KR101619477B1 - Apparatus and method for measuring isolation resistance using oscillator - Google Patents

Apparatus and method for measuring isolation resistance using oscillator Download PDF

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Abstract

The present disclosure according to embodiments relates to an apparatus and a method for measuring insulation resistance using an oscillator, which can easily measure insulation resistance by using the oscillator connected to the anode and cathode of a battery. The apparatus for measuring insulation resistance using an oscillator includes a first switch having one terminal connected to a first terminal of a battery; a first resistor connected to the other terminal of the first switch; a first capacitor connected in parallel between the first resistor and the ground; a first oscillator having an input terminal connected to the first resistor and the first capacitor to change a frequency of an output signal waveform according to a resistance value and a capacitance value of the input terminal; and a control unit for turning on the first switch to connect the first resistor, the first capacitor and the first insulation resistor connected between the first terminal and the ground to the input terminal of the first oscillator, and for calculating a resistance value of the first insulation resistor by using the frequency of the output signal waveform output from the first oscillator.

Description

발진기를 이용한 절연 저항 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING ISOLATION RESISTANCE USING OSCILLATOR}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an apparatus and method for measuring insulation resistance using an oscillator,

본 명세서는 발진기를 이용한 절연 저항 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리의 양극 또는 음극 단자와 연결된 발진기를 이용하여 절연 저항을 용이하게 측정할 수 있는, 발진기를 이용한 절연 저항 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for measuring insulation resistance using an oscillator, and more particularly, to an insulation resistance measurement apparatus using an oscillator, which can easily measure an insulation resistance using an oscillator connected to an anode or a cathode terminal of a battery. ≪ / RTI >

최근 고전압의 배터리를 사용하는 산업기기, 가정기기 및 자동차 등 다양한 장치가 등장하고 있으며 특히 자동차 기술분야에서는 고전압 배터리 사용이 더욱 활발해지고 있다. In recent years, various devices such as industrial devices, home appliances and automobiles using high-voltage batteries have appeared, and especially in the field of automobile technology, the use of high-voltage batteries is becoming more active.

가솔린이나 중유 등의 화석연료를 주연료로 사용하는 내연 엔진을 이용하는 자동차는 대기오염 등 공해발생에 심각한 영향을 주고 있다. 따라서 최근에는 공해발생을 줄이기 위하여, 전기자동차 또는 하이브리드 자동차(HEV: Hybrid electric Vehicle)의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.Automobiles that use internal combustion engines that use fossil fuels such as gasoline or heavy oil as the main fuel have a serious impact on pollution such as air pollution. Therefore, in recent years, efforts have been made to develop electric vehicles or hybrid electric vehicles (HEVs) to reduce pollution.

전기자동차(EV: electric Vehicle)는 석유 연료와 엔진을 사용하지 않고, 전기 배터리와 전기 모터를 사용하는 자동차를 말한다. 즉, 배터리에 축적된 전기로 모터를 회전시켜서 자동차를 구동시키는 전기자동차는 가솔린 자동차보다 먼저 개발되었으나, 배터리의 무거운 중량 및 충전에 걸리는 시간 등의 문제 때문에 실용화되지 못하다가 최근 에너지 및 환경 문제가 심각해지면서 1990년대부터 실용화를 위한 연구가 시작하였다.Electric vehicles (EVs) are vehicles that do not use petroleum fuels and engines but use electric batteries and electric motors. In other words, although an electric vehicle that drives a car by rotating an electric motor that is stored in a battery has been developed before a gasoline car, it has not been put into practical use due to problems such as a heavy weight of a battery and a time required for charging. Recently, And research for commercialization began in the 1990s.

한편, 최근 배터리 기술이 비약적으로 발전하면서 전기자동차 및 화석연료와 전기에너지를 적응적으로 사용하는 하이브리드 자동차(HEV)가 상용화되고 있다.On the other hand, hybrid technology (HEV) that uses electric vehicles, fossil fuels and electric energy adaptively is being commercialized as battery technology has been developed remarkably.

HEV는 가솔린과 전기를 함께 동력원으로 사용하기 때문에 연비 개선 및 배기가스 저감 측면에서 긍정적인 평가를 받고 있다. 이러한 HEV도 가솔린 자동차와의 가격 차이를 어떻게 극복하느냐가 관건으로서, 2차 전지 탑재량을 전기자동차의 1/3수준까지 낮출 수 있어 완전한 전기 자동차로 진화하는 중간 역할을 할 것으로 기대되고 있다.Since HEV uses both gasoline and electricity as power sources, it is receiving positive reviews in terms of fuel efficiency improvement and emission reduction. It is expected that HEV will play an intermediate role in evolving into a full electric vehicle because it is important to overcome the price difference with gasoline automobile by reducing the amount of secondary battery to one third of that of electric cars.

이러한 전기 에너지를 이용하는 HEV 및 EV 자동차는 충방전이 가능한 다수의 2차 전지(cell)가 하나의 팩(pack)으로 형성된 배터리를 주동력원으로 이용하기 때문에 배기가스가 전혀 없으며 소음이 아주 작은 장점이 있다.Since HEV and EV vehicles using such electric energy use a battery in which a plurality of rechargeable secondary cells are packed as a main power source, there is no exhaust gas and noise is small. have.

이와 같이 전기 에너지를 이용하는 자동차는 배터리의 성능이 자동차의 성능에 직접적인 영향을 미치므로, 각 전지 셀의 전압, 전체 배터리의 전압 및 전류 등을 측정하여 각 전지 셀의 충방전을 효율적으로 관리할 뿐만 아니라, 각 전지 셀을 센싱하는 셀 센싱 IC의 상태를 모니터링하여 해당 셀의 안정적인 컨트롤이 가능한 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System)이 절실히 요구되는 실정이다.Since the performance of a battery using the electric energy directly affects the performance of the vehicle, it is necessary to measure the voltage of each battery cell, the voltage and current of the entire battery, and to efficiently manage charge and discharge of each battery cell However, a battery management system (BMS: Battery Management System) is required to monitor the state of a cell sensing IC that senses each battery cell and to control the corresponding cell stably.

도 1은 종래 기술에 따른 배터리 관리 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram schematically showing a battery management system according to the prior art.

도 1을 참조하면, 차량용 배터리 관리 시스템(100)은 복수의 배터리 모듈을 포함하는 배터리 스택(10), 차량 전자 장치(20) 및 배터리 제어장치(30)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a vehicle battery management system 100 includes a battery stack 10 including a plurality of battery modules, a vehicle electronic device 20, and a battery control device 30.

배터리 스택(10)은 복수의 배터리 모듈(11, 12)을 포함하며, 배터리 모듈(11, 12)은 복수의 배터리 셀을 포함한다. 배터리 스택(10)은 충전된 고전압 직류 전력을 모터 등의 차량 전자 장치(20)에 공급한다.The battery stack 10 includes a plurality of battery modules 11 and 12, and the battery modules 11 and 12 include a plurality of battery cells. The battery stack 10 supplies the charged high voltage direct current power to the vehicle electronic device 20 such as a motor.

배터리 제어장치(30)는 복수의 MCU(31, 32)와 상기 MCU를 제어하는 BCU(33)를 포함할 수 있다. 배터리 제어장치(30)는 배터리 스택과 연결되어 배터리 스택(10)의 충방전 상태를 모니터링하고, 배터리 스택(10)의 충방전 동작을 제어한다.The battery control device 30 may include a plurality of MCUs 31 and 32 and a BCU 33 for controlling the MCU. The battery control device 30 is connected to the battery stack to monitor the charge / discharge state of the battery stack 10, and controls the charge / discharge operation of the battery stack 10. [

한편, 고전압 배터리를 사용하는 하이브리드 자동차나 전기자동차는 비상사태 발생 시 자동적으로 메인 고전압 배터리의 전원을 차단하는 시스템을 갖추고 있다. 이때, 비상사태라 함은 관련부품의 노후화에 의한 과도한 누전 또는 절연파괴 등과 외부적인 충격에 의한 부품파괴로 생겨나는 쇼트로 인한 과도한 누전 또는 절연파괴 등을 말한다.On the other hand, hybrid cars and electric vehicles using high-voltage batteries are equipped with a system that automatically turns off the main high-voltage battery in the event of an emergency. In this case, emergency refers to excessive short circuit or insulation breakdown due to short circuit caused by excessive short circuit or insulation break due to aging of the related parts, or component breakage due to external impact.

