KR20220043647A - ISOLATION STATE diagnosis METHOD AND BATTERY SYSTEM USING THE SAME - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시는 절연 상태 진단 방법 및 이를 적용한 배터리 시스템에 관한 것이다.The present disclosure relates to an insulation state diagnosis method and a battery system to which the same is applied.
배터리 시스템은 배터리의 누설전류에 의해 운전자의 감전을 방지하기 위해 배터리와 자동차 샤시 그라운드 간의 절연 저항을 측정하는 회로를 포함한다. 또한, 절연 저항 측정 회로의 불량에 의해 오 측정을 감지하기 위해서, 배터리 시스템은 절연 저항 측정 회로에 대한 진단을 수행한다. The battery system includes a circuit for measuring the insulation resistance between the battery and the vehicle chassis ground in order to prevent electric shock to the driver due to the leakage current of the battery. In addition, in order to detect an erroneous measurement due to a failure of the insulation resistance measurement circuit, the battery system performs a diagnosis on the insulation resistance measurement circuit.
절연 저항 측정 회로의 진단을 위해서, 절연 저항 측정 회로에서 특정 접점의 전압들을 측정하는데, 전압들을 측정하는데 시간이 소요되고, 전압 측정 시간 중에 차량 노이즈에 의해 전압이 변동하면, 절연 저항 측정 회로에 대한 진단에 오류가 발생할 수 있다. For the diagnosis of the insulation resistance measurement circuit, the insulation resistance measurement circuit measures the voltages of a specific contact, and it takes time to measure the voltages, and if the voltage fluctuates due to vehicle noise during the voltage measurement time, the insulation resistance measurement circuit An error may occur in the diagnosis.
정확한 절연 저항 측정 회로 진단을 위해서, 절연 저항 측정 회로에서 복수 회 이상이 발생할 때, 절연 저항 측정 회로에 이상이 있는 것으로 진단한다. 이에 따라 진단 소요 시간이 증가하는 한계가 있다. For accurate insulation resistance measurement circuit diagnosis, when an error occurs multiple times in the insulation resistance measurement circuit, it is diagnosed as having an error in the insulation resistance measurement circuit. Accordingly, there is a limit in that the time required for diagnosis increases.
노이즈에 의한 절연 저항의 오진단을 방지하고, 절연 저항 계산 회로의 이상 여부를 진단하기 위해 절연 저항을 여러 번 측정해야 하는 것을 방지할 수 있는 절연 상태 진단 방법 및 이를 적용한 배터리 시스템을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a method for diagnosing insulation state that can prevent erroneous diagnosis of insulation resistance due to noise, and to prevent the need to measure insulation resistance multiple times to diagnose an abnormality in insulation resistance calculation circuit, and a battery system to which it is applied.
발명의 한 특징에 따른 배터리 시스템은, 배터리 시스템은, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩, 상기 배터리 팩의 양극에 일단이 연결되어 있는 제1 스위치, 상기 제1 스위치의 타단과 그라운드 사이에 연결되어 있는 제1 저항 및 제2 저항, 상기 배터리 팩의 음극에 일단이 연결되어 있는 제2 스위치, 상기 제2 스위치의 타단과 그라운드 사이에 연결되어 있는 제3 저항 및 제4 저항, 상기 그라운드와 상기 제4 저항 사이에 연결되어 있는 기준 전압원, 및 배터리 관리 시스템을 포함한다. 상기 배터리 관리 시스템은, 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 온 상태에서, 상기 제1 저항 및 제2 저항 사이의 접점의 전압인 제1 측정 전압, 상기 제3 저항 및 제4 저항 사이의 접점의 전압인 제2 측정 전압, 상기 배터리 팩의 양단 전압인 배터리 팩 전압 각각의 제1 샘플링 기간 동안의 편차를 대응하는 기준값과 비교하여 상기 제1 측정 전압 및 상기 제2 측정 전압의 안정화 여부를 판단한다.In a battery system according to an aspect of the present invention, the battery system includes a battery pack including a plurality of battery cells, a first switch having one end connected to a positive electrode of the battery pack, and a connection between the other end of the first switch and a ground a first resistor and a second resistor, a second switch having one end connected to the negative electrode of the battery pack, a third resistor and a fourth resistor connected between the other end of the second switch and a ground, the ground and the a reference voltage source coupled between the fourth resistor; and a battery management system. The battery management system may include, in an on state of the first switch and the second switch, a first measured voltage that is a voltage of a contact point between the first resistor and the second resistor, and a contact point between the third resistor and the fourth resistor. It is determined whether the first measured voltage and the second measured voltage are stabilized by comparing the deviation during the first sampling period of each of the second measured voltage that is the voltage of the battery pack and the battery pack voltage that is the voltage at both ends of the battery pack with a corresponding reference value do.
