KR101734723B1 - 전기 자동차의 누전 검출 장치 - Google Patents
전기 자동차의 누전 검출 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101734723B1 KR101734723B1 KR1020150178582A KR20150178582A KR101734723B1 KR 101734723 B1 KR101734723 B1 KR 101734723B1 KR 1020150178582 A KR1020150178582 A KR 1020150178582A KR 20150178582 A KR20150178582 A KR 20150178582A KR 101734723 B1 KR101734723 B1 KR 101734723B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- voltage
- main
- switch
- resistor
- power source
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G01R31/025—
-
- 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
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
- G01R19/16533—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
- G01R19/16538—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
- G01R19/16542—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies for batteries
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
- G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
- G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
-
- 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
-
- 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
-
- G01R31/3624—
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
본 발명은 전기 자동차의 누전을 검출하기 위한 장치에 관한 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전기 자동차의 누전 검출 장치에 있어서, 메인 전원과 차체 사이에 연결되며 상호 직렬로 연결되는 분압 저항 및 측정 저항, 상기 측정 저항과 상기 차체 사이에 연결되는 측정 전원, 상기 측정 저항과 상기 측정 전원 사이에 연결되는 제1 스위치, 상기 제1 스위치 및 상기 측정 전원과 병렬로 연결되는 제2 스위치 및 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 온/오프 상태에 따라서 상기 메인 전원의 양단에 걸리는 메인 전압 및 상기 측정 저항의 양단에 걸리는 측정 전압을 측정하고, 상기 메인 전압 및 상기 측정 전압을 이용하여 절연 저항을 계산하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 전기 자동차의 누전을 검출하기 위한 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 화석 에너지의 고갈과 환경오염으로 인해 화석 에너지를 사용하지 않고 전기 에너지를 이용하는 전기 자동차나 하이브리드 자동차에 대한 관심이 높아지면서 이에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 전기 자동차나 하이브리드 자동차에는 자동차의 구동에 사용되는 모터를 구동시키기 위해 전기 에너지가 필요하고 이를 배터리를 통해 공급하게 된다.
전기 자동차나 하이브리드 자동차에 사용되는 배터리로는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하는 방전과, 전기 에너지를 화학 에너지로 변환하는 충전 과정을 반복할 수 있는 이차 전지가 주류를 이룬다. 이차 전지의 종류로는 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 리튬 이온 전지 및 리튬 이온 폴리머 전지 등이 있다. 이러한 이차 전지는 리튬 계열 전지와 니켈 수소 계열의 전지로 분류된다. 리튬 계열 전지는 디지털 카메라, P-DVD, MP3P, 휴대폰, PDA, Portable Game Device, Power Tool 및 E-bike 등의 소형 제품에 주로 적용되며, 니켈 수소 계열 전지는 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 고출력이 요구되는 대형 제품에 적용되어 사용되고 있다.
