KR100792942B1 - 인체 감전 검출에 의한 고전압 차량의 전원 제어 방법 - Google Patents

인체 감전 검출에 의한 고전압 차량의 전원 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인체 감전 검출에 의한 고전압 차량의 전원 제어 방법에 관한 것으로서, 연료전지 차량이나 하이브리드 차량과 같이 고전압을 사용하는 차량에서, BMS 또는 HCU가 고전압 계통에 설치된 각 검출기의 신호로부터 해당 부위의 누설전류 및 절연저항이 일정 수준 이상 급격히 변동하는 것으로 판단되면 차체 등을 통한 인체 감전이 발생한 것으로 판단하여 메인 전원을 차단하거나 급격한 변동이 발생하는 위치의 전원을 차단시켜 줌으로써, 인체가 감전상태로부터 신속히 벗어나도록 하고, 감전에 따른 신체 손상이나 운전사고 발생 등을 예방할 수 있도록 하는 인체 감전 검출에 의한 고전압 차량의 전원 제어 방법에 관한 것이다.
고전압, 차량, 연료전지, 하이브리드, 감전

Description

인체 감전 검출에 의한 고전압 차량의 전원 제어 방법 {Vehicle control method using electric shock detection}
도 1은 인체가 느끼는 감전상태의 검출 원리를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 전원 제어 시스템에서 고전압 차량 내에 검출기가 설치된 상태를 도시한 개략도,
도 3a와 도 3b는 본 발명에 다른 전원 제어 시스템에서 단상(A형) 검출기와 3상(B형) 검출기의 예를 도시한 내부 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 고전압 차량의 전원 제어 방법을 나타내는 순서도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10a, 10b : 검출기 11, 13 : 전압감지부
12, 14 : 전류감지부 15 : 차단기
20 : HCU(또는 BMS)
본 발명은 인체 감전 검출에 의한 고전압 차량의 전원 제어 방법에 관한 것으로서, 연료전지 차량이나 하이브리드 차량과 같이 고전압을 사용하는 차량에서, BMS 또는 HCU가 고전압 계통에 설치된 각 검출기의 신호로부터 해당 부위의 누설전류 및 절연저항이 일정 수준 이상 급격히 변동하는 것으로 판단되면 차체 등을 통한 인체 감전이 발생한 것으로 판단하여 메인 전원을 차단하거나 급격한 변동이 발생하는 위치의 전원을 차단시켜 줌으로써, 인체가 감전상태로부터 신속히 벗어나도록 하고, 감전에 따른 신체 손상이나 운전사고 발생 등을 예방할 수 있도록 하는 인체 감전 검출에 의한 고전압 차량의 전원 제어 방법에 관한 것이다.
최근 들어 고전압 배터리와 전기모터를 사용하는 고전압 차량, 즉 연료전지 차량 및 하이브리드 차량의 실용화를 위한 연구가 더욱 활발히 진행되고 있다.
이와 같이 고전압 전원을 사용하는 연료전지 차량 및 하이브리드 차량에서는 비상사태 발생시에 메인 고전압 배터리(슈퍼캡)의 전원을 자동으로 차단하는 시스템을 갖추고 있다.
여기서, 비상사태라 함은 관련부품의 노후화에 의한 과도한 누전 및 절연파괴 등과, 외부적인 충격에 의해 부품이 파괴되면서 생겨는 쇼트에 의한 과도한 누전 및 절연파괴 등을 말한다.
연료전지 및 하이브리드 시스템에 상기와 같은 비상사태가 발생하면 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)이나 차량 제어기(Hybrid Control Unit, HCU) 등 고전압 부품을 컨트롤하는 상위 부품에서 메인 전원을 차단하도록 하는 명령을 내려 전원을 단속하게 된다.
이때, 고전압 관련 부품에서 전원을 연결해주는 선로의 전압과 전류를 일련의 프로그램 또는 센서를 통해 모니터링하여 정상 범위를 벗어난 전압, 전류가 검출되거나 허용치 이상의 누설전류가 있는 경우, 그리고 허용치 이상의 절연저항 파괴 등이 있는 경우 CAN 통신 또는 시그널 전송을 통하여 메인 전원을 차단하게 된다.
그러나, 상기와 같은 전원 차단 시스템에서는 다음과 같은 문제점이 있었다.