상기 배터리 관리 시스템은, 상기 오차율이 상기 제1 임계 범위를 벗어나고 상기 제2 임계 범위 내일 때 산출된 절연 저항에서 소정의 조정 저항을 차감하여 보상 절연 저항을 생성하고, 상기 보상 절연 저항이 소정의 임계 저항 이상이면 절연 상태로 판단할 수 있다.The battery management system generates a compensation insulation resistance by subtracting a predetermined adjustment resistance from the calculated insulation resistance when the error rate is out of the first threshold range and within the second threshold range, and the compensation insulation resistance is set to a predetermined threshold If the resistance is higher than the resistance, it can be judged as an insulation state.
상기 조정 저항은, 상기 오차율이 상기 제2 임계 범위의 상위 경계 값일 때의 상기 산출된 절연 저항의 오차로 설정될 수 있다. The adjustment resistance may be set as an error of the calculated insulation resistance when the error rate is an upper boundary value of the second critical range.
상기 배터리 관리 시스템은, 상기 오차율이 상기 제1 임계 범위 내일 때 산출된 절연 저항이 소정의 임계 저항 이상이면 절연 상태로 판단할 수 있다.The battery management system may determine the insulation state when the calculated insulation resistance is equal to or greater than a predetermined threshold resistance when the error rate is within the first threshold range.
상기 배터리 관리 시스템은, 상기 오차율이 상기 제2 임계 범위를 벗어날 때, 상기 배터리 시스템의 동작을 정지시킬 수 있다.The battery management system may stop the operation of the battery system when the error rate is out of the second threshold range.
상기 배터리 관리 시스템은, 상기 오차율이 상기 제1 임계 범위를 벗어나고 상기 제2 임계 범위 내일 때, 상기 예외 허용 횟수만큼 절연 저항 산출을 수행하면, 상기 배터리 시스템의 동작을 정지시킬 수 있다.The battery management system may stop the operation of the battery system by calculating the insulation resistance as many times as the number of exceptions allowed when the error rate is out of the first threshold range and within the second threshold range.
발명의 다른 특징에 따른 절연 상태 진단 방법은, 복수의 배터리 셀을 포함하는 배터리 팩의 양극에 연결되어 있는 제1 스위치 및 상기 배터리 팩의 음극에 연결되어 있는 제2 스위치를 온 시키는 단계, 상기 제1 스위치와 그라운드 사이에 연결된 제1 저항 및 제2 저항 사이의 접점의 전압인 제1 측정 전압 및 상기 제2 스위치와 그라운드 사이에 연결되어 있는 제3 저항 및 제4 저항 사이의 접점의 전압인 제2 측정 전압을 이용하여 상기 배터리 팩의 양단 전압을 산출하는 단계, 측정된 상기 배터리 팩 전압과 상기 산출된 배터리 팩 전압 간의 비율인 오차율을 산출하는 단계, 상기 오차율이 제1 임계 범위를 벗어나고 제2 임계 범위 내일 때, 소정의 예외 허용 횟수 내에서 상기 제1 스위치만 온 상태일 때의 제1 측정 전압과 상기 제2 스위치만 온 상태일 때의 제2 측정 전압을 이용하여 절연 저항을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.A method for diagnosing an insulation state according to another aspect of the present invention includes turning on a first switch connected to a positive pole of a battery pack including a plurality of battery cells and a second switch connected to a negative pole of the battery pack; A first measured voltage, which is a voltage of a contact point between the first and second resistors connected between the first switch and ground, and a second voltage, a voltage of a contact point between the third and fourth resistors, which are connected between the second switch and the ground, 2 Calculating the voltage across the battery pack by using the measured voltage, calculating an error rate that is a ratio between the measured battery pack voltage and the calculated battery pack voltage, the error rate is outside the first threshold range and the second Calculating insulation resistance using a first measured voltage when only the first switch is in an on state and a second measured voltage when only the second switch is in an on state within a predetermined number of allowed exceptions when within a threshold range may include.
