KR20150084532A - Apparatus and method for measuring insulation resistance - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 절연 저항 측정 장치 및 방법에 관한 것으로서, 복수의 전지 셀을 포함하는 전지 팩과 직렬 연결되고 전지 팩에 대한 외부 절연 저항과 병렬 연결되는 복수의 저항들과, 복수의 저항들 중 하나 이상의 저항에 병렬 연결된 캐패시터와, 복수의 저항들, 캐패시터 및 외부 절연 저항 중 하나 이상의 연결 관계를 설정하는 복수의 스위치들을 구비하고, 복수의 스위치들 각각의 온 또는 오프 상태에 따라 상이하게 측정되는 캐패시터 양단에 걸리는 전압의 전압값들 및 복수의 저항들의 저항값들에 근거하여 외부 절연 저항을 산출함으로써, 전지 팩 전압 측정 회로를 이용하여 간단하고 정확하게 외부 절연 저항을 측정할 수 있는 절연 저항 측정 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for measuring an insulation resistance, comprising a plurality of resistors connected in series with a battery pack including a plurality of battery cells and connected in parallel with an external insulation resistance to a battery pack, A plurality of capacitors connected in parallel to the resistor and a plurality of switches for establishing a connection relationship of at least one of a plurality of resistors, a capacitor, and an external insulation resistance, the capacitors being measured differently according to ON or OFF states of the plurality of switches, And the external insulation resistance is calculated on the basis of the voltage values of the voltage applied to the battery pack and the resistance values of the plurality of resistors so that the external insulation resistance can be measured easily and accurately using the battery pack voltage measurement circuit .
비디오 카메라, 휴대용 전화, 휴대용 PC 등의 휴대용 전기 제품 사용이 활성화됨에 따라 그 구동 전원으로서 주로 사용되는 이차 전지에 대한 중요성이 증가되고 있다. 특히, 리튬 이차 전지는 기존의 납 축전지와, 니켈-카드뮴 전지, 니켈-수소 전지, 니켈-아연전지 등 다른 이차 전지와 비교하여 단위 중량 당 에너지 밀도가 높고 급속 충전이 가능하기 때문에 사용의 증가가 활발하게 진행되고 있다.As the use of portable electric appliances such as video cameras, portable phones, and portable PCs is being activated, the importance of secondary batteries, which are mainly used as driving power sources, is increasing. In particular, the lithium secondary battery has a higher energy density per unit weight and can be rapidly charged as compared with conventional lead-acid batteries and other secondary batteries such as nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries and nickel-zinc batteries. It is actively proceeding.
통상적으로 충전이 불가능한 일차 전지와는 달리 충전 및 방전이 가능한 이차 전지는 디지털 카메라, 셀룰러 폰, 노트북 컴퓨터, 하이브리드 자동차 등 첨단 분야의 개발로 활발한 연구가 진행 중이다. 이차 전지로는 니켈-카드뮴 전지, 니켈-메탈 하이드라이드 전지, 니켈-수소 전지, 리튬 이차 전지 등을 들 수 있다. 이중에서, 리튬 이차 전지는 니켈-카드뮴 전지나 니켈-메탈 하이드라이드 전지에 비하여 작동 전압이 높고, 단위 중량당 에너지 밀도의 특성도 우수하다.Unlike conventional primary batteries, which can not be charged, secondary batteries capable of charging and discharging are under active research in the development of advanced fields such as digital cameras, cellular phones, notebook computers, and hybrid vehicles. Examples of the secondary battery include a nickel-cadmium battery, a nickel-metal hydride battery, a nickel-hydrogen battery, and a lithium secondary battery. Among them, the lithium secondary battery has higher operating voltage and excellent energy density per unit weight than nickel-cadmium batteries and nickel-metal hydride batteries.
전기 자동차에 사용되는 이차 전지는 일반적으로 100A 내지 300A의 대용량을 제공하는 것이 필요하다. 이차 전지의 절연물의 열화나 손상이 일어나면, 누설 전류에 의해 전력 손실이 증가하거나 승객에게 심각한 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 이차 전지의 절연을 양호한 상태로 유지하는 것이 중요하다.A secondary battery used in an electric vehicle generally needs to provide a large capacity of 100A to 300A. If deterioration or damage of the secondary battery's battery occurs, the leakage current may increase the power loss or seriously affect the passenger. Therefore, it is important to keep the insulation of the secondary battery in a good state.
이를 위하여, 전기 자동차의 차량에 비상사태가 발생되면 BMS(Battery Management System) 등의 제어부에서 메인 전원을 차단하도록 하는 명령을 내려 전원을 단속하게 된다. 이러한 제어부는 전원을 연결해 주는 선로의 전압과 전류를 일련의 프로그램 또는 센서를 통해 모니터링하여 정상 범위를 벗어난 전압, 전류가 검출되거나 허용치 이상의 누설 전류가 있는 경우, 그리고 허용치 이상의 절연 저항 파괴 등이 있는 경우에 CAN 통신 또는 시그날 전송을 통하여 메인 전원을 차단하게 된다.To this end, when an emergency situation occurs in a vehicle of an electric vehicle, a control unit such as a battery management system (BMS) issues a command to cut off the main power, thereby controlling the power source. This control unit monitors the voltage and current of the line connecting the power source through a series of programs or sensors, detects voltage or current outside the normal range, has leakage current of more than the allowable value, The main power is cut off through CAN communication or signal transmission.
이와 같이, 고전압 배터리를 사용하는 전기 자동차에 있어서 절연 저항의 측정은 매우 중요하다. 고전압 배터리와 전기 자동차 간의 절연 저항를 측정하는 종래의 방법으로 절연을 파괴하고 강제로 직류 전류를 흐르게 하여 누설 전류를 측정하는 방법이 있는데, 이러한 방법은 절연 저항을 측정하는 동안 절연이 파괴된다는 문제점이 있다.Thus, measurement of insulation resistance is very important in an electric vehicle using a high-voltage battery. There is a conventional method of measuring the insulation resistance between a high-voltage battery and an electric vehicle, in which the insulation is broken and a direct current is forced to flow to measure the leakage current. This method has a problem that the insulation breaks down while measuring the insulation resistance .
이에, 전기 자동차와 고전압 배터리 간의 절연 저항 측정에 있어서, 절연을 파괴할 필요 없이 보다 간단하면서도 정확하게 절연 저항을 측정할 수 있는 소형화, 경량화, 및 저가화된 절연 저항 측정 장치의 개발이 요구되고 있다.Therefore, in the measurement of insulation resistance between an electric vehicle and a high-voltage battery, development of a compact, lightweight, and low-cost insulation resistance measuring device capable of measuring insulation resistance more simply and accurately without destroying insulation is required.