그리고 차량에 비상사태가 발생되면 BMS(Battery Management System)나 HCU(Hybrid Control Unit) 등의 고전압 부품을 제어하는 상위의 부품에서 메인 전원을 차단하도록 하는 명령을 내려 전원을 단속하게 된다. 이때, 고전압 관련 부품은 전원을 연결해 주는 선로의 전압과 전류를 일련의 프로그램 또는 센서를 통해 모니터링 하여 정상범위를 벗어난 전압, 전류가 검출되거나 허용치 이상의 누설전류가 있는 경우, 그리고 허용치 이상의 절연저항 파괴 등이 있는 경우에 CAN 통신 또는 시그널 전송을 통하여 메인 전원을 차단하게 된다.When an emergency occurs in the vehicle, a command to cut off the main power from the higher-level parts for controlling the high-voltage parts such as the BMS (Battery Management System) and the HCU (Hybrid Control Unit) is issued and the power is interrupted. In this case, the high voltage related parts are monitored by voltage or current of the line connecting the power supply through a series of programs or sensors, so that when voltage or current outside the normal range is detected, or leakage current is over the allowable value, The main power is cut off through CAN communication or signal transmission.

이와 같이, 고전압 배터리를 사용하는 하이브리드 자동차에 있어서 절연저항의 측정은 매우 중요하다.Thus, measurement of the insulation resistance is very important in a hybrid vehicle using a high voltage battery.

여기서, 절연 저항을 측정하는 방법은 고전압 배터리와 하이브리드 자동차 간의 누설전류를 측정하기 위해, 절연을 파괴하고 강제로 직류전류를 흐르게 하여 절연 저항을 측정할 수 있다. 이러한 방법은 절연저항을 측정하는 동안 절연이 파괴된다는 단점이 있다.Here, the method of measuring the insulation resistance can measure the insulation resistance by breaking the insulation and forcing the direct current to flow to measure the leakage current between the high voltage battery and the hybrid vehicle. This method has the disadvantage that the insulation breaks down while measuring the insulation resistance.

절연 저항을 측정하는 방법은 측정 시에만 상대적으로 낮은 저항 값을 가진 저항을 연결한다. 그리고 절연 저항을 측정하는 방법은 이러한 저항의 양단의 전압을 측정하여 절연 저항을 측정할 수 있다.A method of measuring the insulation resistance connects a resistor having a relatively low resistance value only at the time of measurement. The method of measuring the insulation resistance can measure the insulation resistance by measuring the voltage across the resistor.

또한, 절연 저항을 측정하는 방법은 고전압 배터리가 아닌 별도의 전압 소스(Voltage Source)를 이용하여 절연 저항을 측정할 수 있다. 즉, 이러한 방법은 절연 저항을 측정하기 위해서는 별도의 전압 소스가 필요하게 된다.In addition, the insulation resistance can be measured using a separate voltage source rather than a high voltage battery. That is, this method requires a separate voltage source to measure the insulation resistance.

본 명세서의 실시 예들은 배터리의 양극 또는 음극 단자와 연결된 발진기를 이용하여 절연 저항을 용이하게 측정할 수 있는, 발진기를 이용한 절연 저항 측정 장치 및 방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention provide an apparatus and method for measuring insulation resistance using an oscillator that can easily measure an insulation resistance using an oscillator connected to an anode or a cathode terminal of a battery.

또한, 본 명세서의 실시 예들은 배터리의 양극 또는 음극 단자와 연결된 저항 및 커패시터에 따라 출력 주파수가 가변되는 발진기와 절연 저항으로 연결하여 발진기의 출력 주파수를 통해 절연 저항을 측정함으로써, 배터리의 전압값 및 전압 소스에 종속적이지 않고 배터리의 전압값 없이도 절연 저항을 측정할 수 있는, 발진기를 이용한 절연 저항 측정 장치 및 방법을 제공하고자 한다.In addition, embodiments of the present invention can measure the insulation resistance through the output frequency of the oscillator by connecting an oscillator having an output frequency variable according to a resistor and a capacitor connected to the positive or negative terminal of the battery, And an object of the present invention is to provide an apparatus and method for measuring insulation resistance using an oscillator which can measure an insulation resistance without depending on a voltage source and without a voltage value of a battery.

또한, 본 명세서의 실시 예들은 배터리의 양극 및 음극 단자에 연결된 스위치를 각각 제어하여 절연 저항을 측정함으로써, 양극 및 음극 절연 저항을 모두 측정할 수 있는, 발진기를 이용한 절연 저항 측정 장치 및 방법을 제공하고자 한다.Also, embodiments of the present invention provide an apparatus and method for measuring insulation resistance using an oscillator, which can measure both an anode and a cathode insulation resistance by measuring an insulation resistance by controlling a switch connected to an anode terminal and a cathode terminal of a battery, respectively I want to.

본 명세서의 제1 측면에 따르면, 배터리의 제1 단자에 일단이 연결된 제1 스위치; 상기 제1 스위치의 타단에 연결된 제1 저항; 상기 제1 저항과 접지 사이에 병렬로 연결된 제1 커패시터; 상기 제1 저항 및 상기 제1 커패시터에 입력단이 연결되고, 상기 입력단에 연결된 저항값 및 커패시턴스값에 따라 출력 신호 파형의 제1 주파수를 변경시키는 제1 발진기; 및 상기 제1 스위치를 온(ON)시켜 상기 제1 발진기의 입력단에 상기 제1 저항 및 제1 커패시터와 상기 배터리의 제1 단자와 접지 간에 연결된 제1 절연 저항을 연결시키고, 상기 제1 발진기로부터 출력된 출력 신호 파형의 제1 주파수를 이용하여 상기 제1 절연 저항을 산출하는 제어부를 포함하는 절연 저항 측정 장치가 제공될 수 있다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a battery pack comprising: a first switch, one end of which is connected to a first terminal of a battery; A first resistor connected to the other end of the first switch; A first capacitor connected in parallel between the first resistor and ground; A first oscillator having an input terminal connected to the first resistor and the first capacitor and changing a first frequency of the output signal waveform according to a resistance value and a capacitance value connected to the input terminal; And connecting the first resistor and the first capacitor to the first input terminal of the first oscillator and the first insulation resistor connected between the first terminal of the battery and the ground at the input of the first oscillator, And a controller for calculating the first insulation resistance using the first frequency of the output signal waveform output.

상기 제1 발진기는 상기 입력단에 연결된 제1 저항 및 상기 제1 절연 저항이 합산된 합산 저항값과 상기 입력단에 제1 커패시터의 커패시턴스 값에 따라 출력 신호 파형의 제1 주파수를 변경하여 출력할 수 있다.The first oscillator may change the first frequency of the output signal waveform according to the sum of the first resistance connected to the input terminal and the sum of the first insulation resistance and the capacitance of the first capacitor at the input terminal, .

상기 제1 발진기는 복수의 저항을 구비하고, 출력단의 신호가 제1 저항, 상기 제1 절연 저항 및 상기 제1 커패시터가 연결된 입력단으로 귀환되는 발진 회로를 통해 제1 주파수를 갖는 출력 신호를 출력할 수 있다.The first oscillator has a plurality of resistors and outputs an output signal having a first frequency through an oscillation circuit through which an output signal is fed back to an input connected to the first resistor, the first insulation resistor and the first capacitor .

상기 제어부는 상기 입력단에 연결된 제1 저항 및 상기 제1 절연 저항이 합산된 합산 저항값과 상기 입력단에 제1 커패시터의 커패시턴스 값에 반비례 관계를 가지는 출력 신호 파형의 제1 주파수를 이용하여 상기 제1 절연 저항을 산출할 수 있다.Wherein the control unit uses a first resistance connected to the input terminal and a summing resistance value obtained by summing the first insulation resistance and a first frequency of an output signal waveform having an inversely proportional relationship with a capacitance value of the first capacitor at the input terminal, The insulation resistance can be calculated.

상기 장치는, 배터리의 제2 단자에 일단이 연결된 제2 스위치; 상기 제2 스위치의 타단에 연결된 제2 저항; 상기 제2 저항과 접지 사이에 병렬로 연결된 제2 커패시터; 상기 제2 저항 및 상기 제2 커패시터에 입력단이 연결되고, 상기 입력단에 연결된 저항값 및 커패시턴스값에 따라 출력 신호 파형의 제2 주파수를 변경시키는 제2 발진기를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 제2 스위치를 온(ON)시켜 상기 제2 발진기의 입력단에 상기 제2 저항 및 제2 커패시터와 상기 배터리의 제2 단자와 접지 간에 연결된 제2 절연 저항을 연결시키고, 상기 제2 발진기로부터 출력된 출력 신호 파형의 제2 주파수를 이용하여 상기 제2 절연 저항을 산출할 수 있다.The apparatus includes: a second switch, one end of which is connected to a second terminal of the battery; A second resistor connected to the other end of the second switch; A second capacitor connected in parallel between the second resistor and ground; And a second oscillator connected to an input terminal of the second resistor and the second capacitor for changing a second frequency of the output signal waveform according to a resistance value and a capacitance value connected to the input terminal, And a second insulation resistor connected between the second resistor and the second capacitor and the second terminal of the battery and grounded to the input terminal of the second oscillator by turning on the switch, The second insulation resistance can be calculated using the second frequency of the waveform.

