SOC 추정 불가 구간으로 사전 정의되는 임계 SOC 범위 내에 있는지 여부를 확인하는 단계; 및 확인된 최근 SOC가, 상기 임계 SOC 범위를 벗어난 경우, 상기 제1 배터리의 SOC에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 단계는, 상기 제1 배터리의 SOC에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리가, 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 배터리들 중, 상기 제1 배터리의 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 단계는, 확인된 최근 SOC가, 상기 임계 SOC 범위 내에 있는 경우, 상기 제1 배터리의 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 단계는, 상기 제1 배터리의 누적 충방전량에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 단계; 및 가장 높은 유사도를 갖는 배터리가 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 배터리들 중, 상기 제1 배터리의 온도 값에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 특정 배터리 어셈블리에 통신 이상 상황이 발생되더라도 에너지 저장 시스템을 중지하지 않고 안정적으로 운영할 수 있다.
도 1은 일반적인 에너지 저장 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 LFP 배터리의 충전 특성 곡선을 나타낸다.
도 3은 통신 이상 발생시 에너지 저장 시스템의 일반적인 운영 방법의 동작 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 제어 장치의 배터리 제어 방법의 동작 순서도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 참조 배터리 선별 방법의 동작 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 참조 배터리 선별 방법을 설명하기 위한 참조 표이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 제어 장치의 블록 구성도이다.
100: 배터리
200: BMS
300: 상위 제어 장치
310: 저장 장치
800: 배터리 제어 장치
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는 데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 명세서에 사용되는 일부 용어를 정의하면 다음과 같다.
배터리 셀은 전력을 저장하는 역할을 수행하는 최소 단위이며, 배터리 모듈은 복수의 배터리 셀들이 전기적으로 연결된 집합체를 의미한다.
배터리 랙(Rack)은 배터리 제조사에서 설정한 모듈 단위를 직/병렬 연결하여 BMS(Battery Management System)를 통해 모니터링과 제어가 가능한 최소 단일 구조의 시스템을 의미하며, 여러 개의 배터리 모듈과 1개의 BPU 또는 보호장치를 포함하여 구성될 수 있다.
배터리 뱅크(Bank)는 여러 랙을 병렬 연결하여 구성되는 큰 규모의 배터리 랙 시스템의 집합 군을 의미할 수 있다. 배터리 뱅크 단위의 BMS를 통해 배터리 랙 단위의 랙 BMS(RBMS)에 대한 모니터링과 제어를 수행할 수 있다.
배터리 어셈블리는, 전기적으로 연결된 복수의 배터리 셀을 포함하여 구성되며, 특정 시스템 또는 장치에 적용되어 전력 공급원으로 기능하는 집합체를 의미한다. 여기서, 배터리 어셈블리는 배터리 모듈, 배터리 팩, 배터리 랙 또는 배터리 뱅크 등을 의미할 수 있으나, 본 발명의 범위가 이들 개체에 한정되는 것은 아니다.
BSC(Battery System Controller; 배터리 시스템 제어기)는 배터리 뱅크(Bank) 단위 배터리 시스템을 포함한 배터리 시스템에 대한 최상단 제어를 수행하는 장치로, 여러 개의 Bank Level 구조의 배터리 시스템에서 제어장치로 사용되기도 한다.
SOC(State of Charge; 충전율)은 배터리의 현재 충전된 상태를 비율[%]로 표현한 것이고, SOH(State of Health; 잔존율)은 배터리의 현재 잔존 상태를 비율[%]로 표현한 것이다.
도 1은 일반적인 에너지 저장 시스템의 블록 구성도이다.
에너지 저장 시스템(ESS)에서 전력을 저장하는 역할을 수행하는 배터리의 최소 단위는 통상적으로 배터리 셀(cell)이다. 배터리 셀의 직/병렬 조합이 배터리 모듈을 이루고, 다수의 배터리 팩(Battery Pack)이 배터리 랙(Rack)을 구성할 수 있다. 즉, 배터리 랙은 배터리 팩의 직/병렬 조합으로 배터리 시스템의 최소 단위가 될 수 있다. 여기서, 배터리가 사용되는 장치 또는 시스템에 따라 배터리 팩은 배터리 모듈로 지칭될 수도 있다.
도 1을 참조하면, 하나의 배터리 랙(10)은 복수의 배터리 모듈과 1개의 BPU 또는 보호장치를 포함할 수 있다. 배터리 랙은 RBMS(Rack BMS)를 통해 모니터링과 제어가 가능하다. RBMS는 자신이 관장하는 각 배터리 랙의 전류, 전압 및 온도를 모니터링하고, 모니터링 결과에 근거하여 배터리의 SOC를 산출하고 충방전을 제어하는 역할을 수행할 수 있다.
한편, BPU(Battery Protection Unit)는 배터리 랙 단위에서 이상 전류와 사고 전류로부터 배터리를 보호하기 위한 장치이다. BPU는 메인 컨택터(Main Contactor; MC), 퓨즈, 써킷 브레이커(Circuit Breaker; CB) 또는 분리 스위치(Disconnect Switch; DS) 등을 포함할 수 있다. BPU는 RBMS의 제어에 따라 메인 컨택터를 on/off 제어하여 랙 단위로 배터리 시스템을 제어할 수 있다. BPU는 또한, 단락 발생 시 퓨즈를 이용해 단락 전류로부터 배터리를 보호할 수 있다. 이처럼, 기존의 배터리 시스템은 BPU, 스위치 기어와 같은 보호 장치를 통해 제어될 수 있다.
