KR20200086887A - 절연 저항 측정 장치, 및 절연 저항 측정 방법 - Google Patents

절연 저항 측정 장치, 및 절연 저항 측정 방법 Download PDF

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KR20200086887A
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에스케이이노베이션 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따르면, 절연 저항을 측정하는 절연 저항 측정 장치 및 절연 저항을 측정하는 방법이 공개된다. 본 발명의 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치는 일단이 배터리의 포지티브 전극과 연결되는 제1 단자와 연결되는 제1 스위치, 상기 제1 스위치의 타단과 기기의 외관을 형성하는 케이스와 연결되는 제2 단자 사이에 연결되는 제1 검출부, 일단이 배터리의 네거티브 전극과 연결되는 제3 단자와 연결되는 제2 스위치, 상기 제2 스위치의 타단과 상기 제2 단자 사이에 연결되는 제2 검출부, 및 상기 제1 스위치가 온 상태이고 상기 제2 스위치가 오프 상태일 때 상기 제1 검출부로부터 복수개의 제1 검출 전압들을 획득하고, 상기 제1 스위치가 오프 상태이고 상기 제2 스위치가 온 상태일 때 상기 제2 검출부로부터 복수개의 제2 검출 전압들을 획득하고, 상기 복수개의 제1 검출 전압들 및 상기 복수개의 제2 검출 전압들에 기초하여 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 존재하는 제1 절연 저항 성분 및 상기 제3 단자와 상기 제2 단자 사이에 존재하는 제2 절연 저항 성분을 산출하는 측정부를 포함한다.

Description

절연 저항 측정 장치, 및 절연 저항 측정 방법{Isolation resistance measurement device, and isolation resistance measuring method}
본 출원은 절연 저항을 측정하는 장치 및 절연 저항을 측정하는 방법에 관한 것이다.
다양한 종류의 기기들은 내부에 배터리를 포함한다. 최근들어, 기기들의 기능이 다양해짐과 동시에, 뛰어난 성능을 발휘하는 방향으로 개발되고 있다. 이외에 여러가지 이유로 인해 다양한 절전 기능의 향상에도 불구하고, 기기들의 전기 에너지 사용량은 크게 증가하고 있으며, 이에 따라 배터리의 용량이 크게 증가하고 있다. 따라서, 기기들에서 배터리와 기기의 외관을 형성하는 케이스 사이의 절연 저항이 일정한 값 이상으로 유지되는 것이 중요해지고 있다.
대한민국 공개특허 제 10-2013-0080579 호
본 발명의 실시예에 따르면, 배터리와 기기의 케이스 사이의 절연 저항을 측정하는 절연 저항 측정 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면배터리와 기기의 케이스 사이의 절연 저항을 측정하는 절연 저항 측정 방법이 제공된다.
본 발명의 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치는 일단이 배터리의 포지티브 전극과 연결되는 제1 단자와 연결되는 제1 스위치, 상기 제1 스위치의 타단과 기기의 외관을 형성하는 케이스와 연결되는 제2 단자 사이에 연결되는 제1 검출부, 일단이 배터리의 네거티브 전극과 연결되는 제3 단자와 연결되는 제2 스위치, 상기 제2 스위치의 타단과 상기 제2 단자 사이에 연결되는 제2 검출부, 및 상기 제1 스위치가 온 상태이고 상기 제2 스위치가 오프 상태일 때 상기 제1 검출부로부터 복수개의 제1 검출 전압들을 획득하고, 상기 제1 스위치가 오프 상태이고 상기 제2 스위치가 온 상태일 때 상기 제2 검출부로부터 복수개의 제2 검출 전압들을 획득하고, 상기 복수개의 제1 검출 전압들 및 상기 복수개의 제2 검출 전압들에 기초하여 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 존재하는 제1 절연 저항 성분 및 상기 제3 단자와 상기 제2 단자 사이에 존재하는 제2 절연 저항 성분을 산출하는 측정부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치의 상기 제1 검출부는 상기 제1 