상기 제2 발진기는 상기 입력단에 연결된 제2 저항 및 상기 제2 절연 저항이 합산된 합산 저항값과 상기 입력단에 제2 커패시터의 커패시턴스 값에 따라 출력 신호 파형의 제2 주파수를 변경하여 출력할 수 있다.The second oscillator may change the second frequency of the output signal waveform according to a second resistor connected to the input terminal and a summing resistance value obtained by summing the second insulation resistance and a capacitance value of the second capacitor at the input terminal, .

상기 제2 발진기는 복수의 저항을 구비하고, 출력단의 신호가 제2 저항, 상기 제2 절연 저항 및 상기 제2 커패시터가 연결된 입력단으로 귀환되는 발진 회로를 통해 제2 주파수를 갖는 출력 신호를 출력할 수 있다.The second oscillator has a plurality of resistors and outputs an output signal having a second frequency through an oscillation circuit through which an output signal is fed back to an input to which a second resistor, the second insulation resistor and the second capacitor are connected .

상기 제어부는 상기 입력단에 연결된 제2 저항 및 상기 제2 절연 저항이 합산된 합산 저항값과 상기 입력단에 제2 커패시터의 커패시턴스 값에 반비례 관계를 가지는 출력 신호 파형의 제2 주파수를 이용하여 상기 제2 절연 저항을 산출할 수 있다.Wherein the control unit uses a second resistance connected to the input terminal and a summing resistance value obtained by summing the second insulation resistance and a second frequency of an output signal waveform having an inversely proportional relationship with a capacitance value of the second capacitor at the input terminal, The insulation resistance can be calculated.

한편, 본 명세서의 제2 측면에 따르면, 배터리의 제1 단자에 일단이 연결된 제1 스위치, 상기 제1 스위치의 타단에 연결된 제1 저항 및 상기 제1 저항과 접지 사이에 병렬로 연결된 제1 커패시터를 포함한 절연 저항 측정 장치에서의 절연 저항 측정 방법에 있어서, 상기 제1 스위치를 온(ON)시켜 상기 제1 저항, 상기 배터리의 제1 단자와 접지 간에 연결된 제1 절연 저항 및 상기 제1 커패시터를 제1 발전기의 입력단에 연결시키는 단계; 상기 연결된 제1 저항, 상기 제1 절연 저항 및 상기 제1 커패시터에 따라 가변된 제1 주파수를 갖는 출력 신호 파형을 출력하는 단계; 및 상기 출력된 출력 신호 파형의 제1 주파수를 이용하여 상기 제1 절연 저항을 산출하는 단계를 포함하는 절연 저항 측정 방법이 제공될 수 있다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of driving a battery, including a first switch having one end connected to a first terminal of the battery, a first resistor connected to the other end of the first switch, Wherein the first resistor is connected to the first terminal of the battery by a first insulation resistor and the first capacitor is connected between the first terminal of the battery and the ground, To an input of a first generator; Outputting an output signal waveform having a first frequency variable according to the connected first resistor, the first insulation resistor and the first capacitor; And calculating the first insulation resistance using the first frequency of the output signal waveform.

상기 제1 주파수를 갖는 출력 신호 파형을 출력하는 단계는 상기 제1 발진기의 입력단에 연결된 제1 저항 및 상기 제1 절연 저항이 합산된 합산 저항값과 상기 입력단에 제1 커패시터의 커패시턴스 값에 따라 출력 신호 파형의 제1 주파수를 변경하여 출력할 수 있다.Wherein the step of outputting the output signal waveform having the first frequency comprises the steps of: outputting a first resistance connected to the input terminal of the first oscillator and a summing resistance value obtained by summing the first insulation resistance, The first frequency of the signal waveform can be changed and output.

상기 제1 주파수를 갖는 출력 신호 파형을 출력하는 단계는 상기 제1 발진기의 입력단에 연결된 제1 저항 및 상기 제1 절연 저항이 합산된 합산 저항값과 상기 입력단에 제1 커패시터의 커패시턴스 값에 반비례 관계를 가지는 출력 신호 파형의 제1 주파수를 이용하여 상기 제1 절연 저항을 산출할 수 있다.Wherein the step of outputting the output signal waveform having the first frequency comprises the steps of: generating a first resistance connected to the input terminal of the first oscillator and a summing resistance value obtained by summing the first insulation resistance, The first insulation resistance can be calculated using the first frequency of the output signal waveform having the first frequency.

상기 방법은, 상기 절연 저항 측정 장치에 배터리의 제2 단자에 일단이 연결된 제2 스위치, 상기 제2 스위치의 타단에 연결된 제2 저항 및 상기 제2 저항과 접지 사이에 병렬로 연결된 제2 커패시터가 더 포함되고, 상기 제2 스위치를 온(ON)시켜 상기 제2 저항, 상기 배터리의 제2 단자와 접지 간에 연결된 제2 절연 저항 및 상기 제2 커패시터를 제2 발전기의 입력단에 연결시키는 단계; 상기 연결된 제2 저항, 상기 제2 절연 저항 및 상기 제2 커패시터에 따라 가변된 제2 주파수를 갖는 출력 신호 파형을 출력하는 단계; 및 상기 출력된 출력 신호 파형의 제2 주파수를 이용하여 상기 제2 절연 저항을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method includes a second switch having one end connected to the second terminal of the battery, a second resistor connected to the other end of the second switch, and a second capacitor connected in parallel between the second resistor and the ground, Further comprising: connecting the second resistor, the second insulation resistor connected between the second terminal of the battery and ground, and the second capacitor to the input of the second generator by turning on the second switch; Outputting an output signal waveform having a second frequency that varies according to the connected second resistance, the second insulation resistance, and the second capacitor; And calculating the second insulation resistance using the second frequency of the output signal waveform.

상기 제2 주파수를 갖는 출력 신호 파형을 출력하는 단계는 상기 제2 발진기의 입력단에 연결된 제2 저항 및 상기 제2 절연 저항이 합산된 합산 저항값과 상기 입력단에 제2 커패시터의 커패시턴스 값에 따라 출력 신호 파형의 제2 주파수를 변경하여 출력할 수 있다.Wherein the step of outputting the output signal waveform having the second frequency comprises the steps of: outputting a second resistance connected to the input terminal of the second oscillator and a summing resistance value obtained by summing the second insulation resistance, The second frequency of the signal waveform can be changed and output.

상기 제2 주파수를 갖는 출력 신호 파형을 출력하는 단계는 상기 제2 발진기의 입력단에 연결된 제2 저항 및 상기 제2 절연 저항이 합산된 합산 저항값과 상기 입력단에 제2 커패시터의 커패시턴스 값에 반비례 관계를 가지는 출력 신호 파형의 제2 주파수를 이용하여 상기 제2 절연 저항을 산출할 수 있다.Wherein the step of outputting the output signal waveform having the second frequency comprises the steps of: outputting a second resistance connected to the input terminal of the second oscillator and a summing resistance value obtained by summing the second insulation resistance; The second insulation resistance can be calculated using the second frequency of the output signal waveform having the second insulation resistance.

본 명세서의 실시 예들은 배터리의 양극 또는 음극 단자와 연결된 발진기를 이용하여 절연 저항을 용이하게 측정할 수 있다.Embodiments of the present invention can easily measure the insulation resistance using an oscillator connected to the positive or negative terminal of the battery.

또한, 본 명세서의 실시 예들은 배터리의 양극 또는 음극 단자와 연결된 저항 및 커패시터에 따라 출력 주파수가 가변되는 발진기와 절연 저항으로 연결하여 발진기의 출력 주파수를 통해 절연 저항을 측정함으로써, 배터리의 전압값 및 전압 소스에 종속적이지 않고 배터리의 전압값 없이도 절연 저항을 측정할 수 있다.In addition, embodiments of the present invention can measure the insulation resistance through the output frequency of the oscillator by connecting an oscillator having an output frequency variable according to a resistor and a capacitor connected to the positive or negative terminal of the battery, The insulation resistance can be measured without depending on the voltage source and without the voltage value of the battery.