한편, 다수의 배터리 및 주변 회로, 장치 등을 포함하여 구성된 배터리 섹션 각각에는 BSC(20)가 설치되어 전압, 전류, 온도, 차단기 등과 같은 제어 대상을 모니터링하고 제어할 수 있다. BSC는 복수의 배터리 랙을 포함하는 뱅크 단위 배터리 시스템을 포함하는 배터리 시스템의 최상단 제어장치로, 여러 개의 뱅크 레벨 구조의 배터리 시스템에서 제어 장치로 사용되기도 한다.
또한, 배터리 섹션마다 설치된 전력 변환 시스템(Power Conversion System; PCS)(40)은 EMS(30)로부터의 충/방전 지령을 기반으로 실질적인 충방전을 수행하는 장치로서, 전력 변환부(DC/AC 인버터) 및 컨트롤러를 포함하여 구성될 수 있다. 한편, 각 BPU의 출력은 DC 버스를 통해 발전 장치(예: 태양광 발전 장치) 및 PCS(40)와 연결될 수 있고, PCS (40)는 그리드와 연결될 수 있다. 또한, EMS(Energy Management System)(30) 또는 PMS(Power Management System)는 ESS시스템을 전체적으로 관리한다.
도 2는 LFP 배터리의 충전 특성 곡선을 나타낸다.
리튬 이차전지의 음극 활물질로는 탄소재료가 주로 사용되고, 양극 활물질로는 주로 리튬 함유 코발트 산화물(LiCoO2)이 사용되며, 그 외에 리튬 함유 망간 산화물(LiMnO2, LiMn2O4 등)과, 리튬 함유 니켈 산화물(LiNiO2)의 사용도 고려되고 있다.
최근, 리튬 이차전지의 양극 활물질로 리튬 철인산화물(LiFePO4)계 화합물이 사용되고 있다. 양극 활물질로 리튬 철인산화물이 사용된 LFP(Lithium Iron Phosphate) 배터리는, 다른 배터리와 비교하여 열적 안정성 및 비용 효율성 측면에서 우수하다.
에너지 저장 시스템의 운영 과정에서, 배터리들의 SOC에 기초하여 밸런싱 제어 또는 충방전 제어가 수행될 수 있다. 여기에서, 배터리의 SOC를 산출하기 위해, 배터리의 개방 전압 값을 측정하고, 측정된 개방 전압값을 기초로 배터리의 SOC를 추정하는 방식이 주로 사용되고 있다.
도 2는, LFP 배터리의 충전 특성 곡선으로서, LFP 배터리의 충전 과정에서 측정된 개방 전압(OCV; Open Circuit Voltage)과 SOC 간의 대응 관계를 나타낸다.
도 2를 참조하면, LFP 배터리의 충전 특성 곡선은, 약 10% 내지 약 90%의 SOC 구간에서 전압 평탄 구간(Plateau)을 갖는다. 이러한 평탄 특성을 갖는 LFP 배터리의 경우, 평탄 구간에서는 SOC를 정확하게 추정하기 어려우며, 비평탄 구간(예를 들어, SOC가 90% 이상인 구간, 또는 SOC가 10% 이하인 구간)에서만 정확한 추정이 가능하다. 즉, LFP 배터리가 적용된 배터리 시스템은, 매우 제한된 SOC 구간에서만 정확한 SOC 추정이 가능하다.
도 3은 통신 이상 발생시 에너지 저장 시스템의 일반적인 운영 방법의 동작 순서도이다.
에너지 저장 시스템의 상위 제어 장치(예를 들어, BSC 또는 EMS)는, RBMS들로부터 수집되는 SOC에 기초하여 배터리 랙들을 모니터링하고 제어할 수 있다. 여기에서, 특정 배터리 랙에 통신 이상(LOC; Loss OF Communication)이 발생(S310)되면, 상위 제어 장치는 해당 배터리 랙(LOC 발생 랙)의 RBMS로부터 SOC를 수신할 수 없게 된다.
통신 이상이 발생된 배터리 랙의 SOC가 누락됨에 따라, 에너지 저장 시스템의 운영이 불가하게 되어, 에너지 저장 시스템의 동작은 정지되고(S320), 통신 이상 상태의 해소를 위해, 해당 배터리 랙이 개방되어 점검 및 보수 작업이 수행된다(S330).
해당 배터리 랙의 통신 이상 상태가 해소되면, 해당 배터리 랙은 에너지 저장 시스템에 재연결될 수 있다. 여기에서, 에너지 저장 시스템의 안정적인 운영을 위해서는, 해당 배터리 랙과 다른 배터리 랙들 간의 SOC가 매우 유사한 상태일 때, 해당 배터리 랙이 에너지 저장 시스템에 재연결되어야 한다.
여기에서, LFP 배터리가 적용된 배터리 랙의 경우, 비평탄 구간(예를 들어, SOC가 90% 이상인 구간, 또는 SOC가 10% 이하인 구간)에서만 SOC의 정확한 추정이 가능함에 따라, 배터리 랙들의 완전 충전 또는 완전 방전이 수행되어야 한다(S340). 이후, 배터리 랙들이 전기적으로 연결되면, 에너지 저장 시스템이 재가동될 수 있다(S350).
즉, 에너지 저장 시스템의 운영 과정에서 특정 배터리 랙에 통신 이상이 발생되는 경우, 전체 시스템이 중단되고, 완전 충전 또는 완전 방전 과정이 수행되어야 함에 따라, 시스템의 재가동까지 상당한 시간이 소요되게 된다.
본 발명은, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 특정 배터리 어셈블리에 통신 이상 상황이 발생되더라도 에너지 저장 시스템을 중지하지 않고 안정적으로 운영할 수 있는, 배터리 제어 장치 및 이를 포함하는 에너지 저장 시스템에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템의 블록 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 저장 시스템은, 복수의 배터리(100)들, 및 복수의 배터리들 각각과 대응되어 구비되며, 대응되는 배터리를 관리 및 제어하는 복수의 BMS(Battery Management System)(200)들을 포함하여 구성될 수 있다.
