KR20210120927A - An electrical safety evaluting device for operating ess - Google Patents

Abstract

Translated fromKorean

본 발명의 본 발명은 ESS 운영중 ESS(Energy Storage System)의 전기적 안전성 평가장치 및 이를 이용한 평가방법에 대한 것으로, 다양한 종류의 ESS에 적용할 수 있으며, ESS의 운영에 방해가 되지 않도록 ESS를 운영중 전기적 안정성을 평가할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
이를 위해, 충전장치(30)와 ESS(20)의 사이에 위치하고, ESS에 이용되는 배터리의 충전을 위한 충전장치(30)로부터 입력되는 전기의 입출력을 제어하고, 전기적 안전성을 측정하고 평가하며, ESS의 배터리에 충전장치(30)로부터 입력되는 전기를 전송하여 충전할 수 있도록 하며, 진단준비시작(S10), ESS분석(S20), ESS 배터리 종류 및 전압설정(S30) 충전상태 통신메시지 수신(S40), 선로 우회 설정(S50)충전커플러 OFF차단(S60), 1차시험(S70), 1차시험 데이터 취득(S80), 2차시험 데이터 취득(S90), 2차시험 데이터 취득(S100), 시험데이터 분석(S110), 충전커플러 ON(S120), 진단결과 표시(S130), 충전완료(S140), 진단종료(S150)로 구성되는 평가방법에 이용되게 된다.The present invention of the present invention relates to a device for evaluating the electrical safety of an Energy Storage System (ESS) during ESS operation and an evaluation method using the same. It is to provide a device that can evaluate the electrical stability of the medium.
To this end, it is located between the charging device 30 and the ESS 20, controls the input/output of electricity input from the charging device 30 for charging the battery used in the ESS, measures and evaluates electrical safety, It transmits the electricity input from the charging device 30 to the ESS battery so that it can be charged, and the diagnosis preparation start (S10), ESS analysis (S20), ESS battery type and voltage setting (S30) charge state communication message are received ( S40), line bypass setting (S50), charging coupler OFF cut off (S60), 1st test (S70), 1st test data acquisition (S80), 2nd test data acquisition (S90), 2nd test data acquisition (S100), test data analysis (S110), the charging coupler ON (S120), the diagnosis result display (S130), the charging is completed (S140), it is used in the evaluation method consisting of the diagnosis end (S150).

Description

Translated fromKorean

ESS 운영중 전기적 안전성 평가장치{AN ELECTRICAL SAFETY EVALUTING DEVICE FOR OPERATING ESS}Electrical safety evaluation device during ESS operation {AN ELECTRICAL SAFETY EVALUTING DEVICE FOR OPERATING ESS}

본 발명은 ESS 운영중 ESS(Energy Storage System)의 전기적 안전성(Isolation과 Galvanic 혹은 절연성 전기적 연속성 등) 평가장치에 대한 것으로, 다양한 종류의 ESS에 적용할 수 있으며, ESS의 운영에 방해가 되지 않도록 ESS를 운영중 전기적 안전성을 평가할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.The present invention relates to a device for evaluating the electrical safety (Isolation and Galvanic or insulating electrical continuity, etc.) of an ESS (Energy Storage System) during ESS operation. It is to provide a device that can evaluate electrical safety during operation.

최근 다양한 분야에서 화석연료를 대체하는 에너지원으로 태양광 및 친환경 에너지에 대한 수요가 증가하고 있으며, 이로 인하여 친환경발전에 대한 기술들이 제안되고 있다.Recently, demand for solar light and eco-friendly energy as an energy source to replace fossil fuels is increasing in various fields, and for this reason, technologies for eco-friendly power generation have been proposed.

그러나, 이와 같은 친환경발전의 경우 여러가지 외부요인에 의해 발전량이 달라질 수 있어, 순수한 발전량만을 이용하기에는 무리가 따른다.However, in the case of such eco-friendly power generation, the amount of power generation may vary depending on various external factors, so it is unreasonable to use only the pure power generation amount.

또한, 대용량의 전기를 안정적으로 이용해야 하는 시설들이 증가함에 따라 전기에너지를 저장하는 기술 즉, ESS(Energy Storge System)에 대한 중요성이 인식되고 이 또한 많은 기술들이 제안되고 있다.In addition, as the number of facilities that need to stably use large-capacity electricity increases, the importance of a technology for storing electric energy, ie, an Energy Storage System (ESS), is recognized, and many technologies are also being proposed.

이와 같은 ESS의 경우 대용량 또는 고압의 전기를 저장하는 대규모 시설 또는 저장장치를 집적하는 기술들이 이용되고 있다.In the case of such an ESS, technologies for integrating large-scale facilities or storage devices for storing large-capacity or high-voltage electricity are being used.

그러나, ESS의 경우 현재 전기적 충격이 발생할 경우 배터리 자체를 보호하는 시스템이 미흡하거나, 운영환경 관리 미흡, 설치 부주의 및 ESS 통합제어, 보호체계 미흡 등 다양한 문제점에 노출되며, 화재와 같은 사고가 자주 발생하고 있는 실정이다.However, in the case of ESS, in case of an electric shock, the system that protects the battery itself is insufficient, the operation environment management is insufficient, installation negligence, ESS integrated control, and protection system are exposed to various problems such as insufficient protection system, and accidents such as fire occur frequently. is currently doing.

이러한 문제점이 발생하게 되어, 정책적으로도 다양한 방안들이 제시되고 있으며, 그 중 대표적인 것으로는 운영관리 측면에서 정기점검을 강화 및 특별점검을 실시하는 것이다.As this problem has arisen, various policy measures have been proposed, and among them, regular inspections are strengthened and special inspections are carried out in terms of operation and management.

그러나, ESS의 경우 기술적인 특성상 충전 및 방전 등이 지속적으로 이루어지기 때문에 장치의 안정성에 대한 점검 및 평가가 이루어져야 함에도 불구하고, 이러한 동작을 정지시킨 후 점검할 수 없어, ESS의 전기적 안정성을 평가하기 어려운 문제가 있었다.However, in the case of ESS, since charging and discharging are continuously performed due to the technical characteristics of the ESS, although it is necessary to check and evaluate the stability of the device, it cannot be checked after stopping the operation, so it is difficult to evaluate the electrical stability of the ESS. There was a difficult problem.