상기 절연 상태 진단 방법은, 상기 오차율이 상기 제1 임계 범위를 벗어나고 상기 제2 임계 범위 내일 때 산출된 절연 저항에서 소정의 조정 저항을 차감하여 보상 절연 저항을 생성하는 단계 및 상기 보상 절연 저항이 소정의 임계 저항 이상이면 절연 상태로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for diagnosing the insulation state includes generating a compensation insulation resistance by subtracting a predetermined adjustment resistance from the insulation resistance calculated when the error rate is outside the first threshold range and within the second threshold range, and the compensation insulation resistance is set to a predetermined value. The method may further include determining an insulation state if it is greater than or equal to the critical resistance of .
상기 절연 상태 진단 방법은, 상기 오차율이 상기 제1 임계 범위 내일 때 산출된 절연 저항이 소정의 임계 저항 이상이면 절연 상태로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for diagnosing the insulation state may further include determining the insulation state if the insulation resistance calculated when the error rate is within the first critical range is equal to or greater than a predetermined threshold resistance.
상기 절연 상태 진단 방법은, 상기 오차율이 상기 제2 임계 범위를 벗어날 때, 상기 배터리 시스템의 동작을 정지시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for diagnosing the insulation state may further include stopping the operation of the battery system when the error rate is out of the second threshold range.
상기 절연 상태 진단 방법은, 상기 오차율이 상기 제1 임계 범위를 벗어나고 상기 제2 임계 범위 내일 때, 절연 저항 산출 횟수를 매회 카운트하는 단계 및 상기 카운트 값이 상기 예외 허용 횟수에 도달하면, 상기 배터리 시스템의 동작을 정지시키는 단계를 더 포함할 수 있다.The method for diagnosing the insulation state includes counting the number of times of calculating the insulation resistance each time when the error rate is out of the first threshold range and within the second threshold range, and when the count value reaches the allowable number of exceptions, the battery system It may further include the step of stopping the operation of.
상기 조정 저항은, 상기 오차율이 상기 제2 임계 범위의 상위 경계 값일 때의 상기 산출된 절연 저항의 오차로 설정될 수 있다. The adjustment resistance may be set as an error of the calculated insulation resistance when the error rate is an upper boundary value of the second critical range.
노이즈에 의한 절연 저항의 오진단을 방지하고, 절연 저항 계산 회로의 이상 여부를 진단하기 위해 절연 저항을 여러 번 측정해야 하는 것을 방지할 수 있는 절연 상태 진단 방법 및 이를 적용한 배터리 시스템을 제공한다. Provided are a method for diagnosing an insulation state that can prevent erroneous diagnosis of insulation resistance due to noise, and the need to measure insulation resistance multiple times to diagnose whether an insulation resistance calculation circuit is abnormal, and a battery system to which the method is applied.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 절연 저항 계산 회로의 스위치들의 스위칭 타임을 나타낸 파형도이다.
도 3은 배터리 팩 전압을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 절연 상태 진단 방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2의 파형도에서의 기간 T2-T3 동안 배터리 팩과 절연 저항 계산 회로가 연결관계를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 2의 파형도에서의 기간 T4-T5 동안 배터리 팩과 절연 저항 계산 회로의 연결 관계를 나타낸 도면이다. 1 is a diagram illustrating a battery system according to an embodiment.
2 is a waveform diagram illustrating switching times of switches of an insulation resistance calculation circuit.
3 is a diagram for explaining a method of calculating a battery pack voltage.
4 is a diagram illustrating a method for diagnosing an insulation state.
5 is a diagram illustrating a connection relationship between a battery pack and an insulation resistance calculation circuit during a period T2-T3 in the waveform diagram of FIG. 2 .
6 is a diagram illustrating a connection relationship between a battery pack and an insulation resistance calculation circuit during a period T4-T5 in the waveform diagram of FIG. 2 .
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및/또는 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but identical or similar components are given the same and similar reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. The suffixes "module" and/or "part" for components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including an ordinal number such as 1st, 2nd, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
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.When an element is referred to as being “connected” or “connected” to another element, it is understood that it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that the other element does not exist in the middle.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as “comprises” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
도 1은 일 실시예에 따른 배터리 시스템을 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a battery system according to an embodiment.