종래의 고전압 차량에서는 사람이 사용하는 제품인데도 불구하고 시스템의 이상을 일으킬 수 있는 과도한 누설전류, 과도한 전압/전류, 과다한 절연저항의 파괴상태에서만 메인 전원을 차단하고 인체가 감전이라고 느끼는 상태의 감전 여부에 대해서는 전혀 고려하고 있지 못하다.
인체가 느끼는 감전 여부는 사람에 따라 정도가 다르고 주변 상황에 따라 천차만별이기 때문에 시스템의 프로그램으로는 문제가 되는 수준인지 아닌지를 판단하기 어렵다.
현재 12V 차량에서도 정전기에 의한 불편함을 호소하고 있는 경우가 있기 때문에 고전압 차량에서는 더더욱 인체가 느끼는 감전에 대한 대비가 필요하나 대책이 없는 상태이다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 연료전지 차량이나 하이브리드 차량과 같이 고전압을 사용하는 차량에서, BMS 또는 HCU가 고전압 계통에 설치된 각 검출기의 신호로부터 해당 부위의 누설전류 및 절연저항이 일정 수준 이상 급격히 변동하는 것으로 판단되면 차체 등을 통한 인체 감전이 발생한 것으로 판단하여 메인 전원을 차단하거나 급격한 변동이 발생하는 위치의 전원을 차단시켜 줌으로써, 인체가 감전상태로부터 신속히 벗어나도록 하고, 감전에 따른 신체 손상이나 운전사고 발생 등을 예방할 수 있도록 하는 인체 감전 검출에 의한 고전압 차량의 전원 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 연료전지 차량 및 하이브리드 차량과 같은 고전압 차량 내에 각 고전압 부품의 배선 및 상기 각 고전압 부품에 연결된 주변 부품의 배선상에서 발생하는 누설전류 및 절연저항의 변화를 감지하기 위한 검출기가 각 위치에 설치된 상태에서, 제어기가 차체에 의한 인체 감전이 발생할 수 있는 정해진 조건을 만족하는지를 판단하는 단계와;
상기 조건을 만족하는 경우 상기 제어기가 상기 각 검출기의 신호를 모니터링하는 단계와;
상기 제어기가 각 검출기의 신호로부터 해당 위치의 누설전류 및 절연저항을 연산하고 검출기가 설치된 특정 위치의 누설전류 및 절연저항이 급격히 변화함을 판단한 경우 인체 감전이 발생함을 경고하기 위한 경고등을 점등시키는 동시에 인체 감전상태에서 벗어날 수 있도록 전원을 차단시키는 단계;
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인체 감전 검출에 의한 고전압 차량의 전원 제어 방법을 제공한다.
여기서, 시동키 위치가 ACC 또는 IG ON 위치인 조건을 만족할 경우 상기 제어기가 상기 각 검출기로부터 전해지는 신호를 모니터링하는 단계와;
ACC 또는 IG ON 위치에서, 상기 제어기가 상기 각 검출기의 신호로부터 해당 위치의 누설전류 및 절연저항을 연산하고 검출기가 설치된 특정 위치의 누설전류 및 절연저항이 정해진 안전치를 벗어남을 판단한 경우 인체 감전이 발생함을 경고하기 위한 경고등을 점등시키는 동시에 시동을 금지하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 인체 감전이 발생할 수 있는 정해진 조건으로서, 시동 후 차량이 아이들 상태인 조건과, 차량의 주행 간 정차상태인 조건과, 창문이나 선루프 또는 도어가 열린 상태인 조건 중에서 어느 하나를 만족하는 경우 상기 제어기가 상기 각 검출기의 신호를 모니터링하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어기가 특정 위치의 누설전류 및 절연저항이 급격히 변화함을 판단한 경우 메인 전원을 차단하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어기가 특정 위치의 누설전류 및 절연저항이 급격히 변화함을 판단한 경우 그 위치의 배선상에 설치된 차단기를 작동시켜 해당 부위에 대해 독립적으로 전원을 차단시키는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 제어기가 차량의 메인 전원을 통제할 수 있는 BMS 또는 HCU인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 인체 감전 검출에 의한 고전압 차량의 전원 제어 방법에 관한 것으로서, 고전압 차량에서 사용자가 감전이라고 느끼는 상태를 검출기를 통해 검출하여 전원을 차단시켜 줌으로써, 사용자가 감전상태로부터 신속히 벗어날 수 있도록 하는 것에 주안점이 있는 것이다.
