CN113533853A - 用于测量绝缘电阻的设备 - Google Patents

用于测量绝缘电阻的设备 Download PDF

Info

Publication number
CN113533853A
CN113533853A CN202110379920.9A CN202110379920A CN113533853A CN 113533853 A CN113533853 A CN 113533853A CN 202110379920 A CN202110379920 A CN 202110379920A CN 113533853 A CN113533853 A CN 113533853A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
resistor
switch
battery
insulation resistance
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.)
Pending
Application number
CN202110379920.9A
Other languages
English (en)
Inventor
金宇中
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.)
SK On Co Ltd
Original Assignee
SK Innovation Co 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
Application filed by SK Innovation Co Ltd filed Critical SK Innovation Co Ltd
Publication of CN113533853A publication Critical patent/CN113533853A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/025—Measuring very high resistances, e.g. isolation resistances, i.e. megohm-meters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/20—Modifications of basic electric elements for use in electric measuring instruments; Structural combinations of such elements with such instruments
    • G01R1/203—Resistors used for electric measuring, e.g. decade resistors standards, resistors for comparators, series resistors, shunts
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/20—Modifications of basic electric elements for use in electric measuring instruments; Structural combinations of such elements with such instruments
    • G01R1/206—Switches for connection of measuring instruments or electric motors to measuring loads
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/08—Measuring resistance by measuring both voltage and current
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

本发明涉及一种能够测量电池的绝缘电阻的设备。根据本发明的能够测量绝缘电阻的设备，电压测量单元可以测量相对于电池的负极端子的电位的电压，而不是相对于接地的电压，因此可以使用一个装置来测量要求高精度的参数，从而降低成本，并且，因为第一感测基板和第二感测基板是分离的，所以可以使用不同的电位作为接地，从而确保作为HV侧的第一感测基板和作为LV侧的第二感测基板之间的更好的绝缘性能。