스위치의 타단과 제1 노드 사이에 연결되는 제1 저항, 상기 제1 노드와 상기 제2 단자 사이에 연결되는 제2 저항, 상기 제1 저항과 병렬로 연결되는 제1 커패시터를 포함할 수 있고, 상기 복수개의 제1 검출 전압들은 상기 제2 저항의 양단 전압일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치의 상기 제2 검출부는 상기 제2 스위치의 타단과 제2 노드 사이에 연결되는 제3 저항, 상기 제2 노드와 상기 제2 단자 사이에 연결되는 제4 저항, 상기 제3 저항과 병렬로 연결되는 제2 커패시터를 포함할 수 있고, 상기 복수개의 제2 검출 전압들은 상기 제4 저항의 양단 전압일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치의 상기 측정부는 미리 저장된 테이블을 이용하여, 상기 복수개의 제1 검출 전압들에 대응하는 제1 추정 전압과 상기 복수개의 제2 검출 전압들에 대응하는 제2 추정 전압을 획득하고, 상기 제1 추정 전압과 상기 제2 추정 전압에 기초하여 상기 제1 절연 저항 성분 및 상기 제2 절연 저항 성분을 산출할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치의 상기 측정부는 수학식 : 제1 절연 저항 성분 = tn / (Ln(V1(0)/V1(tn)) X C_yp 에 의해 상기 제1 절연 저항 성분을 산출할 수 있다. 여기서, V1(0)는 상기 복수개의 제1 검출 전압들 중 제1 시점에 획득한 전압이고, V1(tn)은 상기 복수개의 검출 전압들 중 제2 시점에 획득한 전압이고, tn은 상기 제1 시점과 상기 제2 시점 사이의 시간이고, C_yp는 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 존재하는 커패시턴스 성분이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 절연 저항 측정 방법은 배터리와 기기의 케이스 사이의 절연 저항 성분을 측정하는 측정부에 의해 수행되는 절연 저항 측정 방법에 있어서, 제1 시구간 동안 상기 배터리의 포지티브 전극과 연결되는 제1 단자와 상기 기기의 케이스와 연결되는 제2 단자 사이에 연결되는 제1 검출부로부터 복수개의 제1 검출 전압들을 획득하는 단계, 상기 제1 시구간과 중첩되지 않는 제2 시구간 동안 상기 배터리의 네거티브 전극과 연결되는 제3 단자와 상기 제2 단자 사이에 연결되는 제2 검출부로부터 복수개의 제2 검출 전압들을 획득하는 단계, 및 상기 복수개의 제1 검출 전압들 및 상기 복수개의 제2 검출 전압들에 기초하여 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 존재하는 제1 절연 저항 성분 및 상기 제3 단자와 상기 제2 단자 사이에 존재하는 제2 절연 저항 성분을 산출하는 단계를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 절연 저항 측정 방법의 상기 산출하는 단계는 미리 저장된 테이블을 이용하여, 상기 복수개의 제1 검출 전압들에 대응하는 제1 추정 전압과 상기 복수개의 제2 검출 전압들에 대응하는 제2 추정 전압을 획득하는 단계, 및 상기 제1 추정 전압과 상기 제2 추정 전압에 기초하여 상기 제1 절연 저항 성분 및 상기 제2 절연 저항 성분을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 절연 저항 측정 방법의 상기 산출하는 단계는 수학식 : 제1 절연 저항 성분 = tn / (Ln(V1(0)/V1(tn)) X C_yp 에 의해 상기 제1 절연 저항 성분을 산출할 수 있다. 여기서, V1(0)는 상기 복수개의 제1 검출 전압들 중 제1 시점에 획득한 전압이고, V1(tn)은 상기 복수개의 검출 전압들 중 제2 시점에 획득한 전압이고, tn은 상기 제1 시점과 상기 제2 시점 사이의 시간이고, C_yp는 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 존재하는 커패시턴스 성분이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 절연 저항 측정 방법의 상기 제1 검출 전압들을 획득하는 단계는, 상기 제1 시구간 동안 상기 제1 단자와 상기 제1 검출부 사이에 연결된 