또한, 본 명세서의 실시 예들은 배터리의 양극 및 음극 단자에 연결된 스위치를 각각 제어하여 절연 저항을 측정함으로써, 양극 및 음극 절연 저항을 모두 측정할 수 있다.In addition, embodiments of the present invention can measure both the anode and the anode insulation resistance by measuring the insulation resistance by controlling the switches connected to the anode and cathode terminals of the battery, respectively.

도 1은 종래 기술에 따른 배터리 관리 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 발진기를 이용한 절연 저항 측정 장치의 구성도이다.
도 3은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 도 2에서의 발진기의 구성도이다.
도 4 및 도 5는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 발진기를 이용한 절연 저항 측정 방법에 대한 흐름도이다.1 is a block diagram schematically showing a battery management system according to the prior art.
2 is a block diagram of an insulation resistance measuring apparatus using an oscillator according to an embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram of the oscillator in FIG. 2 according to an embodiment of the present invention.
4 and 5 are flowcharts illustrating a method of measuring an insulation resistance using an oscillator according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 명세서의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

실시 예를 설명함에 있어서 본 명세서가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 명세서와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 명세서의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.In describing the embodiments, descriptions of techniques which are well known in the technical field to which this specification belongs and which are not directly related to this specification are not described. This is for the sake of clarity without omitting the unnecessary explanation and without giving the gist of the present invention.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.For the same reason, some of the components in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size. In the drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals.

도 2는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 발진기를 이용한 절연 저항 측정 장치의 구성도이다.2 is a block diagram of an insulation resistance measuring apparatus using an oscillator according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 발진기를 이용한 절연 저항 측정 장치(200)는 제1 스위치(SW1), 제1 저항(R1), 제1 커패시터(C1), 제1 발진기(210) 및 제어부(230)를 포함한다. 또한, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 절연 저항 측정 장치(200)는 제2 스위치(SW2), 제2 커패시터(C2), 제2 저항(R2) 및 제2 발진기(220)를 더 포함할 수 있다.2, an apparatus 200 for measuring an insulation resistance using an oscillator according to an embodiment of the present invention includes a first switch SW1, a first resistor R1, a first capacitor C1, An oscillator 210, and a control unit 230. In addition, the insulation resistance measuring apparatus 200 according to an embodiment of the present invention may further include a second switch SW2, a second capacitor C2, a second resistor R2, and a second oscillator 220 have.

이하, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 절연 저항 측정 장치(200)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 배터리의 음극(-) 단자와 차량의 접지 사이의 음극 절연 저항(R_leak-)을 측정하는 경우와, 배터리의 양극(+) 단자와 차량의 접지 사이의 양극 절연 저항(R_leak+)을 측정하는 경우로 나누어서 설명하기로 한다.Hereinafter, the specific configuration and operation of each component of the insulation resistance measuring apparatus 200 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. And the case of measuring the anode insulation resistance R_leak + between the anode (+) terminal of the battery and the ground of the vehicle will be described.

절연 저항을 살펴보면, 배터리와 차량의 샤시 접지 간에 고장이 발생할 수 있다. 그러면, 배터리의 양극 또는 음극 단자와 접지 사이에 절연 저항이 발생할 수 있다. 여기서, 절연 저항은 절연 파괴가 아닌 정상적인 경우에 오픈(Open) 상태와 등가될 수 있다. 반면, 절연 저항은 절연 파괴된 비정상적인 경우에 저항 성분을 가질 수 있다. 예를 들어, 절연 저항은 오픈 상태로 등가될 수 있는 저항값을 가지거나, 고장시에 단락(Short) 상태가 될 수 있다.Looking at the insulation resistance, a fault can occur between the battery and the chassis ground of the vehicle. Then, an insulation resistance may occur between the positive or negative terminal of the battery and the ground. Here, the insulation resistance may be equivalent to an open state in a normal case, not an insulation breakdown. On the other hand, the insulation resistance may have a resistance component in case of an abnormal breakdown. For example, the insulation resistance may have a resistance value that is equivalent to an open state, or may be shorted in the event of failure.

절연 저항 측정 장치(200)는 배터리와 접지 사이의 절연 저항을 양극 절연 저항(R_leak+)과 음극 절연 저항(R_leak-)으로 구분하여 측정할 수 있도록 한다. 이는 안전성의 문제와 고장 저항의 발생시 절연 파괴 위치를 용이하게 파악할 수 있도록 하기 위함이다.The insulation resistance measuring apparatus 200 can measure the insulation resistance between the battery and the ground by dividing the insulation resistance R_leak + and the insulation resistance R_leak-. This is to make it easy to understand the safety problem and the location of the insulation breakdown when the breakdown resistance occurs.

절연 저항 측정 장치(200)는 배터리에 연결되는 고전압 라인의 양극 또는 음극 중 한쪽이 절연 파괴된 경우의 절연 저항을 측정할 수 있으며, 동시에 양극 및 음극이 절연 파괴된 경우에도 절연 저항을 측정할 수 있다.The insulation resistance measuring device 200 can measure the insulation resistance when one of the positive electrode and the negative electrode of the high voltage line connected to the battery is insulated and can measure the insulation resistance even when the positive electrode and the negative electrode are insulated. have.

한편, 배터리는 하이브리드 자동차 또는 전기 자동차에 장착되는 고전압 배터리가 될 수 있다. 배터리는 고전압 배터리로서, 하나의 배터리 셀 또는 다수의 배터리 셀이 구비된 배터리 모듈로 구현될 수도 있으나, 복수의 배터리 모듈이 직렬 연결되는 배터리 팩으로 구현될 수도 있다. 이는 고전압을 발생하기 위하여 전기 자동차 등에서 많이 사용되는 방식으로 단일 배터리로 직접 고전압을 생성하기보다 저전압을 생성하는 복수의 배터리를 직렬로 연결하여 고전압을 생성하는 것이 더욱 효율적이기 때문이다. 그리고 연료 전지가 배터리를 대체하여 포함될 수도 있다. 배터리는 절연 저항의 측정이 요구되는 다양한 종류의 배터리를 포함할 수 있다. 이때, 배터리의 제1 단자(예컨대, 양극 단자(+)) 및 제2 단자(예컨대, 음극 단자(-))에 연결되는 고전압 라인은 전기적으로 절연되어 있다.On the other hand, the battery can be a high-voltage battery mounted on a hybrid vehicle or an electric vehicle. The battery may be a high voltage battery, a battery module having one battery cell or a plurality of battery cells, or a battery pack having a plurality of battery modules connected in series. This is because, in order to generate a high voltage, it is more efficient to generate a high voltage by serially connecting a plurality of batteries generating a low voltage rather than directly generating a high voltage with a single battery in a method commonly used in electric vehicles. The fuel cell may be replaced by a battery. The battery may include various types of batteries requiring measurement of the insulation resistance. At this time, the high-voltage line connected to the first terminal (e.g., the positive terminal (+) of the battery) and the second terminal (e.g., the negative terminal (-)) is electrically insulated.

일례로, 배터리는 도 2에 도시된 바와 같이, pack(+)와 pack(-)를 가진 배터리 팩으로 이루어질 수 있다. 이러한 배터리 팩은 pack(+)인 양극 단자와 pack(-)인 음극 단자를 가진다. 그리고 배터리 팩은 제1 내지 제6 배터리 모듈(V1 내지 V6)을 포함할 수 있다. 제3 및 제4 배터리 모듈(V3, V4)은 배터리 모듈의 탈부착을 용이하게 하기 위하여, 서비스 플러그(S/P: Service Plug)로 연결될 수 있다.As an example, the battery may be composed of a battery pack having pack (+) and pack (-), as shown in FIG. These battery packs have positive (+) positive terminals and negative (-) negative terminals. And the battery pack may include the first to sixth battery modules V1 to V6. The third and fourth battery modules V3 and V4 may be connected by a service plug (S / P: Service Plug) to facilitate detachment and attachment of the battery module.

배터리의 양극(-) 단자와 차량의 접지 사이의 양극 절연 저항(R_leak+)을 측정하기 위한 절연 저항 측정 장치(200)를 살펴보기로 한다.An insulation resistance measuring apparatus 200 for measuring the anode insulation resistance R_leak + between the anode terminal of the battery and the ground of the vehicle will be described.