Description

用于测量绝缘电阻的设备
技术领域
本发明涉及一种能够测量电池的绝缘电阻的设备。
背景技术
最近，一种使用能够充电和放电的电池作为动力源的电动车辆(EV)已经被商业化，成为一种环保车辆。该电动车辆包括：电池组，其用作向需要高电压以用于车辆操作的驱动电动机、逆变器、转换器等提供高压(HV)的动力源；以及铅酸电池，其用作向车辆的电子设备提供低压(LV)的动力源。
此时，电池组的绝缘电阻可能降低，或者其绝缘可能由于劣化而被破坏。在这种情况下，这是非常危险的，因为接触底盘的人可能被电池组的高压触电，因此需要不断地测量和监测电池组的绝缘电阻，使绝缘电阻不会降低到小于一定水平。
同时，现有技术的绝缘电阻测量电路是相对于低压(LV)侧接地(例如，铅酸电池的负极端子、底盘)进行测量的。
[相关技术文件]
[专利文件]
KR 2010-1610921B1
发明内容
[技术问题]
本发明的目的在于提供一种能够通过最小化要求高精度的测量装置的数量来降低成本的用于测量绝缘电阻的设备。
本发明的另一目的在于提供一种能够更好地确保感测基板的高压(HV)侧与感测基板的低压(LV)侧之间的绝缘性能的用于测量绝缘电阻的设备。
[技术方案]
在一般方面，一种用于测量电池的绝缘电阻的设备包括：电阻单元，其包括电压测量电阻器，该电压测量电阻器被配置为划分和测量电池的电压；开关单元，其连接到电阻单元，并且包括用于形成不同电路径的第一开关和第二开关；以及控制单元，其测量施加到电压测量电阻器的电压并且监测电池的绝缘电阻，并且控制单元可以基于电池的负极端子的电位来测量施加到电压测量电阻器的电压。
控制单元进一步包括电压测量单元，该电压测量单元被配置为测量施加到电压测量电阻器的电压，电压测量电阻器可以连接到电池的负极端子，并且电压测量单元可以连接到电压测量电阻器和电池的负极端子。
该设备可以进一步包括：第一感测基板，其连接到电池；以及第二感测基板，其连接到具有比电池低的电压的铅酸电池，并且与第一感测基板分离，电阻单元和开关单元可以安装在第一感测基板上，并且控制单元可以安装在第二感测基板上。
该设备可以进一步包括：第一感测基板，其连接到电池；以及第二感测基板，其连接到具有比电池低的电压的铅酸电池，并且与第一感测基板分离，并且电阻单元、开关单元、电压测量单元和控制单元可以安装在第一感测基板上。
电阻单元可以进一步包括：第一电阻器，其连接到电池的正极端子，以及第二电阻器，其连接在第一电阻器和电压测量电阻器之间，并且第一开关可以连接在第一电阻器与接地之间，第二开关可以连接在第二电阻器与接地之间。
控制单元可以在使第一开关在断开状态下操作并且使第二开关在接通状态下操作的同时接收施加到电压测量电阻器的电压，并且在使第一开关和第二开关均在接通状态下操作的同时接收施加到电压测量电阻器的电压。
控制单元可以通过组合下面的等式1和等式2来计算正绝缘电阻和负绝缘电阻：
[等式1]
Figure BDA0003012592290000031
[等式2]
Figure BDA0003012592290000032
(其中VRmes_SW2表示当第一开关在断开状态下操作并且第二开关在接通状态下操作时施加到电压测量电阻器的电压，VRmes_SW1_SW2表示当第一开关和第二开关均在接通状态下操作时施加到电压测量电阻器的电压，Pack V表示电池的电压，Rmes表示电压测量电阻器的值，R1表示第一电阻器的值，R2表示第二电阻器的值，RLeak+表示正绝缘电阻的值，并且RLeak-表示负绝缘电阻的值)。
电阻单元可以进一步包括连接在开关单元与接地之间的第三电阻器。
控制单元可以在使第一开关在断开状态下操作并且使第二开关在接通状态下操作的同时接收施加到电压测量电阻器的电压，并且在使第一开关和第二开关均在接通状态下操作的同时接收施加到电压测量电阻器的电压。
控制单元可以通过组合下面的等式3和等式4来计算正绝缘电阻和负绝缘电阻。
[等式3]
Figure BDA0003012592290000033
[等式4]
Figure BDA0003012592290000041
(其中等式4满足：
Figure BDA0003012592290000042