배터리 시스템(1)은 배터리 팩(10), 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)(20), 제1 릴레이(30), 제2 릴레이(40), 전류센서(50), 퓨즈(60), 배터리 팩 전압 센서(70), 및 절연 저항 계산 회로(100)를 포함할 수 있다.The
배터리 팩(10)은 직렬 연결된 복수의 배터리 셀(11-15)을 포함한다. 도 1에서는 배터리 팩(10)이 5개의 배터리 셀(11-15)을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 이는 일 예로 발명이 이에 한정되지 않는다. The
전류센서(50)는 배터리 팩(10)에 흐르는 전류(이하, 배터리 전류)를 감지하고, 전류센서(50)는 감지된 전류를 지시하는 신호를 BMS(20)에 전송할 수 있다. The
퓨즈(60)는 배터리 팩(10)의 양극과 출력 단자(P+) 사이에 연결되어 과도 전류로 인해 그 온도가 임계치에 도달하면 끊어질 수 있다.The
배터리 팩 전압 센서(70)는 배터리 팩(10)의 양의 전극과 음의 전극 사이의 배터리 팩 전압(VP)을 측정한다. 예를 들어, BMS(20)는 배터리 팩 전압 센서(70)에 전압 측정을 요청하고, 배터리 팩 전압 센서(70)는 요청에 대한 응답으로 배터리 팩 전압을 측정하여 BMS(20)에 전송할 수 있다. The battery
BMS(20)는 복수의 배터리 셀(11-15)에 연결되어, 복수의 배터리 셀(11-15)의 셀 전압 및 배터리 팩(10) 전압을 측정하고, 배터리 전류 및 배터리 팩(10)의 온도 등의 정보를 수신하며, 복수의 배터리 셀(11-15)의 셀 전압, 배터리 전류 등에 기초하여 배터리 팩(10)의 충방전 전류를 제어하고, 복수의 배터리 셀(11-15)에 대한 셀 밸런싱 동작을 제어할 수 있다. The
BMS(20)는 배터리 팩(10)의 충방전 제어를 위해서, 제1 릴레이(30) 및 제2 릴레이(40)의 개방 및 닫힘을 제어한다. BMS(20)는 제1 릴레이(30) 및 제2 릴레이(40)의 개방 및 닫힘을 제어하는 제어 신호(VG1, VG2)를 생성하여 공급할 수 있다.The BMS 20 controls the opening and closing of the
BMS(20)는 절연 저항 계산 회로(100)를 제어하여 절연 저항 계산을 위해 필요한 측정 전압(V1, V2)을 이용하여 절연 저항을 계산한다. 도 1에서는 배터리 팩(10)의 양극과 샤시 그라운드 사이의 절연 저항(RL1) 및 배터리 팩(10)의 음극과 그라운드 사이의 절연 저항(RL2)이 연결된 것으로 도시되어 있다. 이는 절연 저항(RL1, RL2)을 설명하기 위한 일 예로 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. The
제1 릴레이(30)는 배터리 팩(10)의 양극과 출력단(P+) 사이에 연결되어 있고, 제2 릴레이(40)는 배터리 팩(10)의 음극과 출력단(P-) 사이에 연결되어 있다. 배터리 시스템(1)은 제1 릴레이(30) 및 제2 릴레이(40) 중 적어도 어느 하나에 병렬 연결된 프리챠지 저항 및 프리챠지 릴레이를 더 포함할 수 있다. 배터리 시스템(1)은 제1 릴레이(30)와 제2 릴레이(40) 중 하나만 포함할 수 있다. The
절연 저항 계산 회로(100)는 배터리 팩(10)의 양극과 음극 사이, 그리고 그라운드에 연결되어 있다. The insulation
절연 저항 계산 회로(100)는 두 개의 스위치(SW1, SW2), 4 개의 저항(R1-R4), 및 기준 전압원(VR)을 포함한다.The insulation
스위치(SW1), 저항(R1), 및 저항(R2)는 배터리 팩(10)의 양극과 그라운드 사이에 연결되어 있고, 스위치(SW2), 저항(R3), 저항(R4), 및 기준 전압원(VR)은 배터리 팩(10)의 음극과 그라운드 사이에 연결되어 있다. A switch SW1, a resistor R1, and a resistor R2 are connected between the positive pole of the
스위치(SW1)의 일단은 배터리 팩(10)의 양극에 연결되어 있고, 스위치(SW1)의 타단은 저항(R1)의 일단에 연결되어 있으며, 저항(R1)의 타단은 저항(R2)의 일단에 연결되어 있고, 저항(R2)의 타단은 그라운드에 연결되어 있다.One end of the switch SW1 is connected to the positive electrode of the