제1 스위치(SW1)는 배터리의 양극 단자에 일단이 연결되고, 제1 저항(R1)에 타단이 연결된다. 제1 커패시터(C1)는 직류 신호를 차단하고 교류 신호를 통과시키는 일종의 필터 기능을 수행할 수 있다. 제1 커패시터(C1)는 고전압 배터리로부터 절연 저항 측정 장치(200)를 전기적으로 절연시킬 수 있다.The first switch SW1 has one end connected to the positive terminal of the battery, and the other end connected to the first resistor R1. The first capacitor C1 may perform a kind of filter function for blocking the DC signal and passing the AC signal. The first capacitor C1 can electrically insulate the insulation resistance measuring device 200 from the high voltage battery.

제1 저항(R1)은 제1 스위치(SW1)의 타단과 제1 발진기(OSC: Oscillator)(210) 사이에 연결된다. 제1 저항(R1)은 Y-저항(Y-resistor)일 수 있다.The first resistor R1 is connected between the other end of the first switch SW1 and a first oscillator (OSC) The first resistor R1 may be a Y-resistor.

제1 커패시터(C1)는 제1 저항(R1)과 차량의 샤시(Chassis) 측 접지(GND: Ground) 사이에 병렬로 연결되어 있다. 또한, 제1 커패시터(C1)는 제1 발진기(210)의 입력단과 연결되어 있다.The first capacitor C1 is connected in parallel between the first resistor R1 and the ground of the chassis side of the vehicle (GND: Ground). The first capacitor C1 is connected to the input terminal of the first oscillator 210. [

여기서, 차량의 접지(GND)는 배터리 및 연료 전지 시스템에서 배터리 및 연료 전지와 절연되어야 하는 대상으로서, 배터리 및 연료 전지를 이용하는 시스템이 자동차인 경우에는 차체가 접지가 될 수 있다.Here, the ground GND of the vehicle is an object to be insulated from the battery and the fuel cell in the battery and the fuel cell system, and the vehicle body can be grounded when the system using the battery and the fuel cell is an automobile.

제1 발진기(210)는 제1 저항(R1) 및 제1 커패시터(C1)에 입력단이 연결된다. 그리고 제1 발진기(210)는 입력단에 연결된 저항 및 커패시터에 따라 출력 신호 파형의 제1 주파수를 변경시킨다. 즉, 출력 신호 파형의 제1 주파수는 입력단에 연결된 저항 및 커패시터에 따라 가변된다.The first oscillator 210 has an input terminal connected to the first resistor R1 and the first capacitor C1. The first oscillator 210 changes the first frequency of the output signal waveform according to the resistance and the capacitor connected to the input terminal. That is, the first frequency of the output signal waveform varies depending on the resistance and the capacitor connected to the input terminal.

여기서, 제1 발진기(210)는 입력단에 연결된 제1 저항(R1) 및 양극 절연 저항(R_leak+)이 합산된 합산 저항값과 입력단에 제1 커패시터(C1)의 커패시턴스 값에 따라 출력 신호 파형의 제1 주파수를 변경하여 출력한다. 제1 발진기(210)는 입력단에 연결된 제1 저항(R1) 및 양극 절연 저항(R_leak+)이 합산된 합산 저항값과 반비례하도록 출력 신호 파형의 제1 주파수를 변경하여 출력한다. 제1 저항(R1) 및 양극 절연 저항(R_leak+)이 합산된 합산 저항값이 커질수록 제1 발진기(210)의 출력 신호 파형의 주기가 길어지며, 제1 주파수는 작아진다.The first oscillator 210 includes a first resistor R1 and an anode resistor R_leak + connected to an input terminal of the first oscillator 210. The first oscillator 210 outputs a sum of the sum of the sum of the first resistor R1 and the anode insulation resistance R_leak + 1 Change the frequency and output. The first oscillator 210 changes the first frequency of the output signal waveform so as to be in inverse proportion to the sum of the sum of the first resistor R1 connected to the input terminal and the anode insulation resistance R_leak +. As the summed resistance value of the sum of the first resistor R1 and the anode insulation resistance R_leak + increases, the period of the output signal waveform of the first oscillator 210 becomes longer and the first frequency becomes smaller.

한편, 제어부(230)는 제1 스위치(SW1)를 온(ON)시켜 제1 발진기(210)의 입력단에 제1 저항(R1) 및 제1 커패시터(C1)와 배터리의 양극 단자와 접지 간에 연결된 양극 절연 저항(R_leak+)을 연결시킨다.The control unit 230 turns on the first switch SW1 to connect the first resistor R1 and the first capacitor C1 to the input terminal of the first oscillator 210 and the ground terminal of the battery Connect anode resistor (R_leak +).

그리고 제어부(230)는 제1 발진기(210)로부터 출력된 출력 신호 파형의 제1 주파수를 이용하여 양극 절연 저항(R_leak+)을 산출한다.The control unit 230 calculates the anode insulation resistance R_leak + using the first frequency of the output signal waveform output from the first oscillator 210.

제어부(230)는 출력 신호 파형의 제1 주파수를 분석하여 제1 발진기(210)의 입력단에 연결된 제1 저항(R1) 및 양극 절연 저항(R_leak+)이 합산된 합산 저항값을 산출할 수 있다. 또한, 제어부(230)는 출력 신호 파형의 제1 주파수를 분석하여 입력단에 제1 커패시터(C1)의 커패시턴스 값을 산출할 수 있다. 또한, 제어부(230)는 출력 신호 파형의 제1 주파수를 분석하여 그 제1 주파수와 반비례 관계를 가지는 제1 저항(R1) 및 양극 절연 저항(R_leak+)의 합산 저항값과 제1 커패시터(C1)의 커패시턴스값을 산출할 수 있다.The controller 230 may analyze the first frequency of the output signal waveform to calculate the summed resistance value of the sum of the first resistor R1 and the anode insulation resistor R_leak + connected to the input terminal of the first oscillator 210. [ Also, the controller 230 may analyze the first frequency of the output signal waveform and calculate the capacitance value of the first capacitor C1 at the input terminal. The control unit 230 analyzes the first frequency of the output signal waveform and determines the sum of the sum of the sum of the sum of the sum of the sum of the sum of the sum of the sum of the sum of the sum of the sum of the sum of Can be calculated.

한편, 배터리의 음극(-) 단자와 차량의 접지 사이의 음극 절연 저항(R_leak-)을 측정하기 위한 절연 저항 측정 장치(200)를 살펴보기로 한다.An insulation resistance measuring apparatus 200 for measuring a negative insulation resistance R_leak- between a negative terminal of a battery and a ground of a vehicle will be described.

제2 스위치(SW2)는 배터리의 음극 단자에 일단이 연결되고, 제2 저항(R2)에 타단이 연결된다. 제2 커패시터(C2)는 직류 신호를 차단하고 교류 신호를 통과시키는 일종의 필터 기능을 수행할 수 있다. 제2 커패시터(C2)는 고전압 배터리로부터 절연 저항 측정 장치(200)를 전기적으로 절연시킬 수 있다.The second switch SW2 has one end connected to the negative terminal of the battery, and the other end connected to the second resistor R2. The second capacitor C2 may perform a filter function of blocking the DC signal and passing the AC signal. The second capacitor C2 can electrically insulate the insulation resistance measuring device 200 from the high voltage battery.

제2 저항(R2)은 제2 스위치(SW2)의 타단과 제2 발진기(OSC)(220) 사이에 연결된다. 제2 저항(R2)은 Y-저항(Y-resistor)일 수 있다.The second resistor R2 is connected between the second oscillator (OSC) 220 and the other end of the second switch SW2. The second resistor R2 may be a Y-resistor.

제2 커패시터(C2)는 제2 저항(R2)과 차량의 샤시(Chassis) 측 접지(GND: Ground) 사이에 병렬로 연결되어 있다. 또한, 제2 커패시터(C2)는 제2 발진기(220)의 입력단과 연결되어 있다.The second capacitor C2 is connected in parallel between the second resistor R2 and the ground of the chassis side of the vehicle (GND: Ground). The second capacitor C2 is connected to the input terminal of the second oscillator 220. [

여기서, 차량의 접지(GND)는 배터리 및 연료 전지 시스템에서 배터리 및 연료 전지와 절연되어야 하는 대상으로서, 배터리 및 연료 전지를 이용하는 시스템이 자동차인 경우에는 차체가 접지가 될 수 있다.Here, the ground GND of the vehicle is an object to be insulated from the battery and the fuel cell in the battery and the fuel cell system, and the vehicle body can be grounded when the system using the battery and the fuel cell is an automobile.