Figure BDA0003012592290000043
Figure BDA0003012592290000044
VRmes_SW2表示当第一开关在断开状态下操作并且第二开关在接通状态下操作时施加到电压测量电阻器的电压，VRmes_SW1_SW2表示当第一开关和第二开关均在接通状态下操作时施加到电压测量电阻器的电压，Pack V表示电池的电压，Rmes表示电压测量电阻器的值，R1表示第一电阻器的值，R2表示第二电阻器的值，R3是第三电阻器的值，RLeak+表示正绝缘电阻的值，并且RLeak-表示负绝缘电阻的值)。
[有益效果]
根据本发明的用于测量绝缘电阻的设备，电压测量单元可以测量相对于电池的负极端子的电位的电压而不是相对于接地的电压，因此可以使用一个装置来测量要求高精度的参数，从而降低成本。
另外，根据本发明的用于测量绝缘电阻的设备，因为第一感测基板和第二感测基板是分离的，所以可以使用不同的电位作为接地，从而确保作为HV侧的第一感测基板与作为LV侧的第二感测基板之间的更好的绝缘性能。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的用于测量绝缘电阻的设备的框图。
图2是在本发明的用于测量绝缘电阻的设备中形成的第一电路的电路图。
图3是在本发明的用于测量绝缘电阻的设备中形成的第二电路的电路图。
图4是更详细地示出本发明的用于测量绝缘电阻的设备的连接结构的视图。
图5是示出作为本发明的用于测量绝缘电阻的设备的另一实施例的控制单元的位置被改变的情况的框图。
图6是示出作为本发明的用于测量绝缘电阻的设备的另一实施例的添加了电阻装置的情况的电路图。
附图标记说明
10：电池
11：电池正极端子
12：电池负极端子
20：铅酸电池
100：电阻单元
110：电压测量电阻器
120：第一电阻器
130：第二电阻器
140：第三电阻器
200：开关单元
210：第一开关
220：第二开关
300：电压测量单元
400：控制单元
500：第一感测基板
600：第二感测基板
具体实施方式
下文中，将参照附图详细描述本发明。将省略可能不必要的模糊本发明的主题的已知功能和结构的详细描述。另外，诸如“…单元”和“模块”的术语意为处理至少一种功能或操作的单元，其可通过硬件或者软件或者硬件与软件的组合来实施。
图1是示意性地示出本发明的用于测量绝缘电阻的设备的框图，图2和图3分别是在本发明的用于测量绝缘电阻的设备中形成的第一电路和第二电路的电路图，并且图4是更详细地示出本发明的用于测量绝缘电阻的设备的连接结构的视图。
参照图1至图3，本发明的用于测量绝缘电阻的设备包括电阻单元100、开关单元200、电压测量单元300和控制单元400。其中，控制单元400可包括电压测量单元300。
电阻单元100可包括多个电阻器以分配电池10的电压。此时，多个电阻器包括电压测量电阻器110、第一电阻器120和第二电阻器130，第一电阻器120连接到电池10的正极端子11，并且第二电阻器130连接在第一电阻器120与电压测量电阻器110之间。此处，电池10可以通过串联或并联连接多个电池单元而形成。
开关单元200连接到电阻单元100，并且包括第一开关210和第二开关220，并且可根据第一开关210和第二开关220的通-断操作形成具有不同路径的电路。也就是说，开关单元200连接到电阻单元100，并且包括用于形成不同电路径的第一开关210和第二开关220。
接下来，电压测量单元300是测量施加到电压测量电阻器110的电压的配置，并且可以包括接收模拟电压信号并将该模拟电压信号转换为数字数据的模数转换器(ADC)。在这种情况下，电压测量单元300的操作电力可以由电池组10提供，或者可以通过绝缘型DC-DC转换器从铅酸电池20提供。
同时，在本发明的用于测量绝缘电阻的设备中，电压测量单元300测量相对于电池10的负极端子12的电位施加到电压测量电阻器110的电压。
接着，控制单元400测量施加到电压测量电阻器110的电压，并且监测电池的绝缘电阻。控制单元400是控制开关单元200并且同时接收由电压测量单元300测量的施加到电压测量电阻器110的电压以计算正绝缘电阻和负绝缘电阻的配置。