본 발명의 목적은, 복수의 전지 셀을 포함하는 전지 팩과 직렬 연결되고 전지 팩에 대한 외부 절연 저항과 병렬 연결되는 복수의 저항들과, 복수의 저항들 중 하나 이상의 저항에 병렬 연결된 캐패시터와, 복수의 저항들, 캐패시터 및 외부 절연 저항 중 하나 이상의 연결 관계를 설정하는 복수의 스위치들을 구비하고, 복수의 스위치들 각각의 온 또는 오프 상태에 따라 상이하게 측정되는 캐패시터 양단에 걸리는 전압의 전압값들 및 복수의 저항들의 저항값들에 근거하여 외부 절연 저항을 산출함으로써, 전지 팩 전압 측정 회로를 이용하여 간단하고 정확하게 외부 절연 저항을 측정할 수 있는 절연 저항 측정 장치 및 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a battery pack comprising a plurality of resistors connected in series with a battery pack including a plurality of battery cells and connected in parallel with an external insulation resistance to the battery pack, a capacitor connected in parallel to at least one of the plurality of resistors, A plurality of switches for establishing a connection relationship of at least one of a plurality of resistors, a capacitor and an external insulation resistance, and the voltage values of the voltage across the capacitor measured differently depending on the ON or OFF state of each of the plurality of switches And an external insulation resistance is calculated based on the resistance values of the plurality of resistors, whereby an external insulation resistance can be measured easily and accurately using the battery pack voltage measurement circuit.
본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치는, 복수의 전지 셀을 포함하는 전지 팩과 직렬 연결되고 상기 전지 팩에 대한 외부 절연 저항과 병렬 연결되는 복수의 저항들; 상기 복수의 저항들 중 하나 이상의 저항에 병렬 연결된 캐패시터; 상기 복수의 저항들, 상기 캐패시터 및 상기 외부 절연 저항 중 하나 이상의 연결 관계를 설정하는 복수의 스위치들; 및 상기 복수의 스위치들 각각의 온 또는 오프 상태에 따라 상이하게 측정되는 상기 캐패시터 양단에 걸리는 전압의 전압값들 및 상기 복수의 저항들의 저항값들에 근거하여 상기 외부 절연 저항을 산출하는 외부 절연 저항 산출부를 포함할 수 있다.An insulation resistance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a plurality of resistors connected in series with a battery pack including a plurality of battery cells and connected in parallel with an external insulation resistance to the battery pack; A capacitor connected in parallel to at least one of the plurality of resistors; A plurality of switches establishing a connection relationship of at least one of the plurality of resistors, the capacitor, and the external insulation resistance; And an external insulation resistance for calculating the external insulation resistance based on the voltage values of the voltage across the capacitor measured differently depending on the ON or OFF state of each of the plurality of switches and the resistance values of the plural resistors And a calculation unit.
상기 외부 절연 저항은, 상기 전지 팩의 양극에 대한 절연 저항; 및 상기 전지 팩의 음극에 대한 절연 저항을 포함할 수 있다.Wherein the external insulation resistance includes an insulation resistance to the anode of the battery pack; And an insulation resistance to the negative electrode of the battery pack.
상기 절연 저항 측정 장치는, 상기 복수의 스위치들 각각의 온 또는 오프 상태에 따른 상기 캐패시터 양단의 전압을 측정하는 전압 측정부를 더 포함할 수 있다.The insulation resistance measuring apparatus may further include a voltage measuring unit for measuring a voltage across the capacitor according to an on or off state of each of the plurality of switches.
상기 복수의 저항들은, 상기 전지 팩의 양극에 대한 절연 저항에 병렬 연결되는 제1 저항과 제2 저항; 및 상기 전지 팩의 음극에 대한 절연 저항에 병렬 연결되고 상기 제2 저항과 직렬 연결되는 제3 저항을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제2 저항은 상기 제1 저항과 직렬 연결되고 상기 캐패시터와 병렬 연결될 수 있다.Wherein the plurality of resistors comprise: a first resistor and a second resistor connected in parallel to an insulation resistance to an anode of the battery pack; And a third resistor connected in parallel to the insulation resistance of the negative electrode of the battery pack and in series with the second resistor. In this case, the second resistor may be connected in series with the first resistor and in parallel with the capacitor.
상기 복수의 스위치들은, 상기 제2 저항에 대한 상기 제1 저항의 연결 여부를 설정하는 제1 스위치; 상기 제2 저항에 대한 상기 제3 저항의 연결 여부를 설정하는 제2 스위치; 상기 캐패시터에 대한 상기 제2 저항의 연결 여부를 설정하는 제3 스위치와 제4 스위치; 및 상기 전압 측정부에 대한 상기 캐패시터의 연결 여부를 설정하는 제5 스위치와 제6 스위치를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제4 스위치 및 상기 제5 스위치는 상기 제3 저항의 상기 전지 팩의 음극에 대한 절연 저항에 대한 연결 여부를 추가로 설정할 수 있다.Wherein the plurality of switches comprises: a first switch for setting whether the first resistor is connected to the second resistor; A second switch for setting whether the third resistor is connected to the second resistor; A third switch and a fourth switch for setting whether or not the second resistor is connected to the capacitor; And a fifth switch and a sixth switch for setting whether or not the capacitor is connected to the voltage measuring unit. At this time, the fourth switch and the fifth switch may further determine whether the third resistor is connected to the insulation resistance of the battery pack of the battery pack.
상기 전압 측정부는, 상기 제1 스위치, 제2 스위치, 제3 스위치 및 제4 스위치만 온(ON) 상태로 설정한 후에, 상기 제5 스위치 및 제6 스위치만 온 상태로 설정하고 상기 캐패시터에 걸리는 전압의 전압값을 측정함으로써, 제1 전압값을 측정할 수 있다.Wherein the voltage measuring unit sets only the first switch, the second switch, the third switch and the fourth switch to the ON state, then sets only the fifth switch and the sixth switch to the ON state, By measuring the voltage value of the voltage, the first voltage value can be measured.
상기 전압 측정부는, 상기 제1 스위치, 제3 스위치, 제4 스위치 및 제6 스위치만 온 상태로 설정한 후에, 상기 제5 스위치 및 제6 스위치만 온 상태로 설정하고 상기 캐패시터에 걸리는 전압의 전압값을 측정함으로써, 제2 전압값을 측정할 수 있다.Wherein the voltage measuring unit sets the first switch, the third switch, the fourth switch, and the sixth switch to the ON state and then sets only the fifth switch and the sixth switch to the ON state and the voltage of the voltage By measuring the value, the second voltage value can be measured.
상기 전압 측정부는, 상기 제1 스위치, 제2 스위치, 제3 스위치, 제4 스위치 및 제6 스위치만 온 상태로 설정한 후에, 상기 제5 스위치 및 제6 스위치만 온 상태로 설정하고 상기 캐패시터에 걸리는 전압의 전압값을 측정함으로써, 제3 전압값을 측정할 수 있다.Wherein the voltage measuring unit sets only the first switch, the second switch, the third switch, the fourth switch and the sixth switch to the ON state and then sets only the fifth switch and the sixth switch to the ON state, By measuring the voltage value of the applied voltage, the third voltage value can be measured.
상기 외부 절연 저항 산출부는, 상기 제1 전압값, 제2 전압값, 상기 제1 저항의 저항값 및 상기 제2 저항의 저항값을 이용하여, 상기 외부 절연 저항에 대한 제1 시스템 방정식을 도출하고, 상기 제1 전압값, 제3 전압값, 상기 제1 저항의 저항값, 상기 제2 저항의 저항값, 상기 제3 저항의 저항값을 이용하여, 상기 외부 절연 저항에 대한 제2 시스템 방정식을 도출할 수 있다.The external insulation resistance calculation unit may derive a first system equation for the external insulation resistance using the first voltage value, the second voltage value, the resistance value of the first resistance, and the resistance value of the second resistance , The second system equation for the external insulation resistance is calculated using the first voltage value, the third voltage value, the resistance value of the first resistor, the resistance value of the second resistance, and the resistance value of the third resistance .