한편, 배터리를 메인 전원으로 사용하는 장치의 경우, 배터리와 배터리 관리 장치를 제외한 외부 장치와의 절연이 잘 유지되어야 한다. 만약 배터리의 절연 상태가 유지되지 못할 경우, 누설전류가 발생하게 된다. 누설전류가 발생되면, 일차적으로는 배터리의 방전과 배터리가 장착된 전자 기기들의 오작동 및 고장의 원인이 될 수 있다. 특히, 전기 자동차나 하이브리드 자동차와 같은 고전압 배터리에서 누설전류가 발생하게 되면, 사용자에게 치명적인 감전피해를 줄 수 있다. 이러한 문제는 연료전지를 이용하는 차량에서도 동일하게 발생된다. 이에 따라 전기 자동차의 차체에 누전이 발생했는지 여부를 정확하게 파악할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
본 발명은 전기 자동차에서 사용되는 메인 전원으로 인하여 차체에 누전이 발생하는지 여부를 보다 간단한 구성으로 정밀하고 정확하게 파악할 수 있는 전기 자동차의 누전 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전기 자동차의 누전 검출 장치에 있어서, 메인 전원과 차체 사이에 연결되며 상호 직렬로 연결되는 분압 저항 및 측정 저항, 상기 메인 전원의 최대 전위단과 차체 사이에 연결된 제1 최대 전위 절연 저항 및 제2 최대 전위 절연 저항, 상기 메인 전원의 최소 전위단과 상기 차체 사이에 연결된 최소 전위 절연 저항, 상기 측정 저항과 상기 차체 사이에 연결되는 측정 전원, 상기 측정 저항과 상기 측정 전원 사이에 연결되는 제1 스위치, 상기 제1 스위치 및 상기 측정 전원과 병렬로 연결되는 제2 스위치, 상기 메인 전원 및 양방향 컨버터와 직렬로 연결되는 보조 전원, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 온/오프 상태에 따라서 상기 제1 최대 전위 절연 저항, 상기 제2 최대 전위 절연 저항 및 상기 최소 전위 절연 저항에 전류가 흐를 때, 상기 메인 전원의 양단에 걸리는 메인 전압, 상기 보조 전원의 양단에 걸리는 보조 전압, 상기 측정 저항의 양단에 걸리는 측정 전압을 측정하고, 상기 메인 전압, 상기 보조 전압 및 상기 측정 전압을 이용하여 상기 제1 최대 전위 절연 저항, 상기 제2 최대 전위 절연 저항 및 상기 최소 전위 절연 저항의 병렬 합성 저항인 절연 저항을 계산하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 전기 자동차에서 사용되는 메인 전원으로 인하여 차체에 누전이 발생하는지 여부를 보다 간단한 구성으로 정밀하고 정확하게 파악할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 누전 검출 장치의 구성도.
도 2는 제1 스위치를 오프 상태로, 제2 스위치를 온 상태로 제어했을 때의 전류 흐름도.
도 3은 제1 스위치를 온 상태로, 제2 스위치를 오프 상태로 제어했을 때의 전류 흐름도.
도 2는 제1 스위치를 오프 상태로, 제2 스위치를 온 상태로 제어했을 때의 전류 흐름도.
도 3은 제1 스위치를 온 상태로, 제2 스위치를 오프 상태로 제어했을 때의 전류 흐름도.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
도 1은 본 발명에 따른 누전 검출 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 메인 전원(Vs)은 전기 자동차의 부하(Rl)에 전원을 공급한다. 메인 전원(Vs)은 니켈 수소 전지와 같이 대용량의 전원을 공급하기 위한 이차 전지일 수 있다. 메인 전원(Vs)은 특히 고전압을 요구하는 전기 자동차의 부하(Rl)에 높은 전압을 공급할 수 있다.
도 1에는 메인 전원(Vs)의 최대 전위단과 차체(GND) 사이의 저항이 등가화되어 각각 제1 최대 전위 절연 저항(Rf_p1) 및 제2 최대 전위 절연 저항(Rf_p2)으로 표현되어 있다. 또한 도 1에는 메인 전원(Vs)의 최소 전위단과 차체(GND) 사이의 저항이 등가화되어 최소 전위 절연 저항(Rf_n)으로 표현한다. 메인 전원(Vs)과 차체(GND)가 정상적으로 절연 상태를 유지하면, 각 절연 저항(Rf_p1, Rf_p2, Rf_n)의 크기는 무한대가 되므로 메인 전원(Vs)에서 차체(GND)로 흐르는 전류가 차단된다. 그러나 메인 전원(Vs)의 이상 또는 절연의 이상으로 누전이 발생하면 각 절연 저항(Rf_p1, Rf_p2, Rf_n)의 크기가 작아지면서 메인 전원(Vs)과 절연 저항(Rf_p1, Rf_p2, Rf_n)과 차체(GND) 사이에 폐회로가 형성된다. 그에 따라, 메인 전원(Vs)에서 절연 저항(Rf_p1, Rf_p2, Rf_n)을 거쳐 차체(GND)로 전류가 흐르게 된다. 본 발명에 따른 누전 검출 장치는 이와 같은 원리에 기초하여 절연 저항의 크기를 계산하여 차량 내부의 누전 여부를 확인한다.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 누전 검출 장치는 메인 전원(Vs)과 차체(GND) 사이에 연결되는 분압 저항(Rs) 및 측정 저항(Rm)을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이 분압 저항(Rs) 및 측정 저항(Rm)은 서로 직렬로 연결된다.
