KR20210016234A - 전류의 누설을 검출하는 장치 및 이를 포함한 전류 누설 검출시스템 - Google Patents

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Abstract

양단부가 서로 분리되고, 내부 공간이 형성되는 형상을 갖는 자기코어; 자기코어의 내부 공간을 관통하도록 연장되고, 전원소스의 전력을 전기부하로 공급하도록 전원소스와 전기부하 사이에 연결된 전기배선; 및 자기코어에 유도되는 자기장을 센싱하는 홀센서;를 포함하는 전류의 누설을 검출하는 장치 및 이를 포함한 전류 누설 검출시스템이 소개된다.

Description

전류의 누설을 검출하는 장치 및 이를 포함한 전류 누설 검출시스템{DEVICE FOR DETECTING CURRENT LEAKAGE AND CURRENT LEAKAGE DETECTION SYSTEM INCLUDING THE SAME}
본 발명은 전류의 누설을 검출하는 장치 및 이를 포함한 전류 누설 검출시스템에 관한 것으로, 더 구체적으로는 차량의 누설 전류를 감지하여 감전의 위험성이 있는 위치를 검출하는 시스템에 관한 것이다.
석유의 고갈 및 환경 오염에 대한 우려와 함께 하이브리드 차량, 전기 차량 및 연료전지 차량 등 다양한 친환경 차량들이 개발되고 있다.
이러한 친환경 차량들은 엔진 등의 내연기관을 포함하기도 하지만, 주동력원 또는 보조 동력원으로 모터 구동에 필요한 파워를 제공하기 위한 축전수단, 예컨대 충/방전이 가능한 고전압배터리를 탑재한다.
특히, 고전압 배터리와 이로부터 공급된 전력을 소모하는 고전압 부하들을 포함하는데, 종래에는 이러한 고전압 부하들의 절연저항을 개별적으로 판단하지 못하고 차량 전체의 합성 절연저항만을 진단할 수 있어 전류 누설 위치를 검출하기 어려운 문제가 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-1836651 B
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 누설 전류가 발생하는 위치를 검출하는 전류의 누설을 검출하는 장치 및 이를 포함한 전류 누설 검출시스템을 제공하고자 함이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전류의 누설을 검출하는 장치는 양단부가 서로 분리되고, 내부 공간이 형성되는 형상을 갖는 자기코어; 자기코어의 내부 공간을 관통하도록 연장되고, 전원소스의 전력을 전기부하로 공급하도록 전원소스와 전기부하 사이에 연결된 전기배선; 및 자기코어에 유도되는 자기장을 센싱하는 홀센서;를 포함한다.
자기코어는 고리 형상으로 절곡된 형상을 가지면서 양단부가 서로 이격되고, 홀센서는 이격된 자기코어의 양단부 사이에 위치될 수 있다.
전기배선에는 전원소스와 전기부하의 양극 및 음극을 각각 연결하는 양극배선 및 음극배선이 포함될 수 있다.
양극배선 및 음극배선은 자기코어 내부에 함께 위치되고, 홀센서는 양극배선과 음극배선 사이의 전류차에 의해 유도되는 자기장을 센싱하며, 홀센서에서 센싱한 자기장의 크기를 기반으로 전기부하의 전류 누설을 여부를 검출하는 검출부;가 더 포함될 수 있다.
자기코어는 내부에 양극배선이 위치된 제1자기코어 및 내부에 음극배선이 위치된 제2자기코어를 포함하고, 홀센서는 제1자기코어의 자기장을 센싱하는 제1홀센서 및 제2자기코어의 자기장을 센싱하는 제2홀센서를 포함하며, 제1홀센서 및 제2홀센서에서 각각 센싱한 자기장의 크기를 기반으로 전기부하의 전류 누설을 여부를 검출하는 검출부;가 더 포함될 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전류의 누설을 검출하는 장치를 포함한 전류 누설 검출시스템은 충전된 전력을 공급하도록 방전되는 고전압배터리; 고전압배터리와 전기적으로 연결되어 전기배선으로 분기되는 메인버스단; 및 홀센서에서 센싱한 자기장의 크기를 기반으로 전기부하의 전류 누설을 여부를 검출하는 검출부;가 더 포함되고, 메인버스단에서 분기된 전기배선에 자기코어 및 홀센서가 위치될 수 있다.