복수의 배터리(100)들은 전기적으로 상호 병렬 연결되어 구성될 수있다.
본 발명에서 배터리(100)는, 배터리 어셈블리를 의미할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 배터리(100)는, 배터리 모듈, 배터리 팩, 배터리 랙 또는 배터리 뱅크에 해당할 수 있다.
실시예에서, 배터리(100)는, 충전 특성 곡선에서 적어도 일부의 전압 평탄 구간을 갖는 배터리 셀(예를 들어, LFP 배터리 셀)이 하나 이상 포함된 배터리 어셈블리에 해당할 수 있다.
BMS(200)는, 대응되는 배터리(100)에 대한 상태 정보를 수집하고, 수집된 상태 정보를 기초로 기정의된 제어 동작을 수행하여, 대응되는 배터리(100)를 관리 및 제어할 수 있다. 여기에서, BMS(200)는, 배터리의 상태 정보에 기초하여, 배터리의 충방전을 제어하고, 배터리 셀들의 고장 여부를 진단할 수 있다.
복수의 BMS들(200) 각각은, 상위 제어 장치(300)와 네트워크를 통해 연결되어, 상위 제어 장치(300)에 배터리의 SOC 등 배터리 상태 정보를 송신하고, 상위 제어 장치(300)로부터 제어 명령을 수신하여 동작하도록 구성될 수 있다.
상위 제어 장치(300)는, 복수의 BMS들(200)로부터 복수의 배터리들에 대한 상태 정보를 수집하고, 수집된 상태 정보를 기초로 복수의 배터리들을 모니터링하거나 제어할 수 있다. 여기에서, 상위 제어 장치(300)는, BSC(Battery System Controller), EMS(Energy Management System), 또는 PMS(Power Management System)에 해당할 수 있다.
특정 배터리(제1 배터리)에 통신 이상이 발생되어, 상위 제어 장치(300)가 해당 배터리와 대응되는 BMS(제1 BMS)로부터 상태 정보를 수신하지 못하는 경우, 상위 제어 장치(300)는, 해당 배터리(제1 배터리)와 유사한 상태를 갖는 것으로 추정되는 참조 배터리(제2 배터리)를 선별하고, 선별된 참조 배터리(제2 배터리)의 상태 정보를 통신 이상 배터리(제1 배터리)의 상태 정보로 사용하여, 에너지 시스템을 운영하도록 구성될 수 있다.
즉, 상위 제어 장치(300)는, 특정 BMS(제1 BMS)로부터 상태 정보가 수신되지 않더라도, 에너지 저장 시스템의 동작을 중지하지 않고, 선별된 참조 배터리(제2 배터리)의 상태 정보를 통신 이상 배터리(제1 배터리)의 상태 정보로 사용하여, 복수의 배터리들을 모니터링하거나 제어하도록 구성될 수 있다.
한편, 상위 제어 장치(300)는, 저장 장치(310)에 저장된 배터리들의 이력 정보를 기초로, 복수의 배터리들 중 제2 배터리를 선별할 수 있다. 예를 들어, 상위 제어 장치(300)는, 저장 장치(310)에 저장된 복수의 배터리들에 대한 SOC, 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보를 이용하여, 제1 배터리와 유사한 운영 패턴을 갖는 배터리를 선별하고, 선별된 배터리를 제2 배터리로 결정할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 제어 장치의 배터리 제어 방법의 동작 순서도이다.
도 5에 도시된 제어 방법은, 복수의 배터리들과 각각 대응되어 마련된 복수의 BMS들과 연동하는, 배터리 제어 장치에서 수행될 수 있다. 여기에서, 배터리 제어 장치는, 복수의 BMS들에 대한 상위 제어 장치로서, 예를 들어, BSC, EMS 또는 PMS에 해당할 수 있다.
배터리 제어 장치는, 복수의 BMS들로부터 복수의 배터리들에 대한 상태 정보를 수집한다(S510). 여기에서, 상태 정보는, 배터리의 SOC, 전압 값, 전류 값, 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
배터리 제어 장치는, 수집된 상태 정보를 기초로 상기 복수의 배터리들을 모니터링하거나 제어할 수 있다(S520). 예를 들어, 배터리 제어 장치는, 수집된 상태 정보에 기초하여, 배터리들 각각에 대한 충방전을 제어할 수 있다.
배터리 제어 장치는, 복수의 배터리들 중 특정 배터리에 통신 이상이 발생하였는지 여부를 감지할 수 있다(S530). 여기에서, 배터리 제어 장치는, 특정 배터리로부터 상태 정보가 수신되지 않으면, 해당 배터리에 통신 이상이 발생된 것으로 판단할 수 있다.
특정 배터리(제1 배터리)에 통신 이상이 발생되어, 해당 배터리를 관리하는 BMS(제1 BMS)로부터 상태 정보가 수신되지 않는 경우(S530의 Y), 배터리 제어 장치는, 통신 이상 배터리(제1 배터리)에 대한 참조 배터리(제2 배터리)를 결정할 수 있다(S540).
배터리 제어 장치는, 저장 장치에 저장된 배터리들의 이력 정보를 기초로 제2 배터리를 선별할 수 있다.
배터리 제어 장치는, 기설정된 기간 동안의 이력 정보를 이용하여, 복수의 배터리들 중 제2 배터리를 결정할 수 있다. 여기에서, 이력 정보는 SOC, 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 데이터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 배터리 제어 장치는, 통신 이상 발생 시점부터 3일 전까지의 SOC, 누적 충방전량 또는 온도 값에 대한 이력 데이터를 이용하여, 제1 배터리와 유사한 운영 패턴을 갖는 제2 배터리를 선별할 수 있다.