제2 발진기(220)는 제2 저항(R2) 및 제2 커패시터(C2)에 입력단이 연결된다. 그리고 제2 발진기(220)는 입력단에 연결된 저항 및 커패시터에 따라 출력 신호 파형의 제2 주파수를 변경시킨다. 즉, 출력 신호 파형의 제2 주파수는 입력단에 연결된 저항 및 커패시터에 따라 가변된다.The second oscillator 220 has its input connected to the second resistor R2 and the second capacitor C2. And the second oscillator 220 changes the second frequency of the output signal waveform according to the resistor and capacitor connected to the input stage. That is, the second frequency of the output signal waveform varies depending on the resistance and the capacitor connected to the input terminal.

여기서, 제2 발진기(220)는 입력단에 연결된 제2 저항(R2) 및 음극 절연 저항(R_leak-)이 합산된 합산 저항값과 입력단에 제2 커패시터(C2)의 커패시턴스 값에 따라 출력 신호 파형의 제2 주파수를 변경하여 출력한다. 제2 발진기(220)는 입력단에 연결된 제2 저항(R2) 및 음극 절연 저항(R_leak-)이 합산된 합산 저항값과 반비례하도록 출력 신호 파형의 제2 주파수를 변경하여 출력한다. 제2 저항(R2) 및 음극 절연 저항(R_leak-)이 합산된 합산 저항값이 커질수록 제2 발진기(220)의 출력 신호 파형의 주기가 길어지며, 제2 주파수는 작아진다.Here, the second oscillator 220 has a summing resistance value obtained by summing a second resistance R2 and a negative insulation resistance R_leak- connected to an input terminal, and a sum of a sum of the sum of the sum The second frequency is changed and output. The second oscillator 220 changes the second frequency of the output signal waveform so as to be in inverse proportion to the summed resistance value of the second resistor R2 connected to the input terminal and the negative electrode insulation resistance R_leak-. As the summed resistance value of the sum of the second resistor R2 and the negative electrode insulation resistance R_leak- becomes larger, the period of the output signal waveform of the second oscillator 220 becomes longer and the second frequency becomes smaller.

한편, 제어부(230)는 제2 스위치(SW2)를 온(ON)시켜 제2 발진기(OSC)(220)의 입력단에 제2 저항(R2) 및 제2 커패시터(C2)와 배터리의 음극 단자와 접지 간에 연결된 음극 절연 저항(R_leak-)을 연결시킨다.The controller 230 turns on the second switch SW2 to turn on the second resistor R2 and the second capacitor C2 at the input terminal of the second oscillator 220 and the negative terminal of the battery Connect the negative insulation resistance (R_leak-) connected between the grounds.

그리고 제어부(230)는 제2 발진기(OSC)로부터 출력된 출력 신호 파형의 제2 주파수를 이용하여 음극 절연 저항(R_leak-)을 산출한다.The control unit 230 calculates the negative electrode insulation resistance R_leak- using the second frequency of the output signal waveform output from the second oscillator OSC.

제어부(230)는 출력 신호 파형의 제2 주파수를 분석하여 제2 발진기(220)의 입력단에 연결된 제2 저항(R2) 및 음극 절연 저항(R_leak-)이 합산된 합산 저항값을 산출할 수 있다. 또한, 제어부(230)는 출력 신호 파형의 제2 주파수를 분석하여 입력단에 제2 커패시터(C2)의 커패시턴스 값을 산출할 수 있다. 또한, 제어부(230)는 출력 신호 파형의 제2 주파수를 분석하여 그 제2 주파수와 반비례 관계를 가지는 제2 저항(R2) 및 음극 절연 저항(R_leak-)의 합산 저항값과 제2 커패시터(C2)의 커패시턴스값을 산출할 수 있다.The controller 230 may analyze the second frequency of the output signal waveform to calculate the summed resistance value of the sum of the second resistor R2 and the negative electrode insulation resistor R_leak- connected to the input of the second oscillator 220 . Also, the controller 230 may analyze the second frequency of the output signal waveform to calculate the capacitance value of the second capacitor C2 at the input terminal. The control unit 230 analyzes the second frequency of the output signal waveform and calculates a sum of the sum of the sum of the resistance of the second resistor R2 and the resistance of the negative electrode insulation resistor R_leak- ) Can be calculated.

도 3은 본 명세서의 일 실시 예에 따른 도 2에서의 발진기의 구성도이다.3 is a configuration diagram of the oscillator in FIG. 2 according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 도 2에서의 발진기인 제1 발진기(210) 또는 제2 발진기(220)는 다수의 저항(R v1, Rv2, Rv3, Rv4)을 구비하고, 출력단의 신호가 입력단으로 귀환되는 발진 회로를 통해 출력 신호를 발진시켜 출력한다.As shown in FIG. 3, the first oscillator 210 or the second oscillator 220, which is an oscillator in FIG. 2 according to an embodiment of the present invention, includes a plurality of resistors R v1, R v2, R v3, and R v4 And oscillates an output signal through an oscillation circuit in which a signal at an output terminal is fed back to an input terminal for output.

여기서, 제1 발진기(210)의 출력 신호 파형의 제1 주파수는 제1 발진기(210)의 입력단에 연결된 제1 저항(R1), 양극 절연 저항(R_leak+) 및 제1 커패시터(C1)에 따라 변경될 수 있다. The first frequency of the output signal waveform of the first oscillator 210 is changed according to the first resistor R1 connected to the input terminal of the first oscillator 210, the anode insulation resistor R_leak + and the first capacitor C1. .

또한, 제2 발진기(220)의 출력 신호 파형의 제1 주파수는 입력단에 연결된 제2 저항(R2), 음극 절연 저항(R_leak-) 및 제2 커패시터(C2)에 따라 변경될 수 있다. The first frequency of the output signal waveform of the second oscillator 220 may be changed according to the second resistor R2, the negative electrode insulation resistor R_leak- and the second capacitor C2 connected to the input terminal.

도 4 및 도 5는 본 명세서의 일 실시 예에 따른 발진기를 이용한 절연 저항 측정 방법에 대한 흐름도이다.4 and 5 are flowcharts illustrating a method of measuring an insulation resistance using an oscillator according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하여, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 제1 발진기(210)를 이용하여 양극 절연 저항(R_leak+)을 측정하는 방법을 설명하기로 한다.Referring to FIG. 4, a method of measuring the anode insulation resistance R_leak + using the first oscillator 210 according to an embodiment of the present invention will be described.

제어부(230)는 모든 스위치 즉, 제1 및 제2 스위치(SW1 및 SW2)를 오프(OFF)시킨다(S402).The control unit 230 turns off all the switches, that is, the first and second switches SW1 and SW2 (S402).

그리고 제어부(230)는 제1 스위치(SW1)를 온(ON)시킨다(S404).Then, the controller 230 turns on the first switch SW1 (S404).

그러면, 제1 저항(R1), 양극 절연 저항(R_leak+) 및 제1 커패시터(C1)는 제1 발진기(210)의 입력단에 연결된다.Then, the first resistor R1, the anode insulation resistor R_leak + and the first capacitor C1 are connected to the input terminal of the first oscillator 210. Then,

이어서, 제1 발진기(210)는 제1 저항(R1), 양극 절연 저항(R_leak+) 및 제1 커패시터(C1)에 따른 출력 신호를 생성한다(S406).Next, the first oscillator 210 generates an output signal according to the first resistor R1, the anode insulation resistance R_leak +, and the first capacitor C1 (S406).

그리고 제어부(230)는 제1 발진기(210)에서 생성된 출력 신호를 수신한다(S408).The controller 230 receives the output signal generated by the first oscillator 210 (S408).

이후, 제어부(230)는 수신된 출력 신호 파형의 제1 주파수를 분석하여 산출한다(S410).Thereafter, the controller 230 analyzes and calculates the first frequency of the received output signal waveform (S410).

제어부(230)는 산출된 제1 주파수를 배터리의 양극(+) 단자와 접지(GND) 간의 양극 절연 저항으로 변환한다(S412). 이때, 제어부(230)는 출력 신호 파형의 제1 주파수를 분석하여 제1 발진기(210)의 입력단에 연결된 제1 저항(R1) 및 양극 절연 저항(R_leak+)이 합산된 합산 저항값을 산출할 수 있다. 출력 신호 파형의 제1 주파수는 제1 저항(R1) 및 양극 절연 저항(R_leak+)의 합산 저항값과 제1 커패시터(C1)의 커패시턴스값과 반비례 관계를 가질 수 있다.The controller 230 converts the calculated first frequency into an anode insulation resistance between the positive (+) terminal of the battery and the ground (GND) (S412). At this time, the controller 230 may analyze the first frequency of the output signal waveform to calculate the summed resistance value of the sum of the first resistor R1 and the anode insulation resistor R_leak + connected to the input terminal of the first oscillator 210 have. The first frequency of the output signal waveform may have an inverse relationship with the sum of the sum of the resistance of the first resistor R1 and the resistance of the anode insulation resistor R_leak + and the capacitance of the first capacitor C1.