전기부하는 복수 개로 포함되고, 복수 개의 전기배선은 메인버스단에서 분기되어 복수 개의 전기부하로 각각 연결되며, 자기코어 및 홀센서는 메인버스단에서 각각의 전기부하로 연결되는 전기배선에 각각 마련될 수 있다.
양극배선 및 음극배선은 자기코어 내부에 함께 위치되고, 홀센서는 양극배선과 음극배선 사이의 전류차에 의해 유도되는 자기장을 센싱하며, 검출부에서는, 홀센서에서 센싱한 자기장의 크기를 기반으로 센싱한 자기장의 크기가 기설정된 크기보다 큰 경우에 전기부하에 전류 누설이 발생한 것으로 검출할 수 있다.
메인버스단에는 전기부하로 분기된 지점을 기준으로 고전압배터리 측에 위치되고, 고전압배터리를 충전 또는 방전하는 충방전배선이 내부에 위치된 배터리자기코어; 및 배터리자기코어에 유도되는 자기장을 센싱하는 배터리홀센서;를 더 포함하고, 검출부에서는, 배터리홀센서에서 센싱한 자기장의 크기를 기반으로 고전압배터리의 전류 누설 여부를 검출할 수 있다.
연료전지, 고전압배터리 및 전기부하의 합성 절연저항을 측정하는 측정부;를 더 포함하고,
검출부에서는, 측정부에서 측정한 합성 절연저항이 기설정된 저항 이하이고, 전기부하 및 고전압배터리의 전류 누설이 검출되지 않은 경우, 전류 누설이 연료전지에서 발생한 것으로 검출할 수 있다.
연료전지, 고전압배터리 및 전기부하의 합성 절연저항을 측정하는 측정부;를 더 포함하고, 검출부에서는, 측정부에서 측정한 합성 절연저항이 기설정된 저항 이하이고, 전기부하 및 고전압배터리의 전류 누설이 검출되지 않은 경우, 전류 누설이 연료전지에서 발생한 것으로 검출할 수 있다.
검출부에서 전기부하의 전류 누설을 검출한 경우, 메인버스단에서 전기부하로의 전력 공급을 차단하도록 제어하는 차단제어부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 전류의 누설을 검출하는 장치 및 이를 포함한 연료전지의 전류 누설 검출시스템에 따르면, 전류 누설이 발생하는 위치를 검출할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 합성 절연저항을 측정하는 측정장치를 하나만 포함하여 제조 원가의 절감이 가능한 효과를 갖는다.
도 1은 종래 기술에 따른 연료전지의 전류 누설 검출시스템의 구성도를 도시한 것이다.
도 2 내지 3은 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 전류의 누설을 검출하는 장치의 구성을 도시한 것이다.
도 4는 연료전지 시스템에 포함된 전기부하에 누설 전류가 발생되지 않은 상태를 도시한 것이다.
도 5는 연료전지 시스템에 포함된 전기부하에 누설 전류가 발생된 상태를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지의 전류 누설 검출시스템의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예예 따른 연료전지의 전류 누설 검출시스템의 검출방법을 도시한 것이다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있으므로 특정실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 종래 기술에 따른 연료전지의 전류 누설 검출시스템의 구성도를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 연료전지(10)와 고전압배터리(20)는 메인버스단(30)으로 연결되고, 메인버스단(30)에는 릴레이(31)가 형성되어 연료전지(10)의 발전 중단 모드(FC Stop Mode)에서 연료전지(10)와 메인버스단(30) 사이의 전기적 연결을 차단할 수 있다.
이에 따라, 메인버스단(30)에는 릴레이(31)를 기준으로 연료전지(10) 측과 고전압배터리(20) 측에 각각 절연저항을 측정하는 측정장치(GFD: Ground Fault Detector, 11,21)가 마련되었다.
즉, 측정장치(11,21)는 연료전지(10) 측과 고전압배터리(20) 측에 각각 마련되어 연료전지(10)의 전력 발전 모드에서는 연료전지 측의 측정장치(11)가 차량의 합성 절연저항을 모니터링하였고, 연료전지의 발전 중단 모드(FC Stop Mode)에서는 릴레이(31)가 차단되어 고전압배터리 측의 측정장치(21)가 차량의 합성 절연저항을 모니터링하였다.
특히, 종래의 합성 절연저항을 측정하는 측정장치(11,21)는 전원소스(10,20)와 전기부하(40)의 개별적인 절연저항을 측정하지 못하고, 아래와 같이 각각의 절연저항이 모두 합성된 합성 절연저항을 모니터링하였다.
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즉, 종래 기술에 따르면 합성 절연저항을 측정하여 모니터링함에 따라 전체 차량의 누설 전류가 발생하였는지 여부만을 판단할 수 있을 뿐이고, 구체적으로 누설 전류가 발생한 위치를 검출할 수 없는 문제가 있었다.
또한, 합성 절연저항을 측정하는 측정장치(11,21)를 연료전지(10) 측과 고전압배터리(20) 측에 각각 마련해야 하므로 이에 따른 원가 상승이 불가피하였다.
도 2 내지 3은 본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 전류의 누설을 검출하는 장치의 구성을 도시한 것이다.
도 2 내지 3을 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류의 누설을 검출하는 장치는 양단부가 서로 분리되고, 내부 공간이 형성되는 형상을 갖는 자기코어(110); 자기코어(110)의 내부 공간을 관통하도록 연장되고, 전원소스(300)의 전력을 전기부하(200)로 공급하도록 전원소스(300)와 전기부하(200) 사이에 연결된 전기배선(120); 및 자기코어(110)에 유도되는 자기장을 센싱하는 홀센서(130);를 포함한다.
자기코어(110)(Magnetic Core)는 전류에 의해 자기장이 유도될 수 있는 소재로 제조될 수 있다. 자기코어(110)는 코일 속에 삽입하여 자속을 증가시키기 위해 사용하는 자기 재료일 수 있다. 규소 또는 퍼멀로이와 같은 고투자율 합금이나 페라이트를 사용할 수 있다.
자기코어(110)는 양단부가 서로 접촉되지 않고 분리된 상태로 절곡되어, 내부에 빈 공간을 갖는 내부 공간이 형성될 수 있다. 내부 공간에는 전기배선(120)이 위치될 수 있다.
전기배선(120)은 전원소스(300)와 전기부하(200) 사이를 연결하도록 연장될 수 있다. 전원소스(300)는 직류 전원 또는 교류 전원일 수 있고, 전기배선(120)에는 양극배선(121)과 음극배선(122)이 포함될 수 있다. 전기배선(120)은 자기코어(110)의 내부공간에 위치될 수 있다.
홀센서(130)는 자기코어(110)에 인접하게 위치되어, 자기코어(110)에 유도되는 자기장을 센싱할 수 있다. 특히, 홀센서(130)는 자기장에 의해 발생되는 홀 효과를 이용함으로써 자기장의 크기에 비례하는 전압을 측정할 수 있다. 즉, 홀센서(130)는 자기장의 크기로서 전압을 센싱할 수 있다. 홀센서(130)에는 발생하는 전압을 증폭시키는 증폭기가 더 포함될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류의 누설을 검출하는 장치는 교류전원 및 직류전원 모두에 적용 가능하며, 전기배선(120)의 전류에 의해 유도되는 자기장을 센싱함으로써 해당 전기부하(200)의 누설 전류를 검출하는 효과를 갖는다.
더 구체적으로, 자기코어(110)는 고리 형상으로 절곡된 형상을 가지면서 양단부가 서로 이격되고, 홀센서(130)는 이격된 자기코어(110)의 양단부 사이에 위치될 수 있다.
즉, 자기코어(110)는 고리 형상(환 형상)으로 절곡되고, 양단부가 서로 이격되게 분리될 수 있다. 또한, 홀센서(130)는 서로 이격된 자기코어(110)의 양단부 사이에 위치되어 자기코어(110)의 유도 자기장을 측정할 수 있다.
전기배선(120)에는 전원소스(300)와 전기부하(200)의 양극 및 음극을 각각 연결하는 양극배선(121) 및 음극배선(122)이 포함될 수 있다. 전원소스(300)가 직류 전력을 공급하는 경우에는 전기배선(120)의 양극배선(121)과 음극배선(122)이 각각 정해질 수 있고, 전원소스(300)가 교류 전력을 공급하는 경우에는 양극배선(121)과 음극배선(122)이 실시간으로 서로 변경될 수 있다.
도 2에 도시한 것과 같이 일 실시예에 따르면, 양극배선(121) 및 음극배선(122)은 자기코어(110) 내부에 함께 위치되고, 홀센서(130)는 양극배선(121)과 음극배선(122) 사이의 전류차에 의해 유도되는 자기장을 센싱하며, 홀센서(130)에서 센싱한 자기장의 크기를 기반으로 전기부하(200)의 전류 누설을 여부를 검출하는 검출부(140);가 더 포함될 수 있다.
해당 전기부하(200)에 전류 누설이 없다면, 양극배선(121)과 음극배선(122)의 전류는 동일한 것으로 가정할 수 있다. 그러나 해당 전기부하(200)에 전류 누설이 발생하는 경우에 양극배선(121)과 음극배선(122) 사이의 전류차가 발생한다.
양극배선(121)과 음극배선(122)의 전류차가 0인 경우에는 전류의 방향이 서로 다르고 전류의 크기가 동일하므로, 자기장이 서로 상쇄되어 자기코어(110)에는 자기장이 유도되지 않을 수 있다. 이에 따라, 홀센서(130)에서 센싱한 자기장의 크기가 0일 수 있다.
검출부(140)에서는, 홀센서(130)에서 센싱한 자기장의 크기를 기반으로 전기부하(200)의 전류 누설을 여부를 검출할 수 있다. 양극배선(121) 및 음극배선(122)의 위치 차이 및 측정 오차 등을 고려하여, 홀센서(130)에서 센싱한 자기장의 크기(즉, 전압의 크기)가 기설정된 크기 이상이면 해당 전기부하(200)에서 전류 누설이 발생하는 것으로 검출할 수 있다.
반대로, 홀센서(130)에서 센싱한 자기장의 크기(즉, 전압의 크기)가 기설정된 크기 미만이면 해당 전기부하(200)에서는 전류 누설이 발생하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
도 3에 도시한 것과 같이 다른 실시예에 따르면, 자기코어(110)는 내부에 양극배선(121)이 위치된 제1자기코어(110) 및 내부에 음극배선(122)이 위치된 제2자기코어(110')를 포함하고, 홀센서(130)는 제1자기코어(110)의 자기장을 센싱하는 제1홀센서(130) 및 제2자기코어(110')의 자기장을 센싱하는 제2홀센서(130')를 포함하며, 제1홀센서(130) 및 제2홀센서(130')에서 각각 센싱한 자기장의 크기를 기반으로 전기부하(200)의 전류 누설을 여부를 검출하는 검출부(140);가 더 포함될 수 있다.
즉, 양극배선(121)과 음극배선(122)을 별도로 내부 공간에 위치시키는 제1자기코어(110) 및 제2자기코어(110')가 각각 마련될 수 있다.
제1홀센서(130)는 제1자기코어(110)의 자기장을 센싱하고, 제2홀센서(130')는 제2자기코어(110')의 자기장을 센싱할 수 있다. 검출부(140)는 제1홀센서(130) 및 제2홀센서(130')에서 각각 센싱한 자기장의 크기를 비교하여, 양극배선(121)과 음극배선(122)에 각각 흐르는 전류의 크기를 비교할 수 있다.
검출부(140)는 제1홀센서(130)와 제2홀센서(130')에서 각각 센싱한 자기장의 크기(즉, 전압의 크기) 사이의 오차가 기설정된 크기 이상이면, 기설정된 크기 이상이면 해당 전기부하(200)에서 전류 누설이 발생하는 것으로 검출할 수 있다. 반대로, 제1홀센서(130)와 제2홀센서(130')에서 각각 센싱한 자기장의 크기(즉, 전압의 크기) 사이의 오차가 기설정된 크기 미만이면 해당 전기부하(200)에서는 전류 누설이 발생하지 않는 것으로 판단할 수 있다.
도 4는 연료전지(310) 시스템에 포함된 전기부하(200)에 누설 전류가 발생되지 않은 상태를 도시한 것이고, 도 5는 연료전지(310) 시스템에 포함된 전기부하(200)에 누설 전류가 발생된 상태를 도시한 것이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지(310)의 전류 누설 검출시스템의 구성도이다.
도 4 내지 6을 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전류의 누설을 검출하는 장치를 포함한 전류 누설 검출시스템으로서, 수소와 산소를 공급받아 전력을 발전하는 연료전지(310); 연료전지(310)에서 발전한 전력에 의해 충전되거나 충전된 전력을 공급하도록 방전되는 고전압배터리(320); 연료전지(310)와 고전압배터리(320) 사이를 전기적으로 연결하는 메인버스단(330); 및 홀센서(130)에서 센싱한 자기장의 크기를 기반으로 전기부하(200)의 전류 누설을 여부를 검출하는 검출부(140);가 더 포함되고, 전원소스(300)는 연료전지(310) 또는 고전압배터리(320)이며, 전기배선(120)은 메인버스단(330)에서 분기되어 전기부하(200)로 연결되며, 메인버스단(330)에서 분기된 전기배선(120)에 자기코어(110) 및 홀센서(130)가 위치된다.
연료전지(310)는 수소와 산소를 각각 공급받아 내부에서 화학반응시킴으로써 전력을 발전시킬 수 있다. 연료전지(310)는 메인버스단(330)을 통하여 고전압배터리(320)와 전기적으로 연결될 수 있다.
고전압배터리(320)는 메인버스단(330)을 통하여 연료전지(310)에서 발전한 전력을 공급받아 충전될 수 있다. 또는, 고전압배터리(320)는 방전되면서 메인버스단(330)으로 전력을 공급할 수 있다.
메인버스단(330)에는 전기배선(120)이 분기될 수 있고, 전기배선(120)은 전기부하(200)로 연결될 수 있다. 즉, 전기부하(200)에 전력을 공급하는 전원소스(300)는 연료전지(310) 또는 고전압배터리(320)일 수 있다.
자기코어(110) 및 홀센서(130)는 메인버스단(330)에서 분기되어 전기부하(200)로 연결된 전기배선(120)에 위치될 수 있다. 이에 따라, 메인버스단(330)에 연결된 전기부하(200)의 누설 전류를 검출할 수 있다.
더 구체적으로, 전기부하(200)는 복수 개로 포함되고, 복수 개의 전기배선(120)은 메인버스단(330)에서 분기되어 복수 개의 전기부하(200)로 각각 연결되며, 자기코어(110) 및 홀센서(130)는 메인버스단(330)에서 각각의 전기부하(200)로 연결되는 전기배선(120)에 각각 마련될 수 있다.
여기서, 전기부하(200)는 모터와 연결된 인버터일 수도 있고, 냉각수를 순환시키는 냉각수펌프, 냉각팬 등의 보기류일 수 있다.
즉, 메인버스단(330)에서 분기되고, 복수 개의 전기부하(200)에 각각 연결된 복수 개의 전기배선(120)에 자기코어(110) 및 홀센서(130)가 각각 마련됨으로써, 해당 전기부하(200)에 발생되는 전류 누설을 검출할 수 있다.
이에 따라, 전류 누설이 발생하는 위치를 검출할 수 있는 효과를 갖는다.
양극배선(121) 및 음극배선(122)은 자기코어(110) 내부에 함께 위치되고, 홀센서(130)는 양극배선(121)과 음극배선(122) 사이의 전류차에 의해 유도되는 자기장을 센싱하며, 검출부(140)에서는, 홀센서(130)에서 센싱한 자기장의 크기를 기반으로 센싱한 자기장의 크기가 기설정된 크기보다 큰 경우에 전기부하(200)에 전류 누설이 발생한 것으로 검출할 수 있다.
특히, 검출부(140)에서는 자기코어(110)에 유도된 자기장의 크기에 따른 홀센서(130)에서 센싱한 전압을 이용하여, 전압의 크기를 기반으로 전기부하(200)에 전류 누설이 발생한지 여부를 판단할 수 있다.
메인버스단(330)에는 전기부하(200)로 분기된 지점을 기준으로 고전압배터리(320) 측에 위치되고, 고전압배터리(320)를 충전 또는 방전하는 충방전배선이 내부에 위치된 배터리자기코어(410); 및 배터리자기코어(410)에 유도되는 자기장을 센싱하는 배터리홀센서(430);를 더 포함하고, 검출부(140)에서는, 배터리홀센서(430)에서 센싱한 자기장의 크기를 기반으로 고전압배터리(320)의 전류 누설 여부를 검출할 수 있다.
배터리자기코어(410) 및 배터리홀센서(430)는 연료전지(310)와 고전압배터리(320) 사이를 연결하는 메인버스단(330)에 위치될 수 있다. 즉, 전기배선(120)은 메인버스단(330)일 수 있다. 특히, 배터리자기코어(410) 및 배터리홀센서(430)는 메인버스단(330)에서 분기되어 전기부하(200)로 연결되는 지점을 기준으로 고전압배터리(320) 측의 메인버스단(330)에 위치될 수 있다. 따라서, 메인버스단(330)에서 고전압배터리(320)로 유입되거나 고전압배터리(320)에서 메인버스단(330)으로 유출되는 전류의 누설 여부를 검출할 수 있다.
배터리자기코어(410) 및 배터리홀센서(430)는 상술한 자기코어(110) 및 홀센서(130)와 동일한 원리로 적용될 수 있다. 이에 따라, 고전압배터리(320)에서 발생하는 전류 누설을 검출할 수 있는 효과를 갖는다.
연료전지(310), 고전압배터리(320) 및 전기부하(200)의 합성 절연저항을 측정하는 측정부(500);를 더 포함하고, 검출부(140)에서는, 측정부(500)에서 측정한 합성 절연저항이 기설정된 저항 이하이고, 전기부하(200) 및 고전압배터리(320)의 전류 누설이 검출되지 않은 경우, 전류 누설이 연료전지(310)에서 발생한 것으로 검출할 수 있다.
측정부(500)는 절연저항을 측정하는 측정장치(GFD: Ground Fault Detector)일 수 있고, 연료전지(310)와 고전압배터리(320)를 연결하는 메인버스단(330)에 마련되어 연료전지(310), 고전압배터리(320) 및 전기부하(200)의 합성 절연저항을 측정할 수 있다. 특히, 측정부(500)는 메인버스단(330)의 릴레이를 기준으로 고전압배터리(320) 측에 위치될 수 있다.
검출부(140)에서는, 측정부(500)에서 측정한 합성 절연저항이 기설정된 저항 이하인지 여부를 판단할 수 있다. 측정부(500)에서 측정한 합성 절연저항이 기설정된 저항 이하이면 연료전지(310), 고전압배터리(320) 또는 전기부하(200) 중 적어도 어느 하나에서 누설 전류가 발생하는 것으로 판단할 수 있다.
일 실시예로, 검출부(140)에서는 측정부(500)에서 측정한 합성 절연저항이 기설정된 저항 이하인 경우에만 홀센서(130)를 이용하여 전기부하(200)의 전류 누설을 검출하거나 배터리홀센서(430)를 이용하여 고전압배터리(320)의 전류 누설을 검출할 수 있다.
또한, 검출부(140)에서는 전기부하(200) 및 고전압배터리(320)의 전류 누설이 검출되지 않은 경우, 전류 누설이 연료전지(310)에서 발생한 것으로 검출할 수 있다.
이에 따라, 단일의 검출부(140)만으로 전기부하(200) 및 고전압배터리(320) 뿐만 아니라 연료전지(310)의 전류 누설까지 검출할 수 있는 효과를 갖는다.
검출부(140)는 전류 누설을 검출한 경우, 경고등을 통해 운전자에게 인식시킬 수 있다. 또한, 전류 누설이 검출된 위치를 메모리에 기억시킬 수 있다. 이에 따라, 연료전지(310) 차량의 정비성을 향상시키는 효과를 갖는다.
추가로, 검출부(140)에서 전기부하(200)의 전류 누설을 검출한 경우, 메인버스단(330)에서 전기부하(200)로의 전력 공급을 차단하도록 제어하는 차단제어부(600);를 더 포함할 수 있다.
차단제어부(600)는 전기부하(200)의 전류 누설을 검출한 경우, 전류 누설이 발생한 전기부하(200)로의 전력 공급을 차단하도록 제어할 수 있다.
또한, 차단제어부(600)는 고전압배터리(320)에서 전류 누설이 발생하는 것으로 검출한 경우, 고전압배터리(320)를 방전시키고 더이상 고전압배터리(320)가 충전되지 않도록 제어할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예예 따른 연료전지(310)의 전류 누설 검출시스템의 검출방법을 도시한 것이다.
도 7을 더 참조하면, 본 발명의 일 실시예예 따른 연료전지(310)의 전류 누설 검출시스템의 검출방법은 절연저항을 측정하는 측정장치(GFD: Ground Fault Detector)인 측정부(500)를 이용하여 합성 절연저항을 모니터링하는 단계(S100); 모니터링한 합성 절연저항이 기설정된 저항 이하인지 판단하는 단계(S200); 및 합성 절연저항이 기설정된 저항 이하인 경우, 누설 전류가 발생한 것으로 판단하여 전류 누설을 검출하는 단계(S310,S320,S330);를 포함할 수 있다.
전류 누설을 검출하는 단계(S310,S320,S330)에서는, 메인버스단(330)에서 분기되어 연결된 전기부하(200)의 전류 누설을 개별적으로 검출하고(S310,S320), 고전압배터리(320)의 전류 누설을 검출할 수 있다(S330).
전류 누설을 검출하는 단계(S310,S320,S330)에서는, 모든 전기부하(200) 및 고전압배터리(320)의 전류 누설이 발생하지 않은 것으로 판단하면(S410,S420,S430), 연료전지(310)에서 전류 누설이 발생한 것으로 판단할 수 있다(S440).
전류 누설을 검출하는 단계(S310,S320,S330) 이후에는, 전류 누설이 발생된 위치(전기부하(200), 고전압배터리(320) 또는 연료전지(310))를 메모리에 기록하고, 운전자에게 경고등을 통해 인지시킬 수 있다(S500).
또한, 전류 누설을 검출하는 단계(S310,S320,S330) 이후에 전류 누설이 발생된 것으로 판단된 전기부하(200)에는 전력 공급을 차단하도록 제어하는 단계(S600);를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 전류의 누설을 검출하는 장치
110 : 자기코어 120 : 전기배선
130 : 홀센서 140 : 검출부
200 : 전기부하
310 : 연료전지 320 : 고전압배터리
330 : 메인버스단
500 : 측정부 600 : 차단제어부

Claims (12)

  1. 양단부가 서로 분리되고, 내부 공간이 형성되는 형상을 갖는 자기코어;
    자기코어의 내부 공간을 관통하도록 연장되고, 전원소스의 전력을 전기부하로 공급하도록 전원소스와 전기부하 사이에 연결된 전기배선; 및
    자기코어에 유도되는 자기장을 센싱하는 홀센서;를 포함하는 전류의 누설을 검출하는 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    자기코어는 고리 형상으로 절곡된 형상을 가지면서 양단부가 서로 이격되고,
    홀센서는 이격된 자기코어의 양단부 사이에 위치된 것을 특징으로 하는 전류의 누설을 검출하는 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    전기배선에는 전원소스와 전기부하의 양극 및 음극을 각각 연결하는 양극배선 및 음극배선이 포함된 것을 특징으로 하는 전류의 누설을 검출하는 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    양극배선 및 음극배선은 자기코어 내부에 함께 위치되고,
    홀센서는 양극배선과 음극배선 사이의 전류차에 의해 유도되는 자기장을 센싱하며,
    홀센서에서 센싱한 자기장의 크기를 기반으로 전기부하의 전류 누설을 여부를 검출하는 검출부;가 더 포함된 것을 특징으로 하는 전류의 누설을 검출하는 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    자기코어는 내부에 양극배선이 위치된 제1자기코어 및 내부에 음극배선이 위치된 제2자기코어를 포함하고,
    홀센서는 제1자기코어의 자기장을 센싱하는 제1홀센서 및 제2자기코어의 자기장을 센싱하는 제2홀센서를 포함하며,
    제1홀센서 및 제2홀센서에서 각각 센싱한 자기장의 크기를 기반으로 전기부하의 전류 누설을 여부를 검출하는 검출부;가 더 포함된 것을 특징으로 하는 전류의 누설을 검출하는 장치.
  6. 청구항 1의 전류의 누설을 검출하는 장치를 포함한 전류 누설 검출시스템으로서,
    충전된 전력을 공급하도록 방전되는 고전압배터리;
    고전압배터리와 전기적으로 연결되어 전기배선으로 분기되는 메인버스단; 및
    홀센서에서 센싱한 자기장의 크기를 기반으로 전기부하의 전류 누설을 여부를 검출하는 검출부;가 더 포함되고,
    메인버스단에서 분기된 전기배선에 자기코어 및 홀센서가 위치된 것을 특징으로 하는 전류 누설 검출시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    전기부하는 복수 개로 포함되고, 복수 개의 전기배선은 메인버스단에서 분기되어 복수 개의 전기부하로 각각 연결되며,
    자기코어 및 홀센서는 메인버스단에서 각각의 전기부하로 연결되는 전기배선에 각각 마련된 것을 특징으로 하는 전류 누설 검출시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    양극배선 및 음극배선은 자기코어 내부에 함께 위치되고, 홀센서는 양극배선과 음극배선 사이의 전류차에 의해 유도되는 자기장을 센싱하며,
    검출부에서는, 홀센서에서 센싱한 자기장의 크기를 기반으로 센싱한 자기장의 크기가 기설정된 크기보다 큰 경우에 전기부하에 전류 누설이 발생한 것으로 검출하는 것을 특징으로 하는 전류 누설 검출시스템.
  9. 청구항 6에 있어서,
    수소와 산소를 공급받아 전력을 발전하는 연료전지;를 더 포함하고,
    메인버스단은 연료전지와 고전압배터리 사이에 연결되며, 전원소스는 연료전지 또는 고전압배터리인 것을 특징으로 하는 전류 누설 검출시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    메인버스단에는 전기부하로 분기된 지점을 기준으로 고전압배터리 측에 위치되고, 고전압배터리를 충전 또는 방전하는 충방전배선이 내부에 위치된 배터리자기코어; 및
    배터리자기코어에 유도되는 자기장을 센싱하는 배터리홀센서;를 더 포함하고,
    검출부에서는, 배터리홀센서에서 센싱한 자기장의 크기를 기반으로 고전압배터리의 전류 누설 여부를 검출하는 것을 특징으로 하는 전류 누설 검출시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    연료전지, 고전압배터리 및 전기부하의 합성 절연저항을 측정하는 측정부;를 더 포함하고,
    검출부에서는, 측정부에서 측정한 합성 절연저항이 기설정된 저항 이하이고, 전기부하 및 고전압배터리의 전류 누설이 검출되지 않은 경우, 전류 누설이 연료전지에서 발생한 것으로 검출하는 것을 특징으로 하는 전류 누설 검출시스템.
  12. 청구항 6에 있어서,
    검출부에서 전기부하의 전류 누설을 검출한 경우, 메인버스단에서 전기부하로의 전력 공급을 차단하도록 제어하는 차단제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전류 누설 검출시스템.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230072705A (ko) * 2021-11-18 2023-05-25 한국그린에너지(주) 신재생에너지가 융복합 적용된 스마트팜의 에너지 누설 및 절연저항 측정 방법 및 모니터링 방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021205406B4 (de) * 2021-05-27 2023-03-30 Vitesco Technologies GmbH Gleichspannungs-Fehlerstromüberwachung zur Erfassung eines Isolationsfehlers
US20230207846A1 (en) * 2021-12-28 2023-06-29 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc System and method for indirectly monitoring an isolation resistance of one or more fuel cells
CN115166508B (zh) * 2022-09-08 2022-11-22 深圳市云天数字能源有限公司 一种并网逆变器的失效检测方法和继电器失效检测装置
CN116125335B (zh) * 2023-03-13 2024-07-05 武汉东湖学院 一种机械电气设备检测装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101836651B1 (ko) 2016-06-13 2018-03-09 현대자동차주식회사 연료전지차량의 절연저항 측정 시스템 및 방법

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10125910B4 (de) * 2000-05-30 2007-02-01 International Rectifier Corp., El Segundo Verfahren und Schaltung zur Erkennung von Motor-Isolationsfehlern
FR2898441B1 (fr) * 2006-03-13 2008-04-25 Schneider Toshiba Inverter Procede de parametrage d'un convertisseur et convertisseur mettant en oeuvre le procede
JP5116785B2 (ja) * 2010-02-25 2013-01-09 株式会社日立製作所 交流電動機の駆動装置及び電動機車両
US8907678B2 (en) * 2010-12-10 2014-12-09 Raritan Americas, Inc. Methods and apparatus for sensing ground leakage and automated self testing thereof
WO2012142703A1 (en) * 2011-04-19 2012-10-26 Queen's University At Kingston Digital emi filter

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101836651B1 (ko) 2016-06-13 2018-03-09 현대자동차주식회사 연료전지차량의 절연저항 측정 시스템 및 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230072705A (ko) * 2021-11-18 2023-05-25 한국그린에너지(주) 신재생에너지가 융복합 적용된 스마트팜의 에너지 누설 및 절연저항 측정 방법 및 모니터링 방법

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