更具体地，控制单元400可在第一开关210在断开状态下操作且第二开关220在接通状态下操作的同时接收由电压测量单元300测量的施加到电压测量电阻器110的电压，并且可在第一开关210和第二开关220均在接通状态下操作的同时接收由电压测量单元300测量施加到电压测量电阻器110的电压。此处，控制单元400可以是微控制单元(MCU)。
关于此，正绝缘电阻意为电池10的正极端子11与接地之间的电阻，并且负绝缘电阻意为电池10的负极端子12与接地之间的电阻。接地是低压(LV)接地，并且通常是车辆的底盘。
在下文中，将描述本发明的用于测量绝缘电阻的设备的具体连接结构。
参照图2和图3，第一电阻器120的一端连接到电池10的正极端子11，另一端连接到第一开关210的一端。第二电阻器130的一端连接到电压测量电阻器110，另一端连接到第二开关220的一端。第一开关210的另一端和第二开关220的另一端接地。
此时，电压测量电阻器110的一端连接到电池10的负极端子12，另一端连接到第二电阻器130。另外，电压测量单元300连接到电压测量电阻器110和电池10的负极端子12中的每一个，从而测量相对于电池10的负极端子12的电位施加到电压测量电阻器110的电压。
同时，相对于电池的负极端子的电位来测量电池的电压和电流以及逆变器电压(以下称为高压(HV)测量参数)等。HV测量参数是用于诊断电池的参数，并且与车辆的安全操作相关，因此需要高精度测量，这与绝缘电阻的测量相同。
然而，如上所述，现有技术的绝缘电阻测量电路是相对于接地进行测量的。为了更具体地说明这一点，电压测量电阻器的一端接地，因此，电压测量单元被配置为测量相对于接地电位施加到电压测量电阻器的电压。
因此，在现有技术中，由于使用不同的电位作为参考点来测量HV测量参数和绝缘电阻，因此用于测量绝缘电阻的装置需要使用与上述HV测量参数的测量装置独立的不同的装置。
在本发明中，电压测量单元300连接到电池10的负极端子12，而不是接地，使得在测量施加到电压测量电阻器110的电压时，使用电池10的负极端子12的电位作为参考电位。因此，电压测量单元300可以通过将电压测量功能添加到在测量HV测量参数时使用的装置(例如，ADC)来进行配置。也就是说，通过利用一个装置来实现与电动车辆的安全驾驶相关的参数的测量，可以减少需要高精度测量的装置的数量。同时，因为高精度是增加成本的因素，所以成本降低效果随着需要高精度的装置的数量减少而增加。
因此，通过将电压测量单元300连接到电池10的负极端子12而不是接地，具有降低配置电池系统的制造成本的效果。
参照图4，这可以更容易理解。连接电池10的负极端子12的电位，作为本发明的用于测量绝缘电阻的设备的电压测量单元300的参考输入。因此，电池10的电压测量电路、电池10的电流测量电路以及测量绝缘电阻的设备的电压测量电阻器110可以全部连接到一个电压测量单元300，因此，除了电压测量单元300中包括的测量装置之外的其它测量单元不需要具有高精度。
在下文中，将详细描述使用本发明的测量绝缘电阻的设备来测量绝缘电阻的方法。
首先，控制单元400可通过使第一开关210在断开状态下操作并且使第二开关220在接通状态下操作来形成第一电路，如图2所示。此处，在使开关在接通状态下操作意为该开关是电导通的，而使开关在断开状态下操作意为该开关不是电导通的而是被切断。
第一电路包括连接电池10、正绝缘电阻、第二电阻器130和电压测量电阻器110的闭合电路，以及连接第二电阻器130、电压测量电阻器110和负绝缘电阻的闭合电路。
在形成第一电路时，电压测量单元300测量施加到电压测量电阻器110的电压，并且将该电压传输到控制单元400。同时，当将电压分布原理应用于第一电路时，计算下面的等式1。
[等式1]
Figure BDA0003012592290000091
此处，VRmes_SW2表示当第一开关210在断开状态下操作并且第二开关220在接通状态下操作时施加到电压测量电阻器110的电压，Pack V表示电池10的电压，Rmes表示电压测量电阻器110的值，R1表示第一电阻器120的值，R2表示第二电阻器130的值，RLeak+表示正绝缘电阻的值，并且RLeak-表示负绝缘电阻的值。