제1 스위치를 온 시키고 상기 제3 단자와 상기 제2 검출부 사이에 연결된 제2 스위치를 오프 시키는 단계를 포함할 수 있고, 상기 제2 검출 전압들을 획득하는 단계는, 상기 제2 시구간동안 상기 제1 스위치를 오프 시키고 상기 제2 스위치를 온 시키는 단계를 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 절연 저항 측장 장치, 및 절연 저항 측정 방법에 따르면, 짧은 측정시간에도 정확한 절연 저항의 측정이 가능해지며, 따라서 오진단으로 인한 문제 발생을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 절연 저항 측정 장치를 포함하는 기기를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 절연 저항 측정 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 3 및 도 4 각각은 도 2에 나타난 본 발명의 일실시예에 따른 절연 저항 측정 방법의 절연 저항 성분을 산출하는 단계의 실시예를 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 절연 저항 측정 장치를 포함하는 기기를 개략적으로 나타낸 블록도이다. 본 발명의 일실시예에 따른 기기는 절연 저항 측정 장치(100) 및 배터리(200)를 포함할 수 있다. 도 1에서, R_ip는 배터리의 제1 단자와 기기의 케이스와 연결되는 케이스 접지 단자(G_c) 사이의 절연 저항 성분인 제1 절연 저항 성분을, C_yp는 배터리의 제1 단자와 기기의 케이스와 연결되는 케이스 접지 단자(G_c) 사이의 커패시턴스 성분인 제1 절연 커패시턴스를, R_in은 배터리의 제2 단자와 기기의 케이스와 연결되는 케이스 접지 단자(G_c) 사이의 절연 저항 성분인 제2 절연 저항 성분을, C_yn은 배터리의 제2 단자와 기기의 케이스와 연결되는 케이스 접지 단자(G_c) 사이의 커패시턴스 성분인 제2 절연 커패시턴스를 등가적으로 나타낸 것이다.
절연 저항 측정 장치(100)는 배터리(200)의 제1 단자 및/또는 제2 단자와 기기의 케이스와 연결되는 케이스 접지 단자(G_c) 사이의 저항 성분, 즉, 절연 저항의 크기를 측정한다. 여기서, 배터리의 제1 단자는 포지티브(positive) 단자일 수 있고, 배터리의 제 단자는 네거티브(negative) 단자일 수 있다.
절연 저항 측정 장치(100)는 일단이 배터리(200)의 제1 단자와 연결된 제1 스위치(111), 제1 스위치(111)의 타단과 기기의 케이스와 연결되는 케이스 접지 단자(G_c) 사이에 연결된 제1 검출부(121), 일단이 배터리(200)의 제2 단자와 연결된 제2 스위치(112), 제2 스위치(112)의 타단과 기기의 케이스와 연결되는 케이스 접지 단자(G_c) 사이에 연결된 제2 검출부(122), 및 측정부(130)를 포함할 수 있다. 제1 검출부(121)는 제1 스위치(111)의 타단과 제1 노드(N1) 사이에 연결된 제1 저항(R11), 제1 노드(N1)와 케이스와 연결되는 케이스 접지 단자(G_c) 사이에 연결된 제2 저항(R12) 및 제1 저항(R11)과 병렬로 연결된 제1 커패시터(C1)를 포함할 수 있으며, 제2 검출부(122)는 제2 스위치(112)의 타단과 제2 노드(N2) 사이에 연결된 제3 저항(R21), 제2 노드(N2)와 케이스와 연결되는 케이스 접지 단자(G_c) 사이에 연결된 제4 저항(R22) 및 제3 저항(R21)과 병렬로 연결된 제2 커패시터(C2)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 검출부(121) 및 제2 검출부(122) 각각은 전압 분배기일 수 있다.
도시하지는 않았지만, 제1 스위치(111)와 제2 스위치(112)는 측정부(130)에 의해 제어될 수 있다.
제1 검출부(121)는 제1 검출 전압(V1)을 출력하고, 제2 검출부(122)는 제2 검출 전압(V2)을 출력할 수 있다. 제1 검출 전압(V1)은 제1 스위치(111)가 온 상태일 때 출력될 수 있고, 제2 검출 전압(V2)은 제2 스위치(112)가 온 상태일 때 출력될 수 있다. 제1 검출 전압(V1)은 제2 저항(R12)의 양단 전압일 수 있고, 제2 검출 전압(V2)은 제4 저항(R22)의 양단 전압일 수 있다.