또한 본 발명에 따른 누전 검출 장치는 측정 저항(Rm)과 차체(GND) 사이에 연결되는 측정 전원(Vdc)을 포함한다. 측정 전원(Vdc)은 메인 전원(Vs)과는 별도로 동작하는 전원이며, 측정 전원(Vdc)의 전압 크기는 제어부(102)에 의해 임의로 설정될 수 있다
또한 본 발명에 따른 누전 검출 장치는 측정 저항(Rm)과 측정 전원(Vdc) 사이에 연결되는 제1 스위치(SW1)를 포함한다. 또한 본 발명에 따른 누전 검출 장치는 제1 스위치(SW1) 및 측정 전원(Vdc)과 병렬로 연결되는 제2 스위치(SW2)를 포함한다.
또한 본 발명에 따른 누전 검출 장치는 메인 전원(Vs)과 연결되는 보조 전원(Vb)을 포함한다. 본 발명에서 메인 전원(Vs)은 주로 고전압을 요구하는 부하에 전력을 공급하는 전원으로서 250~450V의 전압을 나타낼 수 있으며, 보조 전원(Vb)은 부하의 급격한 증가에 따른 메인 전원(Vs)의 부족한 전력을 부하에 공급하는 전원으로서 150~200V의 전압을 나타낼 수 있다. 참고로 메인 전원(Vs) 및 보조 전원(Vb)의 출력 전압 크기는 실시예에 따라 달라질 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이 메인 전원(Vs) 및 보조 전원(Vb)의 출력 전압이 서로 다르기 때문에, 메인 전원(Vs) 및 보조 전원(Vb) 사이에는 스위치 및 인덕터(L)로 구성되는 양방향 컨버터가 배치된다. 양방향 컨버터는 보조 전원(Vb)의 출력 전압을 승압하여 메인 전원(Vs)에 전력을 공급할 수도 있고, 메인 전원(Vs)의 출력 전압을 강압하여 보조 전원(Vb)에 전력을 공급할 수도 있다.
종래 기술에 따르면 도 1과 같이 2개의 전원(Vs, Vb)을 사용할 경우 각 전원의 최대 전위의 절연 고장, 즉 전류 누설을 진단하기 위해서는 각 전원 별로 고장 진단 회로가 필요하다. 그러나 본 발명에 따르면 도 1과 같이 2개의 전원(Vs, Vb)을 사용하는 차량에서 오직 하나의 누전 검출 장치를 통해 2개의 전원(Vs, Vb)의 전류 누설 여부를 판단할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 누전 검출 장치는 제어부(102)를 포함한다. 제어부(102)는 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)의 온/오프 상태를 제어하고, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)의 온/오프 상태에 따라서 메인 전원(Vs)의 양단에 걸리는 메인 전압 및 측정 저항(Rm)의 양단에 걸리는 측정 전압을 측정한다. 본 발명의 일 실시예에서, 제어부(102)는 메인 전원(Vs)의 양단에 배치되는 제1 전압계(12)를 통해 메인 전압을 측정할 수 있다. 또한 제어부(102)는 측정 저항(Rm)의 양단에 배치되는 제2 전압계(14)를 통해 측정 전압을 측정할 수 있다. 또한 제어부(102)는 보조 전원(Vb)의 양단에 배치되는 제3 전압계(16)를 통해 보조 전압을 측정할 수 있다.
