KR20160026994A - 전지팩의 절연저항을 결정하는 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

전지팩의 절연저항 측정 시스템으로 전압원, 전압 측정기, 및 마이크로프로세서를 포함하고 있다. 상기 전압원은 전지팩의 외부에 위치한다. 상기 전압원은 제 1 전기단자 및 제 2 전기단자에 출력전압을 인가한다. 상기 전압측정기는 제 1 전기단자와 하우징 사이의 제 1 전압 수준, 저항이 제 1 전기단자와 하우징 사이에 전기적으로 연결될 때 제 1 전기단자와 하우징 사이의 제 2 전압 수준을 측정한다. 상기 전압 측정기는 제 2 전기단자와 하우징 사이의 제 3 전압 수준, 저항이 제 2 전기단자와 하우징 사이에 전기적으로 연결될 때 제 2 전기단자와 하우징 사이의 제 4 전압 수준을 측정한다. 상기 마이크로프로세서는 제 1 전압 수준, 제 2 전압 수준, 및 제 3 전압 수준에 기반하여 제 1 절연저항을 결정한다.

Description

전지팩의 절연저항을 결정하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DETERMINING INSULATION RESISTANCE OF BATTERY PACK}
본 발명은 전지팩의 절연저항을 결정하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
모바일 기기에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있고, 그에 따라 다양한 요구에 부응할 수 있는 이차전지에 대한 많은 연구가 행해지고 있다.
이러한 이차전지는 전지케이스의 형상에 따라, 전극조립체가 원통형 또는 각형의 금속 캔에 내장되어 있는 원통형 전지 및 각형 전지와, 전극조립체가 알루미늄 라미네이트 시트의 파우치형 케이스에 내장되어 있는 파우치형 전지로 분류된다.
최근에는 두께가 얇은 각형 전지, 파우치형 전지에 대한 수요가 증가하고 있으며, 특히, 형태의 변형이 용이하고 제조비용이 저렴하며 중량이 작은 파우치형 전지에 대한 관심이 높은 실정이다.
파우치형 전지는 수지층과 금속층을 포함하는 라미네이트 시트를 파우치형으로 만든 전지케이스에 양극/분리막/음극 구조의 전극조립체가 내장되어 있는 전지이다.
전지케이스는 전극조립체를 절연 상태로 밀봉함으로써 안정적인 작동을 보장하는 역할을 하므로, 전지케이스의 라미네이트 시트 중 금속층은 전기적으로 절연상태로 유지되는 것이 필요하다.
그러나, 전지의 조립 과정 또는 사용 과정에서 예기치 못하게 라미네이트 시트의 금속층이 전극 리드와 전기적 접속 상태에 놓이는 경우가 발생한다. 라미네이트 시트의 금속층과 전극 리드 간에는 기전력 차이가 크기 때문에, 상기와 같은 전기적 접속 상태에서 이차전지의 충방전이 행해지면, 알루미늄의 부식 현상이 진행된다.
즉, 다양한 원인에 의해 금속층이 전극단자와 접촉하게 되면 절연저항이 낮아지게 되고, 이러한 상태에서는 금속층의 부식이 커지고, 누전이 발생하는 등의 문제가 야기되며, 그로 인해 전지의 수명이 급속히 짧아지고 전지의 안전성 역시 크게 위협을 받게 된다.
따라서, 전지케이스의 금속층이 전극 리드와 전기적으로 절연상태를 유지하고 있는 지를 검사하기 위하여, 이차전지의 절연저항을 측정하는 기술이 필요하다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 일부 선행기술, 예를 들어, 한국 특허출원공개 제2001-106481호는 전지케이스를 구성하는 적층시트 내의 금속박의 외부 표면을 일부 노출시켜 노출부를 형성하고, 상기 노출부와 전극 리드 사이의 전압과, 양극 리드와 음극 리드 사이의 전압을 비교하는 것을 특징으로 하는 전지 검사 방법을 개시하고 있다.
그러나, 종래의 기술에 따르면, 절연저항 측정을 위해서는 전지가 만충전(fully charged)되어 있어야 하므로, 절연저항 측정에 많은 시간과 비용이 필요하고, 충전 정도에 따라 측정되는 절연저항 값이 달라지므로 정확한 측정이 어렵다는 문제가 있다.