상기 외부 절연 저항 산출부는, 상기 제1 시스템 방정식 및 상기 제2 시스템 방정식을 연립하여, 상기 전지 팩의 양극에 대한 절연 저항 및 상기 전지 팩의 음극에 대한 절연 저항을 산출하여 외부 절연 저항을 산출할 수 있다.The external insulation resistance calculation unit may calculate the external insulation resistance by calculating the insulation resistance of the battery pack with respect to the anode and the insulation resistance of the cathode of the battery pack by concatenating the first system equation and the second system equation .
본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 방법은, 복수의 전지 셀을 포함하는 전지 팩과 직렬 연결되고 상기 전지 팩에 대한 외부 절연 저항과 병렬 연결되는 복수의 저항들과, 상기 복수의 저항들 중 하나 이상의 저항에 병렬 연결된 캐패시터와, 상기 복수의 저항들, 상기 캐패시터 및 상기 외부 절연 저항 중 하나 이상의 연결 관계를 설정하는 복수의 스위치들을 포함하는 절연 저항 측정 장치를 구비하는 단계; 상기 복수의 스위치들 각각의 온 또는 오프 상태를 설정하는 단계; 전압 측정부가 상기 복수의 스위치들 각각의 온 또는 오프 상태에 따른 상기 캐패시터 양단에 걸리는 전압을 측정하는 단계; 및 상기 복수의 스위치들 각각의 온 또는 오프 상태에 따라 상이하게 측정되는 상기 캐패시터 양단에 걸리는 전압의 전압값들 및 상기 복수의 저항들의 저항값들에 근거하여 상기 외부 절연 저항을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.A method of measuring an insulation resistance according to an embodiment of the present invention includes a plurality of resistors connected in series with a battery pack including a plurality of battery cells and connected in parallel with an external insulation resistance to the battery pack, A capacitor connected in parallel to at least one of the resistors, and a plurality of switches for establishing a connection relationship of at least one of the plurality of resistors, the capacitor, and the external insulation resistor; Setting an on or off state of each of the plurality of switches; Measuring a voltage across the capacitor according to an on or off state of each of the plurality of switches; And calculating the external insulation resistance based on the voltage values of the voltage across the capacitor measured differently depending on the ON or OFF state of each of the plurality of switches and the resistance values of the plurality of resistors can do.
상기 외부 절연 저항은, 상기 전지 팩의 양극에 대한 절연 저항; 및 상기 전지 팩의 음극에 대한 절연 저항을 포함할 수 있다.Wherein the external insulation resistance includes an insulation resistance to the anode of the battery pack; And an insulation resistance to the negative electrode of the battery pack.
상기 복수의 저항들은, 상기 전지 팩의 양극에 대한 절연 저항에 병렬 연결되는 제1 저항과 제2 저항; 및 상기 전지 팩의 음극에 대한 절연 저항에 병렬 연결되고 상기 제2 저항과 직렬 연결되는 제3 저항을 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제2 저항은 상기 제1 저항과 직렬 연결되고 상기 캐패시터와 병렬 연결될 수 있다.Wherein the plurality of resistors comprise: a first resistor and a second resistor connected in parallel to an insulation resistance to an anode of the battery pack; And a third resistor connected in parallel to the insulation resistance of the negative electrode of the battery pack and in series with the second resistor. In this case, the second resistor may be connected in series with the first resistor and in parallel with the capacitor.
상기 복수의 스위치들은, 상기 제2 저항에 대한 상기 제1 저항의 연결 여부를 설정하는 제1 스위치; 상기 제2 저항에 대한 상기 제3 저항의 연결 여부를 설정하는 제2 스위치; 상기 캐패시터에 대한 상기 제2 저항의 연결 여부를 설정하는 제3 스위치와 제4 스위치; 및 상기 전압 측정부에 대한 상기 캐패시터의 연결 여부를 설정하는 제5 스위치와 제6 스위치를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제4 스위치 및 상기 제5 스위치는 상기 제3 저항의 상기 전지 팩의 음극에 대한 절연 저항에 대한 연결 여부를 추가로 설정할 수 있다.Wherein the plurality of switches comprises: a first switch for setting whether the first resistor is connected to the second resistor; A second switch for setting whether the third resistor is connected to the second resistor; A third switch and a fourth switch for setting whether or not the second resistor is connected to the capacitor; And a fifth switch and a sixth switch for setting whether or not the capacitor is connected to the voltage measuring unit. At this time, the fourth switch and the fifth switch may further determine whether the third resistor is connected to the insulation resistance of the battery pack of the battery pack.
상기 캐패시터 양단에 걸리는 전압을 측정하는 단계는, 상기 제1 스위치, 제2 스위치, 제3 스위치 및 제4 스위치만 온(ON) 상태로 설정한 후에, 상기 제5 스위치 및 제6 스위치만 온 상태로 설정하고 상기 전압 측정부가 상기 캐패시터에 걸리는 전압의 전압값을 측정함으로써, 제1 전압값을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the step of measuring a voltage across the capacitor comprises the steps of: setting only the first switch, the second switch, the third switch and the fourth switch to the ON state, And measuring the first voltage value by measuring the voltage value of the voltage applied to the capacitor by the voltage measuring unit.
상기 캐패시터 양단에 걸리는 전압을 측정하는 단계는, 상기 제1 스위치, 제3 스위치, 제4 스위치 및 제6 스위치만 온 상태로 설정한 후에, 상기 제5 스위치 및 제6 스위치만 온 상태로 설정하고 상기 전압 측정부가 상기 캐패시터에 걸리는 전압의 전압값을 측정함으로써, 제2 전압값을 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of measuring a voltage across the capacitor sets the first switch, the third switch, the fourth switch, and the sixth switch to ON state and then sets only the fifth switch and the sixth switch to the ON state And measuring the second voltage value by measuring the voltage value of the voltage applied to the capacitor by the voltage measuring unit.
상기 캐패시터 양단에 걸리는 전압을 측정하는 단계는, 상기 제1 스위치, 제2 스위치, 제3 스위치, 제4 스위치 및 제6 스위치만 온 상태로 설정한 후에, 상기 제5 스위치 및 제6 스위치만 온 상태로 설정하고 상기 전압 측정부가 상기 캐패시터에 걸리는 전압의 전압값을 측정함으로써, 제3 전압값을 측정하는 단계를 더 포함할 수 있다.Wherein the step of measuring a voltage across the capacitor comprises the steps of setting only the first switch, the second switch, the third switch, the fourth switch and the sixth switch to the ON state, And measuring the third voltage value by measuring the voltage value of the voltage applied to the capacitor by the voltage measuring unit.