接下来，如图3所示，控制单元400可以通过使第一开关210和第二开关220均在接通状态下操作来形成第二电路。
第二电路包括连接电池10、第一电阻器120、第二电阻器130和电压测量电阻器110的闭合电路，连接正绝缘电阻和第一电阻器120的闭合电路，以及连接第二电阻器130、电压测量电阻器110和负绝缘电阻的闭合电路。
在形成第二电路时，电压测量单元300测量施加到电压测量电阻器110的电压，并且将该电压传输到控制单元400。同时，当将电压分布原理应用于第二电路时，计算下面的等式2。
[等式2]
Figure BDA0003012592290000092
此处，VRmes_SW1_SW2表示当第一开关210和第二开关220均在接通状态下操作时施加到电压测量电阻器110的电压，Pack V表示电池10的电压，Rmes表示电压测量电阻器110的值，R1表示第一电阻器120的值，R2表示第二电阻器130的值，RLeak+表示正绝缘电阻的值，并且RLeak-表示负绝缘电阻的值。
关于此，在等式1和等式2中，||表示指示电阻并联连接的符号。另外，VRmes_SW2和VRmes_SW1_SW2是由电压测量单元300测量的值，并且电压测量电阻器110的值Rmes、第一电阻器120的值R1和第二电阻器130的值R2是已知的电阻值，并且可以存储在控制单元400中。因此，由于存在两个未知量RLeak+和RLeak-，并且计算包括未知量的等式1和等式2，所以可以通过联立方程式计算正绝缘电阻和负绝缘电阻。
也就是说，控制单元400可以通过组合从第一电路和第二电路计算出的等式1和等式2来计算正绝缘电阻的值RLeak+和负绝缘电阻的值RLeak-。
另外，控制单元400可以基于如上所述计算的正绝缘电阻的值RLeak+和负绝缘电阻的值RLeak-来确定电池10是否具有绝缘击穿。关于此，控制单元400可以存储作为用于确定电池10是否具有绝缘击穿的参考的绝缘电阻的阈值。另外，当确定电池10具有绝缘击穿时，控制单元400可以生成警告信号或产生切断电池10的主继电器电源的信号作为后续措施。
同时，本发明的用于测量绝缘电阻的设备可以进一步包括第一感测基板500和第二感测基板600。
此处，第一感测基板500是连接到具有高电压的电池10以感测电池10的电压和电流，第二感测基板600是设置有MCU和通信组件并连接到与电池10相比具有相对低的电压的铅酸电池20的基板。感测基板可以是印刷电路板(PCB)。
在本发明的用于测量绝缘电阻的设备中，第一感测基板500可以是与第二感测基板600分离的基板。此处，分离不仅意为第一感测基板500和第二感测基板600通过绝缘装置(例如，包括变压器的DC-DC转换器、隔离的(未示出的)通信线路等)绝缘，而且意为第一感测基板500和第二感测基板600是空间上分离的不同基板。
此时，如图1所示，电阻单元100、开关单元200和电压测量单元300可以安装在第一感测基板500上，控制单元400可以安装在第二感测基板600上。在这种情况下，控制单元400可以通过隔离的通信线路将通/断控制信号发送到开关单元200，并且通过隔离的通信线路接收由电压测量单元300测量的施加到电压测量电阻器110的电压。
可选地，在本发明的用于测量绝缘电阻的设备中，电阻单元100、开关单元200、电压测量单元300和控制单元400全部可以安装在第一感测基板500上，如图5所示。在这种情况下，控制单元400可以是附加地设置在第一感测基板500上的MCU。如上所述，当控制单元400以其它配置设置在第一感测基板500上时，除了用于测量绝缘电阻的设备之外，控制单元400还可控制其它测量电路。例如，除了控制开关单元200之外，控制单元400还可以控制电池电压测量电路开关信号或电池电流测量电路开关信号。因此，作为LV侧的第二感测基板600不需要隔离上述信号并将上述信号传输到作为HV侧的第一感测基板500，并且组件被配置为仅在HV侧和LV侧之间交换通信信号，从而可以降低成本。
再次参照图4，电池10的电压测量电路、电池10的电流测量电路以及用于测量绝缘电阻的电压测量单元300安装在第一感测基板500上，并且电压测量单元300使用电池10的负极端子12作为参考电位来测量电压，因此电池10的负极端子12可用作第一感测基板500的接地(HV接地)。