배터리 제어 장치는, 제1 배터리의 이력 정보와, 제1 배터리를 제외한 나머지 배터리들의 이력 정보를 비교하여, 제1 배터리와의 유사도를 산출하고, 산출된 유사도에 기초하여 제2 배터리를 결정할 수 있다. 예를 들어, 배터리 제어 장치는, 이력 데이터에 포함된 시간별 상태 값들(예를 들어, SOC, 누적 충방전량 또는 온도 값)의 차이값을 산출하고, 산출된 차이값을 누적하며, 누적된 차이 값에 기초하여 유사도를 산출할 수 있다. 여기에서, 유사도는 누적된 차이 값이 낮을수록 높은 값으로 산출될 수 있다.
실시예에서, 배터리 제어 장치는, 제1 배터리를 제외한 나머지 배터리들 중, 기설정된 기간 내에 고장 이력이 기록된 배터리는 비교 대상에서 제외할 수 있다. 예를 들어, 통신 이상 발생 시점부터 3일 전까지의 기간 동안, 전압 이상 발생, 발화 이벤트 감지 등의 이력이 기록된 배터리는 제2 배터리의 후보에서 제외될 수 있다.
배터리 제어 장치는, 제1 배터리를 제외한 나머지 배터리들 중, 제1 배터리와의 유사도가 가장 높은 배터리를 제2 배터리로 결정할 수 있다.
배터리 제어 장치는, 에너지 저장 시스템의 동작을 중지하지 않고, 선별된 제2 배터리의 상태 정보를 제1 배터리의 상태 정보로 사용(S550)하여, 복수의 배터리들을 모니터링하거나 제어할 수 있다(S560). 예를 들어, 배터리 제어 장치는, 제2 배터리의 SOC를 제1 배터리의 SOC로 사용하여, 에너지 저장 시스템을 운영할 수 있다.
배터리 제어 장치는, 제1 배터리의 상태 정보가 수신되지 않는 기간 동안, 제2 BMS로부터 수신된 제2 배터리의 상태 정보를 제1 배터리의 상태 정보로서 저장 장치에 기록할 수 있다.
실시예에서, 배터리 제어 장치는, 제2 배터리가 선별된 이후, 제2 배터리에 고장이 발생되면, 후순위의 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 갱신할 수 있다. 예를 들어, Rack #1의 통신 이상 발생으로, Rack #1과의 유사도가 가장 높은 Rack #2가 참조 배터리로 선별되고, Rack #2의 SOC가 Rack #1의 SOC로 활용되어 에너지 저장 시스템이 운영될 수 있다. 에너지 저장 시스템의 운영 과정에서, Rack #2에 고장이 발생된 경우, Rack #2 다음으로 유사도가 높은 Rack #3가 참조 배터리로 변경될 수 있다.
배터리 제어 장치는, 제1 배터리에 대한 통신 이상 상태의 해제 여부를 확인할 수 있다. 여기에서, 배터리 제어 장치는, 제1 BMS로부터 상태 정보가 수신되면, 제1 배터리에 대한 통신 이상 상태가 해제된 것으로 판단할 수 있다.
제1 배터리에 대한 통신 이상 상태가 해제되는 경우, 배터리 제어 장치는, 제2 배터리의 상태 정보를 제1 배터리의 상태 정보로 활용하지 않고, 배터리들 각각의 상태 정보를 이용하여 배터리들을 모니터링 및 제어할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 참조 배터리 선별 방법의 동작 순서도이다.
배터리 제어 장치는, 기설정된 기간 동안의 이력 정보를 이용하여, 복수의 배터리들 중 제2 배터리를 결정할 수 있다. 여기에서, 이력 정보는 SOC, 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 데이터를 포함할 수 있다.
실시예에서, 배터리 제어 장치는, 통신 이상 발생 직전의 SOC, 및 이력 데이터 항목 각각에 대해 사전 정의된 우선 순위에 기초하여, 제2 배터리를 결정할 수 있다. 여기에서, 우선 순위는, SOC, 누적 충방전량 및 온도 값의 순서로 사전 정의될 수 있다.
도 6을 참조하면, 특정 배터리(제1 배터리)에 통신 이상이 발생되어, 해당 배터리를 관리하는 BMS(제1 BMS)로부터 상태 정보가 수신되지 않는 경우, 배터리 제어 장치는, 제1 배터리에 통신 이상이 발생된 것으로 판단할 수 있다.
배터리 제어 장치는, 제1 배터리, 또는 제1 배터리를 제외한 나머지 배터리들의 최근 SOC를 확인할 수 있다(S610). 예를 들어, 통신 이상이 발생되면, 배터리 제어 장치는, 저장 장치에 마지막으로 기록된 배터리들 각각의 SOC를 확인할 수 있다.
배터리 제어 장치는, 확인된 최근 SOC가, SOC 추정 불가 구간으로 사전 정의되는 임계 SOC 범위 내에 있는지 여부를 확인할 수 있다(S620). 여기에서, 임계 SOC 범위는, 배터리의 SOC와 전압 간의 대응 곡선에서, SOC의 변화량 대비 전압의 변화량이 기정의된 임계 값 이하인 SOC 구간으로 사전 정의될 수 있으며, 예를 들어, 10 초과 90 미만으로 정의될 수 있다.
확인된 최근 SOC가 임계 SOC 범위 내를 벗어난 경우(S620의 N), 배터리 제어 장치는, 제1 배터리와 다른 배터리들 간의 SOC에 대한 이력 정보를 비교(S630)하여, 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 배터리의 최근 SOC가 임계 SOC 범위 내를 벗어난 경우(즉, 제1 배터리가 SOC 추정 가능한 상태에서 통신 이상이 발생된 경우)라면, 배터리 제어 장치는, 1 순위의 비교 항목으로 사전 정의된 SOC의 이력 정보를 비교하여 제2 배터리를 결정할 수 있다.