이에 따라, 본 발명에서는 인체가 느끼는 감전상태를 검출하는 과정이 주요한 과정이 되며, 인체가 느끼는 감전상태의 검출 원리를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
사람에 따라 인체가 감전되었음을 느끼는 정도는 다르나 감전이 되는 경우에는 무의식적인 반응에 의해 근육이 수축, 이완된다.
이때, 인체로 흘러드는 누설 전류치와 절연저항은 일정한 수준을 유지하는 것이 아니라 높아졌다 낮아지는 것을 반복하는 상태가 되며, 그 정도도 다르다.
예를 들어, 고전압 관련부품의 자연적인 노후화에 의해 생기는 누설전류가 2mA이고 절연저항이 100㏀이라고 한다면 이 수치는 도 1에 나타낸 바와 같이 오랜 기간 유지된다.
그러나, 인체가 차체 등을 통해 접촉하여 누설전류가 인체를 따라 흐르는 경우에는 짧은 순간에 누설전류와 절연저항이 2mA와 100㏀의 상하로 요동을 치게 된다.
즉, 인체가 느끼지 못하는 정도의 누설전류는 별다른 변화없이 2mA와 100㏀ 을 유지하겠지만, 근육을 통해 무의식적으로 감전상태를 느낀다면 근육이 수축, 이완되면서 누설전류와 절연저항의 수치가 급격히 달라지는 것이다.
결국, 짧은 시간 동안 순간적으로 변화되는 누설전류와 절연저항이 생긴다면 그 순간은 인체가 감전을 느낀다고 판단할 수 있으며, 이렇게 인체가 느끼는 감전상태를 검출하여 전원을 차단하게 되면 인체 감전의 문제를 최소화할 수 있게 된다.
본 발명은 탑승자의 감전상태를 검출하기 위해 상기와 같은 원리를 이용하는 것으로, 누설전류와 절연저항의 변화를 실시간으로 모니터링하여 탑승자의 감전상태를 검출기를 통해 감지하게 되면 전원을 차단시켜 사용자가 감전상태로부터 벗어나도록 하게 된다.
본 발명에서 실제 탑승자가 감전을 느낄 수 있는 시점에 누설전류와 절연저항의 변화를 실시간으로 모니터링하는 것이 바람직한데, 차량 주행시나 주차시 등 전 시간에 대해 지속적인 실시간 모니터링을 할 수는 없으므로 실제 감전을 느낄 수 있는 시점, 예컨대 다음의 시점에서만 실시간 모니터링을 한다.
1) 시동키 오프 상태의 파킹(parking)시에는 메인 전원이 차단되므로 감전 여부를 모니터링을 하지 않는다.
2) 시동키를 꽂고 ACC, IG ON, 이이들(idle)시는 운전자가 차문을 열고 외부의 차체와 접촉할 수 있는 상태가 되며, 또한 운전자가 아닌 차량 내부 및 외부의 사람도 차체와 접촉할 수 있는 상태가 되므로, 이 경우 감전 여부를 실시간 모니터링한다.
3) 차량의 아이들 상태나, 신호대기상태와 같이 주행 간 정차한 상태, 또는 주행 중이더라도 운전자가 창문이나 선루프를 열고 팔을 창 밖으로 내미는 경우에는 감전 가능하므로 창문 및 선루프가 열린 상태에서는 감전 여부를 실시간 모니터링한다.
4) 그리고, 도어가 열린 상태 역시 차체에 접촉할 가능성이 높으므로 모니터링한다.
물론, 전체 시간에 대한 모니터링이 가능하다면 시간에 대한 제약은 불필요하다.
한편, 본 발명에 따른 인체 감전 최소화를 위한 전원 제어 시스템의 구성은 다음과 같다.
일단, 감전상태를 감지하기 위한 검출기가 필요하며, 이 검출기는 고전압 부품의 배선상에, 그리고 고전압 부품이 연결된 주변 부품의 배선상에 설치된다.
상기 검출기는 현재 다양한 종류로 개발되어 있으며, 검출되는 신호를 CAN 통신을 통해 제어기에 전송하도록 연결된다.