도 5를 참조하여, 본 명세서의 일 실시 예에 따른 제2 발진기(220)를 이용하여 음극 절연 저항(R_leak-)을 측정하는 방법을 설명하기로 한다.Referring to FIG. 5, a method of measuring the negative electrode insulation resistance R_leak- using the second oscillator 220 according to an embodiment of the present invention will be described.

제어부(230)는 모든 스위치 즉, 제1 및 제2 스위치(SW1 및 SW2)를 오프(OFF)시킨다(S502).The control unit 230 turns off all the switches, that is, the first and second switches SW1 and SW2 (S502).

그리고 제어부(230)는 제2 스위치(SW2)를 온(ON)시킨다(S504).Then, the controller 230 turns on the second switch SW2 (S504).

그러면, 제2 저항(R2), 양극 절연 저항(R_leak+) 및 제2 커패시터(C2)는 제2 발진기(220)의 입력단에 연결된다.The second resistor R2, the anode insulation resistor R_leak + and the second capacitor C2 are then connected to the input of the second oscillator 220.

이어서, 제2 발진기(220)는 제2 저항(R2), 양극 절연 저항(R_leak+) 및 제2 커패시터(C2)에 따른 출력 신호를 생성한다(S506).Next, the second oscillator 220 generates an output signal corresponding to the second resistor R2, the anode insulation resistance R_leak +, and the second capacitor C2 (S506).

그리고 제어부(230)는 제2 발진기(220)에서 생성된 출력 신호를 수신한다(S508).Then, the controller 230 receives the output signal generated by the second oscillator 220 (S508).

이후, 제어부(230)는 수신된 출력 신호 파형의 제2 주파수를 분석하여 산출한다(S510).Thereafter, the controller 230 analyzes and calculates the second frequency of the received output signal waveform (S510).

제어부(230)는 산출된 제2 주파수를 배터리의 양극(+) 단자와 접지(GND) 간의 양극 절연 저항으로 변환한다(S512). 이때, 제어부(230)는 출력 신호 파형의 제2 주파수를 분석하여 제2 발진기(220)의 입력단에 연결된 제2 저항(R2) 및 양극 절연 저항(R_leak+)이 합산된 합산 저항값을 산출할 수 있다. 출력 신호 파형의 제2 주파수는 제2 저항(R2) 및 양극 절연 저항(R_leak+)의 합산 저항값과 제2 커패시터(C2)의 커패시턴스값과 반비례 관계를 가질 수 있다.The controller 230 converts the calculated second frequency into the anode insulation resistance between the positive (+) terminal of the battery and the ground (GND) (S512). At this time, the controller 230 analyzes the second frequency of the output signal waveform to calculate the summed resistance value of the sum of the second resistor R2 and the anode insulation resistor R_leak + connected to the input terminal of the second oscillator 220 have. The second frequency of the output signal waveform may have an inversely proportional relationship with the summed resistance value of the second resistor R2 and the anode insulation resistor R_leak + and the capacitance value of the second capacitor C2.

본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서가 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 명세서의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present specification may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present specification is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the present specification Should be interpreted.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 명세서의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 명세서의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 명세서의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 명세서의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is not intended to limit the scope of the specification. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

100: 배터리 관리 시스템(BMS)
10: 배터리 팩
11, 12, 13: 배터리 모듈
20: 차량 전자 장치
30: 배터리 제어장치
31, 32: MCU
33: BCU
200: 절연 저항 측정 장치
210: 제1 발진기
220: 제2 발진기
230: 제어부
SW1 및 SW2: 제1 및 제2 스위치
R1 및 R2: 제1 및 제2 저항
C1 및 C2: 제1 및 제2 커패시터100: Battery Management System (BMS)
10: Battery pack
11, 12, 13: Battery module
20: vehicle electronic device
30: Battery control device
31, 32: MCU
33: BCU
200: Insulation resistance measuring device
210: first oscillator
220: second oscillator
230:
SW1 and SW2: first and second switches
R1 and R2: first and second resistors
C1 and C2: first and second capacitors

Claims (14)