제어부(102)는 측정된 메인 전압, 보조 전압 및 측정 전압을 이용하여 절연 저항을 계산한다. 본 발명의 일 실시예에서, 제어부(102)는 제1 스위치(SW1)를 오프 상태로, 제2 스위치(SW2)를 온 상태로 제어하여 제1 메인 전압, 제1 보조 전압, 제1 측정 전압, 제2 메인 전압, 제2 보조 전압, 제2 측정 전압을 측정할 수 있다. 또한 제어부(102)는 제1 스위치(SW1)를 온 상태로, 제2 스위치(SW2)를 오프 상태로 제어하여 제3 메인 전압, 제3 보조 전압, 제3 측정 전압을 측정할 수 있다. 제어부(102)는 이와 같이 측정된 제1 메인 전압, 제1 보조 전압, 제1 측정 전압, 제2 메인 전압, 제2 보조 전압, 제2 측정 전압, 제3 메인 전압, 제3 보조 전압, 제3 측정 전압을 이용하여 절연 저항을 계산할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 제어부(102)는 제1 메인 전압, 제1 보조 전압, 제1 측정 전압, 제2 메인 전압, 제2 보조 전압, 제2 측정 전압, 제3 메인 전압, 제3 보조 전압, 제3 측정 전압을 이용하여 제4 측정 전압을 계산할 수 있다. 또한 제어부(102)는 제4 측정 전압, 측정 전원(Vdc)의 전압 크기, 측정 저항(Rm), 분압 저항(Rs)을 이용하여 절연 저항을 계산할 수 있다.
또한 제어부(102)는 절연 저항이 미리 설정된 기준 저항 이하이면 전기 자동차의 차체에 누전이 발생하는 것으로 판단할 수 있다.
이하에서는 제어부(102)가 도 1에 도시된 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)의 온/오프 상태를 제어하여 절연 저항을 계산하는 과정을 설명한다.
제어부(102)는 먼저 도 1에 도시된 제1 스위치(SW1)를 오프 상태로 제어하고, 제2 스위치(SW2)를 온 상태로 제어한다. 도 2는 제1 스위치를 오프 상태로, 제2 스위치를 온 상태로 제어했을 때의 전류 흐름도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(102)가 제1 스위치를 오프 상태로, 제2 스위치를 온 상태로 제어하면 전류는 A 경로 및 B 경로로 흐르게 된다.
제1 스위치(SW1)를 오프 상태로 제어하고, 제2 스위치(SW2)를 온 상태로 제어한 후, 제어부(102)는 시간(t1)에서의 메인 전원(Vs) 양단의 전압, 즉 제1 메인 전압(Vs1), 보조 전원(Vb) 양단의 전압, 즉 제2 보조 전압(Vb1), 그리고 측정 저항(Rm) 양단의 전압, 즉 제1 측정 전압(Vm1)을 각각 측정한다. 또한 제어부(102)는 시간(t1)과 다른 시간(t2)에서의 제2 메인 전압(Vs2), 제2 보조 전압(Vb2) 및 제2 측정 전압(Vm2)을 각각 측정한다.
이 때 제1 측정 전압(Vm1)은 제1 메인 전압(Vs1)에 의해 생성되는 전압(Vms1) 및 제2 보조 전압(Vb1)에 의해 생성되는 전압(Vmb1)의 합으로 나타낼 수 있다. 먼저 Vms1은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 1]에서 //는 합성 저항을 의미하는 연산자로서 다음과 같이 정의된다.
또한 Vmb1은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
결국 제1 측정 전압(Vm1)은 Vms1과 Vmb1의 합으로서 다음과 같이 나타낼 수 있다.
마찬가지로, 제2 측정 전압(Vm2)는 Vms2와 Vmb2의 합으로서 다음과 같이 나타낼 수 있다.
제어부(102)는 이어서 도 1에 도시된 제1 스위치(SW1)를 온 상태로 제어하고, 제2 스위치(SW2)를 오프 상태로 제어한다. 도 3은 제1 스위치를 온 상태로, 제2 스위치를 오프 상태로 제어했을 때의 전류 흐름도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(102)가 제1 스위치를 온 상태로, 제2 스위치를 오프 상태로 제어하면 전류는 C 경로 및 D 경로로 흐르게 된다.