제1 검출부(121)의 제1 저항(R11)과 제2 저항(R12)은 전압 분배기로 기능할 수 있고, 제1 커패시터(C1)는 노이즈를 제거하는 기능을 수행할 수 있다. 제2 검출부(122)의 제3 저항(R21)과 제4 저항(R22)은 전압 분배기로 기능할 수 있고, 제2 커패시터(C2)는 노이즈를 제거하는 기능을 수행할 수 있다.
측정부(130)는 제1 스위치(111)는 온상태이고, 제2 스위치(112)는 오프상태인 동안 제1 검출 전압(V1)을 복수회에 걸쳐 입력하고, 제1 스위치(111)는 오프상태이고, 제2 스위치(112)는 온 상태인 동안 제2 검출 전압(V2)을 복수회에 걸쳐 입력하고, 복수개의 제1 검출 전압들과 복수개의 제2 검출 전압들을 이용하여 제1 절연 저항 성분(R_ip) 및 제2 절연 저항 성분(R_in)을 산출한다.
측정부(130)의 구체적인 동작은 도 2 내지 도 4를 참조하여 후술한다.
배터리(200)는 기기의 케이스 내부에 배치될 수 있으며, 기기가 정해진 동작을 수행하도록 전력을 공급한다.
본 발명의 일실시예에 따른 절연 저항 측정 장치를 포함하는 기기는 자동차를 포함하여, 배터리가 장착될 수 있는 모든 종류의 기기일 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 기기가 자동차인 경우, 도 1의 기기의 케이스는 자동차의 차체(chassis)일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 절연 저항 측정 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도로서, 도 2에 나타낸 각 단계는 측정부(도 1의 130)에 의해 수행될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하여 본 발명의 일실시예에 따른 절연 저항 측정 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 측정부(130)는 제1 스위치(111)를 온 시키고, 제2 스위치(112)를 오프 시킨 후, 복수개의 제1 검출 전압들을 획득할 수 있다(S100 단계).
다음으로, 측정부(130)는 제1 스위치(111)를 오프 시키고, 제2 스위치(112)를 온 시킨 후, 복수개의 제2 검출 전압들을 획득할 수 있다(S200 단계).
다음으로, 측정부(130)는 제1 스위치(111)와 제2 스위치(112)를 오프시킬 수 있다(S300 단계).
다음으로, 측정부(130)는 복수개의 제1 검출 전압들 및 복수개의 제2 검출 전압들을 이용하여 제1 절연 저항 성분 및/또는 제2 절연 저항 성분을 산출할 수 있다(S400 단계). 즉, 제1 검출 전압과 제2 검출 전압을 알게 되면, 제1 절연 저항 성분 및/또는 제2 절연 저항 성분을 미지수로 하는 방정식이 생성될 수 있으며, 이러한 방정식의 해를 구함으로써 제1 절연 저항 성분 및/또는 제2 절연 저항 성분을 산출할 수 있다. S400 단계에 대한 구체적인 설명은 도 3 및 도 4를 참조하여 후술한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 측정부(130)는 S100 단계 내지 S400 단계는 주기적으로 반복 수행함으로써, 실시간으로 제1 절연 저항 성분 및/또는 제2 절연 저항 성분을 추출하고, 제1 절연 저항 성분 및 제2 절연 저항 성분 중 하나 이상이 기준값 이하인 경우에 사용자에게 이를 통지할 수 있다.
예를 들면, T11 시점부터 T11+tn 시점까지 복수개의 제1 검출 전압들을 획득하고, T12 시점부터 T12+tn 시점까지 복수개의 제2 검출전압들을 획득할 수 있다. 이후, T21 시점부터 T21+tn 시점까지 복수개의 제1 검출 전압들을 획득하고, T22 시점부터 T22+tn 시점까지 복수개의 제2 검출전압들을 획득할 수 있다. 여기서, tn은 측정 시간을 의미하며, 사용자에 의해 설정될 수 있다. 또한, T11(또는 T21) 시점과 T12(또는 T22) 시점 사이의 간격은 tn 보다 클 수 있다. 또한, T11(또는 T12) 시점과 T21(또는 T22) 시점 사이의 간격은 측정 주기로 정의될 수 있으며, 사용자에 의해 설정될 수 있다. 측정 시간(tn)은 측정 주기의 1/2 미만일 수 있다.