스위치(SW2)의 일단은 배터리 팩(10)의 음극에 연결되어 있고, 스위치(SW2)의 타단은 저항(R4)의 일단에 연결되어 있으며, 저항(R4)의 타단은 저항(R3)의 일단에 연결되어 있고, 저항(R3)의 타단은 기준 전압원(VR)에 연결되어 있다. One end of the switch SW2 is connected to the negative electrode of the
스위치(SW1)는 BMS(20)로부터 공급되는 스위칭 신호(SC1)에 따라 스위칭하고, 스위치(SW2)는 BMS(20)로부터 공급되는 스위칭 신호(SC2)에 따라 스위칭한다. BMS(20)는 스위칭 신호(SC1) 및 스위칭 신호(SC2) 각각을 온 레벨 또는 오프 레벨로 생성하여 스위치(SW1) 및 스위치(SW2) 각각을 온 시키거나 오프시킨다. The switch SW1 switches according to the switching signal SC1 supplied from the
일 실시예에 따른 BMS(20)는 절연 저항 계산 회로(100)의 오차율을 산출하고, 오차율이 제1 임계 범위 작은 경우(정상 조건), 절연 저항 측정을 진행하고 측정된 절연 저항에 기초하여 절연 파괴 여부를 진단하며, 오차율이 제1 임계 범위 이상 및 제2 임계 범위 미만인 경우(제1 이상 조건) 절연 저항을 보상하고 보상된 절연 저항에 기초하여 절연 파괴 여부를 진단하며, 진단 결과가 절연 파괴 상태이거나, 제1 이상 조건이 소정의 예외 처리 허용 횟수만큼 발생하거나, 오차율이 제2 임계 범위 이상이면, 배터리 시스템(1)을 중단한다. BMS(20)는 배터리 시스템(1)의 중단과 함께 이를 자동차의 전자 제어 회로에 CAN 통신을 통해 전송할 수 있다. 그러면, 차량도 운행을 시작하지 않을 수 있다. The
도 2는 절연 저항 계산 회로의 스위치들의 스위칭 타임을 나타낸 파형도이다.2 is a waveform diagram illustrating switching times of switches of an insulation resistance calculation circuit.
도 2에는 두 스위칭 신호(SC1, SC2)의 파형이 도시되어 있고, 스위칭 신호(SC1, SC2)가 온 레벨(LON)일 때, 스위치(SW1, SW2)가 온 되고, 스위칭 신호(SC1, SC2)가 오프 레벨(LOFF)일 때, 스위치(SW1, SW2)가 오프 된다. 2 shows the waveforms of the two switching signals SC1 and SC2, and when the switching signals SC1 and SC2 are at the on level LON, the switches SW1 and SW2 are turned on, and the switching signals SC1 and SC2 are turned on. ) is the off level LOFF, the switches SW1 and SW2 are turned off.
시점 T1에 두 스위치(SW1, SW2)가 모두 턴 온 되고, 시점 T2에 스위치(SW2)가 턴 오프 되며, 시점 T3에 스위치(SW1)이 턴 오프 되고, 시점 T4에 스위치(SW2)가 턴 온 되어 시점 T5에 스위치(SW2)가 턴 오프 된다. At time point T1, both switches (SW1, SW2) are turned on, at time point T2, switch (SW2) is turned off, at time point T3, switch (SW1) is turned off, at time point T4, switch (SW2) is turned on and the switch SW2 is turned off at time T5.
기간 T1-T2 동안, BMS(20)는 절연 저항 계산 회로(100)의 오차율을 산출한다. 구체적으로, 시점 T2 직전에, BMS(20)는 절연 저항 계산 회로(100)를 이용하여 배터리 팩(10)의 양의 전극과 음의 전극 사이의 전압(이하, 배터리 팩 전압)을 계산하고, 배터리 팩 전압 센서(70)가 배터리 팩 전압을 직접 측정한다. During the period T1-T2, the
도 3은 배터리 팩 전압을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.3 is a diagram for explaining a method of calculating a battery pack voltage.