상기 외부 절연 저항을 산출하는 단계는, 상기 제1 전압값, 제2 전압값, 상기 제1 저항의 저항값 및 상기 제2 저항의 저항값을 이용하여, 상기 외부 절연 저항에 대한 제1 시스템 방정식을 도출하는 단계; 및 상기 제1 전압값, 제3 전압값, 상기 제1 저항의 저항값, 상기 제2 저항의 저항값, 상기 제3 저항의 저항값을 이용하여, 상기 외부 절연 저항에 대한 제2 시스템 방정식을 도출하는 단계를 포함할 수 있다.Wherein the step of calculating the external insulation resistance comprises the steps of: using the first voltage value, the second voltage value, the resistance value of the first resistance, and the resistance value of the second resistance, ; And a second system equation for the external insulation resistance using the first voltage value, the third voltage value, the resistance value of the first resistor, the resistance value of the second resistance, and the resistance value of the third resistance And a step of deriving the output signal.
상기 외부 절연 저항을 산출하는 단계는, 상기 제1 시스템 방정식 및 상기 제2 시스템 방정식을 연립하여, 상기 전지 팩의 양극에 대한 절연 저항 및 상기 전지 팩의 음극에 대한 절연 저항을 산출하여 외부 절연 저항을 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step of calculating the external insulation resistance may further include calculating an insulation resistance with respect to a positive electrode of the battery pack and an insulation resistance with respect to a negative electrode of the battery pack by combining the first system equation and the second system equation, And a step of calculating
본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 전지 셀을 포함하는 전지 팩과 직렬 연결되고 전지 팩에 대한 외부 절연 저항과 병렬 연결되는 복수의 저항들과, 복수의 저항들 중 하나 이상의 저항에 병렬 연결된 캐패시터와, 복수의 저항들, 캐패시터 및 외부 절연 저항 중 하나 이상의 연결 관계를 설정하는 복수의 스위치들을 구비하고, 복수의 스위치들 각각의 온 또는 오프 상태에 따라 상이하게 측정되는 캐패시터 양단에 걸리는 전압의 전압값들 및 복수의 저항들의 저항값들에 근거하여 외부 절연 저항을 산출함으로써, 전지 팩 전압 측정 회로를 이용하여 간단하고 정확하게 외부 절연 저항을 측정할 수 있는 절연 저항 측정 장치 및 방법을 제공할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a battery pack comprising: a plurality of resistors connected in series with a battery pack including a plurality of battery cells and connected in parallel with an external insulation resistance to the battery pack; And a plurality of switches for establishing a connection relationship of at least one of a plurality of resistors, a capacitor, and an external insulation resistance, wherein a voltage of a voltage across the capacitor, which is measured differently depending on the ON or OFF state of each of the plurality of switches, It is possible to provide an insulation resistance measuring apparatus and method which can easily and accurately measure the external insulation resistance by using the battery pack voltage measuring circuit by calculating the external insulation resistance based on the values and the resistance values of the plurality of resistors .
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 검출 방법을 나타낸 타이밍 도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 검출 장치에서 제1 전압값을 측정하기 위한 복수의 스위치들의 스위칭 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 검출 장치에서 제2 전압값을 측정하기 위한 복수의 스위치들의 스위칭 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 검출 장치에서 제2 전압값을 측정하기 위한 복수의 스위치들의 스위칭 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 회로의 등가 회로를 도시한 도면이다.1 is a block diagram showing an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view of an insulation resistance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a timing diagram illustrating an insulation resistance detection method according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a switching state of a plurality of switches for measuring a first voltage value in an insulation resistance detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a switching state of a plurality of switches for measuring a second voltage value in the insulation resistance detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating a switching state of a plurality of switches for measuring a second voltage value in the insulation resistance detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a diagram showing an equivalent circuit of the circuit shown in Fig.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, a repeated description, a known function that may obscure the gist of the present invention, and a detailed description of the configuration will be omitted. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the shapes and sizes of the elements in the drawings and the like can be exaggerated for clarity.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
또한, 명세서에 기재된 "...부"의 용어는 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
Further, the term "part" in the description means a unit for processing one or more functions or operations, which may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software.
일 실시예에서, 전기 자동차(electric vehicle)는 추진력으로 하나 또는 그 이상의 전기 모터를 포함하는 차량을 말한다. 전기 자동차를 추진하는 데 사용되는 에너지는 재충전 가능한 배터리 및/또는 연료 전지와 같은 전기적 소스(electrical source)를 포함한다. 전기 자동차는 내연 기관(combustion engine)을 또 하나의 동력원으로 사용하는 하이브리드 전기 자동차일 수 있다.
In one embodiment, an electric vehicle refers to a vehicle that includes one or more electric motors as propulsive forces. The energy used to propel the electric vehicle includes an electrical source such as a rechargeable battery and / or a fuel cell. The electric vehicle may be a hybrid electric vehicle that uses a combustion engine as another power source.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차를 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
전기 자동차(10)는 전지 팩(11), 제어기(12), 모터(13) 및 절연 저항 측정 장치(100)를 포함한다. 전지 팩(11)은 전기 자동차(10)의 구동에 사용되는 전기적 축전 소스이다. 전지 팩(11)은 부하인 모터(13)에 구동력을 제공하고, 모터(13) 및/또는 내연 기관(미도시)의 구동에 따라 발전기(미도시)에 의해 충전될 수 있다. 상기 전지 팩(11)의 용량은 100A 내지 300A일 수 있다.The
전지 팩(11)은 복수의 이차 전지 셀과 각 전지 셀의 충전 상태를 모니터링하는 전지 관리 모듈을 포함한다.The
제어기(12)는 전기 자동차(10)의 상태를 제어하는 전자적 제어 장치이다.The
절연 저항 측정 장치(100)는 본 발명의 실시예들에 따라 전지 팩(11)의 절연 저항의 저항 값을 측정한다. 절연 저항 측정 장치(100)는 전지 팩(11)의 전지 관리 모듈의 일부일 수 있고, 또는 제어기(12)의 일부일 수 있다. 절연 저항 측정 장치(100)는 독립된 장치일 수 있다.The insulation
제어기(12) 및 절연 저항 측정 장치(100)는 프로세서, ASIC(application specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로 및/또는 데이터 처리 장치를 포함할 수 있다. 실시예가 소프트웨어로 구현될 때, 상술한 기법은 상술한 기능을 수행하는 모듈(과정, 기능 등)로 구현될 수 있다. 모듈은 메모리에 저장되고, 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 메모리는 프로세서 내부 또는 외부에 있을 수 있고, 잘 알려진 다양한 수단으로 프로세서와 연결될 수 있다.The
이제 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치 및 방법에 대해 기술한다.