여기서, 제어기는 차량의 전원을 통제할 수 있는 BMS 또는 HCU가 될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 전원 제어 시스템에서 고전압 차량(연료전지 차량) 내에 검출기가 설치된 상태를 도시한 개략도로로서, 저전압 DC/DC 컨버터, 고전압 배터리(슈퍼캡), 고전압 DC/DC 컨버터, PDU(Power Disconnection Unit), 인버터, 3상 모터 및 기타 3상 고전압 부품, 연료전지 스택, 고전압 에어컨 인버터, 고전압 PTC 히터, 기타 고전압 부품 및 고전압 부품에 연결된 주변 부품 등에 각각 검출기가 배치된다.
여기서, 인버터와 3상 모터, 그리고 기타 3상 고전압 부품과 같은 3상 계통과, 나머지 부품의 단상 계통에서 사용되는 검출기(A형과 B형으로 구분)(10a,10b)에는 약간의 차이가 있으며, 도 3a와 도 3b는 단상(A형) 검출기(10a)와 3상(B형) 검출기(10b)의 일 예를 도시한 내부 구성도로서, 이를 설명하면 다음과 같다.
도시한 예의 검출기(10a,10b)에는 차단기(15)를 사이에 두고 배선의 입력 측과 출력 측에 각각 연결되는 두 개의 전압감지부(11,13)와 전류감지부(12,14)가 설치되는데, 전압감지부(11)와 전압감지부(13) 사이 그리고 전류감지부(12)와 전류감지부(14) 사이의 배선상에 전류의 누설이 있게 되면 전압 및 전류 차이가 발생하는 바, 이러한 전압 및 전류 차이로부터 누설전류를 감지할 수 있게 된다.
상기 검출기(10a,10b)의 각 전압감지부(11,13) 및 전류감지부(12,14)에서 감지된 전압을 나타내는 신호와 전류를 나타내는 신호는 CAN 트랜시버(16)를 통해 CAN 통신라인을 따라 BMS 또는 HCU(20)로 전송되는 바, BMS 또는 HCU(20)는 CAN 통신라인을 따라 전송되는 검출기(10a,10b)의 신호로부터 누설전류와 절연저항의 짧은 시간 동안 급격한 변동상태를 감지하여 감전상태를 판단하게 된다.
상기 검출기(10a,10b)는 CAN 트랜시버(16)를 통해 BMS 또는 HCU(20)와 CAN 통신라인으로 연결되며, 상기 CAN 통신을 통해 검출기(10a,10b)가 감지한 신호가 BMS 또는 HCU(20)로 전송되는 것 외에, 검출기(10a,10b)의 신호로부터 인체의 감전상태를 판단한 경우 BMS 또는 HCU(20)가 전원 차단을 위하여 출력하는 차단기(15) 의 작동을 위한 제어신호 역시 CAN 통신을 통해 BMS 또는 HCU(20)로부터 검출기(10a,10b)로 전송된다.
상기 차단기(15)는 해당 부품의 배선상에 설치되어 외부로부터 전달되는 제어신호에 따라 작동하여 배선상 전원을 단속하는 역할을 하는데, 이러한 차단기(15)가 설치됨으로 해서 부품별로 배선상의 전원을 독립적으로 차단할 수 있게 되며, 제어신호로서 차단기(15)의 코일(15a)에 전기신호가 인가되면 스위치(15b)가 오픈되면서 전원을 차단하도록 되어 있다(릴레이 형태).
도 2에서는 차단기가 도시되어 있지 않으나, 모든 검출기(10a,10b)마다 차단기가 함께 설치되며, 특히 차단기(15)는 제어신호를 검출기(10a,10b)를 통해 전달받도록 되어 있는 바, 전원 차단을 위한 제어신호가 BMS 또는 HCU(20)로부터 CAN 통신라인을 통해 검출기(10a,10b)의 CAN 트랜시버(16)로 전송되면, 이 CAN 트랜시버(16)로 전송된 제어신호에 의해 차단기(15)의 코일(15a)에 전기신호가 인가되면서 차단기(15)의 전원 차단 동작이 이루어지게 된다.
도 3a와 도 3b에 나타낸 바와 같이, 단상 검출기(10a)와 3상 검출기(10b), 차단기(15)는 단상 또는 3상에 연결된다는 점을 제외하고는 기술적 구성은 같다.
도 4는 본 발명에 따른 고전압 차량의 전원 제어 방법을 나타내는 순서도로서, 이를 참조하여 본 발명에 따른 고전압 차량의 전원 제어 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 4는 인체가 감전을 느끼며 쇼크에 의해 운전이 불가능한 상태 또는 신체를 원하는 바대로 움직이지 못하는 정도의 감전상태에 대한 순서도이며, 약간의 충 격 또는 불쾌감을 느끼는 정도의 모니터링 수치인 경우에는 경고등 점등 정도의 출력만 실시하고 메인 전원 차단 등의 긴박한 제어는 출력하지 않도록 수준을 정한다.