이에 따라, ESS의 운영에 방해가 되지 않도록 ESS 운영중에 전기적 안전성을 평가할 수 있는 장치에 대한 기술개발이 절실히 요구되고 있다.Accordingly, there is an urgent need to develop a technology for a device that can evaluate electrical safety during ESS operation so as not to interfere with the operation of the ESS.

대한민국 등록특허 제10-2086842호(ESS 배터리랙 화재확산방지 장치, 2020년 03월 03일 등록)Republic of Korea Patent No. 10-2086842 (ESS battery rack fire prevention device, registered on March 03, 2020)대한민국 등록특허 제10-1677553호(전기적 연속성과 절연저항 측정을 통한 전기자동차 절연안전성 평가 장치, 2016년 11월 14일 등록)Republic of Korea Patent No. 10-1677553 (electric vehicle insulation safety evaluation device through electrical continuity and insulation resistance measurement, registered on November 14, 2016)

상기와 같은 기술시장의 요구에 따라, ESS의 운영에 지장을 주지 않기 위해 ESS 운영중 전기적 안전성을 평가할 수 있는 평가장치를 제공하는 것을 본 발명의 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide an evaluation device capable of evaluating electrical safety during ESS operation in order not to interfere with the operation of the ESS according to the demands of the technology market as described above.

본 발명의 또다른 목적은 다양한 ESS의 특성별 호환성을 높여 ESS에 적용되는 저장시설의 형태에 따른 효율적인 전기적 안전성 평가장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an efficient electrical safety evaluation device according to the type of storage facility applied to the ESS by increasing the compatibility by characteristics of various ESSs.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 ESS 운영중 전기적 안전성 평가장치에 있어서, 사용자 또는 관리자가 제어 및 동작에 대한 명령을 입력하고, 정보를 표시해주는 조작부 및 표시부(11); 외부통신단말기 및 차량에 구비되는 통신수단과의 통신을 수행하는 통신부(12); 동작제어 및 입력정보를 분석하고 처리하는 제어부(13);전기차의 전기적 안전성 상태를 센싱하기 위한 센서부(14); 충전장치에 접속하기 위한 충전커플러부(15); 및 충전장치로부터 입력되는 전원의 전압값을 컨버팅하는 DC컨버터(16)로 구성되는 것을 특징으로 하는 ESS 운영중 전기적 안전성 평가장치를 제공하게 된다.In an electrical safety evaluation device during ESS operation for achieving the object of the present invention, a user or manager inputs a command for control and operation, and a manipulation unit anddisplay unit 11 for displaying information; a communication unit 12 for performing communication with an external communication terminal and communication means provided in the vehicle; Acontrol unit 13 for analyzing and processing operation control and input information; Asensor unit 14 for sensing an electrical safety state of the electric vehicle; Chargingcoupler unit 15 for connecting to the charging device; and aDC converter 16 for converting the voltage value of the power input from the charging device.

본 발명을 제공함으로써, ESS의 운영에 지장을 주지 않기 위해 ESS 운영중 전기적 안전성을 평가할 수 있는 평가장치를 제공하는 효과가 있으며, 또한, 다양한 ESS의 특성별 호환성을 높여 ESS에 적용되는 저장시설의 형태에 따른 효율적인 전기적 안전성 평가장치를 제공하는 효과가 있다.By providing the present invention, there is an effect of providing an evaluation device that can evaluate electrical safety during ESS operation in order not to interfere with the operation of the ESS, and also enhance the compatibility of various ESS characteristics by increasing the compatibility of the storage facility applied to the ESS. There is an effect of providing an efficient electrical safety evaluation device according to the shape.

도 1은 본 발명에 따른 ESS 운영중 전기적 안전성 평가장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 ESS 운영중 전기적 안전성 평가장치를 이용한 전기적 안전성 평가방법의 순서도이다.1 is a block diagram of an electrical safety evaluation device during ESS operation according to the present invention.
2 is a flowchart of an electrical safety evaluation method using an electrical safety evaluation device during ESS operation according to the present invention.

이하에서 본 발명의 ESS 운영중 전기적 안전성 평가장치를 통상의 지식을 가진자가 용이하게 실시할 수 있도록 이하에서 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, the electrical safety evaluation device during ESS operation of the present invention will be described in detail with reference to the drawings so that a person having ordinary knowledge can easily implement it.

도 1은 본 발명에 따른 ESS 운영중 전기적 안전성 평가장치의 구성도이다.1 is a block diagram of an electrical safety evaluation device during ESS operation according to the present invention.

도 1을 참조하여 상세하게 설명하면, 본 발명의 ESS 운영중 전기적 안전성 평가장치(10)는 ESS의 충전과 함께 전기적 연속성 및 절연성을 측정하고 이를 기반으로 전기적 안정성을 평가하며, ESS로부터 획득되는 센싱정보를 이용하여 ESS의 이상유무도 파악할 수 있도록 하는 것이다.1, the electrical safety evaluation device 10 during ESS operation of the present invention measures electrical continuity and insulation along with charging of the ESS, evaluates electrical stability based on this, and sensing obtained from the ESS It is to use the information to determine the presence or absence of abnormalities in the ESS.

이를 위해, ESS에 결합되거나 충전을 위한 전기를 공급하는 충전장치(30)와 ESS(20)의 사이에 위치하고, ESS의 배터리 충전을 위한 충전장치(30)로부터 입력되는 전기의 입출력을 제어하고, ESS의 전기적 안전성을 측정하고 평가하며, ESS의 충전을 위해 충전장치(30)로부터 입력되는 전기를 전송하여 충전할 수 있도록 한다.To this end, it is coupled to the ESS or located between thecharging device 30 and theESS 20 for supplying electricity for charging, and controls the input/output of electricity input from thecharging device 30 for charging the battery of the ESS, It measures and evaluates the electrical safety of the ESS, and transmits electricity input from thecharging device 30 to charge the ESS.