另外，安装有使用铅酸电池20的负极端子作为接地的装置(MCU、通信部件等)的第二感测基板600可以使用铅酸电池20的负极端子作为第二感测基板600的接地(LV接地)。
也就是说，因为第一感测基板500和第二感测基板600被分成不同的基板，所以不同的电位(HV接地和LV接地)可以用作接地，并且因为电压测量单元300被安装在第一感测基板500上，所以具有高电压的电池10的电压不被施加到第二感测基板600，从而确保作为HV侧的感测基板500与作为LV侧的第二感测基板600之间的更好的绝缘性能。
另外，如上所述，需要相对高的测量精度的装置安装在第一感测基板500上，并且第一感测基板500与第二感测基板600在空间上分离，因此保护第一感测基板500的装置(例如，用于冲击保护的盖)可以由较鲁棒的材料制造。
图6是示出电阻装置被添加到本发明的用于测量绝缘电阻的设备的实施例的电路图。
参照图6，电阻单元100可以进一步包括连接到第一开关210的另一端以及第二开关220的另一端的第三电阻器140。
关于此，控制单元400可以通过使第一开关210在断开状态下操作并且使第二开关220在接通状态下操作来形成第三电路，并且可以通过使第一开关210和第二开关220均在接通状态下操作来形成第四电路。
此处，第三电路包括连接电池10、正绝缘电阻、第三电阻器140、第二电阻器130和电压测量电阻器110的闭合电路，以及连接第三电阻器140、第二电阻器130、电压测量电阻器110和负绝缘电阻的闭合电路。
另外，第四电路包括连接电池10、第一电阻器120、第三电阻器140、第二电阻器130和电压测量电阻器110的闭合电路，连接第一电阻器120、正绝缘电阻和第三电阻器140的闭合电路，以及连接第三电阻器140、第二电阻器130、电压测量电阻器110和负绝缘电阻的闭合电路。
在形成第三电路时，电压测量单元300测量施加到电压测量电阻器110的电压，并且将该电压传输到控制单元400。当将电压分布原理应用于第三电路时，计算下面的等式3。
[等式3]
Figure BDA0003012592290000121
此后，在形成第四电路时，电压测量单元300测量施加到电压测量电阻器110的电压，并且将该电压传输到控制单元400。通过第四电路计算下面的等式4。
[等式4]
Figure BDA0003012592290000131
此处，等式4满足：
Figure BDA0003012592290000132
Figure BDA0003012592290000133
Figure BDA0003012592290000134
VRmes_SW2表示当第一开关210在断开状态下操作并且第二开关220在接通状态下操作时施加到电压测量电阻器110的电压，VRmes_SW1_SW2表示当第一开关210和第二开关220均在接通状态下操作时施加到电压测量电阻器110的电压，Pack V表示电池10的电压，Rmes表示电压测量电阻器110的值，R1表示第一电阻器120的值，R2表示第二电阻器130的值，R3是第三电阻器140的值，RLeak+表示正绝缘电阻的值，并且RLeak-表示负绝缘电阻的值。
也就是说，除了增加第三电阻器140之外，基于与图2和图3的实施例相同的原理来计算绝缘电阻。
如上所述，根据本发明的用于测量绝缘电阻的设备，电压测量单元可以测量相对于电池的负极端子的电位的电压，而不是相对于接地的电压，因此可以使用一个装置来测量要求高精度的参数，从而降低成本。
此外，由于第一感测基板和第二感测基板是分离的，所以可以使用不同的电位作为接地，从而确保作为HV侧的第一感测基板与作为LV侧的第二感测基板之间的更好的绝缘性能。
同时，图2和图3的计算等式1和等式2的实施例以及图6的计算等式3和等式4的实施例是示例性的。尽管通过上述实施例和附图描述了本发明，但是本发明不限于上述实施例，并且本发明所属领域的普通技术人员可以根据这些描述进行各种修改和变型。因此，本发明的技术思想仅由权利要求来理解，并且其所有等同或等价的修改都属于本发明的技术思想的范围。