An apparatus and method for measuring insulation resistance according to an embodiment of the present invention will now be described.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.2 is a schematic view of an insulation resistance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치(100)는 전지 팩(11) 및 외부 절연 저항(20)과 연결되어, 전지 팩(11)에 대한 외부 절연 저항(20)을 산출할 수 있다. 여기서 전지 팩(11)은 복수의 전지 셀을 포함하며, 외부 절연 저항(20)은 전지 팩(11)의 양극에 대한 절연 저항(21) 및 전지 팩(11)의 음극에 대한 절연 저항(22)을 포함한다.2, an insulation
본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치(100)는 복수의 저항들(111, 112, 113), 캐패시터(121) 및 복수의 스위치들(131, 132, 133, 134, 135, 136)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 도 2에 도시되어 있지 않으나, 전압 측정부(미도시) 및 외부 절연 저항 산출부(미도시)의 구성을 더 포함할 수 있다. 전압 측정부(미도시) 및 외부 절연 저항 산출부(미도시)는 도 1의 제어기(12)에 구비되어 있을 수 있다. 특히, 전압 측정부(미도시)는 제어기(12)에 구비된 전지 팩 전압 측정 회로일 수 있다.The insulation
복수의 저항들(111, 112, 113)은 전지 팩(11)과 직렬 연결되고 전지 팩(11)에 대한 외부 절연 저항(20)과 병렬 연결된다. 복수의 저항들(111, 112, 113) 중 제1 저항(111)과 제2 저항(112)은 전지 팩(11)의 양극에 대한 절연 저항에 병렬 연결되고, 제3 저항(113)은 전지 팩(12)의 음극에 대한 절연 저항에 병렬 연결되고 제2 저항(112)과 직렬 연결된다. 그리고 제2 저항(112)은 제1 저항(111)과 직렬 연결되고 캐패시터(121)와 병렬 연결된다.A plurality of
캐패시터(121)는 복수의 저항들(111, 112, 113) 중 하나 이상의 저항에 병렬 연결될 수 있으며, 도 2에서는 실시예로서, 제2 저항(112)에 병렬 연결된 것으로 도시되어 있다. 전압 측정부(미도시)는 복수의 스위치들(131, 132, 133, 134, 135, 136) 각각의 온 또는 오프 상태에 따른 캐패시터(121) 양단의 전압 VADC를 측정한다.The
복수의 스위치들(131, 132, 133, 134, 135, 136)은 복수의 저항들(111, 112, 113), 캐패시터(121) 및 외부 절연 저항(20) 중 하나 이상의 연결 관계를 설정할 수 있다. 복수의 스위치들(131, 132, 133, 134, 135, 136) 중 제1 스위치(131)는 제2 저항(112)에 대한 제1 저항(111)의 연결 여부를 설정하고, 제2 스위치(132)는 제2 저항(112)에 대한 제3 저항(113)의 연결 여부를 설정하며, 제3 스위치(133) 및 제4 스위치(134)는 캐패시터(121)에 대한 제2 저항(112)의 연결 여부를 설정하고, 제5 스위치(135) 및 제6 스위치(136)는 전압 측정부(미도시)에 대한 캐패시터(121)의 연결 여부를 설정한다. 그리고 제4 스위치(134) 및 제5 스위치(135)는 제3 저항(113)의 전지 팩(11)의 음극에 대한 절연 저항에 대한 연결 여부를 추가로 설정할 수 있다.The plurality of
외부 절연 저항 산출부(미도시)는 복수의 스위치(131, 132, 133, 134, 135, 136)들 각각의 온 또는 오프 상태에 따라 상이하게 측정되는 캐패시터(121) 양단에 걸리는 전압의 전압값들 및 복수의 저항들(121, 122, 123)의 저항값들에 근거하여 상기 외부 절연 저항을 산출한다.An external insulation resistance calculation unit (not shown) calculates a voltage value of a voltage across the
이하 도 3 내지 도 7을 참조하여, 상기 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치(100)를 이용하여 어떻게 외부 절연 저항을 측정하는지에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
Hereinafter, how the external insulation resistance is measured using the insulation
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 검출 방법을 나타낸 타이밍 도이다.3 is a timing diagram illustrating an insulation resistance detection method according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 검출 방법이 시작되면, ① 단계에서, 제1 스위치(131), 제2 스위치(132), 제3 스위치(133) 및 제4 스위치(134)만 온(ON) 상태로 설정하고, 그 후에 ② 단계에서, 제5 스위치 및 상기 제6 스위치만 온 상태로 설정한다. 그리고 이 상태에서, 캐패시터(121)에 걸리는 전압 VADC를 측정함으로써, 제1 전압값을 측정하게 된다. 이 때, 제1 전압값은 전지 팩 전압의 전압값인 Vpack에 해당한다.Referring to FIG. 3, when the insulation resistance detection method according to an embodiment of the present invention starts, the
제1 전압값이 측정되고 나면, ③ 단계에서, 제1 스위치(131), 제3 스위치(133), 제4 스위치(134) 및 제6 스위치(136)만 온 상태로 설정하고, 그 후에 ④ 단계에서, 제5 스위치(135) 및 제6 스위치(136)만 온 상태로 설정한다. 그리고 이 상태에서, 캐패시터(121)에 걸리는 전압 VADC를 측정함으로써, 제2 전압값을 측정하게 된다. 이 때, 제2 전압값은 제3 저항(113)이 인가되지 않고 상단의 제1 저항(111) 및 제2 저항(112)만 인가된 경우의 캐패시터(121)에 걸리는 전압값인 VADC_Top에 해당한다.After the first voltage value is measured, only the
제2 전압값이 측정되고 나면, ⑤ 단계에서, 제1 스위치(131), 제2 스위치(132), 제3 스위치(133), 제4 스위치(134) 및 제6 스위치(136)만 온 상태로 설정하고, 그 후에 ⑥ 단계에서, 제5 스위치(135) 및 제6 스위치(136)만 온 상태로 설정한다. 그리고 이 상태에서, 캐패시터(121)에 걸리는 전압 VADC를 측정함으로써, 제3 전압값을 측정하게 된다. 이 때, 제3 전압값은 제1 저항(111), 제2 저항(112) 및 제3 저항(113) 모두가 인가된 경우의 캐패시터(121)에 걸리는 전압값인 VADC _ All에 해당한다.
After the second voltage value is measured, only the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 검출 장치에서 제1 전압값을 측정하기 위한 복수의 스위치들의 스위칭 상태를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a switching state of a plurality of switches for measuring a first voltage value in an insulation resistance detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 검출 장치(100)에서 제1 스위치(111), 제2 스위치(112), 제3 스위치(113) 및 제4 스위치(114)가 닫혀서 온 상태로 설정된 모습이 도시되어 있다. 이는 도 3의 ① 단계에 해당하는 모습이다.4, the
도 4에 도시된 상태에 따르면, 전지 팩(11)의 전력이 외부 절연 저항(20) 쪽으로 넘어가지 않고, 캐패시터(121)에 충전되게 된다. 그리고 일정 시간이 경과한 후, 도 3의 ② 단계에서와 같이, 제1 스위치(111), 제2 스위치(112), 제3 스위치(113) 및 제4 스위치(114)를 모두 열어 오프 상태로 설정하고 제5 스위치(115) 및 제6 스위치(116)를 닫아 온 상태로 설정하여, 캐패시터(121) 양단의 전압을 측정하면, 제1 전압값이 측정된다. 이 때, 제1 전압값은 전지 팩 전압의 전압값인 Vpack에 해당한다.