도 4를 설명하면, 우선 시동키 인(KEY IN) 상태에서 시동키 위치가 ACC 또는 IG ON 상태이면 BMS 또는 HCU가 차량에 설치된 각 검출기에서 CAN 통신을 통해 입력되는 신호로부터 인체 감전 여부를 모니터링하게 된다.
여기서, BMS 또는 HCU는 검출기의 신호로부터 연산된 누설전류 및 절연저항이 안전치 이내일 경우 이후 운전자의 시동조작에 의해 시동이 걸릴 수 있게 하고, 그렇지 않을 경우 경고등을 점등시키는 동시에 시동을 금지하게 된다.
그리고, 시동이 걸린 상태에서 모니터링을 계속 실시하며, 이후 아이들 상태인지 아니면 주행상태인지를 판단하여 아이들 상태라면 모니터링을 계속하고, 주행상태이면 모니터링을 중지한다.
아이들 상태에서 모니터링이 계속되는 동안 차량의 도어나 창문 또는 선루프가 열리게 되면 각 검출기의 신호로부터 연산된 누설전류 및 절연저항이 일정 수준 이상으로 급격히 변동하는지를 판단하며, 일정 수준 이상 급격한 변동이 없다면 모니터링을 계속 실시하고, 만약 일정 수준 이상 급격한 변동이 있다면 BMS 또는 HCU는 인체 감전이 발생한 것으로 판단하여 경고등 점등 및 메인 전원을 차단하게 된다.
여기서, BMS 또는 HCU는 차량에 설치된 도어 스위치, 파워 윈도우 장치, 선루프 장치로부터 신호를 전송받아 도어 열림, 창문 열림, 선루프 열림을 인지하게 된다.
한편, 차량이 주행상태인 경우에는 모니터링을 중지하고, 이후 신호대기를 위해 차량이 정차하는 경우 BMS 또는 HCU는 다시 인체 감전 여부를 모니터링을 실시한다.
물론, 모니터링하는 동안 다시 각 검출기의 신호로부터 연산된 누설전류 및 절연저항이 일정 수준 이상으로 급격히 변동하는지를 판단하며, 일정 수준 이상 급격한 변동이 없다면 계속 정차상태일 경우 모니터링을 실시하고, 이후 차량이 다시 주행상태가 되면 모니터링을 중지한다.
만약 일정 수준 이상 급격한 변동이 있다면 BMS 또는 HCU는 인체 감전이 발생한 것으로 판단하여 경고등 점등 및 메인 전원을 차단하게 된다.
차량이 다시 주행상태가 되어 모니터링을 중지한 상태라 하더라도 이후 도어나 창문 또는 선루프가 열리게 되면 BMS와 HCU는 다시 모니터링을 실시하며, 이때 각 검출기의 신호로부터 연산된 누설전류 및 절연저항이 일정 수준 이상으로 급격히 변동하는지를 모니터링하여, 만약 일정 수준 이상 급격한 변동을 판단한 경우 경고등 점등 및 SOS 모드로 진입한다.
여기서, 연료전지 차량인 경우, 주행중임을 감안하여 미리 정해진 일정 시간 후에 메인 전원을 차단하고, 보조배터리(12V)에 의해 브레이크 및 조향장치만 동작하도록 하며, 주행을 금지시킨다.
그리고, 하이브리드 차량인 경우, 주행중임을 감안하여 미리 정해진 일정 시간 후에 메인 전원을 차단하고, 연료 주행모드로 진입하여 최소 거리 주행이 가능 하도록 한다.
이상의 제어 과정에서, 인체 감전 발생시에 메인 전원을 차단하는 대신에, BMS 또는 HCU가 누설전류 및 절연저항의 급격한 변동이 발생하는 것으로 판단되는 위치의 차단기를 작동시켜 해당 부위에 대해서만 독립적으로 전원을 차단시킬 수도 있다.