여기에서, 제1 배터리의 SOC에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리가 1개인 경우(S640의 N), 해당 배터리가 제2 배터리로 확정될 수 있다(S650).
한편, 제1 배터리의 SOC에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리가, 2 이상인 경우(S640의 Y), 배터리 제어 장치는, 2 이상의 배터리들 중, 제1 배터리의 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정할 수 있다(S660~680). 즉, 1순위의 비교 항목으로 사전 정의된 SOC의 이력을 비교하여, 단일의 참조 배터리가 결정되지 않는다면, 배터리 제어 장치는, 후순위의 이력 항목을 순차적으로 비교하여 단일의 참조 배터리를 결정할 수 있다.
예를 들어, 제1 배터리의 SOC에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리가, 2 이상인 경우, 배터리 제어 장치는, 제1 배터리와 다른 배터리들 간의 누적 충방전량에 대한 이력 정보(2순위)를 비교(S660)하여, 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 결정할 수 있다. 만약, 제1 배터리의 누적 충방전량에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리가, 2 이상인 경우(S670의 Y), 배터리 제어 장치는, 제1 배터리와 다른 배터리들 간의 온도 값에 대한 이력 정보(3순위)를 비교(S680)하여, 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 결정할 수 있다. 여기에서, 가장 높은 유사도를 갖는 단일의 배터리가 선별되면, 참조 배터리의 선별 과정은 완료될 수 있다(S650). 한편, 온도 값의 비교를 통해서도 단일의 배터리가 선별되지 않는다면, 동일한 유사도를 갖는 배터리들 중 제1 배터리와 가장 가까운 위치에 배치된 배터리가 제2 배터리로 최종 선별될 수 있다.
S620에서, 확인된 최근 SOC가 임계 SOC 범위 내에 있는 경우(S620의 Y), 배터리 제어 장치는, 제1 배터리의 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정할 수 있다(S660~680). 예를 들어, 제1 배터리의 최근 SOC가 임계 SOC 범위 내에 있는 경우(즉, 제1 배터리가 SOC 추정 불가능한 상태에서 통신 이상이 발생된 경우)라면, 배터리 제어 장치는, 1 순위로 사전 정의된 SOC의 이력 정보를 비교하지 않고, 후순위의 이력 항목을 순차적으로 비교하여 참조 배터리를 결정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 참조 배터리 선별 방법을 설명하기 위한 참조 표이다.
실시예에서, 참조 배터리 선별을 위한, SOC 추정 불가 구간 및 이력 항목 각각에 대한 비교 우선 순위가 사전 정의될 수 있다. 여기에서, 배터리 제어 장치는, 저장 장치에 저장된 SOC 추정 불가 구간 및 비교 우선 순위를 기초로, 통신 이상 배터리에 대한 참조 배터리를 선별할 수 있다.
예를 들어, 도 7을 참조하면, SOC 추정 불가 구간(임계 SOC 범위)은 10 초과 90 미만으로 정의될 수 있다.
또한, 비교 대상이 되는 이력 항목은, SOC, 누적 충방전 전류량(Ah), 누적 충방전 에너지(Wh), 평균 온도, 최대 온도 및 최소 온도를 포함할 수 있다. 여기에서, 이력 항목의 비교 우선 순위는, SOC, 누적 충방전 전류량(Ah), 누적 충방전 에너지(Wh), 평균 온도, 최대 온도 및 최소 온도의 순서로 정의될 수 있다.
도 7의 표와 같이 사전 정의된 경우, 배터리 제어 장치는, 아래와 같이 참조 배터리(제2 배터리)를 결정할 수 있다.
제1 배터리의 최근 SOC 가 임계 SOC 범위 내를 벗어난 경우라면, 배터리 제어 장치는, 단일의 참조 배터리가 도출될 때까지, SOC, 누적 충방전 전류량(Ah), 누적 충방전 에너지(Wh), 평균 온도, 최대 온도 및 최소 온도에 대한 이력 정보를 순차적으로 비교할 수 있다.
제1 배터리의 최근 SOC 가 임계 SOC 범위 내에 있는 경우라면, 배터리 제어 장치는, 단일의 참조 배터리가 도출될 때까지, 누적 충방전 전류량(Ah), 누적 충방전 에너지(Wh), 평균 온도, 최대 온도 및 최소 온도에 대한 이력 정보를 순차적으로 비교할 수 있다.
한편, 이력 항목에 대한 비교 결과, 단일의 배터리가 선별되지 않는다면, 동일한 유사도를 갖는 배터리들 중 제1 배터리와 가장 가까운 위치에 배치된 배터리가 제2 배터리로 최종 선별될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 제어 장치의 블록 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 배터리 제어 장치(800)는, 에너지 저장 시스템 내에 위치하며, 복수의 배터리들과 각각 대응되어 마련된 복수의 BMS들과 연동하는, 상위 제어 장치에 해당할 수 있다. 예를 들어, 배터리 제어 장치(800)는, BSC, EMS 또는 PMS에 해당하거나, 이들 중 어느 하나에 포함되어 구현될 수 있다.
