[发明专利]包括模块化BMS连接结构的电力储存系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由多个电力储存单元架组合构成的电力储存系统，尤其涉及一种包括在每个单元架中的模块化BMS连接结构及其控制方法。

本申请要求2011年5月31日提交的第10-2011-0051802号韩国专利申请以及2012年5月10日提交的第10-2012-004952号韩国专利申请的优先权，将该申请的说明书和附图记载的所有内容以引用的方式纳入本申请。

背景技术

作为具有高的产品易用性，且具有高能量密度等电特性的二次电池，不仅应用在便携式设备中，也普遍应用在通过电驱动源来驱动的电动汽车（EV，Electric Vehicle）或者混合动力汽车（HEV，Hybrid Electric Vehicle）等中。这种二次电池具有能够显著地减少矿物燃料的使用量的一个优点，而且几乎不产生由使用能量而产生的副产品，因此，二次电池作为亲环境和提高能量效率的替代能源而受到瞩目。

二次电池包括阴极集电体、阳极集电体、隔膜、活性物质、电解质溶液等，并可以具有通过这些组成成分之间的电化学反应进行充放电的结构。另一方面，近年来二次电池常常用作能量储存源，对于具有大容量的电池结构的需求也正在增长，并且普遍使用具有多个二次电池以串联或者并联等的方式相连接的多模块结构的二次电池组。

所述电力储存系统中所使用的二次电池组包括，组合有多个二次电池单元的二次电池模块以及组壳（pack case）。除了这种基本结构之外，二次电池组进一步包括BMS（电池管理系统，Battery Management System），该BMS通过应用一个算法来监视并控制二次电池单元或者二次电池模块的状态，该算法用于控制到负荷的电力供给、测量诸如电流或者电压等的电特性值、控制充放电、控制电压均衡性（equalization）、估计SOC（充电状态，State Of Charge）等。

同时，为了满足各种各样的电压和容量的需求条件，将包括多个如上所述的二次电池组的小容量电力储存单元架以串联或者并联的方式进行组合，由此构成电力储存系统。最近，随着对智能电网的关注增加，为实现智能电网，用来存储闲置电量的大容量的电力储存系统的必要性增强。

电力储存单元架由多个二次电池组构成，每个二次电池组包括多个二次电池单元或二次电池模块。并且，根据需要的电力储存系统的容量，连接多个与所述相同的单元架。所以，一个电力储存系统内包括数十个到数万个二次电池单元或二次电池模块。操作这样的电力储存系统，需要持续地监视数十个到数万个的单元或模块单元的电压、电流、温度、充电状态（SOC）等。

为监视每个二次电池单元或模块的状态并有效地控制所述单元或模块，设定包括在所述电池组中的BMS的相互关系，使得将包括在所述电池组中的BMS设定为从BMS，将能够控制所述从BMS的一个单独的BMS设定为主BMS，由此一体地操作和控制所述电力储存系统。

同时，像智能电网一样，最近电力储存系统的概念在逐渐扩大，从单个家庭或办公室到一幢大厦、小规模地域、一座城市或一个国家。但是，像所述这样的现有方式，需要并管理与在二次电池组内存在的从BMS的数量相同的单独的硬件或软件的驱动机制。并且，随着电力储存系统的规模增大，存在主BMS从每个从BMS接收信息以及处理该信息的时间增加的缺点。即，现有方式不能及时应对外部的变化，违反了智能电网有效地使用能源的初衷。

因此，对于包括有BMS（Battery Management System）连接结构的电力储存系统及其控制方法的开发需求正在增加，在BMS连接结构中，BMS可以被安装至每个单元、模块或组且可以被有效地统一管理。

发明内容

技术问题

本发明是鉴于所述现有技术所提出的，其目的在于提供一种包括模块化BMS连接结构的电力储存系统及控制该系统的方法。

技术方案

为实现所述目的，本发明提供一种电力储存系统，该系统包括：n个从BMS，用于将与包括在由所述从BMS管理的电池模块中的电池单元的电特性值相关的数据通过从通信网络传输；m个主BMS，用于对通过所述从通信网络传输的与电池单元的电特性值相关的数据进行一次处理，并将所述一次处理的数据通过主通信网络传输；以及超级主BMS，用于对通过所述主通信网络传输的数据进行二次处理。

根据本发明，所述电特性值包括下述值中的至少一个：电池单元的电压测量值、充放电电流测量值、温度测量值、充电量估值及劣化度估值。