상기와 같은 본 발명의 ESS 운영중 전기적 안전성 평가장치(10) 는사용자 또는 관리자가 제어 및 동작에 대한 명령을 입력하고, 정보를 표시해주는 조작부 및 표시부(11), 외부통신단말기 및 ESS에 구비되는 통신수단과의 통신을 수행하는 통신부(12), 동작제어 및 입력정보를 분석하고 처리하는 제어부(13), ESS의 전기적 안전성 상태를 센싱하기 위한 센서부(14), 충전장치에 접속하기 위한 충전커플러부(15) 및 충전장치로부터 입력되는 전원의 전압값을 컨버팅하는 DC컨버터(16)로 구성된다.The electrical safety evaluation device 10 during ESS operation of the present invention as described above is provided in the operation unit anddisplay unit 11, the external communication terminal and the ESS for a user or manager to input a command for control and operation, and display information. A communication unit 12 for communicating with communication means, acontrol unit 13 for analyzing and processing operation control and input information, asensor unit 14 for sensing the electrical safety state of the ESS, and charging for connecting to a charging device It is composed of acoupler unit 15 and aDC converter 16 for converting the voltage value of the power input from the charging device.

또한, ESS의 종류에 따라 전기적 안정성을 평가하기 위해 ESS에 포함되는 배터리의 종류 및 ESS의 종류에 따라 전기에너지를 저장하기 위한 저장셀이 단일 배터리 구성되는지 또는 복수개의 배터리로 구성되는지에 따라 전기전송 선로를 단선 ,결선 또는 우회할 수 있도록 제어하는 선로관리부(17)가 더 포함된다.In addition, in order to evaluate the electrical stability according to the type of the ESS, the type of battery included in the ESS and the storage cell for storing electrical energy according to the type of the ESS are composed of a single battery or a plurality of batteries. Aline management unit 17 that controls the line to be disconnected, connected or bypassed is further included.

보다 상세하게 설명하면, ESS에 포함되는 저장배터리가 단일배터리 또는 복수개의 배터리를 적용할 경우 ESS의 운영을 방해하지 않도록 전기전송 선로를 우회하거나, 해당 배터리의 전기전송 선로만을 단선 또는 결선하는 등의 작업을 수행할 수 있도록 하는 것이다.In more detail, when a single battery or multiple batteries are applied to the storage battery included in the ESS, it is possible to bypass the electric transmission line or disconnect or connect only the electric transmission line of the battery so as not to interfere with the operation of the ESS. to be able to do the job.

이는, 복수개의 배터리를 저장배터리로 적용할 경우, ESS의 전반적인 전기적 안정성을 측정하기도 하지만, 구조적으로 측정이 가능할 경우 개별 배터리의 전기적 안정성 또한 측정할 수 있도록 하고, 센서부(14)로부터 획득된 센싱정보를 통하여 배터리의 이상유무 및 전기적 안정성에 대한 전반적인 평가를 시행할 수 있도록 하기 위한 것이다.When a plurality of batteries are applied as storage batteries, the overall electrical stability of the ESS is measured, but when structurally measurement is possible, the electrical stability of individual batteries can also be measured, and the sensing obtained from thesensor unit 14 is This is to enable the overall evaluation of the battery's abnormality and electrical stability through the information.

상기 조작부 및 표시부(11)는 사용자 또는 관리자가 기기 조작을 하고, 각종 정보를 확인할 수 있도록 하는 것이다.The operation unit and thedisplay unit 11 allow a user or an administrator to operate the device and check various information.

여기서, 상기 조작부는 별도의 기계식 버튼을 구비하거나, 터치스크린 기능을 적용할 수 있도록 하며, 표시부(11)는 디스플레이가 가능한 것이면 무엇이든 가능하다.Here, the manipulation unit is provided with a separate mechanical button or a touch screen function can be applied, and thedisplay unit 11 can be anything that can display.

또한, 상기 표시부(11)는 시각적인 표시장치 이외에 음성시그널을 발생시킬 수 있는 음성발생장치도 추가적으로 구비될 수 있다.In addition, thedisplay unit 11 may additionally include a voice generating device capable of generating a voice signal in addition to the visual display device.

상기 통신부(12)는 기기간의 통신을 수행하고, 사용자가 보유한 외부 통신단말기와의 통신을 수행한다.The communication unit 12 performs communication between devices and communicates with an external communication terminal possessed by the user.

보다 상세하게 설명하면, ESS의 배터리 충전상태 메시지 전송 등의 작업을 수행한다.In more detail, it performs tasks such as transmitting a battery charge status message of the ESS.

상기 제어부(13)는 메모리 기능이 포함되어 있으며, 조작부 및 표시부(11)에서 입력되는 명령신호의 처리 및 표시부의 표시제어, 충전커플러(15) 및 DC컨버터(16)의 동작을 제어하며, 통신부(12)에서 입력되는 외부신호의 처리 및 센서부(14)에서 입력되는 상태데이터를 처리하게 된다.Thecontrol unit 13 includes a memory function, and controls the processing of command signals input from the operation unit and thedisplay unit 11, display control of the display unit, and the operation of thecharging coupler 15 and theDC converter 16, and a communication unit The external signal input in step (12) is processed and the state data input from the sensor unit (14) is processed.

여기서 조작부 및 표시부(11)에 입력되는 명령신호는 사용자 또는 관리자가 입력하는 동작제어 명령을 말한다.Here, the command signal input to the manipulation unit and thedisplay unit 11 refers to an operation control command input by a user or an administrator.

상기 통신부(12)에서 입력되는 외부신호는 사용자 또는 관리자가 외부통신단말기를 통하여 접속한 후 원격제어명령 등을 말한다.The external signal input from the communication unit 12 refers to a remote control command or the like after a user or administrator connects through an external communication terminal.

또한, 상기 제어부(13)의 모니터링 기능은 ESS의 전기적 안전성을 측정하고 평가하기 위한 프로세싱 기능을 내장할 수 있도록 한다.In addition, the monitoring function of thecontrol unit 13 makes it possible to embed a processing function for measuring and evaluating the electrical safety of the ESS.