배터리 제어 장치(800)는, 적어도 하나의 프로세서(810), 상기 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리(820) 및 네트워크와 연결되어 통신을 수행하는 송수신 장치(830)를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 명령은, 상기 복수의 BMS들로부터 상기 복수의 배터리들에 대한 상태 정보를 수집하고, 상기 수집된 상태 정보를 기초로 상기 복수의 배터리들을 모니터링하거나 제어하는 명령; 통신 이상으로 인해, 제1 BMS로부터 제1 배터리의 상태 정보가 수신되지 않는 경우, 기저장된 배터리들의 이력 정보를 기초로, 복수의 배터리들 중 제2 배터리를 선별하는 명령; 및 상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하는 명령은, 상기 제1 BMS로부터 제1 배터리의 상태 정보가 수신되지 않더라도, 에너지 저장 시스템의 동작을 중지하지 않고, 상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하여, 상기 복수의 배터리들을 모니터링하거나 제어하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하는 명령은, 상기 제1 배터리의 상태 정보가 수신되지 않는 기간 동안, 제2 BMS로부터 상기 제2 배터리의 상태 정보를 수신하는 명령; 및 수신된 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 기록하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 명령은, 상기 제1 BMS로부터 제1 배터리의 SOC(State of Charge)가 수신되지 않는 경우, 기저장된 배터리들의 이력 정보를 기초로, 복수의 배터리들 중 제2 배터리를 선별하는 명령을 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하는 명령은, 상기 제2 배터리의 SOC 를 상기 제1 배터리의 SOC로 사용하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 명령은, 배터리의 SOC, 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보를 이용하여, 상기 제2 배터리를 선별하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 명령은, 상기 제1 배터리의 이력 정보와, 상기 제1 배터리를 제외한 나머지 배터리들의 이력 정보를 비교하여, 제1 배터리와의 유사도를 산출하는 명령; 및 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 명령은, 상기 나머지 배터리들 중, 기설정된 기간 내에 고장 이력이 기록된 배터리는 비교 대상에서 제외하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 명령은, 상기 제2 배터리가 선별된 이후, 상기 제2 배터리에 고장이 발생되면, 후순위의 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 갱신하는 명령을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 명령은, 상기 제1 배터리의 SOC가 수신되지 않으면, 제1 배터리 또는 제1 배터리를 제외한 나머지 배터리들의 최근 SOC를 확인하는 명령; 확인된 최근 SOC가, SOC 추정 불가 구간으로 사전 정의되는 임계 SOC 범위 내에 있는지 여부를 확인하는 명령; 및 확인된 최근 SOC가, 상기 임계 SOC 범위를 벗어난 경우, 상기 제1 배터리의 SOC에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 명령은, 상기 제1 배터리의 SOC에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리가, 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 배터리들 중, 상기 제1 배터리의 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 명령을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 명령은, 확인된 최근 SOC가, 상기 임계 SOC 범위 내에 있는 경우, 상기 제1 배터리의 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 명령을 포함할 수 있다.
상기 제2 배터리를 선별하는 명령은, 상기 제1 배터리의 누적 충방전량에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 명령; 및 가장 높은 유사도를 갖는 배터리가 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 배터리들 중, 상기 제1 배터리의 온도 값에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 명령을 포함할 수 있다.
배터리 제어 장치(800)는 또한, 입력 인터페이스 장치(840), 출력 인터페이스 장치(850), 저장 장치(860) 등을 더 포함할 수 있다. 배터리 제어 장치(800)에 포함된 각각의 구성 요소들은 버스(bus)(870)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
여기서, 프로세서(810)는 중앙처리장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리(또는 저장 장치)는 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 방법의 동작은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의해 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산 방식으로 컴퓨터로 읽을 수 있는 프로그램 또는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
본 발명의 일부 측면들은 장치의 문맥에서 설명되었으나, 그것은 상응하는 방법에 따른 설명 또한 나타낼 수 있고, 여기서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 상응한다. 유사하게, 방법의 문맥에서 설명된 측면들은 또한 상응하는 블록 또는 아이템 또는 상응하는 장치의 특징으로 나타낼 수 있다. 방법 단계들의 몇몇 또는 전부는 예를 들어, 마이크로프로세서, 프로그램 가능한 컴퓨터 또는 전자 회로와 같은 하드웨어 장치에 의해(또는 이용하여) 수행될 수 있다. 몇몇의 실시예에서, 가장 중요한 방법 단계들의 하나 이상은 이와 같은 장치에 의해 수행될 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (36)

  1. 복수의 배터리들과 각각 대응되어 구비되는, 복수의 BMS들; 및
    상기 복수의 BMS들로부터 상기 복수의 배터리들에 대한 상태 정보를 수집하고, 수집된 상태 정보를 기초로 상기 복수의 배터리들을 모니터링하거나 제어하는, 상위 제어 장치;를 포함하고,
    상기 상위 제어 장치는,
    통신 이상으로 인해, 제1 BMS로부터 제1 배터리의 상태 정보가 수신되지 않는 경우, 기저장된 배터리들의 이력 정보를 기초로, 복수의 배터리들 중 제2 배터리를 선별하고, 상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하는,
    에너지 저장 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상위 제어 장치는,
    상기 제1 BMS로부터 제1 배터리의 상태 정보가 수신되지 않더라도, 에너지 저장 시스템의 동작을 중지하지 않고, 상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하여, 상기 복수의 배터리들을 모니터링하거나 제어하는,
    에너지 저장 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 상위 제어 장치는,
    상기 제1 배터리의 상태 정보가 수신되지 않는 기간 동안, 제2 BMS로부터 상기 제2 배터리의 상태 정보를 수신하고, 수신된 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 기록하는,
    에너지 저장 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 상위 제어 장치는,
    상기 제1 BMS로부터 제1 배터리의 SOC(State of Charge)가 수신되지 않는 경우, 기저장된 배터리들의 이력 정보를 기초로, 복수의 배터리들 중 제2 배터리를 선별하고, 상기 제2 배터리의 SOC 를 상기 제1 배터리의 SOC로 사용하는,
    에너지 저장 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 상위 제어 장치는,
    배터리의 SOC, 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보를 이용하여, 상기 제2 배터리를 선별하는,
    에너지 저장 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 상위 제어 장치는,
    상기 제1 배터리의 이력 정보와, 상기 제1 배터리를 제외한 나머지 배터리들의 이력 정보를 비교하여, 제1 배터리와의 유사도를 산출하고, 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는,
    에너지 저장 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 상위 제어 장치는,
    상기 나머지 배터리들 중, 기설정된 기간 내에 고장 이력이 기록된 배터리는 비교 대상에서 제외하는,
    에너지 저장 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 상위 제어 장치는,
    상기 제2 배터리가 선별된 이후, 상기 제2 배터리에 고장이 발생되면, 후순위의 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 갱신하는,
    에너지 저장 시스템.