According to the state shown in FIG. 4, the electric power of the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 검출 장치에서 제2 전압값을 측정하기 위한 복수의 스위치들의 스위칭 상태를 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a switching state of a plurality of switches for measuring a second voltage value in the insulation resistance detection apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 검출 장치(100)에서 제1 스위치(111), 제2 스위치(112), 제4 스위치(114) 및 제6 스위치(116)가 닫혀서 온 상태로 설정된 모습이 도시되어 있다. 이는 도 3의 ③ 단계에 해당하는 모습이다.5, the
도 5에 도시된 상태에 따르면, 전지 팩(11)의 전력이 제1 저항(111) 및 제2 저항(112)을 거쳐 외부 절연 저항(20) 쪽으로 흐르게 된다. 그리고 일정 시간이 경과한 후, 도 3의 ④ 단계에서와 같이, 제1 스위치(111), 제2 스위치(112), 제4 스위치(114) 및 제6 스위치(116)를 모두 열어 오프 상태로 설정하고 제5 스위치(115) 및 제6 스위치(116)를 닫아 온 상태로 설정하여, 캐패시터(121) 양단의 전압을 측정하면, 제2 전압값이 측정된다. 이 때, 제2 전압값은 제3 저항(113)이 인가되지 않고 상단의 제1 저항(111) 및 제2 저항(112)만 인가된 경우의 캐패시터(121)에 걸리는 전압값인 VADC _ Top에 해당한다.5, the electric power of the
이와 같은 도 5의 상태에서, 다음의 수학식 1과 같은 제1 시스템 방정식을 도출할 수 있다.
In this state of FIG. 5, the first system equation as shown in the following
이러한 수학식 1에서 다음과 같이 용어를 정의한다.
In this
R1: 제1 저항R 1 : first resistance
R2: 제2 저항R 2 : second resistance
R3: 제3 저항R 3 : Third resistance
RLeak (+): 전지 팩의 양극에 대한 절연 저항R Leak (+) : Insulation resistance for positive electrode of battery pack
RLeak (-): 전지 팩의 음극에 대한 절연 저항R Leak (-) : Insulation resistance of negative electrode of battery pack
I1: 제1 저항에 흐르는 전류I 1 : Current flowing through the first resistor
I2: 전지 팩의 양극에 대한 절연 저항에 흐르는 전류I 2 : Current flowing through the insulation resistance of the positive electrode of the battery pack
I3: 전지 팩의 음극에 대한 절연 저항에 흐르는 전류I 3 : Current flowing through the insulation resistance of the negative electrode of the battery pack
Vpack: 제1 전압값(전지 팩 전압)V pack : first voltage value (battery pack voltage)
VADC _ Top: 제2 전압값
V ADC _ Top: a second voltage value
이와 같은 제1 시스템 방정식은 다음과 같은 수학식 2로 정리될 수 있다.
The first system equation can be expressed by the following equation (2).
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 검출 장치에서 제2 전압값을 측정하기 위한 복수의 스위치들의 스위칭 상태를 도시한 도면이고, 도 7은 도 6에 도시된 회로의 등가 회로를 도시한 도면이다.6 is a diagram showing a switching state of a plurality of switches for measuring a second voltage value in the insulation resistance detecting apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the circuit shown in FIG. Fig.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 검출 장치(100)에서 제1 스위치(111), 제2 스위치(112), 제3 스위치(113), 제4 스위치(114) 및 제6 스위치(116)가 닫혀서 온 상태로 설정된 모습이 도시되어 있다. 이는 도 3의 ⑤ 단계에 해당하는 모습이다. 그리고 도 7은 도 6에 도시된 회로의 등가 회로를 도시한다. 도 7에서 RLeak (B)는 다음의 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
Referring to FIG. 6, the
도 7에 도시된 상태에 따르면, 전지 팩(11)의 전력이 제1 저항(111) 및 제2 저항(112)을 거쳐 외부 절연 저항(20) 쪽으로 흐르게 된다. 그리고 일정 시간이 경과한 후, 도 3의 ④ 단계에서와 같이, 제1 스위치(111), 제2 스위치(112), 제3 스위치(113), 제4 스위치(114) 및 제6 스위치(116)를 모두 열어 오프 상태로 설정하고 제5 스위치(115) 및 제6 스위치(116)를 닫아 온 상태로 설정하여, 캐패시터(121) 양단의 전압을 측정하면, 제3 전압값이 측정된다. 이 때, 제3 전압값은 제1 저항(111), 제2 저항(112) 및 제3 저항(113) 모두가 인가된 경우의 캐패시터(121)에 걸리는 전압값인 VADC _ All에 해당한다.7, the electric power of the
이와 같은 도 7의 상태에서, 다음의 수학식 4와 같은 제2 시스템 방정식을 도출할 수 있다.
In this state of Fig. 7, a second system equation as shown in the following equation (4) can be derived.
이러한 수학식 4에서 다음과 같이 용어를 정의한다.
In Equation (4), the following terms are defined.
R1: 제1 저항R 1 : first resistance
R2: 제2 저항R 2 : second resistance
R3: 제3 저항R 3 : Third resistance
RLeak (+): 전지 팩의 양극에 대한 절연 저항R Leak (+) : Insulation resistance for positive electrode of battery pack
RLeak (-): 전지 팩의 음극에 대한 절연 저항R Leak (-) : Insulation resistance of negative electrode of battery pack
RLeak (B): 전지 팩의 음극에 대한 절연 저항과 제3 저항에 대한 등가 저항R Leak (B) : the insulation resistance of the battery pack to the negative electrode and the equivalent resistance to the third resistance
I4: 제1 저항에 흐르는 전류I 4 : Current flowing through the first resistor
I5: 전지 팩의 양극에 대한 절연 저항에 흐르는 전류I 5 : Current flowing through the insulation resistance of the positive electrode of the battery pack
I6: 등가 저항에 흐르는 전류I 6 : Current flowing through the equivalent resistor
Vpack: 제1 전압값(전지 팩 전압 값)V pack : first voltage value (battery pack voltage value)
VADC _ All: 제3 전압값
V ADC _ All: a third voltage value
이와 같은 제2 시스템 방정식은 다음과 같은 수학식 5로 정리될 수 있다.
The second system equation can be expressed by the following equation (5).
수학식 5에 수학식 3을 적용하면, 제2 시스템 방정식은 최종적으로 다음과 같은 수학식 6으로 정리된다.
When Equation (3) is applied to Equation (5), the second system equation is finally expressed by Equation (6) as follows.
제1 시스템 방정식인 수학식 2와 제2 시스템 방정식인 수학식 6에서 미지의 값은 전지 팩의 양극에 대한 절연 저항인 RLeak (+)와 전지 팩의 음극에 대한 절연 저항인 RLeak(-) 두 개의 값이다. 따라서, 수학식 2 및 수학식 6을 연립하면, 외부 절연 저항인 RLeak (+)와 RLeak (-)를 산출할 수 있다.
The unknown values in Equation (2) as the first system equation and Equation (6) as the second system equation are R Leak (+) , which is the insulation resistance with respect to the positive electrode of the battery pack, and R Leak ) Two values. Therefore, by combining the equations (2) and (6), the external insulation resistances R Leak (+) and R Leak (-) can be calculated.