이때, 상기 제어부(13)에 포함되는 모니터링 기능은 외부에 추가로 구비되는 외부 메모리장치와 연결되어 실시간으로 논리연산 및 산술연산기능을 기반으로 하여 프로세싱되는 결과를 외부 모니터링장치에 저장할 수 있도록 한다.At this time, the monitoring function included in thecontrol unit 13 is connected to an external memory device additionally provided to the outside so that the result processed based on the logical and arithmetic operation functions in real time can be stored in the external monitoring device.

보다 상세하게 설명하면, ESS의 전기적 안전성을 평가하기 위한 절연성 및 전기적 연속성을 측정할 때, 설정된 전압에 따라 측정되는 전류값을 이용하여 절연저항의 산술 및 연속된 측정 및 산술시 평가의 신뢰도를 높이기 위해, 센서부(14)로부터 전압값, 전류값을 실시간 측정하여, 산술된 값과의 정합성을 판단할 수 있도록 하는 것이다.In more detail, when measuring insulation and electrical continuity for evaluating electrical safety of ESS, using current values measured according to set voltages, arithmetic and continuous measurement of insulation resistance, and increasing reliability of evaluation during arithmetic For this purpose, the voltage value and the current value are measured in real time from thesensor unit 14 to determine the compatibility with the arithmetic value.

또한, 외부 모니터링장치로부터 충전을 위해 충전기에 접속하는 ESS의 전기적 안전성의 측정 및 평가에 대한 이력, ESS에 포함되는 배터리에 대한 스팩과 같은 정보 및 법령과 같은 규정사항에 따른 평가기준을 제어부(13)에 전송하여 업그레이드 할 수 있도록 한다.In addition, the control unit 13 ) so that it can be upgraded.

상기 센서부(14)는 온도, 전압, 전류를 측정할 수 있는 센서로 구성되며, 단독 또는 복합 감지기능을 구비하는 센서류 적용될 수 있다.Thesensor unit 14 is composed of a sensor capable of measuring temperature, voltage, and current, and sensors having a single or complex sensing function may be applied.

상기와 같은 센서부(14)는 제어부(13)와 연결되어 배터리의 전기적안전성 측정시 측정시점에서의 배터리의 온도, 진동, 전압 및 전류값 등을 측정하게 되는 것이다.Thesensor unit 14 as described above is connected to thecontrol unit 13 to measure the temperature, vibration, voltage and current values of the battery at the time of measurement when the electrical safety of the battery is measured.

상기와 같이 센서부(14)에서 측정된 온도, 진동, 전압 및 전류값은 제어부(13)에 전송되고, 전송된 값을 기반으로 하여 제어부(13)에서 전기적 안전성 및 ESS의 배터리 이상유무 등도 측정하게 된다.As described above, the temperature, vibration, voltage and current values measured by thesensor unit 14 are transmitted to thecontrol unit 13, and based on the transmitted values, thecontrol unit 13 also measures electrical safety and battery abnormality of the ESS. will do

이때, 상기 전기적 안전성은 절연성과 연속성의 두가지 분야에 대하여 평가를 실시하게 된다.At this time, the electrical safety is evaluated in two fields of insulation and continuity.

상기 충전커플러부(15)는 충전커플러(15a)와 스위치(15b)로 구성된다.Thecharging coupler unit 15 includes acharging coupler 15a and a switch 15b.

상기 충전커플러(15a)는 ESS의 종류에 따른 충전장치(30)와의 접속을 위한 것이다.Thecharging coupler 15a is for connection with thecharging device 30 according to the type of ESS.

상기 스위치(15b)는 ESS에 이용되는 배터리의 전기적 안전성을 측정할 때, ESS(20)와 충전장치(30)를 일시적으로 단선시키기 위한 것이다.The switch 15b is for temporarily disconnecting theESS 20 and thecharging device 30 when measuring the electrical safety of the battery used in the ESS.

이때, 스위치(15b)는 외부요인이 급격하게 변화될 때, 입력되거나 방출되는 전기를 강제로 차단할 수 있는 차단기능을 더 포함하게 된다.In this case, the switch 15b further includes a blocking function capable of forcibly blocking input or emitted electricity when an external factor is rapidly changed.

이때, 상기 외부요인이 급격하게 변화되는 것은, ESS에 내장되어 있는 배터리가 전기적으로 안정하지 않거나, 충전장치에서 방출되는 전기가 불안정할 경우 충전을 위해 접속되어 ESS 또는 ESS에 포함되는 배터리의 파손을 방지하거나, 전기적으로 안전성이 불안정하여 충전장치가 파손되는 것을 방지할 수 있도록 하는 것이다.At this time, the abrupt change in the external factor is connected for charging when the battery embedded in the ESS is not electrically stable or the electricity emitted from the charging device is unstable, preventing damage to the ESS or the battery included in the ESS. or to prevent the charging device from being damaged due to electrical instability.

여기서, 상기 스위치(15b)는 누전과 같은 지락상태 또는 단락상태 등을 말하는 것이다.Here, the switch 15b refers to a ground fault condition such as a short circuit or a short circuit condition.

상기 DC컨버터(16)는 외부에 위치하는 충전장치(30)로부터 입력되는 전원을 컨버팅 하게 된다.TheDC converter 16 converts the power input from thecharging device 30 located outside.

보다 상세하게 설명하면, ESS의 종류에 따라 충전을 위해 입력되는 전원의 전압값이 다양할 수 있기 때문에 전원의 전압값을 설정하게 된다.In more detail, since the voltage value of the power input for charging may vary according to the type of the ESS, the voltage value of the power source is set.

예를 들어, ESS의 전기적 안전성을 측정하기 위해, 충전장치(30)로부터 입력되는 전기의 전압값을 전기적 안전성을 측정할 수 있는 전압값으로 맞춰줄 수 있도록 하는 것이다.For example, in order to measure the electrical safety of the ESS, the voltage value of electricity input from thecharging device 30 can be adjusted to a voltage value capable of measuring electrical safety.

이하에서 본 발명에 따른 ESS 운영중 전기적 안전성 평가장치는 아래와 같은 전기적 안전성 평가방법에 이용되며, 이에 대하여 도 2를 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, the electrical safety evaluation device during ESS operation according to the present invention is used for the following electrical safety evaluation method, which will be described in detail with reference to FIG. 2 .