  9. 청구항 4에 있어서,
    상기 상위 제어 장치는,
    상기 제1 배터리의 SOC가 수신되지 않으면, 제1 배터리 또는 제1 배터리를 제외한 나머지 배터리들의 최근 SOC를 확인하고,
    확인된 최근 SOC가, SOC 추정 불가 구간으로 사전 정의되는 임계 SOC 범위 내에 있는지 여부를 확인하고,
    확인된 최근 SOC가, 상기 임계 SOC 범위를 벗어난 경우, 상기 제1 배터리의 SOC에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는,
    에너지 저장 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 상위 제어 장치는,
    상기 제1 배터리의 SOC에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리가, 2 이상인 경우,
    상기 2 이상의 배터리들 중, 상기 제1 배터리의 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는,
    에너지 저장 시스템.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 상위 제어 장치는,
    확인된 최근 SOC가, 상기 임계 SOC 범위 내에 있는 경우, 상기 제1 배터리의 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는,
    에너지 저장 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 상위 제어 장치는,
    상기 제1 배터리의 누적 충방전량에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하되,
    가장 높은 유사도를 갖는 배터리가 2 이상인 경우,
    상기 2 이상의 배터리들 중, 상기 제1 배터리의 온도 값에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는,
    에너지 저장 시스템.
  13. 복수의 배터리들과 각각 대응되어 마련된 복수의 BMS들과 연동하는, 배터리 제어 장치로서,
    적어도 하나의 프로세서; 및
    상기 적어도 하나의 프로세서를 통해 실행되는 적어도 하나의 명령을 저장하는 메모리;를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 복수의 BMS들로부터 상기 복수의 배터리들에 대한 상태 정보를 수집하고, 상기 수집된 상태 정보를 기초로 상기 복수의 배터리들을 모니터링하거나 제어하는 명령;
    통신 이상으로 인해, 제1 BMS로부터 제1 배터리의 상태 정보가 수신되지 않는 경우, 기저장된 배터리들의 이력 정보를 기초로, 복수의 배터리들 중 제2 배터리를 선별하는 명령; 및
    상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하는 명령을 포함하는,
    배터리 제어 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하는 명령은,
    상기 제1 BMS로부터 제1 배터리의 상태 정보가 수신되지 않더라도, 에너지 저장 시스템의 동작을 중지하지 않고, 상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하여, 상기 복수의 배터리들을 모니터링하거나 제어하는 명령을 포함하는,
    배터리 제어 장치.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하는 명령은,
    상기 제1 배터리의 상태 정보가 수신되지 않는 기간 동안, 제2 BMS로부터 상기 제2 배터리의 상태 정보를 수신하는 명령; 및
    수신된 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 기록하는 명령을 포함하는,
    배터리 제어 장치.
  16. 청구항 13에 있어서,
    상기 제2 배터리를 선별하는 명령은,
    상기 제1 BMS로부터 제1 배터리의 SOC(State of Charge)가 수신되지 않는 경우, 기저장된 배터리들의 이력 정보를 기초로, 복수의 배터리들 중 제2 배터리를 선별하는 명령을 포함하고,
    상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하는 명령은,
    상기 제2 배터리의 SOC 를 상기 제1 배터리의 SOC로 사용하는 명령을 포함하는,
    배터리 제어 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제2 배터리를 선별하는 명령은,
    배터리의 SOC, 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보를 이용하여, 상기 제2 배터리를 선별하는 명령을 포함하는,
    배터리 제어 장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제2 배터리를 선별하는 명령은,
    상기 제1 배터리의 이력 정보와, 상기 제1 배터리를 제외한 나머지 배터리들의 이력 정보를 비교하여, 제1 배터리와의 유사도를 산출하는 명령; 및
    가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 명령을 포함하는,
    배터리 제어 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 제2 배터리를 선별하는 명령은,
    상기 나머지 배터리들 중, 기설정된 기간 내에 고장 이력이 기록된 배터리는 비교 대상에서 제외하는 명령을 포함하는,
    배터리 제어 장치.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 적어도 하나의 명령은,
    상기 제2 배터리가 선별된 이후, 상기 제2 배터리에 고장이 발생되면, 후순위의 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 갱신하는 명령을 더 포함하는,
    배터리 제어 장치.
  21. 청구항 16에 있어서,
    상기 제2 배터리를 선별하는 명령은,
    상기 제1 배터리의 SOC가 수신되지 않으면, 제1 배터리 또는 제1 배터리를 제외한 나머지 배터리들의 최근 SOC를 확인하는 명령;
    확인된 최근 SOC가, SOC 추정 불가 구간으로 사전 정의되는 임계 SOC 범위 내에 있는지 여부를 확인하는 명령; 및
    확인된 최근 SOC가, 상기 임계 SOC 범위를 벗어난 경우, 상기 제1 배터리의 SOC에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 명령을 포함하는,
    배터리 제어 장치.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 제2 배터리를 선별하는 명령은,
    상기 제1 배터리의 SOC에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리가, 2 이상인 경우,
    상기 2 이상의 배터리들 중, 상기 제1 배터리의 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 명령을 더 포함하는,
    배터리 제어 장치.