이와 같이 하여, 본 발명에 따르면, BMS 또는 HCU가 각 검출기의 신호로부터 해당 부위의 누설전류 및 절연저항이 일정 수준 이상 급격히 변동하는 것으로 판단되면 차체 등을 통한 인체 감전이 발생한 것으로 판단하여 메인 전원을 차단하거나 급격한 변동이 발생하는 위치의 전원을 차단시켜 줌으로써, 인체가 감전상태로부터 신속히 벗어나도록 하고, 감전에 따른 신체 손상이나 운전사고 발생 등을 예방할 수 있는 효과가 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 인체 감전 검출에 의한 고전압 차량의 전원 제어 방법에 의하면, 연료전지 차량이나 하이브리드 차량과 같이 고전압을 사용하는 차량에서, BMS 또는 HCU가 고전압 계통에 설치된 각 검출기의 신호로부터 해당 부위의 누설전류 및 절연저항이 일정 수준 이상 급격히 변동하는 것으로 판단되면 차체 등을 통한 인체 감전이 발생한 것으로 판단하여 메인 전원을 차단하거나 급격한 변동이 발생하는 위치의 전원을 차단시켜 줌으로써, 인체가 감전상태로부터 신속히 벗어나도록 하고, 감전에 따른 신체 손상이나 운전사고 발생 등 을 예방할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (6)

  1. 연료전지 차량 및 하이브리드 차량과 같은 고전압 차량 내에 각 고전압 부품의 배선 및 상기 각 고전압 부품에 연결된 주변 부품의 배선상에서 발생하는 누설전류 및 절연저항의 변화를 감지하기 위한 검출기가 각 위치에 설치된 상태에서, 제어기가 차체에 의한 인체 감전이 발생할 수 있는 정해진 조건을 만족하는지를 판단하는 단계와;
    상기 조건을 만족하는 경우 상기 제어기가 상기 각 검출기의 신호를 모니터링하는 단계와;
    상기 제어기가 각 검출기의 신호로부터 해당 위치의 누설전류 및 절연저항을 연산하고 검출기가 설치된 특정 위치의 누설전류 및 절연저항이 급격히 변화함을 판단한 경우 인체 감전이 발생함을 경고하기 위한 경고등을 점등시키는 동시에 인체 감전상태에서 벗어날 수 있도록 전원을 차단시키는 단계;
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인체 감전 검출에 의한 고전압 차량의 전원 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    시동키 위치가 ACC 또는 IG ON 위치인 조건을 만족할 경우 상기 제어기가 상기 각 검출기로부터 전해지는 신호를 모니터링하는 단계와;
    ACC 또는 IG ON 위치에서, 상기 제어기가 상기 각 검출기의 신호로부터 해당 위치의 누설전류 및 절연저항을 연산하고 검출기가 설치된 특정 위치의 누설전류 및 절연저항이 정해진 안전치를 벗어남을 판단한 경우 인체 감전이 발생함을 경고하기 위한 경고등을 점등시키는 동시에 시동을 금지하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인체 감전 검출에 의한 고전압 차량의 전원 제어 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 인체 감전이 발생할 수 있는 정해진 조건으로서, 시동 후 차량이 아이들 상태인 조건과, 차량의 주행 간 정차상태인 조건과, 창문이나 선루프 또는 도어가 열린 상태인 조건 중에서 어느 하나를 만족하는 경우 상기 제어기가 상기 각 검출기의 신호를 모니터링하는 것을 특징으로 하는 인체 감전 검출에 의한 고전압 차량의 전원 제어 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어기가 특정 위치의 누설전류 및 절연저항이 급격히 변화함을 판단한 경우 메인 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 인체 감전 검출에 의한 고전압 차량의 전원 제어 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어기가 특정 위치의 누설전류 및 절연저항이 급격히 변화함을 판단한 경우 그 위치의 배선상에 설치된 차단기를 작동시켜 해당 부위에 대해 독립적으로 전원을 차단시키는 것을 특징으로 하는 인체 감전 검출에 의한 고전압 차량의 전원 제어 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기가 차량의 메인 전원을 통제할 수 있는 BMS 또는 HCU인 것을 특징으로 하는 인체 감전 검출에 의한 고전압 차량의 전원 제어 방법.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103465788A (zh) * 2013-08-28 2013-12-25 湖南南车时代电动汽车股份有限公司 用于混合动力客车的高压安全盒
KR101517159B1 (ko) * 2013-11-13 2015-05-04 주식회사 에렐 감전보호 3상 누전차단기
KR20160059830A (ko) * 2014-11-19 2016-05-27 현대자동차주식회사 연료 전지 차량의 안전 시스템 및 그 제어 방법
CN107042760A (zh) * 2017-02-06 2017-08-15 潍柴动力股份有限公司 一种电动汽车高压互锁系统及其故障定位方法