본 발명에 따른 ESS 운영중 전기적 안전성 평가장치를 이용한 전기적 안전성 평가방법은 진단준비시작(S10), ESS 분석(S20), ESS배터리 종류 및 전압설정(S30), 충전상태 통신메시지 수신(S40), 충전커플러 OFF차단(S60), 1차시험(S70), 1차시험 데이터 취득(S80), 2차시험(S90), 2차시험 데이터 취득(S100), 시험데이터 분석(S110), 충전커플러 ON(S120), 진단결과 표시(S130), 충전완료(S140), 진단종료(S150)로 구성된다.The electrical safety evaluation method using the electrical safety evaluation device during ESS operation according to the present invention includes: diagnosis preparation start (S10), ESS analysis (S20), ESS battery type and voltage setting (S30), charging state communication message reception (S40), Cut off charging coupler OFF (S60), 1st test (S70), 1st test data acquisition (S80), 2nd test (S90), 2nd test data acquisition (S100), test data analysis (S110), charging coupler ON (S120), It consists of a diagnosis result display (S130), charging completion (S140), and diagnosis completion (S150).

1. 진단준비시작(S10)1. Start of diagnosis preparation (S10)

상기 진단준비시작(S10) 과정은 사용자 또는 관리자가 ESS(20))에 충전커플러(15a)를 결선하고 ESS의 배터리를 충전하기 위해 충전장치(30)에 또다른 충전커플러(15a)의 충전단자를 결선하면, ESS의 종류 및 이에 따른 배터리 정보 등이 통신부(12)를 통하여 제어부(13)로 전송된다.In the diagnostic preparation start (S10) process, the user or administrator connects thecharging coupler 15a to the ESS 20) and connects the charging terminal of anothercharging coupler 15a to thecharging device 30 to charge the battery of the ESS. is connected, the type of ESS and battery information according to it are transmitted to thecontrol unit 13 through the communication unit 12 .

이때, ESS(20)와 연결된 충전커플러부(15)를 통하여 통신부(12)에 정보가 전송되고, 이를 제어부(13)에 전송하여 정보를 탑재하게 된다.At this time, information is transmitted to the communication unit 12 through thecharging coupler unit 15 connected to theESS 20 , and it is transmitted to thecontrol unit 13 to load the information.

2. ESS분석(S20)2. ESS analysis (S20)

ESS의 종류 즉, 형태를 분석하는 것으로, 충전을 위한 에너지 저장장치가 단독배터리로 적용되는지, 복수의 배터리가 직렬 또는 병렬로 연결되는지의 형태 또는 저장되는 전기용량 등에 대한 정보를 분석하고 획득하는 것이다.By analyzing the type of ESS, that is, the form is analyzed and obtained information on whether the energy storage device for charging is applied as a single battery, or whether a plurality of batteries are connected in series or parallel, or the stored electric capacity, etc. .

또한, ESS에 사용되는 배터리의 물리적 특성인 배터리의 종류 등도 분석하고 그 정보를 획득하게 되는 것이다.In addition, the type of battery, which is the physical characteristic of the battery used in the ESS, is also analyzed and the information is obtained.

이는 후술되는 시험과정 전에 전기를 공급하는 전송선로의 관리 또는 ESS의 운영을 제한하지 않고 선로의 우회 등을 판단하기 위한 것과 함께, 사용되는 배터리의 종류 등에 따른 사전 데이터를 획득하기 위한 것이다.This is to determine the detour of the line without limiting the management of the transmission line that supplies electricity or the operation of the ESS before the test process to be described later, and to acquire preliminary data according to the type of battery used, etc.

3. ESS배터리 종류 및 전압설정(S30)3. ESS battery type and voltage setting (S30)

상기 ESS배터리 종류 및 전압설정(S30)과정은 앞선과정(S20)에서 분석된 ESS의 종류에 따라 ESS배터리의 종류 및 그에 따른 전압을 설정하는 과정이다.The ESS battery type and voltage setting (S30) process is a process of setting the type of the ESS battery and the corresponding voltage according to the ESS type analyzed in the previous process (S20).

ESS의 종류에 따라 제어부(13)에 입력되어 탑재된 ESS의 형태에 따른 배터리의 종류 및 배터리 정보가 탑재되면 이에 따른 배터리의 종류를 설정하고, 이에 대한 전기적 안전성 측정 및 평가에 따른 평가방법에 대한 메뉴얼 및 측정값 안정치에 대한 정보데이터를 제어부(13)에 탑재하게 된다.According to the type of ESS, the type of battery according to the type of the ESS input and battery information according to the type of the mounted ESS is set according to the type of the battery, and the evaluation method according to the electrical safety measurement and evaluation for this is set. Information data on the manual and the measured value stable value is loaded in thecontrol unit 13 .

이는 외부에 구비되는 별도의 메모리장치 또는 제어부(13)에 저장되어 있는 평가용 정보로부터 해당 ESS에 적용되는 배터리 종류에 대한 정보를 선별하여 추출하여 설정하게 된다.This is set by selecting and extracting information on the type of battery applied to the ESS from a separate memory device provided externally or information for evaluation stored in thecontrol unit 13 .

설정된 ESS의 배터리 종류에 따라 충전을 위해 입력되는 전압 및 전기적 안전성을 측정하기 위한 측정전압의 범위를 설정하고, ESS 배터리의 완충상태의 전압을 설정하게 된다.According to the battery type of the set ESS, the voltage input for charging and the range of the measurement voltage for measuring electrical safety are set, and the voltage of the fully charged state of the ESS battery is set.

이는 ESS배터리의 충전상태에 대한 정보를 획득하고 이를 통신부(12)에 전송하기 위한 것으로, 일정수준 이상의 충전상태일 경우, 충전작업을 중지하고 전기적 안전성을 측정 및 평가하기 위한 것이며, 충전상태가 일정수준 이하일 경우, 계속해서 배터리의 충전을 진행하여 배터리의 전기적 안전성을 측정하기 위한 일정수준의 충전량을 유지하기 위한 것이다.This is to acquire information on the state of charge of the ESS battery and transmit it to the communication unit 12. When the state of charge is above a certain level, the charging operation is stopped and electrical safety is measured and evaluated, and the state of charge is constant. If it is below the level, the battery is continuously charged to maintain a certain level of charge for measuring the electrical safety of the battery.