Claims (10)

1.一种用于测量电池的绝缘电阻的设备，所述设备包括：
电阻单元，包括电压测量电阻器，所述电压测量电阻器被配置为划分和测量所述电池的电压；
开关单元，连接到所述电阻单元，并且包括用于形成不同电路径的第一开关和第二开关；以及
控制单元，测量施加到所述电压测量电阻器的电压并且监测所述电池的绝缘电阻，
其中所述控制单元基于所述电池的负极端子的电位来测量施加到所述电压测量电阻器的电压。
2.根据权利要求1所述的设备，
所述控制单元进一步包括电压测量单元，所述电压测量单元被配置为测量施加到所述电压测量电阻器的电压，
其中所述电压测量电阻器连接到所述电池的负极端子，并且
其中所述电压测量单元连接到所述电压测量电阻器和所述电池的负极端子。
3.根据权利要求1所述的设备，进一步包括：
第一感测基板，连接到所述电池；以及
第二感测基板，连接到具有比所述电池低的电压的铅酸电池，并且与所述第一感测基板分离，
其中所述电阻单元和所述开关单元安装在所述第一感测基板上，并且所述控制单元安装在所述第二感测基板上。
4.根据权利要求2所述的设备，进一步包括：
第一感测基板，连接到所述电池；以及
第二感测基板，连接到具有比所述电池低的电压的铅酸电池，并且与所述第一感测基板分离，
其中所述电阻单元、所述开关单元、所述电压测量单元和所述控制单元安装在所述第一感测基板上。
5.根据权利要求1所述的设备，
其中所述电阻单元进一步包括第一电阻器和第二电阻器，所述第一电阻器连接到所述电池的正极端子，所述第二电阻器连接在所述第一电阻器与所述电压测量电阻器之间，并且
其中所述第一开关连接在所述第一电阻器与接地之间，并且所述第二开关连接在所述第二电阻器与接地之间。
6.根据权利要求5所述的设备，
其中所述控制单元在使所述第一开关在断开状态下操作并且使所述第二开关在接通状态下操作的同时接收施加到所述电压测量电阻器的电压，并且在使所述第一开关和所述第二开关均在接通状态下操作的同时接收施加到所述电压测量电阻器的电压。
7.根据权利要求6所述的设备，
其中所述控制单元通过组合下面的等式1和等式2来计算正绝缘电阻和负绝缘电阻：
[等式1]
Figure FDA0003012592280000021
[等式2]
Figure FDA0003012592280000022
其中VRmes_SW2表示当第一开关在断开状态下操作并且第二开关在接通状态下操作时施加到电压测量电阻器的电压，VRmes_SW1_SW2表示当第一开关和第二开关均在接通状态下操作时施加到电压测量电阻器的电压，Pack V表示电池的电压，Rmes表示电压测量电阻器的值，R1表示第一电阻器的值，R2表示第二电阻器的值，RLeak+表示正绝缘电阻的值，并且RLeak-表示负绝缘电阻的值。
8.根据权利要求5所述的设备，
其中所述电阻单元进一步包括第三电阻器，所述第三电阻器连接在所述开关单元与接地之间。
9.根据权利要求8所述的设备，
其中所述控制单元在使所述第一开关在断开状态下操作并且使所述第二开关在接通状态下操作的同时接收施加到所述电压测量电阻器的电压，并且在使所述第一开关和所述第二开关均在接通状态下操作的同时接收施加到所述电压测量电阻器的电压。
10.根据权利要求9所述的设备，
其中所述控制单元通过组合下面的等式3和等式4来计算正绝缘电阻和负绝缘电阻：
[等式3]
Figure FDA0003012592280000031
[等式4]
Figure FDA0003012592280000032
其中等式4满足：
Figure FDA0003012592280000033
Figure FDA0003012592280000034
Figure FDA0003012592280000035
其中VRmes_SW2表示当第一开关在断开状态下操作并且第二开关在接通状态下操作时施加到电压测量电阻器的电压，VRmes_SW1_SW2表示当第一开关和第二开关均在接通状态下操作时施加到电压测量电阻器的电压，Pack V表示电池的电压，Rmes表示电压测量电阻器的值，R1表示第一电阻器的值，R2表示第二电阻器的值，R3是第三电阻器的值，RLeak+表示正绝缘电阻的值，并且RLeak-表示负绝缘电阻的值。
CN202110379920.9A 2020-04-13 2021-04-09 用于测量绝缘电阻的设备 Pending CN113533853A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200044425A KR20210126860A (ko) 2020-04-13 2020-04-13 절연 저항 측정 장치
KR10-2020-0044425 2020-04-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113533853A true CN113533853A (zh) 2021-10-22