US9919666B2 (en) 2014-12-08 2018-03-20 Hyundai Motor Company Method for diagnosing leakage of electric parts and servicing guide of driving state for vehicle in battery management system
US10000139B2 (en) 2014-06-02 2018-06-19 Hyundai Motor Company Safety system of fuel cell vehicle and control method for the same
CN114074552A (zh) * 2020-08-21 2022-02-22 广州汽车集团股份有限公司 一种燃料电池汽车绝缘检测方法及整车控制器
KR20230043268A (ko) 2021-09-23 2023-03-31 쌍용자동차 주식회사 전기 자동차의 감전사고 방지방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08102376A (ja) * 1994-09-30 1996-04-16 Toshiba Lighting & Technol Corp 照明装置
JP2006101632A (ja) 2004-09-29 2006-04-13 Toyota Motor Corp 動力出力装置およびそれを備えた車両
KR100572624B1 (ko) 2004-02-11 2006-04-19 김순 전선용량 과부하 감지회로 및 이를 내장한 전원차단장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08102376A (ja) * 1994-09-30 1996-04-16 Toshiba Lighting & Technol Corp 照明装置
KR100572624B1 (ko) 2004-02-11 2006-04-19 김순 전선용량 과부하 감지회로 및 이를 내장한 전원차단장치
JP2006101632A (ja) 2004-09-29 2006-04-13 Toyota Motor Corp 動力出力装置およびそれを備えた車両

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103465788B (zh) * 2013-08-28 2016-01-20 湖南南车时代电动汽车股份有限公司 用于混合动力客车的高压安全盒
CN103465788A (zh) * 2013-08-28 2013-12-25 湖南南车时代电动汽车股份有限公司 用于混合动力客车的高压安全盒
US9923361B2 (en) 2013-11-13 2018-03-20 Ll Co., Ltd. 3 phase electric leakage current circuit breaker with electric shock protection
KR101517159B1 (ko) * 2013-11-13 2015-05-04 주식회사 에렐 감전보호 3상 누전차단기
WO2015072672A1 (ko) * 2013-11-13 2015-05-21 주식회사 에렐 감전보호 3상 누전차단기
CN105765813B (zh) * 2013-11-13 2018-07-31 Ll株式会社 触电保护三相漏电断路器
CN105765813A (zh) * 2013-11-13 2016-07-13 Ll株式会社 触电保护三相漏电断路器
US10000139B2 (en) 2014-06-02 2018-06-19 Hyundai Motor Company Safety system of fuel cell vehicle and control method for the same
US10277025B2 (en) 2014-11-19 2019-04-30 Hyundai Motor Company Safety apparatus of fuel cell vehicle and method for controlling the safety apparatus
KR101628107B1 (ko) * 2014-11-19 2016-06-08 현대자동차 주식회사 연료 전지 차량의 안전 시스템 및 그 제어 방법
KR20160059830A (ko) * 2014-11-19 2016-05-27 현대자동차주식회사 연료 전지 차량의 안전 시스템 및 그 제어 방법
US9919666B2 (en) 2014-12-08 2018-03-20 Hyundai Motor Company Method for diagnosing leakage of electric parts and servicing guide of driving state for vehicle in battery management system
CN107042760A (zh) * 2017-02-06 2017-08-15 潍柴动力股份有限公司 一种电动汽车高压互锁系统及其故障定位方法
CN107042760B (zh) * 2017-02-06 2020-03-06 潍柴动力股份有限公司 一种电动汽车高压互锁系统及其故障定位方法
CN114074552A (zh) * 2020-08-21 2022-02-22 广州汽车集团股份有限公司 一种燃料电池汽车绝缘检测方法及整车控制器
CN114074552B (zh) * 2020-08-21 2023-08-08 广州汽车集团股份有限公司 一种燃料电池汽车绝缘检测方法及整车控制器
KR20230043268A (ko) 2021-09-23 2023-03-31 쌍용자동차 주식회사 전기 자동차의 감전사고 방지방법
KR102548307B1 (ko) 2021-09-23 2023-06-28 케이지모빌리티 주식회사 전기 자동차의 감전사고 방지방법

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