제1 스위치(SW1)를 온 상태로 제어하고, 제2 스위치(SW2)를 오프 상태로 제어한 후, 제어부(102)는 시간(t3)에서의 메인 전원(Vs) 양단의 전압, 즉 제3 메인 전압(Vs3), 보조 전원(Vb) 양단의 전압, 즉 제3 보조 전압(Vb3), 그리고 측정 저항(Rm) 양단의 전압, 즉 제3 측정 전압(Vm3)을 각각 측정한다. 이 경우 도 3에 도시된 바와 같이 메인 전원(Vs), 보조 전원(Vb) 뿐만 아니라 측정 전원(Vdc) 또한 인가된다.
제3 측정 전압(Vm3)을 구하기 위해서, 먼저 측정 전원(Vdc)만이 인가되었다고 가정할 때 측정 저항(Rm) 양단에 걸리는 전압(Vmdc)은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
결국 제3 메인 전압(Vs3), 제3 보조 전압(Vb3), 측정 전원(Vdc)의 인가 시 측정 저항(Rm) 양단에 걸리는 제3 측정 전압(Vm3)은 [수학식 4]의 Vm1과 [수학식 6]의 Vmdc를 더한 것과 같으며, 아래와 같이 나타낼 수 있다.
다음으로, 제어부(102)는 위와 같이 측정된 제1 메인 전압, 제1 보조 전압, 제1 측정 전압, 제2 메인 전압, 제2 보조 전압, 제2 측정 전압, 제3 메인 전압, 제3 보조 전압, 제3 측정 전압을 이용하여 절연 저항을 계산한다. 시간(t1)에서의 제1 메인 전압(Vs1) 및 제1 보조 전압(Vb1)이 시간(t3)에서의 제3 메인 전압(Vs3) 및 제3 보조 전압(Vb3)과 서로 동일하다고 가정할 경우, 제3 측정 전압(Vm3)에서 제1 측정 전압(Vm1)을 뺀 제4 측정 전압(Vm4)은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
따라서 제어부(102)는 [수학식 9]에 측정 전원의 전압 크기(Vdc), 측정 저항의 크기(Rm), 분압 저항의 크기(Rs) 및 제4 측정 전압(Vm4)을 대입함으로써 절연 저항을 산출한다. [수학식 9]에 도시된 바와 같이, 절연 저항()의 크기는 메인 전원(Vs)의 전압 크기와는 관계 없이 측정 전원(Vdc)의 전압 크기에 의해 결정된다. 따라서 본 발명에 따른 제어부(102)는 메인 전원(Vs)의 이상 발생으로 인해 메인 전원(Vs)이 동작하지 않더라도 측정 전원(Vdc)만을 인가하여 절연 저항의 크기를 산출할 수 있다는 장점을 갖는다.
이 때 제1 메인 전압(Vs1) 및 제1 보조 전압(Vb1)이 제3 메인 전압(Vs3) 및 제3 보조 전압(Vb3)과 서로 동일하지 않다는 가정 하에서 제어부(102)는 제4 측정 전압(Vm4)을 다음과 같이 계산할 수 있다.
제어부(102)는 [수학식 10]에 기초하여 제4 측정 전압(Vm4)을 계산하고, 계산된 제4 측정 전압(Vm4)을 측정 전원의 전압 크기(Vdc), 측정 저항의 크기(Rm), 분압 저항의 크기(Rs)와 함께 [수학식 9]에 대입함으로써 절연 저항()을 산출할 수 있다.
또한 제어부(102)는 이와 같이 산출된 절연 저항()을 미리 설정된 기준 저항과 비교할 수 있다. 비교 결과 절연 저항()이 기준 저항 이하이면 제어부(102)는 전기 자동차의 차체에 누전이 발생하는 것으로 판단할 수 있다.