배터리의 제1 단자에 일단이 연결된 제1 스위치;
상기 제1 스위치의 타단에 연결된 제1 저항;
상기 제1 저항과 접지 사이에 병렬로 연결된 제1 커패시터;
상기 제1 저항 및 상기 제1 커패시터에 입력단이 연결되고, 상기 입력단에 연결된 저항값 및 커패시턴스값에 따라 출력 신호 파형의 제1 주파수를 변경시키는 제1 발진기; 및
상기 제1 스위치를 온(ON)시켜 상기 제1 발진기의 입력단에 상기 제1 저항 및 제1 커패시터와 상기 배터리의 제1 단자와 접지 간에 연결된 제1 절연 저항을 연결시키고, 상기 제1 발진기로부터 출력된 출력 신호 파형의 제1 주파수를 이용하여 상기 제1 절연 저항을 산출하는 제어부
를 포함하는 절연 저항 측정 장치.A first switch whose one end is connected to a first terminal of the battery;
A first resistor connected to the other end of the first switch;
A first capacitor connected in parallel between the first resistor and ground;
A first oscillator having an input terminal connected to the first resistor and the first capacitor and changing a first frequency of the output signal waveform according to a resistance value and a capacitance value connected to the input terminal; And
The first switch is turned on to connect the first resistor and the first capacitor to the first input terminal of the first oscillator and the first insulation resistor connected between the first terminal of the battery and the ground, And a control section for calculating the first insulation resistance using the first frequency of the output signal waveform,
And an insulation resistance measuring device. 제1항에 있어서,
상기 제1 발진기는
상기 입력단에 연결된 제1 저항 및 상기 제1 절연 저항이 합산된 합산 저항값과 상기 입력단에 제1 커패시터의 커패시턴스 값에 따라 출력 신호 파형의 제1 주파수를 변경하여 출력하는 절연 저항 측정 장치.The method according to claim 1,
The first oscillator
A first resistor connected to the input terminal and a summing resistance value obtained by summing the first insulation resistance and a first frequency of the output signal waveform according to a capacitance value of the first capacitor at the input terminal. 제1항에 있어서,
상기 제1 발진기는
복수의 저항을 구비하고, 출력단의 신호가 제1 저항, 상기 제1 절연 저항 및 상기 제1 커패시터가 연결된 입력단으로 귀환되는 발진 회로를 통해 제1 주파수를 갖는 출력 신호를 출력하는 절연 저항 측정 장치.The method according to claim 1,
The first oscillator
And outputs an output signal having a first frequency through an oscillation circuit having a plurality of resistors and a signal at an output terminal being fed back to an input end to which the first resistor, the first insulation resistor and the first capacitor are connected. 제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 입력단에 연결된 제1 저항 및 상기 제1 절연 저항이 합산된 합산 저항값과 상기 입력단에 제1 커패시터의 커패시턴스 값에 반비례 관계를 가지는 출력 신호 파형의 제1 주파수를 이용하여 상기 제1 절연 저항을 산출하는 절연 저항 측정 장치.The method according to claim 1,
The control unit
A first resistor having a first resistance connected to the input terminal and a first sum of the first insulation resistance and a first frequency of an output signal waveform having an inversely proportional relationship with a capacitance value of the first capacitor at the input terminal, An insulation resistance measuring device to be calculated. 제1항에 있어서,
배터리의 제2 단자에 일단이 연결된 제2 스위치;
상기 제2 스위치의 타단에 연결된 제2 저항;
상기 제2 저항과 접지 사이에 병렬로 연결된 제2 커패시터;
상기 제2 저항 및 상기 제2 커패시터에 입력단이 연결되고, 상기 입력단에 연결된 저항값 및 커패시턴스값에 따라 출력 신호 파형의 제2 주파수를 변경시키는 제2 발진기를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 제2 스위치를 온(ON)시켜 상기 제2 발진기의 입력단에 상기 제2 저항 및 제2 커패시터와 상기 배터리의 제2 단자와 접지 간에 연결된 제2 절연 저항을 연결시키고, 상기 제2 발진기로부터 출력된 출력 신호 파형의 제2 주파수를 이용하여 상기 제2 절연 저항을 산출하는 절연 저항 측정 장치.The method according to claim 1,
A second switch, one end of which is connected to the second terminal of the battery;
A second resistor connected to the other end of the second switch;
A second capacitor connected in parallel between the second resistor and ground;
Further comprising a second oscillator having an input connected to the second resistor and the second capacitor and changing a second frequency of the output signal waveform according to a resistance value and a capacitance value connected to the input,
The control unit turns on the second switch to connect the second resistor and the second capacitor to the input terminal of the second oscillator and the second insulation resistor connected between the second terminal of the battery and the ground, And the second insulation resistance is calculated using a second frequency of an output signal waveform output from the oscillator. 제5항에 있어서,
상기 제2 발진기는
상기 입력단에 연결된 제2 저항 및 상기 제2 절연 저항이 합산된 합산 저항값과 상기 입력단에 제2 커패시터의 커패시턴스 값에 따라 출력 신호 파형의 제2 주파수를 변경하여 출력하는 절연 저항 측정 장치.6. The method of claim 5,
The second oscillator
A second resistor connected to the input terminal and a summing resistance value obtained by summing the second insulation resistance and a second frequency of the output signal waveform according to a capacitance value of the second capacitor at the input terminal. 제5항에 있어서,
상기 제2 발진기는
복수의 저항을 구비하고, 출력단의 신호가 제2 저항, 상기 제2 절연 저항 및 상기 제2 커패시터가 연결된 입력단으로 귀환되는 발진 회로를 통해 제2 주파수를 갖는 출력 신호를 출력하는 절연 저항 측정 장치.6. The method of claim 5,
The second oscillator
And outputs an output signal having a second frequency through an oscillation circuit having a plurality of resistors and a signal at an output terminal being fed back to an input end to which a second resistor, the second insulation resistor and the second capacitor are connected. 제5항에 있어서,
상기 제어부는
상기 입력단에 연결된 제2 저항 및 상기 제2 절연 저항이 합산된 합산 저항값과 상기 입력단에 제2 커패시터의 커패시턴스 값에 반비례 관계를 가지는 출력 신호 파형의 제2 주파수를 이용하여 상기 제2 절연 저항을 산출하는 절연 저항 측정 장치.6. The method of claim 5,
The control unit
A second resistor connected to the input terminal and a second sum of the sum of the second insulation resistance and a second frequency of an output signal waveform having an inverse proportion to a capacitance value of the second capacitor at the input terminal, An insulation resistance measuring device to be calculated. 배터리의 제1 단자에 일단이 연결된 제1 스위치, 상기 제1 스위치의 타단에 연결된 제1 저항 및 상기 제1 저항과 접지 사이에 병렬로 연결된 제1 커패시터를 포함한 절연 저항 측정 장치에서의 절연 저항 측정 방법에 있어서,
상기 제1 스위치를 온(ON)시켜 상기 제1 저항, 상기 배터리의 제1 단자와 접지 간에 연결된 제1 절연 저항 및 상기 제1 커패시터를 제1 발진기의 입력단에 연결시키는 단계;
상기 연결된 제1 저항, 상기 제1 절연 저항 및 상기 제1 커패시터에 따라 가변된 제1 주파수를 갖는 출력 신호 파형을 출력하는 단계; 및
상기 출력된 출력 신호 파형의 제1 주파수를 이용하여 상기 제1 절연 저항을 산출하는 단계
를 포함하는 절연 저항 측정 방법.A first switch connected to the first terminal of the battery at one end thereof, a first resistor connected to the other end of the first switch, and a first capacitor connected in parallel between the first resistor and the ground, In the method,
Connecting the first resistor, the first insulation resistor connected between the first terminal of the battery and ground, and the first capacitor to the input of the first oscillator by turning on the first switch;
Outputting an output signal waveform having a first frequency variable according to the connected first resistor, the first insulation resistor and the first capacitor; And
Calculating the first insulation resistance using the first frequency of the output signal waveform
Wherein the insulation resistance measuring method comprises the steps of: 제9항에 있어서,
상기 제1 주파수를 갖는 출력 신호 파형을 출력하는 단계는
상기 제1 발진기의 입력단에 연결된 제1 저항 및 상기 제1 절연 저항이 합산된 합산 저항값과 상기 입력단에 제1 커패시터의 커패시턴스 값에 따라 출력 신호 파형의 제1 주파수를 변경하여 출력하는 절연 저항 측정 방법.10. The method of claim 9,
Wherein outputting the output signal waveform having the first frequency comprises:
A first resistor connected to an input terminal of the first oscillator and a summing resistance value obtained by summing the first insulation resistance and a first frequency of an output signal waveform according to a capacitance value of the first capacitor, Way. 제9항에 있어서,
상기 제1 주파수를 갖는 출력 신호 파형을 출력하는 단계는
상기 제1 발진기의 입력단에 연결된 제1 저항 및 상기 제1 절연 저항이 합산된 합산 저항값과 상기 입력단에 제1 커패시터의 커패시턴스 값에 반비례 관계를 가지는 출력 신호 파형의 제1 주파수를 이용하여 상기 제1 절연 저항을 산출하는 절연 저항 측정 방법.10. The method of claim 9,
Wherein outputting the output signal waveform having the first frequency comprises:
A first resistor connected to an input terminal of the first oscillator and a summing resistor having a sum of the first insulation resistance and a first frequency of an output signal waveform having an inversely proportional relationship with a capacitance value of the first capacitor, 1 Insulation resistance measuring method for calculating insulation resistance. 제9항에 있어서,
상기 절연 저항 측정 장치에 배터리의 제2 단자에 일단이 연결된 제2 스위치, 상기 제2 스위치의 타단에 연결된 제2 저항 및 상기 제2 저항과 접지 사이에 병렬로 연결된 제2 커패시터가 더 포함되고,
상기 제2 스위치를 온(ON)시켜 상기 제2 저항, 상기 배터리의 제2 단자와 접지 간에 연결된 제2 절연 저항 및 상기 제2 커패시터를 제2 발진기의 입력단에 연결시키는 단계;
상기 연결된 제2 저항, 상기 제2 절연 저항 및 상기 제2 커패시터에 따라 가변된 제2 주파수를 갖는 출력 신호 파형을 출력하는 단계; 및
상기 출력된 출력 신호 파형의 제2 주파수를 이용하여 상기 제2 절연 저항을 산출하는 단계
를 더 포함하는 절연 저항 측정 방법.10. The method of claim 9,
A second resistor connected to the other end of the second switch and a second capacitor connected in parallel between the second resistor and the ground,
Connecting the second resistor, the second insulation resistor connected between the second terminal of the battery and ground, and the second capacitor to the input of the second oscillator by turning on the second switch;
Outputting an output signal waveform having a second frequency that varies according to the connected second resistance, the second insulation resistance, and the second capacitor; And
Calculating the second insulation resistance using the second frequency of the output signal waveform
Further comprising the steps of: 제12항에 있어서,
상기 제2 주파수를 갖는 출력 신호 파형을 출력하는 단계는
상기 제2 발진기의 입력단에 연결된 제2 저항 및 상기 제2 절연 저항이 합산된 합산 저항값과 상기 입력단에 제2 커패시터의 커패시턴스 값에 따라 출력 신호 파형의 제2 주파수를 변경하여 출력하는 절연 저항 측정 방법.13. The method of claim 12,
Wherein outputting the output signal waveform having the second frequency comprises:
A second resistor connected to the input terminal of the second oscillator and a summing resistance value obtained by summing the second insulation resistance and a second frequency of the output signal waveform according to a capacitance value of the second capacitor at the input terminal, Way. 제12항에 있어서,
상기 제2 주파수를 갖는 출력 신호 파형을 출력하는 단계는
상기 제2 발진기의 입력단에 연결된 제2 저항 및 상기 제2 절연 저항이 합산된 합산 저항값과 상기 입력단에 제2 커패시터의 커패시턴스 값에 반비례 관계를 가지는 출력 신호 파형의 제2 주파수를 이용하여 상기 제2 절연 저항을 산출하는 절연 저항 측정 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein outputting the output signal waveform having the second frequency comprises:
A second resistor connected to an input terminal of the second oscillator and a second resistor having a sum of the second insulation resistance and a second frequency of an output signal waveform having an inversely proportional relationship with a capacitance value of the second capacitor at the input terminal, 2 Insulation resistance measuring method for calculating insulation resistance.
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