  23. 청구항 21에 있어서,
    상기 제2 배터리를 선별하는 명령은,
    확인된 최근 SOC가, 상기 임계 SOC 범위 내에 있는 경우, 상기 제1 배터리의 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 명령을 포함하는,
    배터리 제어 장치.
  24. 청구항 23에 있어서,
    상기 제2 배터리를 선별하는 명령은,
    상기 제1 배터리의 누적 충방전량에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 명령; 및
    가장 높은 유사도를 갖는 배터리가 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 배터리들 중, 상기 제1 배터리의 온도 값에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 명령을 포함하는,
    배터리 제어 장치.
  25. 복수의 배터리들과 각각 대응되어 마련된 복수의 BMS들과 연동하는, 배터리 제어 장치에 의한 배터리 제어 방법으로서,
    상기 복수의 BMS들로부터 상기 복수의 배터리들에 대한 상태 정보를 수집하고, 상기 수집된 상태 정보를 기초로 상기 복수의 배터리들을 모니터링하거나 제어하는 단계;
    통신 이상으로 인해, 제1 BMS로부터 제1 배터리의 상태 정보가 수신되지 않는 경우, 기저장된 배터리들의 이력 정보를 기초로, 복수의 배터리들 중 제2 배터리를 선별하는 단계; 및
    상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하는 단계를 포함하는,
    배터리 제어 방법.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하는 단계는,
    상기 제1 BMS로부터 제1 배터리의 상태 정보가 수신되지 않더라도, 에너지 저장 시스템의 동작을 중지하지 않고, 상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하여, 상기 복수의 배터리들을 모니터링하거나 제어하는 단계를 포함하는,
    배터리 제어 방법.
  27. 청구항 25에 있어서,
    상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하는 단계는,
    상기 제1 배터리의 상태 정보가 수신되지 않는 기간 동안, 제2 BMS로부터 상기 제2 배터리의 상태 정보를 수신하는 단계; 및
    수신된 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 기록하는 단계를 포함하는,
    배터리 제어 방법.
  28. 청구항 25에 있어서,
    상기 제2 배터리를 선별하는 단계는,
    상기 제1 BMS로부터 제1 배터리의 SOC(State of Charge)가 수신되지 않는 경우, 기저장된 배터리들의 이력 정보를 기초로, 복수의 배터리들 중 제2 배터리를 선별하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 배터리의 상태 정보를 상기 제1 배터리의 상태 정보로 사용하는 단계는,
    상기 제2 배터리의 SOC 를 상기 제1 배터리의 SOC로 사용하는 단계를 포함하는,
    배터리 제어 방법.
  29. 청구항 28에 있어서,
    상기 제2 배터리를 선별하는 단계는,
    배터리의 SOC, 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보를 이용하여, 상기 제2 배터리를 선별하는 단계를 포함하는,
    배터리 제어 방법.
  30. 청구항 29에 있어서,
    상기 제2 배터리를 선별하는 단계는,
    상기 제1 배터리의 이력 정보와, 상기 제1 배터리를 제외한 나머지 배터리들의 이력 정보를 비교하여, 제1 배터리와의 유사도를 산출하는 단계; 및
    가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 단계를 포함하는,
    배터리 제어 방법.
  31. 청구항 30에 있어서,
    상기 제2 배터리를 선별하는 단계는,
    상기 나머지 배터리들 중, 기설정된 기간 내에 고장 이력이 기록된 배터리는 비교 대상에서 제외하는 단계를 포함하는,
    배터리 제어 방법.
  32. 청구항 30에 있어서,
    상기 제2 배터리가 선별된 이후, 상기 제2 배터리에 고장이 발생되면, 후순위의 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 갱신하는 단계를 더 포함하는,
    배터리 제어 방법.
  33. 청구항 28에 있어서,
    상기 제2 배터리를 선별하는 단계는,
    상기 제1 배터리의 SOC가 수신되지 않으면, 제1 배터리 또는 제1 배터리를 제외한 나머지 배터리들의 최근 SOC를 확인하는 단계;
    확인된 최근 SOC가, SOC 추정 불가 구간으로 사전 정의되는 임계 SOC 범위 내에 있는지 여부를 확인하는 단계; 및
    확인된 최근 SOC가, 상기 임계 SOC 범위를 벗어난 경우, 상기 제1 배터리의 SOC에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 단계를 포함하는,
    배터리 제어 방법.
  34. 청구항 33에 있어서,
    상기 제2 배터리를 선별하는 단계는,
    상기 제1 배터리의 SOC에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리가, 2 이상인 경우,
    상기 2 이상의 배터리들 중, 상기 제1 배터리의 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 단계를 더 포함하는,
    배터리 제어 방법.
  35. 청구항 33에 있어서,
    상기 제2 배터리를 선별하는 단계는,
    확인된 최근 SOC가, 상기 임계 SOC 범위 내에 있는 경우, 상기 제1 배터리의 누적 충방전량 및 온도 값 중 하나 이상에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 단계를 포함하는,
    배터리 제어 방법.
  36. 청구항 35에 있어서,
    상기 제2 배터리를 선별하는 단계는,
    상기 제1 배터리의 누적 충방전량에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 단계; 및
    가장 높은 유사도를 갖는 배터리가 2 이상인 경우, 상기 2 이상의 배터리들 중, 상기 제1 배터리의 온도 값에 대한 이력 정보와 가장 높은 유사도를 갖는 배터리를 제2 배터리로 결정하는 단계를 포함하는,
    배터리 제어 방법.
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