또한, 도 2에서 S300 단계는 생략될 수도 있고, S400 단계가 수행된 이후에 수행될 수도 있다.
도 3은 도 2에 나타난 본 발명의 일실시예에 따른 절연 저항 측정 방법의 절연 저항 성분을 산출하는 단계의 실시예를 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
먼저, 제1 검출 전압들을 테이블에 적용하여 제1 추정 전압을 획득하고, 제2 검출 전압들을 테이블에 적용하여 제2 추정 전압을 획득할 수 있다(S411 단계).
제1 검출 전압 및 제2 검출 전압은 제1 절연 커패시턴스(C_yp) 및 제2 절연 커패시턴스(C_yn)에 의해 그 값이 달라질 수 있다. 따라서, 정확한 제1 절연 저항 성분 및 제2 절연 저항 성분을 획득하기 위해서는 제1 절연 커패시턴스(C_yp) 및 제2 절연 커패시턴스(C_yn)의 영향이 충분히 사라진 시점에서 측정된 제1 검출 전압 및 제2 검출 전압을 이용하여야 한다. 즉, 정확한 제1 절연 저항 성분 및 제2 절연 저항 성분을 획득하기 위해서는 측정 시간(tn)이 충분히 길어야 한다.
그러나, 정확한 절연 저항 성분을 산출하기 위해 측정 시간(tn)을 늘리게 되면, 측정 주기도 따라서 늘어나게 되고, 결과적으로 실시간으로 절연 저항 성분을 획득하는데 장애 요인이 된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 실험적 또는 일정한 계산식에 의해, 측정 초기(즉, 제1 스위치 및 제2 스위치가 온 및 오프(또는 오프 및 온)된 직후의 일정한 시간 이내)에 측정된 복수개의 제1 검출 전압들(또는 제2 검출 전압들)과, 상술한 바와 같이 제1 절연 커패시턴스(C_yp) 및 제2 절연 커패시턴스(C_yn)의 영향이 충분히 사라진 시점에서의 제1 검출부(또는 제2 검출부)에서 출력되는 전압(즉, 제1 추정 전압(또는 제2 추정 전압)이 매칭되도록 테이블을 작성한다.
이후, 상기 테이블을 이용하여, 측정 초기에 측정된 복수개의 제1 검출 전압들 및/또는 복수개의 제2 검출 전압들에 대응하는 제1 추정 전압 및/또는 제2 추정 전압을 획득할 수 있다.
다음으로, 제1 추정 전압과 제2 추정 전압을 이용하여 제1 절연 저항 성분 및 제2 절연 저항 성분을 산출할 수 있다(S412 단계). 즉, 상술한 바와 같이, 제1 추정 전압과 제2 추정 전압을 미리 생성한 방정식에 대입하고, 방정식에 대한 해를 구하는 방법으로 제1 절연 저항 성분 및 제2 절연 저항 성분을 산출할 수 있다.
도 4는 도 2에 나타난 본 발명의 일실시예에 따른 절연 저항 측정 방법의 절연 저항 성분을 산출하는 단계의 다른 실시예를 설명하기 위한 동작 흐름도로서, 제1 절연 저항 성분을 산출하는 경우를 예시한 것이다.
먼저, 측정부(130)는 T11 시점에서 입력된 제1 검출 전압을 제1 측정값(V1(0))으로 저장하고, T11+tn 시점에서 제1 검출 전압을 제2 측정값(V1(tn))으로 저장할 수 있다(S412 단계).
다음으로, 아래의 수학식에 저장된 제1 측정값(V1(0))과 제2 측정값(V1(tn))을 대입하여 저항값을 산출할 수 있다(S422 단계).
[수학식 1]
저항값 = tn / (Ln(V1(0)/V1(tn)) X C_yp
이후, S422 단계에서 산출된 저항값을 제1 절연 저항 성분으로 리턴할 수 있다.
제2 절연 저항 성분도 도 4에 나타낸 것과 동일한 방법으로 산출할 수 있다. 즉, T12 시점에 측정된 제2 검출 전압인 V2(0)와, T12+tn 시점에서 측정된 제2 검출 전압인 V2(tn)을 S422 단계에서 사용한 수식과 유사한 수식에 대입함으로써, 제2 절연 저항 성분을 산출할 수 있다.