본 출원의 발명자들은 전지팩의 절연저항을 측정하기 위한 향상된 시스템 및 방법에 대한 필요성을 인식하였다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 절연저항(isolation resistance)을 결정하는 시스템을 제공한다. 상기 전지팩은 하우징과 상기 하우징 내에 배치되어 있는 적어도 제 1 전지모듈 및 제 2 전지모듈을 포함하고 있다. 또한, 상기 전지팩은 제 1 전기단자 및 제 2 전기단자를 더 포함하고 있다. 상기 시스템은 전지팩의 제 1 전기단자 및 제 2 전기단자에 전기적으로 연결되어 있는 전압원(voltage source)을 포함하고 있다. 상기 전압원은 제 1 전지모듈과 제 2 전지모듈이 서로 전기적으로 직렬 연결되어 있지 않을 때, 제 1 시기(first time)에 상기 제 1 전기단자와 제 2 전기단자 사이에 제 1 출력전압 수준(first output voltage level)을 인가하도록 더 구성되어 있다. 상기 시스템은, 제 1 출력전압 수준이 출력될 때, 제 1 전기단자와 하우징 사이의 제 1 전압 수준(first voltage level)을 측정하도록 구성되어 있는 전압 측정기(voltage meter)를 더 포함하고 있다. 상기 전압 측정기는, 제 1 출력전압 수준이 출력되고 설정된 저항 수준을 가진 저항이 제 1 전기단자와 하우징 사이에 전기적으로 연결될 때, 제 1 전기단자와 하우징 사이의 제 2 전압 수준을 측정하도록 더 구성되어 있다. 상기 전압 측정기는, 제 1 출력전압 수준이 출력될 때, 제 2 전기단자와 하우징 사이의 제 3 전압 수준을 측정하도록 더 구성되어 있다. 상기 전압 측정기는, 제 1 출력전압 수준이 출력되고 제 2 전기단자와 하우징 사이에 저항이 전기적으로 연결될 때, 상기 제 2 전기단자와 하우징 사이의 제 4 전압 수준을 측정하도록 더 구성되어 있다. 상기 시스템은 전압 측정기와 작동가능하게(operably) 통신하도록 프로그램 되어 있는 마이크로프로세서를 더 포함하고 있다. 상기 마이크로프로세서는, 제 1 시기에 제 1 전압 수준, 제 2 전압 수준, 제 3 전압 수준, 및 설정된 저항 수준(resistance level)에 기반한 전지팩 관련 제 1 절연저항(first isolation resistance value)을 결정하도록 더 프로그램 되어 있다. 상기 마이크로프로세서는, 제 1 시기에, 제 1 전압 수준, 제 3 전압 수준, 제 4 전압 수준, 및 설정된 저항 수준에 기반한 전지팩 관련 제 2 절연저항을 결정하도록 더 프로그램 되어 있다. 상기 마이크로프로세서는, 제 1 절연저항 값과 제 2 절연저항 값의 어느 것이 서로 상대적으로 최소 값을 가지는 지를 결정하여, 제 1 절연저항 값과 제 2 절연저항 값의 최소값을 저장 장치에 저장하도록 더 프로그램 되어 있다.
본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 절연저항을 결정하는 방법을 제공한다. 상기 전지팩은 하우징과 상기 하우징 내에 배치되어 있는 적어도 제 1 전지모듈 및 제 2 전지모듈을 포함하고 있다. 또한, 상기 전지팩은 제 1 전기단자 및 제 2 전기단자를 더 포함하고 있다. 상기 방법은, 제 1 전지모듈과 제 2 전지모듈이 서로 전기적으로 직렬 연결되어 있지 않을 때, 전압원을 이용하여 제 1 시기에 제 1 전기단자와 제 2 전기단자 사이에 제 1 출력전압 수준을 인가하는 과정을 포함하고 있다. 상기 방법은, 전압 측정기를 이용하여, 제 1 출력전압 수준이 출력될 때, 제 1 전기단자와 하우징 사이의 제 1 전압 수준을 측정하는 과정을 더 포함하고 있다. 상기 방법은, 제 1 출력전압 수준이 출력되고 설정된 저항 수준을 가진 저항이 제 1 전기단자와 하우징 사이에 전기적으로 연결될 때, 전압 측정기를 이용하여 제 1 전기단자와 하우징 사이의 제 2 전압 수준을 측정하는 과정을 더 포함하고 있다. 상기 방법은, 전압 측정기를 이용하여, 제 1 출력전압 수준이 출력될 때 제 2 전기단자와 하우징 사이의 제 3 전압 수준을 측정하는 과정을 더 포함하고 있다. 상기 방법은, 제 1 출력전압 수준이 출력되고 제 2 전기단자와 하우징 사이에 저항이 전기적으로 연결될 때, 전압 측정기를 이용하여 제 2 전기단자와 하우징 사이의 제 4 전압 수준을 측정하는 과정을 더 포함하고 있다. 상기 방법은, 마이크로프로세서를 이용하여, 제 1 시기에 제 1 전압 수준, 제 2 전압 수준, 제 3 전압 수준, 및 설정된 저항 수준에 기반한 전지팩 관련 제 1 절연저항 값을 결정하는 과정을 더 포함하고 있다. 상기 방법은, 마이크로프로세서를 이용하여, 제 1 시기에 제 1 전압 수준, 제 3 전압 수준, 제 4 전압 수준, 및 설정된 저항 수준에 기반한 전지팩 관련 제 2 절연저항 값을 결정하는 과정을 더 포함하고 있다. 상기 방법은, 마이크로프로세서를 이용하여, 제 1 절연저항 값과 제 2 절연저항 값의 어느 것이 서로 상대적으로 최소값을 가지는 지를 결정하여, 제 1 절연저항 값과 제 2 절연저항 값의 최소값을 저장 장치에 저장하는 과정을 더 포함하고 있다.