이때, 상기 측정전압의 범위는 전기적 절연성 및 연속성에 대한 것으로, 절연성에 대한 측정과정인 1차 시험시 적용되는 것이고, 연속성에 대한 측정과정인 2차 시험시 적용되는 측정전압 범위를 설정하게 된다.At this time, the range of the measured voltage is for electrical insulation and continuity, is applied during the first test, which is a measurement process for insulation, and sets the range of the measured voltage applied during the second test, which is a measurement process for continuity.

여기서, 상기 ESS 배터리 종류 및 전압설정(S30)과정은 앞선 ESS 분석(S20)과정과 통합되어 운영되거나 또는 현행과 같이 개별적으로 운행될 수 있다.Here, the ESS battery type and voltage setting (S30) process may be operated in combination with the previous ESS analysis (S20) process or may be operated individually as in the present.

4. 충전상태 통신메시지 수신(S40)4. Charging status communication message reception (S40)

상기 충전상태 통신메시지 수신(S40)과정은 앞선과정(S30)에서 배터리의 충전상태를 설정하고, 충전커플러(15a)를 통하여 배터리에 인입되는 전류량을 센서부(14)를 통하여 감지한 후 충전상태를 파악한 후 조작부 및 표시부(11)에 충전상태의 통신메시지를 수신하게 된다.In the process of receiving the charging state communication message (S40), the charging state of the battery is set in the previous process (S30), the amount of current flowing into the battery through the chargingcoupler 15a is sensed through thesensor unit 14, and then the charging state After grasping, the communication message of the charging state is received on the operation unit and thedisplay unit 11 .

5. 충전커플러 OFF차단(S60)5. Charge coupler OFF cut off (S60)

상기 충전커플러 OFF차단(S60)과정은 배터리의 충전상태에 따라 충전량이 일정수준 이상일 경우 즉, 기설정된 검사가능 충전량일 경우, 충전커플러를 OFF하여 충전장치(30)로부터 입력되는 충전용 전기를 차단하게 된다.The charging coupler OFF-blocking (S60) process cuts off the charging electricity input from the chargingdevice 30 by turning off the charging coupler when the charging amount is above a certain level depending on the state of charge of the battery, that is, when it is a preset testable charging amount. will do

6. 1차시험(S70)6. First test (S70)

상기 1차시험(S60)과정은 충전커를러 OFF차단(S60)과정 후 전기적 절연성을 측정하는 것이다.The first test (S60) process is to measure the electrical insulation after the charging cutler OFF cut off (S60) process.

여기서 상기 전기적 절연성은 전기적 안전성을 평가함에 있어서, 시험대상이 되는 ESS에 직류시험전원을 공급하기 위해 직류전원을 입력받고 직류시험전원의 전압 및 전류값을 입력 받은 후 DC컨버터(16)를 통하여 컨버팅한 후 직류시험전원을 분석하여 시험대상 ESS의 절연저항을 측정하게 된다.Here, in evaluating electrical safety, the electrical insulation is converted through aDC converter 16 after receiving a DC power input to supply a DC test power to the ESS to be tested and receiving the voltage and current values of the DC test power. After that, the DC test power is analyzed to measure the insulation resistance of the ESS under test.

이때, 상기 절연저항은 직류시험전원의 설정된 전압을 바탕으로 전류값을 측정하여 절연저항을 산술하게 되는 것이다.At this time, the insulation resistance is calculated by measuring the current value based on the set voltage of the DC test power supply.

7. 1차시험 데이터 취득(S80)7. First test data acquisition (S80)

상기 1차시험 데이터 취득(S80)과정은 1차시험(S60)시 산술되어 획득되는 전압값 및 전류값과 센서부(14)를 통하여 센싱되어 획득되는 전압값 및 전류값을 비교하여 측정되는 데이터의 정합성 여부를 판단하게 되며, 정합성 즉, 산술되어 획득되는 데이터와 센싱되어 획득되는 데이터의 차이가 발생되지 않는 경우를 말하며, 정합성이 판단되는 경우 이를 1차시험 데이터로 취득하게 되는 것이다.The first test data acquisition (S80) process compares the voltage and current values obtained by arithmetic during the first test (S60) with the voltage and current values sensed and acquired through thesensor unit 14 to match the measured data It is determined whether or not the consistency, that is, the case in which the difference between the data obtained by arithmetic and the data obtained by sensing does not occur.

또한, 센서부(14)에 더 구비될 수 있는 열감지 센서, 진동감지 센서 등의 외부요인 측정값도 획득하고, 이에 대한 데이터값도 취극하게 된다.In addition, measurement values of external factors such as a heat sensor and a vibration sensor that may be further provided in thesensor unit 14 are acquired, and data values are also obtained.

8. 2차시험(S90)8. Second test (S90)

상기 2차시험(S90)과정은 1차시험 데이터 취득(S70)과정 후 전기적 연속성을 측정하기 위한 것이다.The second test (S90) process is for measuring electrical continuity after the first test data acquisition (S70) process.

상기와 같은 전기적 연속성 또한 시험대상이 되는 ESS에 직류시험전원을 공급하기 위해 직류전원을 입력받고 직류시험전원의 전압 및 전류값을 입력 받은 후 DC컨버터(16)를 통하여 컨버팅한 후 직류시험전원을 분석하여 시험대상 ESS의 전기적 연속성을 측정하게 된다.In order to supply DC test power to the ESS to be tested for electrical continuity as described above, DC power is input and the voltage and current values of the DC test power are input, converted through theDC converter 16, and then the DC test power is applied. The analysis will measure the electrical continuity of the ESS under test.

이때도 또한 직류시험전원의 설정된 전압을 바탕으로 전류값을 측정하고 이를 바탕으로 반복 측정에 의한 전기적 연속성 시험하게 되는 것이다.At this time, also, the current value is measured based on the set voltage of the DC test power source, and the electrical continuity test is performed based on the repeated measurement.