Family

ID=75497820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110379920.9A Pending CN113533853A (zh) 2020-04-13 2021-04-09 用于测量绝缘电阻的设备

Country Status (4)

Country Link
US (2) US11656265B2 (zh)
EP (1) EP3901640A1 (zh)
KR (1) KR20210126860A (zh)
CN (1) CN113533853A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240083388A (ko) * 2022-12-05 2024-06-12 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩 전압 측정 회로

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7161355B1 (en) * 2005-06-30 2007-01-09 Yazaki Corporation Voltage detection device and insulation detecting apparatus for non-grounded power supply including the voltage detection device
KR101354583B1 (ko) * 2010-09-17 2014-01-22 에스케이이노베이션 주식회사 누설전류를 발생시키지 않고 셀프 테스트 기능을 가진 절연저항 측정회로
KR101836408B1 (ko) * 2011-04-20 2018-03-12 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 셀 센싱 기판
KR101281066B1 (ko) * 2011-10-18 2013-07-09 송영길 전기자동차용 하이브리드 배터리 시스템
KR101908637B1 (ko) 2012-01-05 2018-10-17 에스케이이노베이션 주식회사 절연 저항 측정 회로
CN102944723B (zh) * 2012-12-04 2015-02-18 成都芯源系统有限公司 一种电压检测电路以及电压检测方法
KR101984326B1 (ko) 2014-01-07 2019-09-03 에스케이이노베이션 주식회사 배터리의 절연 저항 측정 장치 및 방법
KR101771226B1 (ko) 2014-10-02 2017-09-05 주식회사 엘지화학 신속하게 절연 저항을 측정할 수 있는 절연 저항 측정 장치 및 방법
KR101610921B1 (ko) 2014-11-25 2016-04-08 현대오트론 주식회사 선택적 스위칭을 이용한 절연 저항 측정 장치 및 방법
KR101936220B1 (ko) 2015-11-16 2019-01-08 주식회사 엘지화학 절연 저항 측정 시스템 및 장치
KR101856068B1 (ko) 2016-11-09 2018-05-09 현대오트론 주식회사 배터리 팩 전압을 이용한 절연 저항 측정 장치 및 방법
KR101991910B1 (ko) 2016-11-16 2019-06-21 주식회사 엘지화학 배터리의 절연 저항 산출 장치 및 방법
KR102065822B1 (ko) 2017-06-27 2020-02-11 주식회사 엘지화학 절연 저항 산출 시스템 및 방법
CN107728066A (zh) * 2017-08-29 2018-02-23 宁德时代新能源科技股份有限公司 绝缘检测电路及方法、电池管理系统
KR102259382B1 (ko) 2017-12-15 2021-06-01 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 누전을 검출하기 위한 방법 및 장치
KR102672495B1 (ko) * 2019-03-15 2024-06-07 에스케이온 주식회사 절연저항 측정 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US11656265B2 (en) 2023-05-23
US20230243884A1 (en) 2023-08-03
EP3901640A1 (en) 2021-10-27
US20210318372A1 (en) 2021-10-14
KR20210126860A (ko) 2021-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10670637B2 (en) Current measuring circuit, battery and motor vehicle
CN113557435B (zh) 用于估计绝缘电阻的设备及包括该设备的电池系统
CN108431619B (zh) 使用分流电阻器的电流测量装置
US20160254686A1 (en) Method and device for the voltage-controlled self-deactivation of electronic components or battery cells
KR20100034710A (ko) 배터리 시스템 및 배터리 팩
KR20020044170A (ko) 배터리 충전상태를 모니터하기 위한 분로저항장치
CN113692539A (zh) 绝缘电阻测量装置及方法
TWI453432B (zh) 絕緣偵測電路及其方法
US10788539B2 (en) Battery monitoring device and battery system using same
CN110726876A (zh) 绝缘电阻检测装置
US9362597B2 (en) Battery management unit comprising a plurality of monitoring units
US20230243884A1 (en) Apparatus for Measuring Insulation Resistance
WO2014034153A1 (ja) 漏電検出回路、電池用回路基板、及び電池電源装置
EP3764111A1 (en) Detection device
CN103187713A (zh) 过压保护电路及便携式电子装置
US9117735B2 (en) Hybrid circuit
CN111337850B (zh) 接地故障检测装置
CN113574713A (zh) 电池系统
CN110793660A (zh) 电池温度检测电路
JP6599831B2 (ja) 電池温度監視システム
WO2017006668A1 (ja) 電池監視装置
CN114930673A (zh) 用于机动车辆的控制单元电路、机动车辆以及用于控制单元电路的操作方法
US20230246253A1 (en) Electrical Device and Method for Operating an Electrical Device
CN110785668B (zh) 电池系统监视装置及电池包
JP2023553024A (ja) 絶縁抵抗測定装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220706

Address after: Seoul, South Kerean

Applicant after: Sk new energy Co.,Ltd.

Address before: Seoul, South Kerean

Applicant before: SK INNOVATION Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination