KR20180086983A - 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치 및 측정 방법 - Google Patents

음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치 및 측정 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20180086983A
KR20180086983A KR1020170011122A KR20170011122A KR20180086983A KR 20180086983 A KR20180086983 A KR 20180086983A KR 1020170011122 A KR1020170011122 A KR 1020170011122A KR 20170011122 A KR20170011122 A KR 20170011122A KR 20180086983 A KR20180086983 A KR 20180086983A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
insulation resistance
resistance
anode insulation
measuring
battery pack
Prior art date
Application number
KR1020170011122A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102069942B1 (ko
Inventor
성창현
야스히토 에구치
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020170011122A priority Critical patent/KR102069942B1/ko
Priority to PL18744772T priority patent/PL3480612T3/pl
Priority to CN201880002988.1A priority patent/CN109564266A/zh
Priority to US16/317,391 priority patent/US10908199B2/en
Priority to JP2019503252A priority patent/JP2019521361A/ja
Priority to EP18744772.7A priority patent/EP3480612B1/en
Priority to PCT/KR2018/000994 priority patent/WO2018139830A1/ko
Publication of KR20180086983A publication Critical patent/KR20180086983A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102069942B1 publication Critical patent/KR102069942B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G01R31/3662
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/025Measuring very high resistances, e.g. isolation resistances, i.e. megohm-meters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/389Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/364Battery terminal connectors with integrated measuring arrangements
    • G01R31/3665
    • G01R31/3696
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/378Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] specially adapted for the type of battery or accumulator
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

본 발명은 절연저항 측정회로(IRM)를 이용하여 배터리팩의 절연저항을 측정함에 있어서 양극 릴레이 및 음극 릴레이를 모두 도통시키는 것이 아닌, 음극 릴레이만을 도통시킨 상태에서 배터리팩의 절연저항을 측정함으로써 배터리팩의 외부 절연저항이 파괴된 상태에서 절연저항 측정 시 감전 위험을 줄일 수 있는 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치 및 측정 방법에 관한 것이다.

Description

음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치 및 측정 방법{MEASURING APPARATUS AND METHOD OF INSULATION RESISTANCE OF THE BATTERY PACK USING THE NEGATIVE RELAY}
본 발명은 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치 및 측정 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 절연저항 측정회로(IRM)를 이용하여 배터리팩의 절연저항을 측정함에 있어서 양극 릴레이 및 음극 릴레이를 모두 도통시키는 것이 아닌, 음극 릴레이만을 도통시킨 상태에서 배터리팩의 절연저항을 측정함으로써 배터리팩의 외부 절연저항이 파괴된 상태에서 절연저항 측정 시 감전 위험을 줄일 수 있는 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치 및 측정 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 배터리 셀과 연결된 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)에 있어서, 배터리팩의 절연저항, 특히 배터리팩의 양극과 음극에 위치한 절연저항이 파괴될 경우 누설전류가 발생하여 절연저항 측정 시 감전의 위험이 있고, 그에 따른 배터리의 사용시간이 단축될 우려가 있다.
따라서, 배터리 관리 시스템에서는 절연저항 측정회로(IRM 회로)를 통해 주기적으로 배터리팩의 절연저항을 모니터링하여야 하는 실정이다.
한편, 절연저항 측정회로(IRM 회로)에서는 임의의 테스트 저항을 배터리팩에 연결하여 전압을 측정한 후, 이를 토대로 절연저항을 산출하게 되는데, 이때 배터리팩 외부의 절연저항의 저항값 측정을 위해서는 양극 릴레이 및 음극 릴레이 모두를 도통(CLOSE)시켜야 한다. 하지만, 외부 절연저항이 파괴된 상태에서 음극 릴레이 및 양극 릴레이를 모두 도통시킬 경우 누설전류에 의한 감전의 위험이 발생할 우려가 있다.
따라서, 현재 음극 릴레이 및 양극 릴레이를 모두 도통시키기 전에 배터리팩의 외부 절연저항을 측정할 수 있는 안정성을 가진 방법이 필요한 실정이다.
이에, 본 발명자는 상술된 종래의 배터리팩의 외부 절연저항을 측정하는 과정에서 발생하는 다양한 문제점 및 한계점을 해결하기 위하여, 절연저항 측정회로(IRM)를 이용하여 배터리팩의 절연저항을 측정함에 있어서 양극 릴레이 및 음극 릴레이를 모두 도통시키는 것이 아닌, 음극 릴레이만을 도통시킨 상태에서 배터리팩의 절연저항을 측정함으로써 배터리팩의 외부 절연저항이 파괴된 상태에서 절연저항 측정 시 감전 위험을 줄일 수 있는 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치 및 측정 방법을 개발하기에 이르렀다.
한국등록특허 10-1675191호
본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 도출된 것으로서, 절연저항 측정회로(IRM)를 이용하여 배터리팩의 절연저항을 측정함에 있어서 양극 릴레이 및 음극 릴레이를 모두 도통시키는 것이 아닌, 음극 릴레이만을 도통시킨 상태에서 배터리팩의 절연저항을 측정함으로써 배터리팩의 외부 절연저항이 파괴된 상태에서 절연저항 측정 시 감전 위험을 줄일 수 있는 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치 및 측정 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치는 배터리팩의 양단에 연결된 내측 양극절연저항 및 내측 음극절연저항의 저항값을 측정하는 측정부 및 링크 캐패시터와 연결된 외측 양극절연저항 및 외측 음극절연저항 중, 일측이 상기 외측 양극절연저항과 연결되고 타측이 상기 측정부와 연결되는 음극 메인 릴레이가 도통(CLOSE)되는 경우, 상기 측정부를 통해 측정된 상기 내측 양극절연저항 및 상기 내측 음극절연저항의 저항값을 토대로 상기 내측 음극절연저항과 병렬로 연결된 상기 외측 양극절연저항 및 상기 외측 음극절연저항의 저항값을 산출하는 산출부를 포함를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 측정부는 상기 음극 메인 릴레이가 도통되기 전 개방(OPEN) 상태에서 상기 내측 양극절연저항 및 상기 내측 음극절연저항의 저항값을 선 측정하며, 상기 음극 메인 릴레이가 도통된 상태에서 상기 외측 양극절연저항 및 상기 외측 음극절연저항의 병렬 저항값을 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 음극 메인 릴레이가 도통된 상태에서 상기 측정부를 통해 상기 내측 양극절연저항 및 상기 내측 음극절연저항의 저항값이 측정될 경우, 상기 외측 양극절연저항 및 상기 외측 음극절연저항의 병렬 저항값도 함께 측정될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 산출부는 상기 음극 메인 릴레이가 도통되기 전 개방 상태에서 선 측정된 상기 내측 음극절연저항의 저항값 및 상기 음극 메인 릴레이가 도통된 상태에서 측정된 상기 외측 양극절연저항 및 상기 음극절연저항의 병렬 저항값을 토대로, 상기 외측 양극절연저항 및 상기 외측 음극절연저항 각각의 저항값을 산출할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 방법은 배터리팩의 양단에 연결된 내측 양극절연저항 및 내측 음극절연저항과 연결된 측정부를 통해 상기 내측 양극절연저항 및 상기 내측 음극절연저항의 저항값을 측정하는 단계, 링크 캐패시터와 연결된 외측 양극절연저항 및 외측 음극절연저항 중, 일측이 상기 외측 음극절연저항과 연결되고 타측이 상기 측정부와 연결되는 음극 메인 릴레이를 도통(CLOSE)시키는 단계 및 상기 측정부에서 상기 내측 양극절연저항 및 상기 내측 음극절연저항의 저항값을 측정한 측정값을 토대로, 산출부에서 상기 내측 음극절연저항과 병렬로 연결된 상기 외측 양극절연저항 및 상기 외측 음극절연저항의 저항값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 내측 음극절연저항의 저항값을 측정하는 단계는 상기 음극 메인 릴레이가 도통되기 전 개방(OPEN) 상태에서 상기 내측 양극절연저항 및 상기 내측 음극절연저항의 저항값을 선 측정하는 단계를 포함하고, 상기 음극 메인 릴레이를 도통(CLOSE)시키는 단계는 상기 음극 메인 릴레이가 도통된 상태에서 상기 외측 양극절연저항 및 상기 외측 음극절연저항의 병렬 저항값을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 음극 메인 릴레이가 도통된 상태에서 상기 외측 양극절연저항 및 상기 외측 음극절연저항의 저항값을 측정하는 단계는 상기 음극 메인 릴레이가 도통된 상태에서 상기 측정부를 통해 상기 내측 양극절연저항 및 상기 내측 음극절연저항의 저항값이 측정될 경우, 상기 외측 양극절연저항 및 상기 외측 음극절연저항의 병렬 저항값도 함께 측정되는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 산출부는 상기 음극 메인 릴레이가 도통되기 전 개방 상태에서 선 측정된 상기 내측 음극절연저항의 저항값 및 상기 음극 메인 릴레이가 도통된 상태에서 측정된 상기 외측 양극절연저항 및 상기 음극절연저항의 병렬 저항값을 토대로, 상기 외측 양극절연저항 및 상기 외측 음극절연저항 각각의 저항값을 산출할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 절연저항 측정회로(IRM)를 이용하여 배터리팩의 절연저항을 측정함에 있어서 양극 릴레이 및 음극 릴레이를 모두 도통시키는 것이 아닌, 음극 릴레이만을 도통시킨 상태에서 배터리팩의 절연저항을 측정함으로써 배터리팩의 외부 절연저항이 파괴된 상태에서 절연저항 측정 시 감전 위험을 줄일 수 있어 안정성을 높일 수 있는 이점을 가진다.
도 1은 일반적으로 배터리팩의 절연저항을 측정하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 배터리팩의 절연저항(내부 절연저항 및 외부 절연저항)을 측정하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치(100)를 통해 배터리팩의 절연저항(내부 절연저항 및 외부 절연저항)을 측정하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치(100)를 통해 배터리팩의 절연저항을 측정하는 과정을 순서대로 도시한 순서도이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
도 1은 일반적으로 배터리팩의 절연저항을 측정하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이며, 도 2는 종래의 배터리팩의 절연저항(내부 절연저항 및 외부 절연저항)을 측정하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
먼저 도 1(a)을 살펴보면, 하나 이상의 배터리 모듈이 결합된 배터리팩의 양극(HV+) 및 음극(HV-)에는 각각 절연저항(Rp, Rn)이 연결된다.
이때, 각 절연저항의 저항값을 측정하기 위해서는 도 1(b)와 같이 스위치를 통해 테스트 저항(Ztp, Ztn)을 연결하는 방법을 이용하게 되는데, 이때의 단계는 2단계로 이루어지게 된다.
도 1(b)을 살펴보면, 도 1(b)는 양극 전압(Positive side Voltage)을 측정하기 위한 단계를 도시한 것으로서, 배터리팩의 양극에 연결된 절연저항(Rp)과 테스트저항(Ztp) 사이에는 스위치가 연결되어 있으며, 테스트저항(Ztp) 연결 후 인가되는 전압을 축소(scale down)하여 측정하게 된다.
도 1(c)를 살펴보면, 도 1(c)는 음극 전압(Negative side Voltage)을 측정하기 위한 단계를 도시한 것으로서, 배터리팩의 음극에 연결된 절연저항(Rn)과 테스트저항(Ztn) 사이에는 스위치가 연결되어 있으며, 테스트 저항(Ztn) 연결 후 인가되는 전압을 축소하여 측정하게 된다. 이때, 측정되는 전압값이 양수가 되도록 하기 위해 전압 레퍼런스(V reference)값을 이용하게 된다.
그 후, 측정된 양극 및 음극 전압값들을 이용하여 절연저항(Rp, Rn)의 저항값을 산출하게 된다.
다음으로 도 2를 살펴보면, 도 2는 종래의 배터리팩의 절연저항(내부 절연저항 및 외부 절연저항)을 측정하는 과정을 나타낸 것으로서, 회로의 좌측에는 배터리팩(1)이 마련되어 있고, 우측에는 링크 캐패시터(2)가 마련되어 있으며, 좌측에 위치한 배터리팩(1)의 양단에는 내측 양극절연저항(3) 및 내측 음극절연저항(4)이 연결되어 있으며, 내측 양극절연저항(3) 및 내측 음극절연저항(4)은 서로 직렬로 연결되어 있다.
또한, 우측의 링크 캐패시터(2)는 외측 양극절연저항(5) 및 외측 음극절연저항(6)이 연결되어 있으며, 외측 양극절연저항(5) 및 외측 음극절연저항(6)은 서로 직렬로 연결되어 있다.
내측 양극절연저항(3) 및 내측 음극절연저항(4)과, 외측 양극절연저항(5) 및 외측 음극절연저항(6) 사이에는 양극 메인 릴레이(Positive main relay, 7) 및 음극 메인 릴레이(Negative main relay, 8)가 위치되어 있음을 확인할 수 있다.
또한, 양극 메인 릴레이(7)의 양단에는 프리차지 저항(Precharge resistor) 및 프리차지 릴레이(Precharge relay)가 병렬로 연결되어 있다.
배터리팩(1)은 양극 메인 릴레이(7) 및 음극 메인 릴레이(8)가 동시에 도통(CLOSE)됨에 따라 배터리팩의 외부에 마련된 외측 양극절연저항(5) 및 외측 음극절연저항(6)과 연결될 수 있다.
이때, 내측 양극절연저항(3) 및 내측 음극절연저항(4)의 각 단자로부터 연결된 회로는 절연저항 측정회로(Isolation measure circuit, 9)와 연결되어 있으며, 절연저항 측정회로(8)은 내측 양극절연저항(3), 내측 음극절연저항(4), 외측 양극절연저항(5) 및 외측 음극절연저항(6)의 절연저항값을 측정하는 역할을 한다.
따라서, 양극 메인 릴레이(7) 및 음극 메인 릴레이(8)가 도통되기 전 상태인 개방(OPEN) 상태에서는 내측 양극절연저항(3) 및 내측 음극절연저항(4)의 절연저항값을 측정하게 되고, 양극 메인 릴레이(7) 및 음극 메인 릴레이(8)가 도통된 상태(CLOSE) 상태에서는 외측 양극절연저항(5) 및 외측 음극절연저항(6)의 절연저항값을 측정하게 된다.
즉, 종래의 방법을 이용하여 외측 양극절연저항(5) 및 외측 음극절연저항(6)의 절연저항값을 측정하기 위해서는 양극 메인 릴레이(7) 및 음극 메인 릴레이(8) 모두를 도통시켜야 한다는 점에서, 만약 외측 양극절연저항(5) 및 외측 음극절연저항(6)이 파손된 상태에서 양극 메인 릴레이(7) 및 음극 메인 릴레이(8)를 도통시키게 되면 누설전류 발생에 의해 감전위험이 발생될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 도 3을 통해 음극 릴레이만을 이용하여 배터리팩의 절연저항값을 측정할 수 있는 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치(100)를 살펴보기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치(100)를 통해 배터리팩의 절연저항(내부 절연저항 및 외부 절연저항)을 측정하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 살펴보면, 본 발명에 따른 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치(100)의 경우, 배터리팩(1)의 양단에 연결된 내측 양극절연저항(3) 및 내측 음극절연저항(4)과, 상기 내측 양극절연저항(5) 및 내측 음극절연저항(6)과 연결된 음극 메인 릴레이(8)과 연결될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치(100)가 적용된 회로 구성은 도 2에 도시된 종래의 배터리팩의 절연저항을 측정하는 회로 구성과 상응하게 구성될 수 있음을 유의한다.
내측 양극절연저항(3) 및 내측 음극절연저항(4)과 연결된 측정부(110)는 초기 상태(양극 메인 릴레이(7) 및 음극 메인 릴레이(8)가 도통되지 않은 상태)에서 내측 양극절연저항(3) 및 내측 음극절연저항(4)의 저항값은 선 측정하게 되며, 산출부(120)는 음극 메인 릴레이(8)가 도통된 상태에서 외측 양극절연저항(5) 및 외측 음극절연저항(6) 각각의 저항값을 산출하게 된다.
또한, 음극 메인 릴레이(8)가 도통된 상태에서 내측 양극절연저항(3) 및 내측 음극절연저항(4)의 저항값이 측정부(110)를 통해 측정될 경우, 외측 양극절연저항(5) 및 외측 음극절연저항(6)의 병렬 저항값도 함께 측정되게 된다.
한편, 음극 메인 릴레이(8)가 도통된 상태에서 출력단에 위치한 링크 캐패시터(2)는 완전히 방전된 상태에 해당하며 캐패시턴스가 크기 때문에 링크 캐패시터(2) 양단의 전위차는 0을 유지하게 된다.
또한, 음극 메인 릴레이(8)가 도통되기 전, 내측 음극절연저항(4)의 저항값은 이미 선 측정되었으므로, 선 측정된 내측 음극절연저항(4)의 저항값과, 외측 양극절연저항(5) 및 외측 음극절연저항(6)의 병렬 저항값을 토대로 외측 양극절연저항(5) 및 외측 음극절연저항(6) 각각의 저항값을 계산할 수 있는데, 이는 외측 양극절연저항(5) 및 외측 음극절연저항(6)이 내측 음극절연저항(4)에 병렬로 연결되어 있기에 가능하게 된다.
이러한 상기 도 3을 통해 설명한 배터리팩의 절연저항을 측정하는 과정을 도 4를 통해 순서대로 살펴보기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치(100)를 통해 배터리팩의 절연저항을 측정하는 과정을 순서대로 도시한 순서도이다.
도 4를 살펴보면, 먼저 음극 메인 릴레이가 도통되지 않은 초기 상태에서 측정부에서 내측 양극절연저항 및 내측 음극절연저항의 저항값을 측정하게 된다(S401).
그 다음, 음극 메인 릴레이를 도통시킨 후(S402), 음극 메인 릴레이가 도통된 상태에서 측정부를 통해 내측 양극절연저항 및 내측 음극절연저항의 저항값을 측정하는 경우 내측 음극절연저항과 병렬로 연결된 외측 양극절연저항 및 외측 음극절연저항의 병렬 저항값이 함께 측정된다(S403).
그 다음, 산출부에서는 음극 메인 릴레이가 도통되기 전 측정한 내측 음극절연저항의 저항값과, 음극 메인 릴레이가 도통된 후 측정된 병렬 저항값을 토대로, 병렬로 연결된 외측 양극절연저항 및 외측 음극절연저항 각각의 저항값을 산출하게 된다(S404).
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 배터리팩
2: 링크 캐패시터
3: 내측 양극절연저항
4: 내측 음극절연저항
5: 외측 양극절연저항
6: 외측 음극절연저항
7: 양극 메인 릴레이
8: 음극 메인 릴레이
9: 절연저항 측정회로
100: 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치
110: 측정부
120: 산출부

Claims (8)

  1. 배터리팩의 양단에 연결된 내측 양극절연저항 및 내측 음극절연저항의 저항값을 측정하는 측정부; 및
    링크 캐패시터와 연결된 외측 양극절연저항 및 외측 음극절연저항 중, 일측이 상기 외측 양극절연저항과 연결되고 타측이 상기 측정부와 연결되는 음극 메인 릴레이가 도통(CLOSE)되는 경우, 상기 측정부를 통해 측정된 상기 내측 양극절연저항 및 상기 내측 음극절연저항의 저항값을 토대로 상기 내측 음극절연저항과 병렬로 연결된 상기 외측 양극절연저항 및 상기 외측 음극절연저항의 저항값을 산출하는 산출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 측정부는,
    상기 음극 메인 릴레이가 도통되기 전 개방(OPEN) 상태에서 상기 내측 양극절연저항 및 상기 내측 음극절연저항의 저항값을 선 측정하며,
    상기 음극 메인 릴레이가 도통된 상태에서 상기 외측 양극절연저항 및 상기 외측 음극절연저항의 병렬 저항값을 측정하는 것을 특징으로 하는, 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 음극 메인 릴레이가 도통된 상태에서 상기 측정부를 통해 상기 내측 양극절연저항 및 상기 내측 음극절연저항의 저항값이 측정될 경우, 상기 외측 양극절연저항 및 상기 외측 음극절연저항의 병렬 저항값도 함께 측정되는 것을 특징으로 하는, 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 산출부는,
    상기 음극 메인 릴레이가 도통되기 전 개방 상태에서 선 측정된 상기 내측 음극절연저항의 저항값 및 상기 음극 메인 릴레이가 도통된 상태에서 측정된 상기 외측 양극절연저항 및 상기 음극절연저항의 병렬 저항값을 토대로, 상기 외측 양극절연저항 및 상기 외측 음극절연저항 각각의 저항값을 산출하는 것을 특징으로 하는, 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치.
  5. 배터리팩의 양단에 연결된 내측 양극절연저항 및 내측 음극절연저항과 연결된 측정부를 통해 상기 내측 양극절연저항 및 상기 내측 음극절연저항의 저항값을 측정하는 단계;
    링크 캐패시터와 연결된 외측 양극절연저항 및 외측 음극절연저항 중, 일측이 상기 외측 음극절연저항과 연결되고 타측이 상기 측정부와 연결되는 음극 메인 릴레이를 도통(CLOSE)시키는 단계; 및
    상기 측정부에서 상기 내측 양극절연저항 및 상기 내측 음극절연저항의 저항값을 측정한 측정값을 토대로, 산출부에서 상기 내측 음극절연저항과 병렬로 연결된 상기 외측 양극절연저항 및 상기 외측 음극절연저항의 저항값을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 내측 음극절연저항의 저항값을 측정하는 단계는,
    상기 음극 메인 릴레이가 도통되기 전 개방(OPEN) 상태에서 상기 내측 양극절연저항 및 상기 내측 음극절연저항의 저항값을 선 측정하는 단계;를 포함하고,
    상기 음극 메인 릴레이를 도통(CLOSE)시키는 단계는,
    상기 음극 메인 릴레이가 도통된 상태에서 상기 외측 양극절연저항 및 상기 외측 음극절연저항의 병렬 저항값을 측정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 음극 메인 릴레이가 도통된 상태에서 상기 외측 양극절연저항 및 상기 외측 음극절연저항의 저항값을 측정하는 단계는,
    상기 음극 메인 릴레이가 도통된 상태에서 상기 측정부를 통해 상기 내측 양극절연저항 및 상기 내측 음극절연저항의 저항값이 측정될 경우, 상기 외측 양극절연저항 및 상기 외측 음극절연저항의 병렬 저항값도 함께 측정되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 산출부는,
    상기 음극 메인 릴레이가 도통되기 전 개방 상태에서 선 측정된 상기 내측 음극절연저항의 저항값 및 상기 음극 메인 릴레이가 도통된 상태에서 측정된 상기 외측 양극절연저항 및 상기 음극절연저항의 병렬 저항값을 토대로, 상기 외측 양극절연저항 및 상기 외측 음극절연저항 각각의 저항값을 산출하는 것을 특징으로 하는, 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 방법.
KR1020170011122A 2017-01-24 2017-01-24 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치 및 측정 방법 KR102069942B1 (ko)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170011122A KR102069942B1 (ko) 2017-01-24 2017-01-24 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치 및 측정 방법
PL18744772T PL3480612T3 (pl) 2017-01-24 2018-01-23 Urządzenie i sposób mierzenia rezystancji izolacji pakietu akumulatorowego za pomocą przekaźnika ujemnego elektrody
CN201880002988.1A CN109564266A (zh) 2017-01-24 2018-01-23 通过使用负极继电器来测量电池组的绝缘电阻的装置和方法
US16/317,391 US10908199B2 (en) 2017-01-24 2018-01-23 Device and method for measuring insulation resistance of battery pack by using negative electrode relay
JP2019503252A JP2019521361A (ja) 2017-01-24 2018-01-23 負極リレーを用いたバッテリーパックの絶縁抵抗測定装置および測定方法
EP18744772.7A EP3480612B1 (en) 2017-01-24 2018-01-23 Device and method for measuring insulation resistance of battery pack by using negative electrode relay
PCT/KR2018/000994 WO2018139830A1 (ko) 2017-01-24 2018-01-23 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치 및 측정 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170011122A KR102069942B1 (ko) 2017-01-24 2017-01-24 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치 및 측정 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180086983A true KR20180086983A (ko) 2018-08-01
KR102069942B1 KR102069942B1 (ko) 2020-01-23

Family

ID=62978621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170011122A KR102069942B1 (ko) 2017-01-24 2017-01-24 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치 및 측정 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10908199B2 (ko)
EP (1) EP3480612B1 (ko)
JP (1) JP2019521361A (ko)
KR (1) KR102069942B1 (ko)
CN (1) CN109564266A (ko)
PL (1) PL3480612T3 (ko)
WO (1) WO2018139830A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018120257A1 (de) 2017-08-21 2019-02-21 Hyundai Motor Company Ladesteuerverfahren, elektrofahrzeug und ladevorrichtung, welche dasselbige nutzt
US11209470B2 (en) 2018-11-07 2021-12-28 Lg Chem, Ltd. System and method for measuring insulation resistance

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110873845A (zh) 2018-08-31 2020-03-10 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种绝缘检测方法
CN109765495B (zh) 2019-01-15 2020-11-10 宁德时代新能源科技股份有限公司 绝缘检测电路及检测方法、电池管理系统
CN110967557B (zh) * 2019-02-25 2021-06-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 检测电路及方法
CN114184897A (zh) * 2020-09-15 2022-03-15 广汽埃安新能源汽车有限公司 绝缘检测电路和方法、动力电池快充方法及相关装置
KR20230015689A (ko) 2021-07-23 2023-01-31 한국수력원자력 주식회사 릴레이 절연저항 측정 장치 및 이를 이용한 릴레이 절연저항 측정 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100019976A (ko) * 2008-08-11 2010-02-19 주식회사 엘지화학 배터리 누설전류 감지 장치 및 방법, 및 상기 장치를 포함하는 배터리 구동 장치 및 배터리 팩
KR20130112495A (ko) * 2012-04-04 2013-10-14 주식회사 엘지화학 고장 자가 진단 기능을 구비한 절연 저항 측정 장치 및 이를 이용한 고장 자가 진단 방법
KR101470552B1 (ko) * 2012-03-27 2014-12-10 주식회사 엘지화학 고장 자가 진단 기능을 구비한 절연 저항 측정 장치 및 이를 이용한 고장 자가 진단 방법
KR20150084532A (ko) * 2014-01-14 2015-07-22 주식회사 엘지화학 절연 저항 측정 장치 및 방법

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100968350B1 (ko) * 2007-08-08 2010-07-08 주식회사 엘지화학 배터리의 누설전류 감지 장치 및 방법
JP4937293B2 (ja) * 2009-03-31 2012-05-23 本田技研工業株式会社 地絡検知システムを備える電気自動車
JP2011252827A (ja) * 2010-06-03 2011-12-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 抵抗値算出装置
EP2570289B1 (de) * 2011-09-16 2018-08-15 Samsung SDI Co., Ltd. Einrichtung zur Erfassung des Isolationswiderstandes eines Hochvoltbatteriesystems
KR101498758B1 (ko) * 2011-11-28 2015-03-05 주식회사 엘지화학 절연 저항 검출 장치 및 이의 진단 장치
EP2720056B1 (en) * 2012-04-04 2021-03-17 LG Chem, Ltd. Isolation resistance measuring apparatus having fault self-diagnosing function and self-diagnosing method using the same
KR20130128597A (ko) 2012-05-17 2013-11-27 현대모비스 주식회사 절연저항 센싱회로 및 이를 포함하는 배터리관리시스템
US9829529B2 (en) * 2012-08-14 2017-11-28 Nissan Motor Co., Ltd. Power supply apparatus
CN203117397U (zh) * 2012-11-28 2013-08-07 凯迈(洛阳)电子有限公司 电池漏电检测电路
CN103439577B (zh) * 2013-08-13 2016-02-03 重庆长安汽车股份有限公司 电动汽车动力电池的绝缘电阻检测系统及检测方法
KR101667635B1 (ko) * 2013-10-24 2016-10-19 엘에스산전 주식회사 고전압 릴레이 고장 진단 장치 및 이의 방법
JP6433305B2 (ja) * 2014-04-09 2018-12-05 矢崎総業株式会社 非接地電源の絶縁検出装置及び絶縁検出方法
US9720049B2 (en) * 2014-07-22 2017-08-01 Robert Bosch Battery Systems Llc System and method for high voltage system isolation resistance measurement