이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은, 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken as limitations. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
11: 전지팩
20: 외부 절연 저항
21: 전지 팩의 양극에 대한 절연 저항
22: 전지 팩의 음극에 대한 절연 저항
111: 제1 저항
112: 제2 저항
113: 제3 저항
121: 캐패시터
131: 제1 스위치
132: 제2 스위치
133: 제3 스위치
134: 제4 스위치
135: 제5 스위치
136: 제6 스위치11: Battery pack
20: External insulation resistance
21: Insulation resistance of positive electrode of battery pack
22: Insulation resistance of negative electrode of battery pack
111: first resistance
112: second resistance
113: Third resistance
121: Capacitor
131: first switch
132: second switch
133: third switch
134: fourth switch
135: fifth switch
136: sixth switch
Claims (19)
상기 복수의 저항들 중 하나 이상의 저항에 병렬 연결된 캐패시터;
상기 복수의 저항들, 상기 캐패시터 및 상기 외부 절연 저항 중 하나 이상의 연결 관계를 설정하는 복수의 스위치들; 및
상기 복수의 스위치들 각각의 온 또는 오프 상태에 따라 상이하게 측정되는 상기 캐패시터 양단에 걸리는 전압의 전압값들 및 상기 복수의 저항들의 저항값들에 근거하여 상기 외부 절연 저항을 산출하는 외부 절연 저항 산출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 장치.A plurality of resistors connected in series with a battery pack including a plurality of battery cells and connected in parallel with an external insulation resistance to the battery pack;
A capacitor connected in parallel to at least one of the plurality of resistors;
A plurality of switches establishing a connection relationship of at least one of the plurality of resistors, the capacitor, and the external insulation resistance; And
And an external insulation resistance calculation unit that calculates the external insulation resistance based on the voltage values of the voltage across the capacitor measured differently depending on the ON or OFF state of each of the plurality of switches and the resistance values of the plurality of resistors And an insulation resistance measuring unit.
상기 외부 절연 저항은,
상기 전지 팩의 양극에 대한 절연 저항; 및
상기 전지 팩의 음극에 대한 절연 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 장치.The method according to claim 1,
The external insulation resistance
An insulation resistance to the positive electrode of the battery pack; And
And an insulation resistance against a negative electrode of the battery pack.
상기 복수의 스위치들 각각의 온 또는 오프 상태에 따른 상기 캐패시터 양단의 전압을 측정하는 전압 측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 장치.3. The method of claim 2,
Further comprising a voltage measuring unit for measuring a voltage across the capacitor in accordance with an on or off state of each of the plurality of switches.
상기 복수의 저항들은,
상기 전지 팩의 양극에 대한 절연 저항에 병렬 연결되는 제1 저항과 제2 저항; 및
상기 전지 팩의 음극에 대한 절연 저항에 병렬 연결되고 상기 제2 저항과 직렬 연결되는 제3 저항을 포함하되,
상기 제2 저항은 상기 제1 저항과 직렬 연결되고 상기 캐패시터와 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 장치.The method of claim 3,
The plurality of resistors
A first resistor and a second resistor connected in parallel to the insulation resistance of the positive electrode of the battery pack; And
And a third resistor connected in parallel to the insulation resistance of the negative pole of the battery pack and in series with the second resistor,
Wherein the second resistor is connected in series with the first resistor and is connected in parallel with the capacitor.
상기 복수의 스위치들은,
상기 제2 저항에 대한 상기 제1 저항의 연결 여부를 설정하는 제1 스위치;
상기 제2 저항에 대한 상기 제3 저항의 연결 여부를 설정하는 제2 스위치;
상기 캐패시터에 대한 상기 제2 저항의 연결 여부를 설정하는 제3 스위치와 제4 스위치; 및
상기 전압 측정부에 대한 상기 캐패시터의 연결 여부를 설정하는 제5 스위치와 제6 스위치를 포함하되,
상기 제4 스위치 및 상기 제5 스위치는 상기 제3 저항의 상기 전지 팩의 음극에 대한 절연 저항에 대한 연결 여부를 추가로 설정하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 장치.5. The method of claim 4,
The plurality of switches may include:
A first switch for setting whether or not the first resistor is connected to the second resistor;
A second switch for setting whether the third resistor is connected to the second resistor;
A third switch and a fourth switch for setting whether or not the second resistor is connected to the capacitor; And
And a fifth switch and a sixth switch for setting whether or not the capacitor is connected to the voltage measuring unit,
Wherein the fourth switch and the fifth switch further determine whether the third resistor is connected to the insulation resistance of the negative electrode of the battery pack.
상기 전압 측정부는,
상기 제1 스위치, 제2 스위치, 제3 스위치 및 제4 스위치만 온(ON) 상태로 설정한 후에, 상기 제5 스위치 및 제6 스위치만 온 상태로 설정하고 상기 캐패시터에 걸리는 전압의 전압값을 측정함으로써, 제1 전압값을 측정하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 장치.6. The method of claim 5,
The voltage measuring unit includes:
Only the first switch, the second switch, the third switch and the fourth switch are set to the ON state, then only the fifth switch and the sixth switch are set to the ON state and the voltage value of the voltage applied to the capacitor is set to And measuring the first voltage value by measuring the first voltage value.
상기 전압 측정부는,
상기 제1 스위치, 제3 스위치, 제4 스위치 및 제6 스위치만 온 상태로 설정한 후에, 상기 제5 스위치 및 제6 스위치만 온 상태로 설정하고 상기 캐패시터에 걸리는 전압의 전압값을 측정함으로써, 제2 전압값을 측정하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 장치.The method according to claim 6,
The voltage measuring unit includes:
By setting only the first switch, the third switch, the fourth switch and the sixth switch to the ON state, then setting only the fifth switch and the sixth switch to the ON state and measuring the voltage value of the voltage applied to the capacitor, And the second voltage value is measured.
상기 전압 측정부는,
상기 제1 스위치, 제2 스위치, 제3 스위치, 제4 스위치 및 제6 스위치만 온 상태로 설정한 후에, 상기 제5 스위치 및 제6 스위치만 온 상태로 설정하고 상기 캐패시터에 걸리는 전압의 전압값을 측정함으로써, 제3 전압값을 측정하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 장치.8. The method of claim 7,
The voltage measuring unit includes:
After the first switch, the second switch, the third switch, the fourth switch and the sixth switch are set to the ON state, only the fifth switch and the sixth switch are set to the ON state and the voltage value of the voltage And the third voltage value is measured by measuring the third voltage value.
상기 외부 절연 저항 산출부는,
상기 제1 전압값, 제2 전압값, 상기 제1 저항의 저항값 및 상기 제2 저항의 저항값을 이용하여, 상기 외부 절연 저항에 대한 제1 시스템 방정식을 도출하고,
상기 제1 전압값, 제3 전압값, 상기 제1 저항의 저항값, 상기 제2 저항의 저항값, 상기 제3 저항의 저항값을 이용하여, 상기 외부 절연 저항에 대한 제2 시스템 방정식을 도출하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the external insulation resistance calculating unit comprises:
Deriving a first system equation for the external insulation resistance using the first voltage value, the second voltage value, the resistance value of the first resistance, and the resistance value of the second resistance,
Deriving a second system equation for the external insulation resistance using the first voltage value, the third voltage value, the resistance value of the first resistance, the resistance value of the second resistance, and the resistance value of the third resistance And an insulation resistance measuring device for measuring an insulation resistance.
상기 외부 절연 저항 산출부는,
상기 제1 시스템 방정식 및 상기 제2 시스템 방정식을 연립하여, 상기 전지 팩의 양극에 대한 절연 저항 및 상기 전지 팩의 음극에 대한 절연 저항을 산출하여 외부 절연 저항을 산출하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the external insulation resistance calculating unit comprises:
Wherein the external insulation resistance is calculated by calculating the insulation resistance of the battery pack with respect to the anode and the insulation resistance of the cathode of the battery pack by consecutively combining the first system equation and the second system equation, Device.