도 1의 실시예를 통해 설명한 바와 같이, 본 발명의 누전 검출 장치는 절연 저항을 검출하기 위하여 측정 저항(Rm)과 차체(GND) 사이에 배치되는 측정 전원(Vdc)을 포함한다. 이와 같은 측정 전원(Vdc)을 구비함으로써 본 발명의 누전 검출 장치는 메인 전원(Vs) 및 보조 전원(Vb) 중 적어도 하나에 의해 전력이 공급되지 않더라도 절연 저항을 검출하는 것이 가능하다.
이와 같은 측정 전원(Vdc)을 사용할 때 절연 저항의 검출 정확도를 높이기 위해서는 측정 전원(Vdc)의 정확성 및 정밀성이 요구된다. 이를 위해 차체(GND)와는 절연된 독립된 전원을 측정 전원(Vdc)으로 사용하는 것이 바람직하다. 참고로 측정 전원(Vdc)의 크기가 클수록 분해능이 높아져 절연 저항의 검출 정확도도 높아진다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
Claims (5)
- 메인 전원과 차체 사이에 연결되며 상호 직렬로 연결되는 분압 저항 및 측정 저항;
상기 메인 전원의 최대 전위단과 상기 차체 사이에 연결된 제1 최대 전위 절연 저항 및 제2 최대 전위 절연 저항;
상기 메인 전원의 최소 전위단과 상기 차체 사이에 연결된 최소 전위 절연 저항;
상기 측정 저항과 상기 차체 사이에 연결되는 측정 전원;
상기 측정 저항과 상기 측정 전원 사이에 연결되는 제1 스위치;
상기 제1 스위치 및 상기 측정 전원과 병렬로 연결되는 제2 스위치;
상기 메인 전원 및 양방향 컨버터와 직렬로 연결되는 보조 전원; 및
상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 온/오프 상태에 따라서 상기 제1 최대 전위 절연 저항, 상기 제2 최대 전위 절연 저항 및 상기 최소 전위 절연 저항에 전류가 흐를 때, 상기 메인 전원의 양단에 걸리는 메인 전압, 상기 보조 전원의 양단에 걸리는 보조 전압, 상기 측정 저항의 양단에 걸리는 측정 전압을 측정하고, 상기 메인 전압, 상기 보조 전압 및 상기 측정 전압을 이용하여 상기 제1 최대 전위 절연 저항, 상기 제2 최대 전위 절연 저항 및 상기 최소 전위 절연 저항의 병렬 합성 저항인 절연 저항을 계산하는 제어부를 포함하는
전기 자동차의 누전 검출 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1 스위치를 오프 상태로, 상기 제2 스위치를 온 상태로 제어하여 제1 메인 전압, 제1 보조 전압, 제1 측정 전압, 제2 메인 전압, 제2 보조 전압, 제2 측정 전압을 측정하고,
상기 제1 스위치를 온 상태로, 상기 제2 스위치를 오프 상태로 제어하여 제3 메인 전압, 제3 보조 전압, 제3 측정 전압을 측정하고,
상기 제1 메인 전압, 상기 제1 보조 전압, 상기 제1 측정 전압, 상기 제2 메인 전압, 상기 제2 보조 전압, 상기 제2 측정 전압, 상기 제3 메인 전압, 상기 제3 보조 전압, 상기 제3 측정 전압을 이용하여 상기 절연 저항을 계산하는
전기 자동차의 누전 검출 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1 메인 전압, 상기 제1 보조 전압, 상기 제1 측정 전압, 상기 제2 메인 전압, 상기 제2 보조 전압, 상기 제2 측정 전압, 상기 제3 메인 전압, 상기 제3 보조 전압, 상기 제3 측정 전압을 이용하여 제4 측정 전압을 계산하고,
상기 제4 측정 전압, 상기 측정 전원의 전압 크기, 상기 측정 저항, 상기 분압 저항을 이용하여 상기 절연 저항을 계산하는
전기 자동차의 누전 검출 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 절연 저항이 미리 설정된 기준 저항 이하이면 상기 전기 자동차의 차체에 누전이 발생하는 것으로 판단하는
전기 자동차의 누전 검출 장치.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150178582A KR101734723B1 (ko) | 2015-12-14 | 2015-12-14 | 전기 자동차의 누전 검출 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150178582A KR101734723B1 (ko) | 2015-12-14 | 2015-12-14 | 전기 자동차의 누전 검출 장치 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101734723B1 true KR101734723B1 (ko) | 2017-05-12 |
Family
ID=58739894
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020150178582A KR101734723B1 (ko) | 2015-12-14 | 2015-12-14 | 전기 자동차의 누전 검출 장치 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101734723B1 (ko) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200045196A (ko) * | 2018-10-22 | 2020-05-04 | 현대모비스 주식회사 | 이온마이그레이션 검출 장치 및 방법 |
KR20210058409A (ko) | 2019-11-14 | 2021-05-24 | 송과모터스 주식회사 | 전기 자동차의 누전 검출 장치 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010239821A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Honda Motor Co Ltd | 地絡検知システムを備える電気自動車 |
-
2015
- 2015-12-14 KR KR1020150178582A patent/KR101734723B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010239821A (ja) * | 2009-03-31 | 2010-10-21 | Honda Motor Co Ltd | 地絡検知システムを備える電気自動車 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200045196A (ko) * | 2018-10-22 | 2020-05-04 | 현대모비스 주식회사 | 이온마이그레이션 검출 장치 및 방법 |
KR102152634B1 (ko) | 2018-10-22 | 2020-09-07 | 현대모비스 주식회사 | 이온마이그레이션 검출 장치 및 방법 |
KR20210058409A (ko) | 2019-11-14 | 2021-05-24 | 송과모터스 주식회사 | 전기 자동차의 누전 검출 장치 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102636361B1 (ko) | 배터리 제어 장치 및 배터리 제어 시스템 | |
JP6725201B2 (ja) | 充電率平準化装置及び電源システム | |
Huang et al. | An online battery impedance measurement method using DC–DC power converter control | |
KR101497602B1 (ko) | 배터리 밸런싱 시스템 및 이를 이용한 배터리 밸런싱 방법 | |
CN105229482B (zh) | 电池状态检测装置 | |
JP5274110B2 (ja) | 車両用の電源装置 | |
KR101236606B1 (ko) | 전기 자동차의 누전 검출 장치 | |
JP6809911B2 (ja) | 差電圧測定装置 | |
Lee et al. | Development of a hardware-in-the-loop simulation system for testing cell balancing circuits | |
KR101675191B1 (ko) | 절연 저항 측정 장치 및 방법 | |
CN104937431A (zh) | 充电率估计装置及充电率估计方法 | |
CN101192757A (zh) | 充电系统、充电装置以及电池组件 | |
KR20070064402A (ko) | 축전지 관리장치 | |
CN102565716A (zh) | 用于计算二次电池的残余容量的设备 | |
US10666066B2 (en) | Differential voltage measurement device | |
EP2515126A1 (en) | Bidirectional current sense | |
KR20140065951A (ko) | 배터리 관리 시스템 및 그 구동 방법 | |
US20180375348A1 (en) | Connectivity check between cells and wiring control electronics with only one switch | |
WO2012005186A1 (ja) | 電圧測定回路及び方法 | |
CN108333521A (zh) | 电池状态检测装置 | |
KR101734724B1 (ko) | 전기 자동차의 누전 검출 장치 | |
KR101486626B1 (ko) | 절연 저항 검출 장치 및 이의 진단 장치 | |
JP2013064697A (ja) | 二次電池システム | |
KR20160040887A (ko) | 배터리 셀 내부 저항 측정 장치 및 방법 | |
KR101734723B1 (ko) | 전기 자동차의 누전 검출 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |