KR20210073044A - 절연 저항 측정 장치 및 방법 - Google Patents

절연 저항 측정 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기 설정된 샘플링 시간마다 배터리의 전압, 제1 절연 측정 저항의 양단에 인가되는 제1 전압 또는 제2 절연 측정 저항의 양단에 인가되는 제2 전압을 이용하여 배터리의 절연 저항을 측정하도록 구성되어 있으며, 이러한 본 발명에 의하면 배터리 전압에 포함된 노이즈가 상쇄될 수 있으며, 이에 따라 절연 저항 측정의 정확도를 높일 수 있게 된다.

Description

절연 저항 측정 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING INSULATION RESISTANCE}
본 발명은 배터리의 절연 저항을 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
고전압 배터리를 사용하는 차량(전기 자동차나 하이브리드 자동차 등)에 있어서, 배터리의 절연 저항은 접지 사고(Ground Fault)가 발생했음을 알려주기 때문에 매우 중요하다. 배터리의 양극 단자와 접지(예를 들어, 차량의 샤시 접지) 사이의 양극 절연 저항과, 배터리의 음극 단자와 접지 사이의 음극 절연 저항은 접지 사고가 발생하지 않았을 경우에는 무한대의 값을 갖지만, 접지 사고가 발생했을 경우에는 유한한 값을 갖게 된다.
이러한 배터리의 절연 저항을 측정하기 위해, 종래에는 특허문헌 1에 개시된 바와 같이, 제어부가 양극 스위치 및 음극 스위치를 교대로 온오프하고, 분배 저항 양단에 인가되는 전압을 이용하여 배터리의 절연 저항 값을 계산하였다. 하지만 특허문헌 1에 의하면, 모터 구동을 위해 차량에 포함된 인버터의 스위칭, 보다 구체적으로는 인버터에 포함된 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 스위치의 스위칭에 의해 배터리의 전압 값에 무작위 노이즈가 포함되게 되고, 이에 따라 제어부가 계산하는 절연 저항 값의 정확도를 떨어뜨리는 문제점이 있다. 더불어, 특허문헌 1에서 절연 저항 계산에 사용되고 있는 분배 저항의 저항 값을 이미 알고 있다는 전제 하에 절연 저항을 계산하고 있으나, 분배 저항은 그 저항 값 자체에 오차를 가질 수 있을 뿐만 아니라, 장치 주변의 온도에 의해 분배 저항의 저항 값이 변동될 수 있기 때문에, 절연 저항을 정확하게 측정해내기 어렵다.
그리고 특허문헌 2에 개시된 절연 저항 측정 장치는 DC 링크단과 샤시 접지 사이에 설치된 Y-커패시터를 절연 저항 계산 모델에 추가하여 확장형 칼만 필터를 적용할 수 있는 상태 방정식을 유도하고, 상기 상태 방정식을 이용하여 배터리의 절연 저항을 측정하고 있다. 다만, 특허문헌 2에 의하면, DC 링크단과 샤시 접지 사이에 설치된 Y-커패시터를 이용하여 상태 방정식을 유도하고 있기 때문에, 그 결과물인 절연 저항 계산 모델(즉, 시스템 방정식)이 4×4 행렬식을 포함하게 된다. 즉, 특허문헌 2에 의하면, 절연 저항 계산 모델의 복잡도가 높은 편에 속하며, 이에 따라 절연 저항을 측정할 때 비교적 오랜 시간이 소요되게 된다.
공개특허공보 제2015-0081988호 (2015.07.15) 공개특허공보 제2013-0127828호 (2013.11.25)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배터리의 전압 값에 포함된 노이즈가 절연 저항 측정에 미치는 영향을 최소화함으로써, 절연 저항 측정의 정확도를 높일 수 있는 방안을 제공하는 것에 그 목적이 있다. 또한, 본 발명은 절연 저항 측정 장치에 포함된 저항(즉, 절연 측정 저항 또는 보호 저항) 자체의 오차가 절연 저항 측정에 미치는 영향, 또는 절연 저항 측정 장치 주변의 온도가 상기 장치에 포함된 저항(즉, 절연 측정 저항 또는 보호 저항)의 저항 값을 변동시켜 절연 저항 측정에 미치는 영향을 최소화함으로써, 절연 저항 측정의 정확도를 높일 수 있는 방안을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 절연 저항 계산 모델의 복잡도를 낮춤으로써, 절연 저항 측정 시간을 보다 빠르게 할 수 있는 방안을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 절연 저항 측정 장치는, 배터리의 음극 단자에 연결되는 제1 스위치; 상기 제1 스위치 및 접지에 연결되는 제1 절연 측정 저항; 상기 제1 절연 측정 저항의 양단에 연결되는 제1 커패시터; 상기 배터리의 양극 단자에 연결되는 제2 스위치; 상기 제2 스위치 및 상기 접지에 연결되는 제2 절연 측정 저항; 상기 제2 절연 측정 저항의 양단에 연결되는 제2 커패시터; 및 상기 배터리의 절연 저항을 측정하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 제1 스위치 또는 상기 제2 스위치의 온오프를 제어하는 스위치 제어부; 상기 배터리의 전압, 상기 제1 절연 측정 저항의 양단에 인가되는 제1 전압 또는 상기 제2 절연 측정 저항의 양단에 인가되는 제2 전압을 기 설정된 샘플링 시간마다 획득하는 전압 획득부; 및 상기 샘플링 시간마다 획득된 상기 배터리의 전압, 상기 제1 전압 또는 상기 제2 전압을 이용하여 상기 배터리의 절연 저항을 측정한다.
여기서, 상기 전압 획득부는 제1 샘플링 시간마다 상기 배터리의 전압을 획득할 수 있으며, 상기 절연 저항 측정부는 상기 제1 샘플링 시간마다 획득된 상기 배터리의 전압을 합산한 값을 이용하여 상기 배터리의 양극 절연 저항을 측정할 수 있다.
여기서, 상기 전압 획득부는 제1 샘플링 시간마다 상기 제1 전압을 획득할 수 있으며, 상기 절연 저항 측정부는 상기 제1 샘플링 시간마다 획득된 상기 제1 전압을 합산한 값을 이용하여 상기 배터리의 양극 절연 저항을 측정할 수 있다.
그리고 상기 전압 획득부는 제2 샘플링 시간마다 상기 배터리의 전압을 획득할 수 있으며, 상기 절연 저항 측정부는 상기 제2 샘플링 시간마다 획득된 상기 배터리의 전압을 합산한 값을 이용하여 상기 배터리의 음극 절연 저항을 측정할 수 있다.
여기서, 상기 전압 획득부는 제2 샘플링 시간마다 상기 제2 전압을 획득할 수 있으며, 상기 절연 저항 측정부는 상기 제2 샘플링 시간마다 획득된 상기 제2 전압을 합산한 값을 이용하여 상기 배터리의 음극 절연 저항을 측정할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 절연 저항 측정 장치는, 상기 배터리의 음극 단자 및 상기 제1 절연 측정 저항에 연결되는 제1 보호 저항; 및 상기 배터리의 양극 단자 및 상기 제2 절연 측정 저항에 연결되는 제2 보호 저항을 더 포함할 수 있다.
그리고 상기 전압 획득부는 DMA(Direct Mode Access)를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 절연 저항 측정 방법은, 배터리의 음극 단자에 연결되는 제1 스위치; 상기 제1 스위치 및 접지에 연결되는 제1 절연 측정 저항; 상기 제1 절연 측정 저항의 양단에 연결되는 제1 커패시터; 상기 배터리의 양극 단자에 연결되는 제2 스위치; 상기 제2 스위치 및 상기 접지에 연결되는 제2 절연 측정 저항; 상기 제2 절연 측정 저항의 양단에 연결되는 제2 커패시터; 및 상기 배터리의 절연 저항을 측정하는 제어부를 포함하는 절연 저항 측정 장치를 이용하며, 상기 제1 스위치 또는 상기 제2 스위치의 온오프를 제어하는 스위치 제어 단계; 상기 배터리의 전압, 상기 제1 절연 측정 저항의 양단에 인가되는 제1 전압 또는 상기 제2 절연 측정 저항의 양단에 인가되는 제2 전압을 기 설정된 샘플링 시간마다 획득하는 전압 획득 단계; 및 상기 샘플링 시간마다 획득된 상기 배터리의 전압, 상기 제1 전압 또는 상기 제2 전압을 이용하여 상기 배터리의 절연 저항을 측정하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 전압 획득 단계에서는, 제1 샘플링 시간마다 상기 배터리의 전압을 획득할 수 있으며, 상기 절연 저항 측정 단계에서는, 상기 제1 샘플링 시간마다 획득된 상기 배터리의 전압을 합산한 값을 이용하여 상기 배터리의 양극 절연 저항을 측정할 수 있다.
여기서, 상기 전압 획득 단계에서는, 제1 샘플링 시간마다 상기 제1 전압을 획득할 수 있으며, 상기 절연 저항 측정 단계에서는, 상기 제1 샘플링 시간마다 획득된 상기 제1 전압을 합산한 값을 이용하여 상기 배터리의 양극 절연 저항을 측정할 수 있다.
그리고 상기 전압 획득 단계에서는, 제2 샘플링 시간마다 상기 배터리의 전압을 획득할 수 있으며, 상기 절연 저항 측정 단계에서는, 상기 제2 샘플링 시간마다 획득된 상기 배터리의 전압을 합산한 값을 이용하여 상기 배터리의 음극 절연 저항을 측정할 수 있다.
여기서, 상기 전압 획득 단계에서는, 제2 샘플링 시간마다 상기 제2 전압을 획득할 수 있으며, 상기 절연 저항 측정 단계에서는, 상기 제2 샘플링 시간마다 획득된 상기 제2 전압을 합산한 값을 이용하여 상기 배터리의 음극 절연 저항을 측정할 수 있다.
그리고 상기 전압 획득 단계는 DMA에서 이루어질 수 있다.
본 발명은 기 설정된 샘플링 시간마다 배터리의 전압, 제1 절연 측정 저항의 양단에 인가되는 제1 전압 또는 제2 절연 측정 저항의 양단에 인가되는 제2 전압을 이용하여 배터리의 절연 저항을 측정하도록 구성되어 있으며, 이러한 본 발명에 의하면 배터리의 전압에 포함된 노이즈가 상쇄될 수 있을 뿐 아니라, 절연 저항 측정 장치에 포함된 저항(즉, 절연 측정 저항 또는 보호 저항) 자체의 오차가 절연 저항 측정에 미치는 영향과, 절연 저항 측정 장치 주변의 온도가 상기 장치에 포함된 저항(즉, 절연 측정 저항 또는 보호 저항)의 저항 값을 변동시켜 절연 저항 측정에 미치는 영향을 최소화할 수 있기 때문에, 절연 저항 측정의 정확도를 높일 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 기 설정된 샘플링 시간마다 배터리의 전압, 제1 절연 측정 저항의 양단에 인가되는 제1 전압 또는 제2 절연 측정 저항의 양단에 인가되는 제2 전압의 합산 값을 이용하여 배터리의 절연 저항을 측정하도록 구성되어 있기 때문에, 절연 저항 계산 모델의 복잡도가 비교적 낮으며, 이에 따라 배터리의 절연 저항 측정 시간을 보다 빠르게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에서 제1 스위치가 온 상태이고, 제2 스위치가 오프 상태인 경우를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치를 이용해서 측정한 양극 절연 저항의 저항 값을, 종래 절연 저항 측정 장치를 이용해서 측정한 양극 절연 저항의 저항 값과 비교해서 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1에서 제1 스위치가 오프 상태이고, 제2 스위치가 온 상태인 경우를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치를 이용해서 측정한 음극 절연 저항의 저항 값을, 종래 절연 저항 측정 장치를 이용해서 측정한 음극 절연 저항의 저항 값과 비교해서 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 방법을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 절연 저항 측정 장치에 대해 상세하게 설명한다. 첨부한 도면들은 통상의 기술자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위하여 어디까지나 예시적으로 제공되는 것으로서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들로 한정되지 않고 다른 형태로 얼마든지 구체화될 수 있다. 본 명세서에서 '또는' 이라는 용어는 관련된 복수 항목들의 조합이나, 관련된 복수 항목들 중 어느 한 항목을 의미하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치를 나타낸 도면이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치는 제1 스위치(110), 제1 보호 저항(120), 제1 절연 측정 저항(130), 제1 커패시터(140), 제1 연산증폭기(150), 제2 스위치(210), 제2 보호 저항(220), 제2 절연 측정 저항(230), 제2 커패시터(240), 제2 연산증폭기(250) 및 제어부(300)를 포함할 수 있다.
제1 스위치(110)는 배터리(10)의 음극 단자(11)에 연결된다. 여기서, 배터리(10)는 다수 개의 배터리 셀이 직렬로 연결되거나, 병렬로 연결되거나, 또는 직병렬 혼합으로 연결된 것일 수 있다.
제1 보호 저항(120)은 배터리(10)의 음극 단자(11) 및 제1 절연 측정 저항(130)에 연결된다. 도 1에서는 제1 보호 저항(120)이 제1 스위치(110)를 통해 배터리(10)의 음극 단자(11)에 연결된 것으로 도시되어 있으나, 제1 스위치(110) 및 제1 보호 저항(120)의 위치를 서로 바꾸어, 제1 보호 저항(120)이 제1 스위치(110)를 통하지 않고 배터리(10)의 음극 단자(11)에 직접적으로 연결될 수도 있다. 또한, 제1 보호 저항(120)은 경우에 따라서는 생략될 수도 있다.
제1 절연 측정 저항(130)은 제1 스위치(110) 및 접지에 연결된다. 도 1에서는 제1 절연 측정 저항(130)이 제1 보호 저항(120)을 통해 제1 스위치(110)에 연결된 것으로 도시되어 있으나, 제1 스위치(110) 및 제1 보호 저항(120)의 위치가 서로 바뀐 경우, 또는 제1 보호 저항(120)이 생략된 경우, 제1 절연 측정 저항(130)은 제1 스위치(110)에 직접적으로 연결될 수도 있다.
제1 커패시터(140)는 제1 절연 측정 저항(130)의 양단에 연결된다.
제1 연산증폭기(150)는 제1 절연 측정 저항(130)의 양단에 연결된다. 제1 연산증폭기(150)는 제1 절연 측정 저항(130)의 양단에 인가되는 전압을 미리 설정된 증폭도로 증폭하여 제어부(300)에 전달하는 역할을 한다.
한편, 제2 스위치(210)는 배터리(10)의 양극 단자(12)에 연결된다. 그리고 제2 보호 저항(220)은 배터리(10)의 양극 단자(12) 및 제2 절연 측정 저항(230)에 연결된다. 도 1에서는 제2 보호 저항(220)이 제2 스위치(210)를 통해 배터리(10)의 양극 단자(12)에 연결된 것으로 도시되어 있으나, 제2 스위치(210) 및 제2 보호 저항(220)의 위치를 서로 바꾸어, 제2 보호 저항(220)이 제2 스위치(210)를 통하지 않고 배터리(10)의 양극 단자(12)에 직접적으로 연결될 수도 있다. 또한, 제2 보호 저항(220)은 경우에 따라서는 생략될 수도 있다.
제2 절연 측정 저항(230)은 제2 스위치(210) 및 접지에 연결된다. 도 1에서는 제2 절연 측정 저항(230)이 제2 보호 저항(220)을 통해 제2 스위치(210)에 연결된 것으로 도시되어 있으나, 제2 스위치(210) 및 제2 보호 저항(220)의 위치가 서로 바뀐 경우, 또는 제2 보호 저항(220)이 생략된 경우, 제2 절연 측정 저항(230)은 제2 스위치(210)에 직접적으로 연결될 수도 있다.
제2 커패시터(240)는 제2 절연 측정 저항(230)의 양단에 연결된다.
제2 연산증폭기(250)는 제2 절연 측정 저항(230)의 양단에 연결된다. 제2 연산증폭기(250)는 제2 절연 측정 저항(230)의 양단에 인가되는 전압을 미리 설정된 증폭도로 증폭하여 제어부(300)에 전달하는 역할을 한다.
제어부(300)는 제1 ADC(analog-digital converter)(310), 제2 ADC(320), 스위치 제어부(330), 전압 획득부(340) 및 절연 저항 측정부(350)를 포함할 수 있다.
제1 ADC(310)는 제1 절연 측정 저항(130)의 양단에 인가되는 전압을 획득하여, 이를 디지털 신호로 변환하는 역할을 한다. 그리고 제2 ADC(320)는 제2 절연 측정 저항(230)의 양단에 인가되는 전압을 획득하여, 이를 디지털 신호로 변환하는 역할을 한다. 이때, 제1 ADC(310)가 획득하는 전압은 제1 연산증폭기(150)에 의해 증폭된 전압일 수 있으며, 제2 ADC(320)가 획득하는 전압은 제2 연산증폭기(250)에 의해 증폭된 전압일 수 있다.
스위치 제어부(330)는 절연 저항 측정부(350)로부터 스위치 제어 신호를 입력 받아, 제1 스위치(110) 또는 제2 스위치(210)에 상기 스위치 제어 신호를 전달하여, 제1 스위치(110) 또는 제2 스위치(210)의 온오프를 제어한다.
구체적으로, 절연 저항 측정부(350)가 배터리(10)의 양극 절연 저항을 측정하고자 할 때, 절연 저항 측정부(350)는 스위치 제어부(330)에 제1 스위치 제어 신호를 출력할 수 있다. 이 경우, 스위치 제어부(330)는 상기 제1 스위치 제어 신호를 입력 받아, 제1 스위치(110)를 온으로 제어하고, 제2 스위치(210)를 오프로 제어할 수 있다.
그리고 절연 저항 측정부(350)가 배터리(10)의 음극 절연 저항을 측정하고자 할 때, 절연 저항 측정부(350)는 스위치 제어부(330)에 제2 스위치 제어 신호를 출력할 수 있다. 이 경우, 스위치 제어부(330)는 상기 제2 스위치 제어 신호를 입력 받아, 제1 스위치(110)를 오프로 제어하고, 제2 스위치(210)를 온으로 제어할 수 있다.
전압 획득부(340)는 배터리(10)에 연결되어, 기 설정된 샘플링 시간마다 배터리(10)의 전압을 획득한다. 또한, 전압 획득부(340)는 제1 ADC(310)에 연결되어, 기 설정된 샘플링 시간마다 제1 절연 측정 저항(130)의 양단에 인가되는 제1 전압을 획득한다. 또한, 전압 획득부(340)는 제2 ADC(320)에 연결되어, 기 설정된 샘플링 시간마다 제2 절연 측정 저항(230)의 양단에 인가되는 제2 전압을 획득한다.
구체적으로, 절연 저항 측정부(350)가 배터리(10)의 양극 절연 저항을 측정하고자 할 때, 스위치 제어부(330)는 제1 스위치(110)를 온으로 제어하고, 제2 스위치(210)를 오프로 제어하게 되며, 이때 전압 획득부(340)는 기 설정된 제1 샘플링 시간(TS1)마다 배터리(10)의 전압 및 제1 절연 측정 저항(130)의 양단에 인가되는 제1 전압(V1)을 획득할 수 있다.
그리고 절연 저항 측정부(350)가 배터리(10)의 음극 절연 저항을 측정하고자 할 때, 스위치 제어부(330)는 제1 스위치(110)를 오프로 제어하고, 제2 스위치(210)를 온으로 제어하게 되며, 이때 전압 획득부(340)는 기 설정된 제2 샘플링 시간(TS2)마다 배터리(10)의 전압 및 제2 절연 측정 저항(230)의 양단에 인가되는 제2 전압(V2)을 획득할 수 있다.
절연 저항 측정부(350)는 기 설정된 샘플링 시간마다 획득된 배터리(10)의 전압, 제1 절연 측정 저항(120)의 양단에 인가되는 제1 전압 또는 제2 절연 측정 저항(230)의 양단에 인가되는 제2 전압을 이용하여, 배터리(10)의 절연 저항을 측정한다.
절연 저항 측정부(350)가 배터리(10)의 양극 절연 저항을 측정하고자 할 때, 절연 저항 측정부(350)는 전압 획득부(340)가 제1 샘플링 시간(TS1)마다 획득한 배터리(10)의 전압 및 제1 전압을 이용할 수 있다. 구체적으로, 절연 저항 측정부(350)는 제1 샘플링 시간(TS1)마다 전압 획득부(340)에서 획득된 배터리(10)의 전압을 합산한 값과, 제1 샘플링 시간(TS1)마다 전압 획득부(340)에서 획득된 제1 전압을 합산한 값을 이용하여 배터리의 양극 절연 저항을 측정할 수 있으며, 이에 관해서는 도 2에 관한 설명에서 후술하기로 한다.
그리고 절연 저항 측정부(350)가 배터리(10)의 음극 절연 저항을 측정하고자 할 때, 절연 저항 측정부(350)는 전압 획득부(340)가 제2 샘플링 시간(TS2)마다 획득한 배터리(10)의 전압 및 제2 전압을 이용할 수 있다. 구체적으로, 절연 저항 측정부(350)는 제2 샘플링 시간(TS2)마다 전압 획득부(340)에서 획득된 배터리(10)의 전압을 합산한 값과, 제2 샘플링 시간(TS2)마다 전압 획득부(340)에서 획득된 제2 전압을 합산한 값을 이용하여 배터리의 음극 절연 저항을 측정할 수 있으며, 이에 관해서는 도 4에 관한 설명에서 후술하기로 한다.
도 2는 도 1에서 제1 스위치(110)가 온 상태이고, 제2 스위치(210)가 오프 상태인 경우를 나타낸 도면이다. 도 2는 절연 저항 측정부(350)가 배터리(10)의 양극 절연 저항(R2)을 측정하는 모습을 설명하기 위한 것으로서, 이때 절연 저항 측정부(350)는 배터리(10)의 음극 절연 저항(R1)이 무한대인 것으로 가정할 수 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 스위치(110)가 온 상태이고, 제2 스위치(210)가 오프 상태일 경우, 노드 n에서는 다음의 수학식 1이 성립한다.
[수학식 1]
Figure pat00001
수학식 1에서 Vn은 노드 n에서의 전압이고, V1은 제1 절연 측정 저항(130)의 양단에 인가되는 제1 전압이며, R11은 제1 보호 저항(120)의 저항 값이고, I11은 제1 보호 저항(120)에 흐르는 전류를 의미한다.
수학식 1에서 I11은 다음의 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 2]
Figure pat00002
수학식 2에서 I1은 제1 커패시터(140)에 흐르는 전류이고, I12는 제1 절연 측정 저항(130)에 흐르는 전류이며, C1은 제1 커패시터(140)의 커패시턴스이고, R12는 제1 절연 측정 저항(130)의 저항 값을 의미한다.
수학식 2를 수학식 1에 대입하면, 다음의 수학식 3이 성립한다.
[수학식 3]
Figure pat00003
한편, 도 2의 노드 n에서 KCL(Kirchhoff's Current Law)을 적용하면, 다음의 수학식 4와 같다.
[수학식 4]
Figure pat00004
수학식 4에서 Vpack은 배터리(10)의 전압이고, R2는 배터리(10)의 양극 절연 저항의 저항 값을 의미한다.
수학식 4를 Vn으로 정리하면, 다음의 수학식 5와 같다.
[수학식 5]
Figure pat00005
수학식 3과 수학식 5는 모두 Vn에 관한 관계식이므로, 이를 정리하면 다음의 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 6]
Figure pat00006
다음으로 수학식 6을 이산화하기 위해
Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
으로 치환하면, 수학식 6은 다음의 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다. 여기서, k는 현재 샘플링 시점이고, TS1은 제1 샘플링 시간을 의미한다.
[수학식 7]
Figure pat00010
수학식 7에서 n개의 윈도우 사이즈(window size)에 해당하는 식을 나열하면, 다음의 수학식 8과 같다.
[수학식 8]
k에서,
Figure pat00011
k-1에서,
Figure pat00012
k-2에서,
Figure pat00013
…
k-(n-1)에서,
Figure pat00014
다음으로, 위의 수학식 8에 나타낸 식을 모두 더하면, 다음의 수학식 9와 같다.
[수학식 9]
Figure pat00015
다음으로, 수학식 9를 R2에 대해서 정리하면, 다음의 수학식 10과 같다
[수학식 10]
Figure pat00016
상술한 바와 같이, 절연 저항 측정부(350)가 배터리(10)의 양극 절연 저항을 측정하고자 할 때, 스위치 제어부(330)는 절연 저항 측정부(350)로부터 입력되는 스위치 제어 신호에 따라, 제1 스위치(110)를 온으로 제어하고, 제2 스위치(210)를 오프로 제어한다.
전압 획득부(340)는 이와 같이 제1 스위치(110)가 온 상태이고, 제2 스위치(210)가 오프 상태인 경우에, 제1 샘플링 시간(TS1)마다 배터리(10)의 전압 및 제1 절연 측정 저항(130)의 양단에 인가되는 제1 전압을 획득한다. 여기서, 전압 획득부(340)는 DMA(Direct Mode Access)를 포함하여 이루어지는 것이 바람직한데, 이는 DMA가 데이터를 고속으로 획득하는데 있어서 매우 유용하기 때문이다.
절연 저항 측정부(350)는 배터리(10)의 양극 절연 저항의 저항 값 R2를 상기 수학식 10에 의해 측정할 수 있다. 구체적으로, 절연 저항 측정부(350)는 제1 샘플링 시간(TS1)마다 전압 획득부(340)에서 획득된 배터리(10)의 전압을 합산한 값(즉, 상기 수학식 10에서
Figure pat00017
)과, 상기 제1 샘플링 시간(TS1)마다 전압 획득부(340)에서 획득된 제1 전압을 합산한 값(즉, 상기 수학식 10에서
Figure pat00018
)을 이용하여, 배터리(10)의 양극 절연 저항의 저항 값 R2를 측정할 수 있다.
상기 수학식 6은 양극 절연 저항을 측정할 때, 종래 절연 저항 측정 장치에서 이용되던 식이다. 상술한 바와 같이, IGBT 스위치의 스위칭 등에 의해 배터리(10)의 전압 값에는 무작위 노이즈가 포함될 수 있다. 그리고 절연 저항 측정 장치에 포함된 저항(즉, 절연 측정 저항 또는 보호 저항 등)은 자체적으로 오차를 가질 수 있으며, 절연 저항 측정 장치 주변의 온도는 상기 장치에 포함된 저항(즉, 절연 측정 저항 또는 보호 저항 등)의 저항 값을 변동시킬 수 있다.
이에 대해 종래의 절연 저항 측정 장치는 상기 수학식 6과 같은 스칼라 함수를 이용하여 배터리의 절연 저항을 측정하기 때문에, 배터리의 절연 저항 측정 시 이용되는 배터리(10)의 전압 값에는 노이즈가 그대로 포함되어 있을 수 있고, 절연 저항 측정 장치에 포함된 저항의 저항 값 변동을 전혀 고려하고 있지 않다. 따라서, 종래의 절연 저항 측정 장치는 양극 절연 저항을 측정함에 있어서, 그 측정의 정확도가 낮을 수밖에 없다.
이에 반해, 본 발명에 따른 절연 저항 측정 장치는 제1 샘플링 시간(TS1)마다 전압 획득부(340)에서 획득된 배터리(10)의 전압을 합산한 값을 이용하여 배터리(10)의 양극 절연 저항을 측정하기 때문에, 배터리(10)의 전압을 합산하는 과정에서 배터리(10)의 전압에 포함된 노이즈가 상쇄될 수 있게 된다.
그리고 본 발명에 따른 절연 저항 측정 장치는 제1 샘플링 시간(TS1)마다 전압 획득부(340)에서 획득된 제1 전압을 합산한 값을 이용하여 배터리(10)의 양극 절연 저항을 측정하기 때문에, 제1 전압을 합산하는 과정에서 배터리(10)의 전압에 포함된 노이즈가 더욱 확실히 상쇄될 수 있다. 게다가, 절연 저항 측정 장치에 포함된 저항(즉, 절연 측정 저항 또는 보호 저항) 자체의 오차가 양극 절연 저항 측정에 미치는 영향 및 절연 저항 측정 장치 주변의 온도가 상기 장치에 포함된 저항(즉, 절연 측정 저항 또는 보호 저항)의 저항 값을 변동시켜 양극 절연 저항 측정에 미치는 영향 역시 상쇄될 수 있다.
일반적으로 노이즈는 가우시안 분포를 띄게 되는데, 제1 샘플링 시간(TS1)마다 전압 획득부(340)에서 획득된 배터리(10)의 전압을 합산하는 과정에서, 그리고 제1 샘플링 시간(TS1)마다 전압 획득부(340)에서 획득된 제1 전압을 합산하는 과정에서, 이와 같이 가우시안 분포를 띄는 노이즈는 상쇄될 수 있게 된다.
이와 마찬가지로, 절연 저항 측정 장치에 포함된 저항(즉, 절연 측정 저항 또는 보호 저항) 자체의 오차나 온도에 의한 저항 값 변동 역시 일반적으로 가우시안 분포를 띄게 되며, 제1 샘플링 시간(TS1)마다 전압 획득부(340)에서 획득된 제1 전압을 합산하는 과정에서, 이와 같이 가우시안 분포를 띄는 저항 자체의 오차나 저항 값 변동에 의한 영향은 상쇄될 수 있게 된다.
따라서, 본 발명에 의하면 배터리(10)의 양극 절연 저항 측정 시, 배터리(10)의 전압 값에 포함된 노이즈를 상쇄시킬 수 있고, 절연 저항 측정 장치에 포함된 저항(즉, 절연 측정 저항 또는 보호 저항)의 저항 값 변동 역시 상쇄시킬 수 있기 때문에, 양극 절연 저항 측정 값의 정확도를 높일 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치를 이용해서 측정한 양극 절연 저항의 저항 값을, 종래 절연 저항 측정 장치를 이용해서 측정한 양극 절연 저항의 저항 값과 비교해서 나타낸 도면이다.
도 3을 참고하면, 양극 절연 저항의 실제 저항 값(R2=10MΩ)에 비해, 종래 절연 저항 측정 장치(즉, 상기 수학식 6을 이용한 절연 저항 측정 장치)를 이용해서 측정한 양극 절연 저항의 저항 값(R2old)은 그 정확도가 매우 낮다는 것을 알 수 있다. 이에 반해, 본 발명에 따른 절연 저항 측정 장치를 이용해서 측정한 양극 절연 저항의 저항 값(R2new)은 실제 양극 절연 저항의 저항 값과 거의 동일한 수준을 나타내므로, 그 정확도가 매우 높다는 것을 알 수 있다.
한편, 도 4는 도 1에서 제1 스위치(110)가 오프 상태이고, 제2 스위치(210)가 온 상태인 경우를 나타낸 도면이다. 도 4는 절연 저항 측정부(350)가 배터리(10)의 음극 절연 저항(R1)을 측정하는 모습을 설명하기 위한 것으로서, 이때 절연 저항 측정부(350)는 배터리(10)의 양극 절연 저항(R2)이 무한대인 것으로 가정할 수 있다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 스위치(110)가 오프 상태이고, 제2 스위치(210)가 온 상태일 경우, 노드 n에서는 다음의 수학식 11이 성립한다.
[수학식 11]
Figure pat00019
수학식 11에서 Vn은 노드 n에서의 전압이고, V2는 제2 절연 측정 저항(230)의 양단에 인가되는 제2 전압이며, R21은 제2 보호 저항(220)의 저항 값이고, I21은 제1 보호 저항(220)에 흐르는 전류를 의미한다.
수학식 11에서 I21은 다음의 수학식 12와 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 12]
Figure pat00020
수학식 12에서 I2는 제2 커패시터(240)에 흐르는 전류이고, I22는 제2 절연 측정 저항(230)에 흐르는 전류이며, C2는 제2 커패시터(240)의 커패시턴스이고, R22는 제2 절연 측정 저항(230)의 저항 값을 의미한다.
수학식 12를 수학식 11에 대입하면, 다음의 수학식 13이 성립한다.
[수학식 13]
Figure pat00021
수학식 13에서 Vpack은 배터리(10)의 전압을 의미한다.
한편, 도 4의 노드 n에서 KCL을 적용하면, 다음의 수학식 14와 같다.
[수학식 14]
Figure pat00022
수학식 14에서 R1은 배터리(10)의 음극 절연 저항의 저항 값을 의미한다.
수학식 14를 Vn으로 정리하면, 다음의 수학식 15와 같다.
[수학식 15]
Figure pat00023
수학식 13과 수학식 15는 모두 Vn에 관한 관계식이므로, 이를 정리하면 다음의 수학식 16과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 16]
Figure pat00024
다음으로 수학식 16을 이산화하기 위해
Figure pat00025
,
Figure pat00026
,
Figure pat00027
으로 치환하면, 수학식 16은 다음의 수학식 17과 같이 나타낼 수 있다. 여기서, k는 현재 샘플링 시점이고, TS2는 제2 샘플링 시간을 의미한다.
[수학식 17]
Figure pat00028
수학식 17에 대해 n개의 윈도우 사이즈에 해당하는 식을 나열하면, 다음의 수학식 18과 같다.
[수학식 18]
k에서,
Figure pat00029
k-1에서,
Figure pat00030
k-2에서,
Figure pat00031
…
k-(n-1)에서,
Figure pat00032
다음으로, 위의 수학식 18에 나타낸 식을 모두 더하면, 다음의 수학식 19와 같다.
[수학식 19]
Figure pat00033
다음으로, 수학식 19를 R1에 대해서 정리하면, 다음의 수학식 20과 같다
[수학식 20]
Figure pat00034
상술한 바와 같이, 절연 저항 측정부(350)가 배터리(10)의 음극 절연 저항을 측정하고자 할 때, 스위치 제어부(330)는 절연 저항 측정부(350)로부터 입력되는 스위치 제어 신호에 따라, 제1 스위치(110)를 오프로 제어하고, 제2 스위치(210)를 온으로 제어한다.
전압 획득부(340)는 이와 같이 제1 스위치(110)가 오프 상태이고, 제2 스위치(210)가 온 상태인 경우에, 제2 샘플링 시간(TS2)마다 배터리(10)의 전압 및 제2 절연 측정 저항(230)의 양단에 인가되는 제2 전압을 획득한다. 여기서, 전압 획득부(340)는 DMA를 포함하여 이루어지는 것이 바람직한데, 이는 DMA가 데이터를 고속으로 획득하는데 있어서 매우 유용하기 때문이다. 그리고 제2 샘플링 시간(TS2)은 앞서 설명한 제1 샘플링 시간(TS1)과 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.
절연 저항 측정부(350)는 배터리(10)의 음극 절연 저항의 저항 값 R1을 상기 수학식 20에 의해 측정할 수 있다. 구체적으로, 절연 저항 측정부(350)는 제2 샘플링 시간(TS2)마다 전압 획득부(340)에서 획득된 배터리(10)의 전압을 합산한 값(즉, 상기 수학식 20에서
Figure pat00035
)과, 상기 제2 샘플링 시간(TS2)마다 전압 획득부(340)에서 획득된 제2 전압을 합산한 값(즉, 상기 수학식 20에서
Figure pat00036
)을 이용하여, 배터리(10)의 음극 절연 저항의 저항 값 R1을 측정할 수 있다.
상기 수학식 16은 음극 절연 저항을 측정할 때, 종래 절연 저항 측정 장치에서 이용되던 식이다. 상술한 바와 같이, IGBT 스위치의 스위칭 등에 의해 배터리(10)의 전압 값에는 무작위 노이즈가 포함될 수 있다. 그리고 절연 저항 측정 장치에 포함된 저항(즉, 절연 측정 저항 또는 보호 저항 등)은 자체적으로 오차를 가질 수 있으며, 절연 저항 측정 장치 주변의 온도는 상기 장치에 포함된 저항(즉, 절연 측정 저항 또는 보호 저항 등)의 저항 값을 변동시킬 수 있다.
이에 대해 종래의 절연 저항 측정 장치는 상기 수학식 16과 같은 스칼라 함수를 이용하여 배터리의 절연 저항을 측정하기 때문에, 배터리의 절연 저항 측정 시 이용되는 배터리(10)의 전압 값에는 노이즈가 그대로 포함되어 있을 수 있고, 절연 저항 측정 장치에 포함된 저항의 저항 값 변동을 전혀 고려하고 있지 않다. 따라서, 종래의 절연 저항 측정 장치는 음극 절연 저항을 측정함에 있어서, 그 측정의 정확도가 낮을 수밖에 없다.
이에 반해, 본 발명에 따른 절연 저항 측정 장치는 제2 샘플링 시간(TS2)마다 전압 획득부(340)에서 획득된 배터리(10)의 전압을 합산한 값을 이용하여 배터리(10)의 음극 절연 저항을 측정하기 때문에, 배터리(10)의 전압을 합산하는 과정에서 배터리(10)의 전압에 포함된 노이즈가 상쇄될 수 있게 된다.
그리고 본 발명에 따른 절연 저항 측정 장치는 제2 샘플링 시간(TS2)마다 전압 획득부(340)에서 획득된 제2 전압을 합산한 값을 이용하여 배터리(10)의 음극 절연 저항을 측정하기 때문에, 제2 전압을 합산하는 과정에서 배터리(10)의 전압에 포함된 노이즈가 더욱 확실히 상쇄될 수 있다. 게다가, 절연 저항 측정 장치에 포함된 저항(즉, 절연 측정 저항 또는 보호 저항) 자체의 오차가 음극 절연 저항 측정에 미치는 영향 및 절연 저항 측정 장치 주변의 온도가 상기 장치에 포함된 저항(즉, 절연 측정 저항 또는 보호 저항)의 저항 값을 변동시켜 음극 절연 저항 측정에 미치는 영향 역시 상쇄될 수 있다.
일반적으로 노이즈는 가우시안 분포를 띄게 되는데, 제2 샘플링 시간(TS2)마다 전압 획득부(340)에서 획득된 배터리(10)의 전압을 합산하는 과정에서, 그리고 제2 샘플링 시간(TS2)마다 전압 획득부(340)에서 획득된 제2 전압을 합산하는 과정에서, 이와 같이 가우시안 분포를 띄는 노이즈는 상쇄될 수 있게 된다.
이와 마찬가지로, 절연 저항 측정 장치에 포함된 저항(즉, 절연 측정 저항 또는 보호 저항) 자체의 오차나 온도에 의한 저항 값 변동 역시 일반적으로 가우시안 분포를 띄게 되며, 제2 샘플링 시간(TS2)마다 전압 획득부(340)에서 획득된 제2 전압을 합산하는 과정에서, 이와 같이 가우시안 분포를 띄는 저항 자체의 오차나 저항 값 변동에 의한 영향은 상쇄될 수 있게 된다.
따라서, 본 발명에 의하면 배터리(10)의 음극 절연 저항 측정 시, 배터리(10)의 전압 값에 포함된 노이즈를 상쇄시킬 수 있고, 절연 저항 측정 장치에 포함된 저항(즉, 절연 측정 저항 또는 보호 저항)의 저항 값 변동 역시 상쇄시킬 수 있기 때문에, 음극 절연 저항 측정 값의 정확도를 높일 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치를 이용해서 측정한 음극 절연 저항의 저항 값을, 종래 절연 저항 측정 장치를 이용해서 측정한 음극 절연 저항의 저항 값과 비교해서 나타낸 도면이다.
도 5를 참고하면, 음극 절연 저항의 실제 저항 값(R1=10MΩ)에 비해, 종래 절연 저항 측정 장치(즉, 상기 수학식 16을 이용한 절연 저항 측정 장치)를 이용해서 측정한 음극 절연 저항의 저항 값(R1old)은 그 정확도가 매우 낮다는 것을 알 수 있다. 이에 반해, 본 발명에 따른 절연 저항 측정 장치를 이용해서 측정한 음극 절연 저항의 저항 값(R1new)은 실제 음극 절연 저항의 저항 값과 거의 동일한 수준을 나타내므로, 그 정확도가 매우 높다는 것을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 방법을 나타낸 도면으로서, 도 6에 나타낸 절연 저항 측정 방법은 상술한 절연 저항 측정 장치를 통해 배터리(10)의 절연 저항을 측정하는 방법에 관한 것이다.
여기서, 절연 저항 측정 장치는 상술한 바와 같이 배터리(10)의 음극 단자(11)에 연결되는 제1 스위치(110), 제1 스위치(110) 및 접지에 연결되는 제1 절연 측정 저항(130), 제1 절연 측정 저항(130)의 양단에 연결되는 제1 커패시터(140), 배터리(10)의 양극 단자(12)에 연결되는 제2 스위치(210), 제2 스위치(210) 및 상기 접지에 연결되는 제2 절연 측정 저항(230), 제2 절연 측정 저항(230)의 양단에 연결되는 제2 커패시터(240), 그리고 배터리(10)의 절연 저항을 측정하는 제어부(300)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 방법은, 먼저 스위치 제어부(330)에 의해, 제1 스위치(110) 또는 제2 스위치(210)의 온오프를 제어하는 스위치 제어 단계가 이루어진다(S100).
그리고 상기 S100 단계 이후에는, 전압 획득부(340)에 의해, 배터리(10)의 전압, 제1 절연 측정 저항(130)의 양단에 인가되는 제1 전압 또는 상기 제2 절연 측정 저항(230)의 양단에 인가되는 제2 전압을 기 설정된 샘플링 시간마다 획득하는 단계가 이루어진다(S200).
그리고 상기 S200 단계 이후에는, 절연 저항 측정부(350)에 의해, 상기 샘플링 시간마다 획득된 상기 배터리(10)의 전압, 상기 제1 전압 또는 상기 제2 전압을 이용하여, 배터리(10)의 절연 저항을 측정하는 단계가 이루어진다(S300).
상기 전압 획득 단계(S200)에서 획득되는 제1 전압은, 상기 스위치 제어 단계(S100)에서 상기 제1 스위치(110)가 온으로 제어되고, 상기 제2 스위치(S210)가 오프로 제어된 상태에서, 전압 획득부(340)에 의해 획득될 수 있다.
상기 전압 획득 단계(S200)에서 전압 획득부(340)는 제1 샘플링 시간(TS1)마다 배터리(10)의 전압을 획득할 수 있으며, 상기 절연 저항 측정 단계(S300)에서 절연 저항 측정부(350)는 상기 제1 샘플링 시간(TS1)마다 획득된 배터리(10)의 전압을 합산한 값을 이용하여 배터리(10)의 양극 절연 저항을 측정할 수 있다.
또한, 상기 전압 획득 단계(S200)에서 전압 획득부(340)는 제1 샘플링 시간(TS1)마다 제1 절연 측정 저항(130)의 양단에 인가되는 제1 전압을 획득할 수 있으며, 상기 절연 저항 측정 단계(S300)에서 절연 저항 측정부(350)는 상기 제1 샘플링 시간(TS1)마다 획득된 제1 전압을 합산한 값을 이용하여 배터리(10)의 양극 절연 저항을 측정할 수 있다.
물론, 상기 전압 획득 단계(S200)에서 전압 획득부(340)는 제1 샘플링 시간(TS1)마다 배터리(10)의 전압 및 제1 절연 측정 저항(130)의 양단에 인가되는 제1 전압을 모두 획득할 수 있으며, 상기 절연 저항 측정 단계(S300)에서 절연 저항 측정부(350)는 상기 제1 샘플링 시간(TS1)마다 획득된 배터리(10)의 전압 및 제1 전압을 합산한 값을 이용하여 배터리(10)의 양극 절연 저항을 측정할 수도 있다.
한편, 상기 전압 획득 단계(S200)에서 획득되는 제2 전압은, 상기 스위치 제어 단계(S100)에서 상기 제1 스위치(110)가 오프로 제어되고, 상기 제2 스위치(S210)가 온으로 제어된 상태에서, 전압 획득부(340)에 의해 획득될 수 있다.
상기 전압 획득 단계(S200)에서 전압 획득부(340)는 제2 샘플링 시간(TS2)마다 배터리(10)의 전압을 획득할 수 있으며, 상기 절연 저항 측정 단계(S300)에서 절연 저항 측정부(350)는 상기 제2 샘플링 시간(TS2)마다 획득된 배터리(10)의 전압을 합산한 값을 이용하여 배터리(10)의 음극 절연 저항을 측정할 수 있다. 여기서, 제2 샘플링 시간(TS2)은 제1 샘플링 시간(TS1)과 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다.
또한, 상기 전압 획득 단계(S200)에서 전압 획득부(340)는 제2 샘플링 시간(TS2)마다 제2 절연 측정 저항(230)의 양단에 인가되는 제2 전압을 획득할 수 있으며, 상기 절연 저항 측정 단계(S300)에서 절연 저항 측정부(350)는 상기 제2 샘플링 시간(TS2)마다 획득된 제2 전압을 합산한 값을 이용하여 배터리(10)의 음극 절연 저항을 측정할 수 있다.
물론, 상기 전압 획득 단계(S200)에서 전압 획득부(340)는 제2 샘플링 시간(TS2)마다 배터리(10)의 전압 및 제2 절연 측정 저항(230)의 양단에 인가되는 제2 전압을 모두 획득할 수 있으며, 상기 절연 저항 측정 단계(S300)에서 절연 저항 측정부(350)는 상기 제2 샘플링 시간(TS2)마다 획득된 배터리(10)의 전압 및 제2 전압을 합산한 값을 이용하여 배터리(10)의 음극 절연 저항을 측정할 수도 있다.
여기서, 상기 전압 획득 단계(S200)는 DMA에서 이루어지는 것이 바람직한데, 이는 DMA가 데이터를 고속으로 획득하는데 있어서 매우 유용하기 때문이다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명의 기술적 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 배터리
11: 음극 단자 12: 양극 단자
110: 제1 스위치 120: 제1 보호 저항
130: 제1 절연 측정 저항 140: 제1 커패시터
150: 제1 연산증폭기
210: 제2 스위치 220: 제2 보호 저항
230: 제2 절연 측정 저항 240: 제2 커패시터
250: 제2 연산증폭기
300: 제어부
310: 제1 ADC 320: 제2 ADC
330: 스위치 제어부 340: 전압 획득부
350: 절연 저항 추정부

Claims (13)

  1. 배터리의 음극 단자에 연결되는 제1 스위치;
    상기 제1 스위치 및 접지에 연결되는 제1 절연 측정 저항;
    상기 제1 절연 측정 저항의 양단에 연결되는 제1 커패시터;
    상기 배터리의 양극 단자에 연결되는 제2 스위치;
    상기 제2 스위치 및 상기 접지에 연결되는 제2 절연 측정 저항;
    상기 제2 절연 측정 저항의 양단에 연결되는 제2 커패시터; 및
    상기 배터리의 절연 저항을 측정하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 제1 스위치 또는 상기 제2 스위치의 온오프를 제어하는 스위치 제어부;
    상기 배터리의 전압, 상기 제1 절연 측정 저항의 양단에 인가되는 제1 전압 또는 상기 제2 절연 측정 저항의 양단에 인가되는 제2 전압을 기 설정된 샘플링 시간마다 획득하는 전압 획득부; 및
    상기 샘플링 시간마다 획득된 상기 배터리의 전압, 상기 제1 전압 또는 상기 제2 전압을 이용하여 상기 배터리의 절연 저항을 측정하는 절연 저항 측정부를 포함하는 절연 저항 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전압 획득부는 제1 샘플링 시간마다 상기 배터리의 전압을 획득하며,
    상기 절연 저항 측정부는 상기 제1 샘플링 시간마다 획득된 상기 배터리의 전압을 합산한 값을 이용하여 상기 배터리의 양극 절연 저항을 측정하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전압 획득부는 제1 샘플링 시간마다 상기 제1 전압을 획득하며,
    상기 절연 저항 측정부는 상기 제1 샘플링 시간마다 획득된 상기 제1 전압을 합산한 값을 이용하여 상기 배터리의 양극 절연 저항을 측정하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전압 획득부는 제2 샘플링 시간마다 상기 배터리의 전압을 획득하며,
    상기 절연 저항 측정부는 상기 제2 샘플링 시간마다 획득된 상기 배터리의 전압을 합산한 값을 이용하여 상기 배터리의 음극 절연 저항을 측정하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전압 획득부는 제2 샘플링 시간마다 상기 제2 전압을 획득하며,
    상기 절연 저항 측정부는 상기 제2 샘플링 시간마다 획득된 상기 제2 전압을 합산한 값을 이용하여 상기 배터리의 음극 절연 저항을 측정하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 배터리의 음극 단자 및 상기 제1 절연 측정 저항에 연결되는 제1 보호 저항; 및
    상기 배터리의 양극 단자 및 상기 제2 절연 측정 저항에 연결되는 제2 보호 저항을 더 포함하는 절연 저항 측정 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전압 획득부는 DMA(Direct Mode Access)를 포함하는 절연 저항 측정 장치.
  8. 배터리의 음극 단자에 연결되는 제1 스위치;
    상기 제1 스위치 및 접지에 연결되는 제1 절연 측정 저항;
    상기 제1 절연 측정 저항의 양단에 연결되는 제1 커패시터;
    상기 배터리의 양극 단자에 연결되는 제2 스위치;
    상기 제2 스위치 및 상기 접지에 연결되는 제2 절연 측정 저항;
    상기 제2 절연 측정 저항의 양단에 연결되는 제2 커패시터; 및
    상기 배터리의 절연 저항을 측정하는 제어부를 포함하는 절연 저항 측정 장치를 이용한 절연 저항 측정 방법으로서,
    상기 제1 스위치 또는 상기 제2 스위치의 온오프를 제어하는 스위치 제어 단계;
    상기 배터리의 전압, 상기 제1 절연 측정 저항의 양단에 인가되는 제1 전압 또는 상기 제2 절연 측정 저항의 양단에 인가되는 제2 전압을 기 설정된 샘플링 시간마다 획득하는 전압 획득 단계; 및
    상기 샘플링 시간마다 획득된 상기 배터리의 전압, 상기 제1 전압 또는 상기 제2 전압을 이용하여 상기 배터리의 절연 저항을 측정하는 단계를 포함하는 절연 저항 측정 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전압 획득 단계에서는, 제1 샘플링 시간마다 상기 배터리의 전압을 획득하며,
    상기 절연 저항 측정 단계에서는, 상기 제1 샘플링 시간마다 획득된 상기 배터리의 전압을 합산한 값을 이용하여 상기 배터리의 양극 절연 저항을 측정하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 전압 획득 단계에서는, 제1 샘플링 시간마다 상기 제1 전압을 획득하며,
    상기 절연 저항 측정 단계에서는, 상기 제1 샘플링 시간마다 획득된 상기 제1 전압을 합산한 값을 이용하여 상기 배터리의 양극 절연 저항을 측정하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 전압 획득 단계에서는, 제2 샘플링 시간마다 상기 배터리의 전압을 획득하며,
    상기 절연 저항 측정 단계에서는, 상기 제2 샘플링 시간마다 획득된 상기 배터리의 전압을 합산한 값을 이용하여 상기 배터리의 음극 절연 저항을 측정하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 전압 획득 단계에서는, 제2 샘플링 시간마다 상기 제2 전압을 획득하며,
    상기 절연 저항 측정 단계에서는, 상기 제2 샘플링 시간마다 획득된 상기 제2 전압을 합산한 값을 이용하여 상기 배터리의 음극 절연 저항을 측정하는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 전압 획득 단계는 DMA에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 절연 저항 측정 방법.
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