US9758044B2 (en) * 2014-10-02 2017-09-12 Ford Global Technologies, Llc Bus leakage resistance estimation for electrical isolation testing and diagnostics
DE102014117417A1 (de) * 2014-11-27 2016-06-02 Hella Kgaa Hueck & Co. Schaltzustandsüberprüfung mit Schaltungsteilen eines Isolationswächters
JP6348456B2 (ja) * 2015-06-05 2018-06-27 トヨタ自動車株式会社 車両用電源システム
KR101755910B1 (ko) * 2015-12-02 2017-07-07 현대자동차주식회사 친환경 차량의 절연파괴 검출장치 및 방법
JP6391608B2 (ja) * 2016-02-10 2018-09-19 株式会社デンソーテン 異常検知装置及び異常検知方法
CN105785129B (zh) * 2016-05-30 2018-10-23 福建万润新能源科技有限公司 一种电动汽车绝缘检测装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100019976A (ko) * 2008-08-11 2010-02-19 주식회사 엘지화학 배터리 누설전류 감지 장치 및 방법, 및 상기 장치를 포함하는 배터리 구동 장치 및 배터리 팩
KR101470552B1 (ko) * 2012-03-27 2014-12-10 주식회사 엘지화학 고장 자가 진단 기능을 구비한 절연 저항 측정 장치 및 이를 이용한 고장 자가 진단 방법
KR20130112495A (ko) * 2012-04-04 2013-10-14 주식회사 엘지화학 고장 자가 진단 기능을 구비한 절연 저항 측정 장치 및 이를 이용한 고장 자가 진단 방법
KR20150084532A (ko) * 2014-01-14 2015-07-22 주식회사 엘지화학 절연 저항 측정 장치 및 방법
KR101675191B1 (ko) 2014-01-14 2016-11-10 주식회사 엘지화학 절연 저항 측정 장치 및 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018120257A1 (de) 2017-08-21 2019-02-21 Hyundai Motor Company Ladesteuerverfahren, elektrofahrzeug und ladevorrichtung, welche dasselbige nutzt
US11209470B2 (en) 2018-11-07 2021-12-28 Lg Chem, Ltd. System and method for measuring insulation resistance

Also Published As

Publication number Publication date
CN109564266A (zh) 2019-04-02
JP2019521361A (ja) 2019-07-25
KR102069942B1 (ko) 2020-01-23
EP3480612A4 (en) 2019-11-13
EP3480612A1 (en) 2019-05-08
EP3480612B1 (en) 2020-12-30
US20190242933A1 (en) 2019-08-08
US10908199B2 (en) 2021-02-02
PL3480612T3 (pl) 2021-05-04
WO2018139830A1 (ko) 2018-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20180086983A (ko) 음극 릴레이를 이용한 배터리팩의 절연저항 측정 장치 및 측정 방법
EP3451005B1 (en) Insulation detection circuit, detection method, and battery management system
CN107991625B (zh) 动力蓄电池系统绝缘电阻检测电路与检测方法
CN103250061B (zh) 具有自检功能的不产生泄漏电流的绝缘电阻测量电路
JP2012122856A (ja) 組電池装置
CN108398598B (zh) 用于测量电池供电系统的隔离电阻的装置和方法
US20150127281A1 (en) Battery characteristics learning apparatus
CN205388610U (zh) 一种高压开关柜综合试验转换装置
JP2016093039A (ja) 太陽光発電システムの検査方法および検査装置
CN109557472A (zh) 差动电池测试器
CN109061309B (zh) 一种车体绝缘测量电路及测量方法
CN201589815U (zh) 一种阻抗测试装置
KR20160002378A (ko) 배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치
KR20170052835A (ko) 배터리의 내부 임피던스를 추정하는 방법
JP6459914B2 (ja) 電池特性学習装置
CN111929502A (zh) 一种绝缘检测电路及方法
CN111337850A (zh) 接地故障检测装置
CN110568377A (zh) 一种电池系统绝缘检测装置
CN207611091U (zh) 电阻性能检测装置与系统
CN211528643U (zh) 一种电池系统绝缘检测装置
CN209198629U (zh) 基于双电压表的电动汽车整车绝缘测试装置
CN103743942A (zh) 一种含固体继电器的配电模件的火工品漏电流检测方法
CN207717864U (zh) 蓄电池绝缘电阻检测电路
CN111896854A (zh) 一种投切电路及直流系统绝缘检测装置和方法
CN203881913U (zh) 一种基于多点的电动汽车绝缘测试系统

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right