9. 2차시험 데이터 취득(S100)9. Secondary test data acquisition (S100)

상기 2차시험 데이터 취득(S100)과정은 2차시험(S80)시 센서부(14)를 산술되어 획득되는 전압값 및 전류값과 센서부(14)를 통하여 센싱되어 획득되는 전압값 및 전류값을 비교하여 측정되는 데이터의 정합성 여부를 판단하게 되며, 정합성 즉, 산술되어 획득되는 데이터와 센싱되어 획득되는 데이터의 차이가 발생되지 않는 경우를 말하며, 정합성이 판단되는 경우 이를 2차시험 데이터로 취득하게 되는 것이다.The secondary test data acquisition (S100) process compares the voltage and current values obtained by arithmetic of thesensor unit 14 during the secondary test (S80) with the voltage and current values sensed through thesensor unit 14 and acquired to determine whether the measured data is consistent, that is, when there is no difference between the data obtained by arithmetic and the data obtained by sensing, and if the consistency is determined, it is acquired as the secondary test data. .

10. 시험데이터 분석(S110)10. Test data analysis (S110)

상기 시험데이터 분석(S110)과정은 앞선 1차시험(S70)과정을 통하여 취득된 데이터와 2차시험(S90)과정에서 취득된 데이터를 앞서 설명한 제어부(13)에서, 전기적 안전성 합격여부를 판단하는 것이다.In the test data analysis (S110) process, the data acquired through the first test (S70) process and the data acquired in the second test (S90) process are used in thecontrol unit 13 to determine whether the electrical safety has passed.

이는 사용자나 관리자가 입력한 합격구간에 데이터값이 포함될 경우 이를 합격으로 판단하고, 이 합격범위를 벗어날 경우 불합격으로 판단하는 것이다.If the data value is included in the pass section entered by the user or administrator, it is judged as pass, and if it is out of this pass range, it is judged as failing.

11. 충전커플러 ON(S120)11. Charging coupler ON (S120)

상기 충전커플러 ON(S120)과정은 시험데이터 분석(S110)과정에서 ESS의 전기적안전성 측정 및 평가결과가 안전구간에 위치하는 것으로 평가되었을 때, 충전커플러부(15)의 충전커플러(15a)를 스위치(15b)를 ON시켜 충전장치(30)로부터 ESS(20)의 배터리에 충전을 위한 전기를 공급하게 되는 것이다.The charging coupler ON (S120) process switches the chargingcoupler 15a of the chargingcoupler unit 15 when the electrical safety measurement and evaluation result of the ESS is evaluated to be located in the safe section in the test data analysis (S110) process By turning on (15b), electricity for charging is supplied from the chargingdevice 30 to the battery of theESS 20 .

이때, 앞선 시험데이터분석(S100)과정에서 전기적안전성의 측정결과 안전구간 이외의 구간에 속할경우 스위치(15b)에서 충전커플러(15a) OFF한 상태로 배터리의 전기적안전성 이상상황을 조작부 및 표시부(11)에 표시한 후 진단을 종료하게 되며, 선로관리부(17)를 통하여 전기전송선로의 우회 또는 해당 배터리로 결선 등의 작업을 수행하기도 한다.At this time, when the electrical safety measurement result in the previous test data analysis (S100) process falls within a section other than the safe section, the switch (15b) turns off the charging coupler (15a) and displays the electrical safety abnormality of the battery in the operating unit and the display unit 11 ), the diagnosis is finished, and work such as bypassing the electric transmission line or wiring the corresponding battery through theline management unit 17 is also performed.

12. 진단결과 표시(S130)12. Display of diagnostic results (S130)

상기 진단결과 표시(S130)과정은 앞선 시험데이터 분석(S110)과정에서의 결과를 조작부 및 표시부(11)에 표시하는 것이다.The diagnostic result display (S130) process is to display the results of the previous test data analysis (S110) process on the manipulation unit and thedisplay unit 11 .

이때, 상기 진단결과 표시(S130)과정에서는 사용자 또는 관리자가 규정에 따라 설정한 전기적안전성 안전구간(합격구간)에 시험결과값이 위치할 경우, 전기적안전성이 있는 것으로 표시하고, 전기적안전성 안전구간 이외의 범위에 결과값이 위치할 경우, 전기적안전성에 이상이 있는 것으로 표시하게 된다.At this time, in the process of displaying the diagnosis result (S130), when the test result value is located in the electrical safety safety section (pass section) set by the user or the manager according to the regulations, it is displayed as having electrical safety, and other than the electrical safety safety section If the result value is within the range of , it is indicated that there is an abnormality in electrical safety.

여기서, 상기 전기적안전성의 이상은 안전구간을 기준으로 하여 안전구간의 결과값과의 차이를 기반으로 하여 등급을 설정하여 등급별로 표기해주게 된다.Here, the abnormality of the electrical safety is indicated for each grade by setting a grade based on the difference with the result value of the safety zone based on the safety zone.

예를 들어, 주의, 경계, 위험 등의 구간을 설정하여 ESS를 관리하는 관리자가 비상상황에 대비할 수 있도록 하는 것이다.For example, by setting sections such as caution, alertness, and danger, the manager who manages the ESS can prepare for an emergency.

또한, 전기적안전성에 대한 이상발생에 대한 예측결과를 더 표시할 수 있도록 한다.In addition, it is possible to further display the prediction results for the occurrence of abnormalities in electrical safety.

보다 상세하게 설명하면, 측정당시 전기적안전성 측정결과가 안전구간(합격구간)에 있더라도, 이상구간과의 경계지점에 가깝게 위치할 경우 이를 사용자 또는 관리자에게 통보함과 동시에, 과거 전기적안전성 측정에 대한 이력을 바탕으로 전기적안전성 측정결과의 변화값 즉, 변화된 시간을 기반으로 전기적안전성의 변화값을 예측하여 사용자에게 전기적안전성의 변화에 대한 예측값(시간)을 표시할 수 있도록 하는 것이다.More specifically, even if the electrical safety measurement result is in the safe section (pass section) at the time of measurement, if it is located close to the boundary point with the abnormal section, the user or manager is notified of this and at the same time, the history of electrical safety measurements in the past Based on the change value of the electrical safety measurement result, that is, the change value of the electrical safety is predicted based on the changed time, so that the predicted value (time) for the change of the electrical safety can be displayed to the user.