제1 절연 커패시턴스(C_yp) 및/또는 제2 절연 커패시턴스(C_yn)의 값을 미리 알고 있다면, 도 4에 나타낸 방법을 사용할 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따르면, 측정 시간을 늘리지 않더라도 제1 절연 커패시턴스(C_yp) 및/또는 제2 절연 커패시턴스(C_yn)에 의한 영향 없이 정확한 제1 절연 저항 성분 및/또는 제2 절연 저항 성분을 획득할 수 있다. 따라서, 측정 주기를 보다 짧게 설정할 수 있다.
자동차 등 상대적으로 큰 크기의 배터리를 사용하는 기기의 경우, 배터리의 전압이 상대적으로 커지게 되며, 또한 절연 저항 성분이 기준값 이하가 될 경우 탑승자 또는 탑승하려는 사람이 배터리에 의해 상해를 입을 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 측정 주기를 보다 짧게 설정할 수 있게 됨으로써, 사람이 상해를 입게 되는 확률을 보다 감소시킬 수 있다.
상기 도 2 및 도 4에 나타낸 본 발명의 일실시예에 따른 절연 저항 측정 방법은 프로그램으로 구현될 수도 있다. 이 경우, 프로그램은 프로세싱 유닛 기타 컴퓨팅 장치로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 또한, 이 경우, 상기 프로그램을 실행하기 위해, 측정부(도 1의 130)는 적어도 하나의 프로세싱 유닛 및 메모리를 포함할 수 있다. 여기서, 프로세싱 유닛은 예를 들어 중앙처리장치 (CPU), 그래픽처리장치 (GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체 (Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays (FPGA) 등을 포함할 수 있으며, 복수의 코어를 가질 수 있다. 메모리는 휘발성 메모리(예를 들어, RAM 등), 비휘발성 메모리(예를 들어, ROM, 플래시 메모리 등) 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 메모리에는 상기 프로그램이 저장될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
100 : 절연 저항 측정 장치 200 : 배터리
111 : 제1 스위치 112 : 제2 스위치
121 : 제1 검출부 121 : 제2 검출부
130 : 측정부

Claims (9)

  1. 일단이 배터리의 포지티브 전극과 연결되는 제1 단자와 연결되는 제1 스위치;
    상기 제1 스위치의 타단과 기기의 외관을 형성하는 케이스와 연결되는 제2 단자 사이에 연결되는 제1 검출부;
    일단이 배터리의 네거티브 전극과 연결되는 제3 단자와 연결되는 제2 스위치;
    상기 제2 스위치의 타단과 상기 제2 단자 사이에 연결되는 제2 검출부; 및
    상기 제1 스위치가 온 상태이고 상기 제2 스위치가 오프 상태일 때 상기 제1 검출부로부터 복수개의 제1 검출 전압들을 획득하고, 상기 제1 스위치가 오프 상태이고 상기 제2 스위치가 온 상태일 때 상기 제2 검출부로부터 복수개의 제2 검출 전압들을 획득하고, 상기 복수개의 제1 검출 전압들 및 상기 복수개의 제2 검출 전압들에 기초하여 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 존재하는 제1 절연 저항 성분 및 상기 제3 단자와 상기 제2 단자 사이에 존재하는 제2 절연 저항 성분을 산출하는 측정부를 포함하는 절연 저항 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 검출부는
    상기 제1 스위치의 타단과 제1 노드 사이에 연결되는 제1 저항;
    상기 제1 노드와 상기 제2 단자 사이에 연결되는 제2 저항;
    상기 제1 저항과 병렬로 연결되는 제1 커패시터를 포함하고
    상기 복수개의 제1 검출 전압들은 상기 제2 저항의 양단 전압인 절연 저항 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제2 검출부는
    상기 제2 스위치의 타단과 제2 노드 사이에 연결되는 제3 저항;
    상기 제2 노드와 상기 제2 단자 사이에 연결되는 제4 저항;
    상기 제3 저항과 병렬로 연결되는 제2 커패시터를 포함하고
    상기 복수개의 제2 검출 전압들은 상기 제4 저항의 양단 전압인 절연 저항 측정 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 측정부는
    미리 저장된 테이블을 이용하여, 상기 복수개의 제1 검출 전압들에 대응하는 제1 추정 전압과 상기 복수개의 제2 검출 전압들에 대응하는 제2 추정 전압을 획득하고, 상기 제1 추정 전압과 상기 제2 추정 전압에 기초하여 상기 제1 절연 저항 성분 및 상기 제2 절연 저항 성분을 산출하는 절연 저항 측정 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 측정부는
    하기 수학식에 의해 상기 제1 절연 저항 성분을 산출하는 절연 저항 측정 장치.