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도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩의 절연저항 결정 시스템의 모식도이다;
도 2 및 도 3은 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른 전지팩의 절연저항 결정 방법의 순서도들이다;
도 4는 도 1의 시스템을 이용하여 결정될 수 있는 예시적인 전지팩의 절연저항 곡선의 그래프이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 전지팩(20)의 절연저항 결정 시스템(10)이 제공된다.
시스템(10)은 전압원(40), 전압 측정기(50), 마이크로프로세서(60), 전기 스위치들(70, 72, 74, 76, 78, 80, 82), 저항(90), 및 저장 장치(93)를 포함하고 있다. 시스템(10)의 장점은, 전지팩(20)의 절연저항을 결정하는 동안에, 설정 전압을 반복적으로 전지팩(20)에 제공하는 전압원(40)을 이용한다는 점이다. 시스템(10)의 또 다른 장점은, 전지팩(20)의 절연저항을 결정하기 위해서 전지팩(20)이 만충전(fully charged)될 필요가 없다는 점이다.
전지팩(20)은 전기자동차 또는 하이브리드 전기자동차에 필요한 전력을 생성하기 위해 제공된다. 전지팩(20)은 하우징(95), 전지모듈들(100, 110), 전기 스위치(82), 제 1 전기단자(120), 및 제 2 전기단자(130)를 포함하고 있다. 하우징(95)은 서로 전기적으로 직렬 연결된 전지모듈들(110, 110)을 포함하고 있다. 제 1 전기단자(120)는 전지모듈(110)의 음극 단자에 전기적으로 연결되어 있다. 제 2 전기단자(130)는 전지모듈(100)의 양극 단자에 전기적으로 연결되어 있다. 전지모듈(100)의 음극 단자는 전기 스위치(82)의 제 1 면(first side)에 전기적으로 연결되어 있다. 전지모듈(110)의 양극 단자는 전기 스위치(82)의 제 2 면에 전기적으로 연결되어 있다. 전기 스위치(82)는 전기적으로 구동되는 스위치이고, 평상시 닫힌 가동 위치(normally-closed operational position)를 가진다. 전기 스위치(82)는, 하기에서 자세히 설명하는 것처럼, 시스템(10)이 전지팩(20)의 절연저항 검사를 할 수 있게 전지모듈들(100, 110)이 서로 전기적으로 직렬 연결되지 않도록, 마이크로프로세서(60)의 제어 신호에 대응하여 열린 가동 위치로 전환된다.
또 다른 실시예에서, 하기에 기재된 절연저항 검사를 수행할 때 전지모듈(100)의 음극 단자가 전지모듈(110)의 양극 단자에 전기적으로 연결되지 않도록 전기 스위치(82)가 제거될 수 있다. 부언하면, 하기에 기재된 절연저항 검사 시 전지모듈(100)의 음극 단자와 전지모듈(110)의 양극 단자 사이에 개방 회로(open circuit)가 존재할 수 있다.
자동차 차대(30)는 그 위에 전지팩(20)을 고정할 수 있도록 구성되어 있다. 전지모듈들(100, 110)은 전지팩(20)의 절연저항을 결정하기 위해 선택적으로 하우징(95)에 전기적으로 연결된다. 하우징(95)은 자동차 차대(30)에 전기적으로 더 연결될 수도 있다.
전압원(40)은 전지팩(20)의 제 1 전기단자(120) 및 제 2 전기단자(130)에 전기적으로 연결되도록 구성되어 있다. 전압원(40)은, 전지팩(20)에 의해 출력될 예시적인 출력전압 수준을 나타내는 출력전압 수준을 제 1 전기단자(120)와 제 2 전기단자(130) 사이에 인가하도록 구성되어 있다. 하나의 구체적인 예에서, 전압원(40)은 100 내지 600 Vdc의 전압을 출력한다. 전압원(40)이 600 Vdc를 출력할 때, 전압원(40)은 10 milli-Amp의 전류 상한(upper current limit)을 가진다.
전압 측정기(50)는 제 1 전기단자(120)와 하우징(95) 사이의 제 1 전압 수준(V1)을 측정하도록 구성되어 있다. 전압 측정기(50)가 제 1 전압 수준(V1)을 측정할 때, 전기 스위치들(70, 80)은 각각 닫힌 가동 위치를 가지며, 나머지 스위치들은 열린 가동 위치를 가진다. 전압 측정기(50)는 제 1 전압 수준(V1)과 관련된 데이터를 마이크로프로세서(60)에 보내도록 더 구성되어 있다. 하나의 구체적인 예에서, 전압 측정기(50)의 내부 저항은 최소 10 mega-Ohm이다.
전압 측정기(50)는, 저항(90)이 제 1 전기단자(120)와 하우징(95) 사이에 전기적으로 연결될 때, 제 1 전기단자(120)와 하우징(95) 사이의 제 2 전압 수준(V2)을 측정하도록 더 구성되어 있다. 전압 측정기(50)가 제 2 전압 수준(V2)를 측정할 때, 전기 스위치들(70, 80, 76)은 각각 닫힌 가동 위치를 가지며, 나머지 스위치들은 열린 가동 위치를 가진다. 하나의 구체적인 예에서, 저항(90)은, 예를 들어, 200 kilo-Ohm과 같은 설정된 저항 수준(R0)을 가진다. 전압 측정기(50)는 제 2 전압 수준(V2)과 관련된 데이터를 마이크로프로세서(60)에 보내도록 더 구성되어 있다.
전압 측정기(50)는 제 2 전기단자(130)와 하우징(95) 사이의 제 3 전압 수준(V3)을 측정하도록 더 구성되어 있다. 전압 측정기(50)가 제 3 전압 수준(V3)을 측정할 때, 전기 스위치들(72, 80)은 각각 닫힌 가동 위치를 가지며, 나머지 스위치들은 열린 가동 위치를 가진다. 전압 측정기(50)는 제 3 전압 수준(V3)과 관련된 데이터를 마이크로프로세서(60)에 보내도록 더 구성되어 있다.
전압 측정기(50)는, 저항(90)이 제 2 전기단자(130)와 하우징(95) 사이에 저항(90)이 전기적으로 연결될 때, 제 2 전기단자(130)와 하우징(95) 사이의 제 4 전압 수준(V4)을 측정하도록 더 구성되어 있다. 전압 측정기(50)가 제 4 전압 수준(V4)을 측정할 때, 전기 스위치들(72, 74, 80)은 각각 닫힌 가동 위치를 가지며, 나머지 스위치들은 열린 가동 위치를 가진다. 전압 측정기(50)는 제 4 전압 수준(V4)과 관련된 데이터를 마이크로프로세서(60)에 보내도록 더 구성되어 있다.
스위치들(70, 72, 74, 76, 78, 80)은 전기적으로 구동되는 스위치들이다. 특히, 스위치들(70 내지 80)은 닫힌 가동 위치 또는 열린 가동 위치를 가진다. 마이크로프로세서(60)은, 스위치들(70 내지 80)에 의해 수용되며 스위치들(70 내지 80)이 닫힌 가동 위치를 가지도록 유도하는, 제어 신호들을 생성한다. 예를 들어, 마이크로프로세서(60)는, 스위치(70)가 닫힌 가동 위치를 가지도록 유도하기 위하여, 스위치(70)에 의해 수용되는 제어 신호를 생성한다. 마이크로 프로세서(60)가 스위치들(70 내지 80)에 의해 수용되는 제어 신호의 생성을 중단하면, 스위치들(70 내지 80)은 열린 가동 위치로 전환된다. 예를 들어, 마이크로프로세서(60)가 스위치(70)에 의해 수용되는 제어 신호의 생성을 중단하면, 스위치(70)는 열린 가동 위치로 전환된다.
시스템(10)의 개략적인 전기적 구성에 대한 설명을 제공할 것이다. 스위치(70)는 전지팩(20)의 제 1 전기단자(120)와 전압 측정기(50)의 제 1 전기단자(150) 사이에 전기적으로 연결되어 있다. 스위치(72)는 전지팩(20)의 제 2 전기단자(130)와 전압 측정기(50)의 제 1 전기단자(150) 사이에 전기적으로 연결되어 있다. 스위치(74)는 전지팩(20)의 제 2 전기단자(130)와 노드(92) 사이에 전기적으로 연결되어 있다. 저항(90)은 노드(92)와 하우징(95) 사이에 전기적으로 연결되어 있다. 스위치(76)는 노드(92)와 전지팩(20)의 제 1 전기단자(120) 사이에 전기적으로 연결되어 있다. 스위치(78)는 전지팩(20)의 제 1 전기단자(120)와 전압 측정기(50)의 제 2 전기단자(151) 사이에 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 스위치(80)는 전압 측정기(50)의 제 2 전기단자(151)와 하우징(95) 사이에 전기적으로 연결되어 있다.
마이크로프로세서(60)는 전압 측정기(50)와 작동가능하게 통신하도록 구성되어 있다. 마이크로프로세서(60)는 다음 식: R1 = R0 (1 + V3 / V1) [(V1 V2) / V2)에 기반하여 전지팩(20) 관련 제 1 절연저항(R1)을 결정하도록 구성되어 있다. 또 다른 예에서, R1의 계산에 상기 식 대신 SAE1766, FMVSS305, 또는 ECE324 Rule 100에 정의되어 있는 다른 절연 식(isolation equation)이 사용될 수 있다.
마이크로프로세서(60)는 다음 식: R2 = R0 (1 + V1 / V3) [(V3 V4) / V4)에 기반하여 전지팩(20) 관련 제 2 절연저항(R2)을 결정하도록 구성되어 있다. 하나의 구체적인 예에서, R2의 계산에 상기 식 대신 SAE1766, FMVSS305, 또는 ECE324 Rule 100에 정의되어 있는 다른 절연 식(isolation equation)이 사용될 수 있다.
도 2 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 또 다른 하나의 실시예에 따른, 전지팩(20)의 절연저항을 결정하는 방법의 순서도를 설명할 것이다.
단계(250)에서, 마이크로프로세서(60)는 다음과 같은 변수들을: 타임_인덱스 = 0; 및 전압_수준 = 100으로 초기화 한다. 단계(250) 이후에 단계(252)로 넘어간다.
단계(252)에서, 마이크로프로세서(60)는 다음과 같은 변수들을: 타임_인덱스 = 타임_인덱스 + 1; 및 전압_수준 = 전압_수준 + 1으로 업데이트 한다. 단계(252) 이후에 단계(254)로 넘어간다.
단계(254)에서, 마이크로프로세서(60)는 전압 수준이 역치 전압 수준(Threshold Voltage level)보다 큰지 또는 동일한지 결정한다. 단계(254)의 값이 "예"와 같은 경우, 상기 방법은 단계(256)로 넘어간다. 그렇지 않은 경우, 빠져 나오게 된다.
단계(256)에서, 전압원(40)은 제 1 전지모듈(100)과 제 2 전지모듈(110)이 서로 전기적으로 직렬 연결되어 있지 않을 때 제 1 전기단자(120)와 제 2 전기단자(130) 사이에 전압_수준 크기의 출력전압 수준을 인가한다. 하나의 구체적인 예에서, 전지팩(20)은 50% 미만으로 만충전(fully charged)되어 있을 수 있다. 상기 방법은, 단계(256) 이후에 단계(258)로 넘어간다.
단계(258)에서, 전압 측정기(50)는 출력전압 수준이 출력될 때 제 1 전기단자(120)와 하우징(95) 사이의 제 1 전압 수준(V1)을 측정하고, 제 1 전압 수준(V1)에 대응되는 데이터를 마이크로프로세서(60)로 전송한다. 단계(258) 이후에 단계(260)로 넘어간다.
단계(260)에서, 전압 측정기(50)는, 출력전압 수준이 출력되고 저항(90)이 제 1 전기단자(120)와 하우징(95) 사이에 전기적으로 연결될 때, 제 1 전기단자(120)와 하우징(95) 사이의 제 2 전압 수준(V2)을 측정하고, 제 2 전압 수준(V2)에 대응되는 데이터를 마이크로프로세서(60)로 전송한다. 저항(90)은 설정된 저항 수준을 가진다. 단계(260) 이후에 단계(262)로 넘어간다.
단계(262)에서, 전압 측정기(50)는, 출력전압 수준이 출력될 때, 제 2 전기단자(130)와 하우징(95) 사이의 제 3 전압 수준(V3)을 측정하고, 제 3 전압 수준(V3)에 관련되는 데이터를 마이크로프로세서(60)로 전송한다. 단계(262) 이후에 단계(264)로 넘어간다.
단계(264)에서, 전압 측정기(50)는, 출력전압 수준이 출력되고 저항(90)이 제 2 전기단자(130)와 하우징(95) 사이에 전기적으로 연결될 때, 제 2 전기단자(130)와 하우징(95) 사이의 제 4 전압 수준(V4)을 측정하고, 제 4 전압 수준(V4)에 관련되는 데이터를 마이크로프로세서(60)로 전송한다. 단계(264) 이후에 단계(266)로 넘어간다.
단계(266)에서, 마이크로프로세서(60)는 제 1 전압 수준(V1), 제 2 전압 수준(V2), 제 3 전압 수준(V3), 및 설정된 저항 수준에 기반한 전지팩(20) 관련 제 1 절연저항 값(R1)을 결정한다. 단계(266) 이후에 단계(268)로 넘어간다.
단계(268)에서, 마이크로프로세서(60)는 제 1 전압 수준(V1), 제 3 전압 수준(V3), 제 4 전압 수준(V4), 및 설정된 저항 수준에 기반한 전지팩(20) 관련 제 2 절연저항 값(R2)을 결정한다. 단계(268) 이후에 단계(270)로 넘어간다.
단계(270)에서, 마이크로프로세서(60)는 제 1 절연저항 값(R1)이 제 2 절연저항 값(R2)보다 작은지 또는 동일한지 결정한다. 단계(270)의 값이 "예"와 같은 경우, 단계(272)로 넘어간다. 그렇지 않은 경우, 단계(274)로 넘어간다.
단계(272)에서, 마이크로프로세서(60)는 다음 식: 절연_저항_행렬(타임_인덱스) = 제 1 절연저항 값(R1)을 이용하여 제 1 절연저항 값(R1)을 저장 장치(93)의 행렬에 저장한다. 단계(272) 이후에 단계(252)로 돌아간다.
단계(270)를 다시 참조하면, 단계(270)의 값이 "아니오"와 같은 경우, 단계(274)가 수행된다. 단계(274)에서, 마이크로프로세서(60)는 다음 식: 절연_저항_행렬(타임_인덱스) = 제 2 절연저항 값(R2)을 이용하여 제 2 절연저항 값(R2)을 저장 장치(93)의 행렬에 저장한다. 단계(274) 이후에 단계(252)로 돌아간다.
상기 방법은, 이를 실행하기 위한 컴퓨터 실행가능 명령어(computer-executable instruction)를 포함하는 하나 이상의 컴퓨터 인식가능 미디어(computer readable media)에, 적어도 부분적으로 내장될 수 있다. 상기 컴퓨터 인식가능 미디어는, 하나 이상의 하드 드라이브(hard drive), 플래시 메모리(flash memory), 시디롬(CD-ROM), 및 해당 기술분야의 통상의 기술자에게 알려진 기타 컴퓨터 인식가능 미디어를 포함하며, 상기 컴퓨터 실행가능 명령어가 하나 이상의 마이크로프로세서 또는 컴퓨터에 의해 로딩되고 실행될 때, 하나 이상의 마이크로프로세서 또는 컴퓨터는 본 발명을 실행하기 위한 도구가 되고 상기 방법을 수행하기 위해 프로그램 된다.
도 4를 참조하면, 시스템(10)을 이용하여 결정될 수 있는 전지팩(20) 관련 예시적인 절연저항 곡선(300)의 그래프가 도시되어 있다. 상기 그래프는 전압원(40)에 의해 전지팩(20)에 인가되는 전압 수준에 대응되는 X축을 가지고 있다. 상기 그래프는 전지팩(20)의 절연저항에 대응되는 Y축을 더 가지고 있다. 보는 바와 같이, 전지팩(20)에 인가되는 전압 수준이 변하기 때문에, 전지팩(20)의 절연저항은 변한다.
전지팩(20)의 절연저항을 결정하는 상기 시스템 및 방법은 기타 다른 시스템들 및 방법들에 비해 현저한 이점을 제공한다. 특히, 시스템(10) 및 상기 방법은, 전지팩(20)의 절연저항을 결정하기 위해 전지팩(20)이 만충전(fully charged)될 필요가 없도록, 절연저항을 결정하면서 설정된 전압을 전지팩(20)에 제공하는 전압원을 이용하는 기술적 효과를 제공한다.
이상에서 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 상기 실시예들은 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범주가 이들만으로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다. 게다가, 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이것은 본 발명이 상기 실시예들을 포함할 수 있다는 측면에서 이해되어야 할 것이다. 따라서, 본 발명은 상기 기재에 한정되는 것으로 볼 수 없다.
본 발명에 따른 전지팩의 절연저항을 결정하는 시스템 및 방법은 기타 다른 시스템들 및 방법들에 비해 현저한 이점을 제공한다. 특히, 상기 시스템 및 방법은 절연저항을 결정하면서 설정된 전압을 전지팩에 제공하는 전압원을 이용하는 기술적 효과를 제공하여 전지팩의 절연저항을 결정하기 위해 전지팩이 만충전(fully charged)될 필요가 없다.

Claims (5)

  1. 하우징과 상기 하우징 내에 배치되어 있는 적어도 제 1 전지모듈 및 제 2 전지모듈을 포함하고, 제 1 전기단자 및 제 2 전기단자를 더 포함하는 전지팩의 절연저항(isolation resistance)을 결정하는 시스템으로서,
    상기 전지팩의 제 1 전기단자 및 제 2 전기단자에 전기적으로 연결되어 있고, 상기 제 1 전지모듈과 제 2 전지모듈이 서로 전기적으로 직렬 연결되어 있지 않을 때, 제 1 시기(first time)에 상기 제 1 전기단자와 제 2 전기단자 사이에 제 1 출력전압 수준(first output voltage level)을 인가하도록 구성되어 있는 전압원(voltage source);
    상기 제 1 출력전압 수준이 출력될 때, 제 1 전기단자와 하우징 사이의 제 1 전압 수준(first voltage level)을 측정하도록 구성되어 있는 전압 측정기(voltage meter); 및
    상기 전압 측정기와 작동가능하게(operably) 통신하도록 프로그램 되어 있는 마이크로프로세서로서, 상기 제 1 시기에 제 1 전압 수준, 제 2 전압 수준, 제 3 전압 수준, 및 설정된 저항 수준(resistance level)에 기반한 전지팩 관련 제 1 절연저항(first isolation resistance value)을 결정하도록 더 프로그램 되어있는 마이크로프로세서;
    를 포함하고 있으며,
    상기 전압 측정기는, 제 1 출력전압 수준이 출력되고 설정된 저항 수준을 가진 저항이 제 1 전기단자와 하우징 사이에 전기적으로 연결될 때, 제 1 전기단자와 하우징 사이의 제 2 전압 수준을 측정하도록 더 구성되어 있으며;
    상기 전압 측정기는, 제 1 출력전압 수준이 출력될 때, 제 2 전기단자와 하우징 사이의 제 3 전압 수준을 측정하도록 더 구성되어 있고;
    상기 전압 측정기는, 제 1 출력전압 수준이 출력되고 제 2 전기단자와 하우징 사이에 저항이 전기적으로 연결될 때, 상기 제 2 전기단자와 하우징 사이의 제 4 전압 수준을 측정하도록 더 구성되어 있으며;
    상기 마이크로프로세서는, 제 1 전압 수준, 제 3 전압 수준, 제 4 전압 수준, 및 설정된 저항 수준에 기반한 전지팩 관련 제 2 절연저항을 결정하도록 더 프로그램 되어 있고;
    상기 마이크로프로세서는, 제 1 절연저항 값과 제 2 절연저항 값의 어느 것이 서로 상대적으로 최소 값을 가지는 지를 결정하여, 제 1 절연저항 값과 제 2 절연저항 값의 최소값을 저장 장치에 저장하도록 더 프로그램 되어있는 것을 특징으로 하는 전지팩의 절연저항 결정 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전압원은, 상기 제 1 전지모듈과 제 2 전지모듈이 서로 전기적으로 직렬 연결되어 있지 않을 때, 제 2 시기에 제 1 전기단자와 제 2 전기단자 사이에 제 2 출력전압 수준을 인가하도록 더 구성되어 있으며, 상기 제 2 시기는 제 1 시기 이후이고, 상기 제 2 출력전압 수준은 제 1 출력전압 수준보다 크며;
    상기 전압 측정기는, 상기 제 2 출력전압 수준이 출력될 때, 제 1 전기단자와 하우징 사이의 제 5 전압 수준을 측정하도록 더 구성되어 있고;
    상기 전압 측정기는, 상기 제 2 출력전압 수준이 출력되고 제 1 전기단자와 하우징 사이에 저항이 전기적으로 연결될 때, 제 1 전기단자와 하우징 사이의 제 6 전압 수준을 측정하도록 더 구성되어 있으며;
    상기 전압 측정기는, 상기 제 2 출력전압 수준이 출력될 때, 제 2 전기단자와 하우징 사이의 제 7 전압 수준을 측정하도록 더 구성되어 있고;
    상기 전압 측정기는, 상기 제 2 출력전압 수준이 출력되고 제 2 전기단자와 하우징 사이에 저항이 전기적으로 연결될 때, 상기 제 2 전기단자와 하우징 사이의 제 8 전압 수준을 측정하도록 더 구성되어 있으며;
    상기 마이크로프로세서는, 제 2 시기에 제 5 전압 수준, 제 6 전압 수준, 제 7 전압 수준, 및 설정된 저항 수준에 기반한 전지팩 관련 제 3 절연저항 값을 결정하도록 더 프로그램 되어 있고;
    상기 마이크로프로세서는, 제 2 시기에 제 5 전압 수준, 제 7 전압 수준, 제 8 전압 수준, 및 설정된 저항 수준에 기반한 전지팩 관련 제 4 절연저항 값을 결정하도록 더 프로그램 되어 있으며;
    상기 마이크로프로세서는, 제 3 절연저항 값과 제 4 절연저항 값의 어느 것이 서로 상대적으로 최소 값을 가지는 지를 결정하여, 제 3 절연저항 값과 제 4 절연저항 값의 최소값을 저장 장치에 저장하도록 더 프로그램 되어있는 것을 특징으로 하는 전지팩의 절연저항 결정 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전지팩은 50% 미만으로 만충전(fully charged) 되어 있는 것을 특징으로 하는 전지팩의 절연저항 결정 시스템.
  4. 하우징과 상기 하우징 내에 배치되어 있는 적어도 제 1 전지모듈 및 제 2 전지모듈을 포함하고, 제 1 전기단자 및 제 2 전기단자를 더 포함하는 전지팩의 절연저항을 결정하는 방법으로서,
    상기 제 1 전지모듈과 제 2 전지모듈이 서로 전기적으로 직렬 연결되어 있지 않을 때, 전압원을 이용하여 제 1 시기에 제 1 전기단자와 제 2 전기단자 사이에 제 1 출력전압 수준을 인가하는 과정;
    전압 측정기를 이용하여, 상기 제 1 출력전압 수준이 출력될 때 제 1 전기단자와 하우징 사이의 제 1 전압 수준을 측정하는 과정;
    상기 제 1 출력전압 수준이 출력되고 설정된 저항 수준을 가진 저항이 제 1 전기단자와 하우징 사이에 전기적으로 연결될 때, 전압 측정기를 이용하여 제 1 전기단자와 하우징 사이의 제 2 전압 수준을 측정하는 과정;
    상기 전압 측정기를 이용하여, 제 1 출력전압 수준이 출력될 때 제 2 전기단자와 하우징 사이의 제 3 전압 수준을 측정하는 과정;
    상기 제 1 출력전압 수준이 출력되고 제 2 전기단자와 하우징 사이에 저항이 전기적으로 연결될 때, 전압 측정기를 이용하여 제 2 전기단자와 하우징 사이의 제 4 전압 수준을 측정하는 과정;
    마이크로프로세서를 이용하여, 상기 제 1 시기에 제 1 전압 수준, 제 2 전압 수준, 제 3 전압 수준, 및 설정된 저항 수준에 기반한 전지팩 관련 제 1 절연저항 값을 결정하는 과정;
    상기 마이크로프로세서를 이용하여, 제 1 시기에 제 1 전압 수준, 제 3 전압 수준, 제 4 전압 수준, 및 설정된 저항 수준에 기반한 전지팩 관련 제 2 절연저항 값을 결정하는 과정; 및
    상기 마이크로프로세서를 이용하여, 제 1 절연저항 값과 제 2 절연저항 값의 어느 것이 서로 상대적으로 최소값을 가지는 지를 결정하여, 제 1 절연저항 값과 제 2 절연저항 값의 최소값을 저장 장치에 저장하는 과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩의 절연저항 결정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 전지모듈과 제 2 전지모듈이 서로 전기적으로 직렬 연결되어 있지 않을 때, 전압원을 이용하여 제 2 시기에 제 1 전기단자와 제 2 전기단자 사이에 제 2 출력전압 수준을 인가하는 과정으로서, 제 2 시기는 제 1 시기 이후이고, 상기 제 2 출력전압 수준은 제 1 출력전압 수준보다 크게 구성되어 있는 과정;
    상기 전압 측정기를 이용하여, 제 2 출력전압 수준이 출력될 때, 제 1 전기단자와 하우징 사이의 제 5 전압 수준을 측정하는 과정;
    상기 제 2 출력전압 수준이 출력되고 제 1 전기단자와 하우징 사이에 저항이 전기적으로 연결될 때, 전압 측정기를 이용하여 제 1 전기단자와 하우징 사이의 제 6 전압 수준을 측정하는 과정;
    상기 전압 측정기를 이용하여, 제 2 출력전압 수준이 출력될 때, 제 2 전기단자와 하우징 사이의 제 7 전압 수준을 측정하는 과정;
    상기 제 2 출력전압 수준이 출력되고 제 2 전기단자와 하우징 사이에 저항이 전기적으로 연결될 때, 전압 측정기를 이용하여 제 2 전기단자와 하우징 사이의 제 8 전압 수준을 측정하는 과정;
    상기 마이크로프로세서를 이용하여, 제 2 시기에 제 5 전압 수준, 제 6 전압 수준, 제 7 전압 수준, 및 설정된 저항 수준에 기반한 전지팩 관련 제 3 절연저항 값을 결정하는 과정;
    상기 마이크로프로세서를 이용하여, 제 2 시기에 제 5 전압 수준, 제 7 전압 수준, 제 8 전압 수준, 및 설정된 저항 수준에 기반한 전지팩 관련 제 4 절연저항 값을 결정하는 과정; 및
    상기 마이크로프로세서를 이용하여, 제 3 절연저항 값과 제 4 절연저항 값의 어느 것이 서로 상대적으로 최소값을 가지는 지를 결정하여, 제 3 절연저항 값과 제 4 절연저항 값의 최소값을 저장 장치에 저장하는 과정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전지팩의 절연저항 결정 방법.
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