상기 복수의 스위치들 각각의 온 또는 오프 상태를 설정하는 단계;
전압 측정부가 상기 복수의 스위치들 각각의 온 또는 오프 상태에 따른 상기 캐패시터 양단에 걸리는 전압을 측정하는 단계; 및
상기 복수의 스위치들 각각의 온 또는 오프 상태에 따라 상이하게 측정되는 상기 캐패시터 양단에 걸리는 전압의 전압값들 및 상기 복수의 저항들의 저항값들에 근거하여 상기 외부 절연 저항을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 방법.A plurality of resistors serially connected to a battery pack including a plurality of battery cells and connected in parallel to an external insulation resistance for the battery pack; a capacitor connected in parallel to at least one of the plurality of resistors; And a plurality of switches for establishing a connection relationship of at least one of the capacitor and the external insulation resistance;
Setting an on or off state of each of the plurality of switches;
Measuring a voltage across the capacitor according to an on or off state of each of the plurality of switches; And
Calculating the external insulation resistance based on the voltage values of the voltage across the capacitor measured differently according to the on or off states of each of the plurality of switches and the resistance values of the plurality of resistors Wherein the insulation resistance measuring method comprises the steps of:
상기 외부 절연 저항은,
상기 전지 팩의 양극에 대한 절연 저항; 및
상기 전지 팩의 음극에 대한 절연 저항을 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 방법.12. The method of claim 11,
The external insulation resistance
An insulation resistance to the positive electrode of the battery pack; And
And an insulation resistance to a negative electrode of the battery pack.
상기 복수의 저항들은,
상기 전지 팩의 양극에 대한 절연 저항에 병렬 연결되는 제1 저항과 제2 저항; 및
상기 전지 팩의 음극에 대한 절연 저항에 병렬 연결되고 상기 제2 저항과 직렬 연결되는 제3 저항을 포함하되,
상기 제2 저항은 상기 제1 저항과 직렬 연결되고 상기 캐패시터와 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 방법.13. The method of claim 12,
The plurality of resistors
A first resistor and a second resistor connected in parallel to the insulation resistance of the positive electrode of the battery pack; And
And a third resistor connected in parallel to the insulation resistance of the negative pole of the battery pack and in series with the second resistor,
Wherein the second resistor is connected in series with the first resistor and is connected in parallel with the capacitor.
상기 복수의 스위치들은,
상기 제2 저항에 대한 상기 제1 저항의 연결 여부를 설정하는 제1 스위치;
상기 제2 저항에 대한 상기 제3 저항의 연결 여부를 설정하는 제2 스위치;
상기 캐패시터에 대한 상기 제2 저항의 연결 여부를 설정하는 제3 스위치와 제4 스위치; 및
상기 전압 측정부에 대한 상기 캐패시터의 연결 여부를 설정하는 제5 스위치와 제6 스위치를 포함하되,
상기 제4 스위치 및 상기 제5 스위치는 상기 제3 저항의 상기 전지 팩의 음극에 대한 절연 저항에 대한 연결 여부를 추가로 설정하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 방법.14. The method of claim 13,
The plurality of switches may include:
A first switch for setting whether or not the first resistor is connected to the second resistor;
A second switch for setting whether the third resistor is connected to the second resistor;
A third switch and a fourth switch for setting whether or not the second resistor is connected to the capacitor; And
And a fifth switch and a sixth switch for setting whether or not the capacitor is connected to the voltage measuring unit,
Wherein the fourth switch and the fifth switch further determine whether the third resistor is connected to the insulation resistance of the negative electrode of the battery pack.
상기 캐패시터 양단에 걸리는 전압을 측정하는 단계는,
상기 제1 스위치, 제2 스위치, 제3 스위치 및 제4 스위치만 온(ON) 상태로 설정한 후에, 상기 제5 스위치 및 제6 스위치만 온 상태로 설정하고 상기 전압 측정부가 상기 캐패시터에 걸리는 전압의 전압값을 측정함으로써, 제1 전압값을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 방법.15. The method of claim 14,
Wherein measuring the voltage across the capacitor comprises:
Only the fifth switch and the sixth switch are set to the ON state after the first switch, the second switch, the third switch and the fourth switch are set to the ON state, and the voltage measuring unit applies the voltage And measuring a first voltage value by measuring a voltage value of the first voltage value.
상기 캐패시터 양단에 걸리는 전압을 측정하는 단계는,
상기 제1 스위치, 제3 스위치, 제4 스위치 및 제6 스위치만 온 상태로 설정한 후에, 상기 제5 스위치 및 제6 스위치만 온 상태로 설정하고 상기 전압 측정부가 상기 캐패시터에 걸리는 전압의 전압값을 측정함으로써, 제2 전압값을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 방법.16. The method of claim 15,
Wherein measuring the voltage across the capacitor comprises:
Only the fifth switch and the sixth switch are set to the ON state after the first switch, the third switch, the fourth switch and the sixth switch are set to the ON state and the voltage measuring unit sets the voltage value of the voltage And measuring a second voltage value by measuring the second voltage value.
상기 캐패시터 양단에 걸리는 전압을 측정하는 단계는,
상기 제1 스위치, 제2 스위치, 제3 스위치, 제4 스위치 및 제6 스위치만 온 상태로 설정한 후에, 상기 제5 스위치 및 제6 스위치만 온 상태로 설정하고 상기 전압 측정부가 상기 캐패시터에 걸리는 전압의 전압값을 측정함으로써, 제3 전압값을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 방법.17. The method of claim 16,
Wherein measuring the voltage across the capacitor comprises:
After the first switch, the second switch, the third switch, the fourth switch and the sixth switch are set to the ON state, only the fifth switch and the sixth switch are set to the ON state and the voltage measuring unit Further comprising the step of measuring a third voltage value by measuring a voltage value of the voltage.
상기 외부 절연 저항을 산출하는 단계는,
상기 제1 전압값, 제2 전압값, 상기 제1 저항의 저항값 및 상기 제2 저항의 저항값을 이용하여, 상기 외부 절연 저항에 대한 제1 시스템 방정식을 도출하는 단계; 및
상기 제1 전압값, 제3 전압값, 상기 제1 저항의 저항값, 상기 제2 저항의 저항값, 상기 제3 저항의 저항값을 이용하여, 상기 외부 절연 저항에 대한 제2 시스템 방정식을 도출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 방법.18. The method of claim 17,
Wherein the step of calculating the external insulation resistance comprises:
Deriving a first system equation for the external insulation resistance using the first voltage value, the second voltage value, the resistance value of the first resistor, and the resistance value of the second resistor; And
Deriving a second system equation for the external insulation resistance using the first voltage value, the third voltage value, the resistance value of the first resistance, the resistance value of the second resistance, and the resistance value of the third resistance And measuring the insulation resistance of the insulating layer.
상기 외부 절연 저항을 산출하는 단계는,
상기 제1 시스템 방정식 및 상기 제2 시스템 방정식을 연립하여, 상기 전지 팩의 양극에 대한 절연 저항 및 상기 전지 팩의 음극에 대한 절연 저항을 산출하여 외부 절연 저항을 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 방법.19. The method of claim 18,
Wherein the step of calculating the external insulation resistance comprises:
And calculating the external insulation resistance by calculating the insulation resistance of the battery pack with respect to the anode and the cathode of the battery pack by consecutively combining the first system equation and the second system equation Of the insulation resistance.
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