    제1 절연 저항 성분 = tn / (Ln(V1(0)/V1(tn)) X C_yp
    여기서, V1(0)는 상기 복수개의 제1 검출 전압들 중 제1 시점에 획득한 전압이고, V1(tn)은 상기 복수개의 검출 전압들 중 제2 시점에 획득한 전압이고, tn은 상기 제1 시점과 상기 제2 시점 사이의 시간이고, C_yp는 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 존재하는 커패시턴스 성분이다.
  6. 배터리와 기기의 케이스 사이의 절연 저항 성분을 측정하는 측정부에 의해 수행되는 절연 저항 측정 방법에 있어서,
    제1 시구간 동안 상기 배터리의 포지티브 전극과 연결되는 제1 단자와 상기 기기의 케이스와 연결되는 제2 단자 사이에 연결되는 제1 검출부로부터 복수개의 제1 검출 전압들을 획득하는 단계;
    상기 제1 시구간과 중첩되지 않는 제2 시구간 동안 상기 배터리의 네거티브 전극과 연결되는 제3 단자와 상기 제2 단자 사이에 연결되는 제2 검출부로부터 복수개의 제2 검출 전압들을 획득하는 단계; 및
    상기 복수개의 제1 검출 전압들 및 상기 복수개의 제2 검출 전압들에 기초하여 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 존재하는 제1 절연 저항 성분 및 상기 제3 단자와 상기 제2 단자 사이에 존재하는 제2 절연 저항 성분을 산출하는 단계를 포함하는 절연 저항 측정 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 산출하는 단계는
    미리 저장된 테이블을 이용하여, 상기 복수개의 제1 검출 전압들에 대응하는 제1 추정 전압과 상기 복수개의 제2 검출 전압들에 대응하는 제2 추정 전압을 획득하는 단계; 및
    상기 제1 추정 전압과 상기 제2 추정 전압에 기초하여 상기 제1 절연 저항 성분 및 상기 제2 절연 저항 성분을 산출하는 단계를 포함하는 절연 저항 측정 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 산출하는 단계는
    하기 수학식에 의해 상기 제1 절연 저항 성분을 산출하는 단계를 포함하는 절연 저항 측정 방법.
    제1 절연 저항 성분 = tn / (Ln(V1(0)/V1(tn)) X C_yp
    여기서, V1(0)는 상기 복수개의 제1 검출 전압들 중 제1 시점에 획득한 전압이고, V1(tn)은 상기 복수개의 검출 전압들 중 제2 시점에 획득한 전압이고, tn은 상기 제1 시점과 상기 제2 시점 사이의 시간이고, C_yp는 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 존재하는 커패시턴스 성분이다.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1 검출 전압들을 획득하는 단계는, 상기 제1 시구간 동안 상기 제1 단자와 상기 제1 검출부 사이에 연결된 제1 스위치를 온 시키고 상기 제3 단자와 상기 제2 검출부 사이에 연결된 제2 스위치를 오프 시키는 단계를 포함하고,
    상기 제2 검출 전압들을 획득하는 단계는, 상기 제2 시구간 동안 상기 제1 스위치를 오프 시키고 상기 제2 스위치를 온 시키는 단계를 포함하는 절연 저항 측정 방법.
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WO2023090659A1 (ko) * 2021-11-22 2023-05-25 주식회사 엘지에너지솔루션 절연 저항을 측정하는 장치 및 이를 포함하는 배터리 시스템

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130080579A (ko) 2012-01-05 2013-07-15 에스케이이노베이션 주식회사 절연 저항 측정 회로

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