13. 충전완료(S140)13. Charging complete (S140)

상기 충전완료(S140)과정은 전기적안전성이 안전구간에 위치하고, 충전커플러를 ON한 후 ESS의 배터리에 충전장치로부터 공급되는 충전용 전기를 계속적으로 공급하고, 센서부(15)를 통하여 배터리의 충전량을 확인한 후 충전을 완료하는 것이다.In the charging completion (S140) process, the electrical safety is located in the safe section, the charging coupler is turned on, then the charging electricity supplied from the charging device is continuously supplied to the battery of the ESS, and the charging amount of the battery through thesensor unit 15 After confirming, charging is complete.

여기서, 검사를 위한 ESS의 형태별로 선로관리부(17)를 통하여 해당배터리 또는 해당배터리를 제외한 나머지 배터리에 전기를 공급하기 위한 전기의 공급여부를 판단하고 이에 따른 선로의 결선 또는 우회 등을 설정하여 제어할 수 있다.Here, for each type of ESS for inspection, it is determined whether electricity is supplied for supplying electricity to the battery or the remaining batteries except for the battery through theline management unit 17, and the connection or detour of the line is set accordingly to control it. can do.

14. 진단종료(S150)14. End of diagnosis (S150)

상기 진단종료(S150)과정은 충전 및 진단이 완료된 경우 진단에 따른 결과를 제어부(13)의 모니터링 시스템에 저장하거나, 외부에 위치하는 별도의 저장장치에 전송하여 DB화하고, 진단을 종료하게 된다.In the diagnosis end (S150) process, when charging and diagnosis are completed, the diagnosis result is stored in the monitoring system of thecontrol unit 13 or transmitted to a separate storage device located outside to form a DB, and the diagnosis is terminated. .

이때, 상기와 같이 진단에 따른 결과를 저장한 후 ESS의 관리자 또는 현상태의 작업자 및 관리자의 개인용 통신단말기에 그 결과를 전송하는 과정을 더 포함할 수도 있다.In this case, after storing the results according to the diagnosis as described above, the method may further include a process of transmitting the results to the personal communication terminal of the manager of the ESS or the current worker and manager.

여기서, 상기와 같이 개인용 통신단말기에 그 결과를 전송할 때에는 향후 전기적안전성에 대한 측정일정 등을 더 안내할 수도 있다.Here, when the result is transmitted to the personal communication terminal as described above, a measurement schedule for future electrical safety may be further guided.

또한, 상기 충전상태 통신메세지 수신(S40)과정과 충전커플러 OFF 차단(S60)과정 사이에는 선로 우회 설정(S50)과정이 더 포함될 수 있다.In addition, a line bypass setting (S50) process may be further included between the charging state communication message reception (S40) process and the charging coupler OFF blocking process (S60).

상기 선로 우회 설정(S50)과정은 앞선 과정(S20)에서 분석된 ESS의 종류 즉, 형태에 따라 단일 배터리 또는 복수개의 배터리가 직렬 또는 병렬로 연결되어 적용될 때, 전기적 안정성을 측정하기 위한 배터리 또는 해당 배터리를 제외한 나머지 배터리에 공급되는 전기를 단선, 결선 또는 우회하기 위한 과정이다.The line bypass setting (S50) process is a battery or corresponding battery for measuring electrical stability when a single battery or a plurality of batteries are connected in series or parallel and applied depending on the type of ESS analyzed in the previous process (S20), that is, the form. This is a process for disconnecting, wiring, or bypassing the electricity supplied to the remaining batteries except for the battery.

보다 상세하게 설명하면, 복수개의 배터리를 에너지 저장장치로 적용할 경우, 개별 배터리별로 전기적 안정성을 측정하고 평가할 때, ESS의 운영을 방해하지 않도록 해당 배터리만에 공급되는 전기를 단선시키거나 또는 우회하는 등의 제어를 실시할 수 있도록 하는 것이다.More specifically, when a plurality of batteries are applied as an energy storage device, when measuring and evaluating the electrical stability of each battery, the electricity supplied only to the battery is disconnected or bypassed so as not to interfere with the operation of the ESS. This is to enable control, etc.

상기와 같은 방법에 의해 본 발명을 완성할 수 있는 것이다.The present invention can be completed by the method as described above.

11 : 조작부 및 표시부12 : 통신부
13 : 제어부14 : 센서부
15 : 충전커플러부16 : DC컨버터
17 : 선로관리부11: operation unit and display unit 12: communication unit
13: control unit 14: sensor unit
15: charging coupler unit 16: DC converter
17: line management department

Claims (1)

Translated fromKorean

ESS 운영중 전기적 안전성 평가장치에 있어서,
사용자 또는 관리자가 제어 및 동작에 대한 명령을 입력하고, 정보를 표시해주는 조작부 및 표시부(11);
외부통신단말기 및 차량에 구비되는 통신수단과의 통신을 수행하는 통신부(12);
동작제어 및 입력정보를 분석하고 처리하는 제어부(13);
전기차의 전기적 안전성 상태를 센싱하기 위한 센서부(14);
충전장치에 접속하기 위한 충전커플러부(15); 및 충전장치로부터 입력되는 전원의 전압값을 컨버팅하는 DC컨버터(16)로 구성되는 것을 특징으로 하는 ESS 운영중 전기적 안전성 평가장치.In the electrical safety evaluation device during ESS operation,
a manipulation unit and display unit 11 for a user or administrator to input a command for control and operation, and display information;
a communication unit 12 for performing communication with an external communication terminal and communication means provided in the vehicle;
a control unit 13 for analyzing and processing motion control and input information;
a sensor unit 14 for sensing an electric safety state of an electric vehicle;
Charging coupler unit 15 for connecting to the charging device; and a DC converter (16) for converting the voltage value of the power input from the charging device.

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