도 3에 도시된 바와 같이, BMS(20)가 절연 저항 계산 회로(100)를 이용하여 배터리 팩 전압을 측정할 때는 두 스위치(SW1, SW2)가 온 상태이다.As shown in FIG. 3 , when the
BMS(20)는 두 측정 전압(V1, V2)를 이용하여 배터리 팩 전압(VP)을 산출한다. 예를 들어, BMS(20)는 측정 전압(V1)을 이용하여 배터리 팩(10)의 양의 전극과 샤시 그라운드 사이의 전압(VP1)을 산출하고, 측정 전압(V2)을 이용하여 샤시 그라운드와 배터리 팩(10)의 음의 전극 사이의 전압(VP2)을 산출하며, 두 전압을 더해 배터리 팩 전압(VP)을 산출한다. The
구체적으로, 전류(IP)는 V1/R2이므로, 전압(VP1)은 R1*IP+V1이다. 전류(IN)은 (VR-V2)/R3이므로, 전압(VP2)는 R4*IN-V2이다. 두 전압(VP1, VP2)를 더하면, V1-V2+RI*IP+R4*IN의 배터리 팩 전압(VP)이 산출된다.Specifically, since the current IP is V1/R2, the voltage VP1 is R1*IP+V1. Since the current IN is (VR-V2)/R3, the voltage VP2 is R4*IN-V2. By adding the two voltages VP1 and VP2, the battery pack voltage VP of V1-V2+RI*IP+R4*IN is calculated.
BMS(20)는 산출된 배터리 팩 전압(VP)를 배터리 팩 전압 센서(70)에 의해 측정된 배터리 팩 전압(VPS)로 나누어 오차율(K = VP/VPS)을 산출한다.The
도 4는 절연 상태 진단 방법을 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a method for diagnosing an insulation state.
먼저, BMS(20)는 오차율(K)을 앞서 언급한 방법으로 산출한다(S1).First, the
BMS(20)는 오차율(K)이 제1 임계 범위(K1) 내인지 판단한다(S2).The
S2 단계의 판단 결과, 오차율(K)이 제1 임계 범위(K1) 내인 경우, BMS(20)는 절연 저항을 계산한다(S3). As a result of the determination in step S2, when the error rate K is within the first critical range K1, the
BMS(20)의 절연 저항 계산 방법은 아래와 같다.The method of calculating the insulation resistance of the
시점 T2 이후, 스위치(SW1)은 온 상태, 스위치(SW2)는 오프 상태이고, BMS(20)는 스위치(SW1)의 온 기간 T2-T3 동안 측정 전압(V1)을 획득할 수 있다. After a time point T2 , the switch SW1 is in an on state, the switch SW2 is in an off state, and the
도 5는 도 2의 파형도에서 기간 T2-T3 동안, 배터리 팩과 절연 저항 계산 회로가 연결관계를 나타낸 도면이다. 5 is a diagram illustrating a connection relationship between a battery pack and an insulation resistance calculation circuit during a period T2-T3 in the waveform diagram of FIG. 2 .
온 상태인 스위치(SW1)와 두 개의 저항(R1, R2)을 통해 흐르는 전류를 ‘I1’으로 설정하고, 절연 저항(RL1)에 흐르는 전류를 ‘I2’로 설정하며, 절연 저항(RL2)에 흐르는 전류를 전류 ‘I3’로 설정한다. 그러면, 저항(R1)의 양단 전압(VR1), 측정 전압(V1) 및 저항(RL2)의 양단 전압(VRL2)의 합은 배터리 팩 전압(VPT)과 동일하다 (VPT=VR1+V1+VRL2).The current flowing through the switch SW1 and the two resistors R1 and R2 in the on state is set to 'I1', the current flowing through the insulation resistor (RL1) is set to 'I2', and the Set the flowing current to the current 'I3'. Then, the sum of the voltage VR1 across the resistor R1, the measured voltage V1, and the voltage VRL2 across the resistor RL2 is equal to the battery pack voltage VPT (VPT=VR1+V1+VRL2) .
저항(R1)의 양단 전압(VR1)은, 전류(I1)와 저항(R1)의 곱이고, 전류(I1)은 측정 전압(V1)을 저항(R2)로 나눈 값이므로, 전압(VR1)은 (V1/R2)*R1이다. 절연 저항(RL2)에는 전류 I3가 흐르고 전류 I3는 전류 I1과 I2의 합이므로, 전압(VRL2)는 [V1/R2+{(V1/R2)*R1+V1}/RL1]*RL2이다. The voltage VR1 across the resistor R1 is the product of the current I1 and the resistor R1, and the current I1 is the measured voltage V1 divided by the resistor R2. Therefore, the voltage VR1 is (V1/R2)*R1. A current I3 flows through the insulation resistor RL2, and the current I3 is the sum of the currents I1 and I2, so the voltage VRL2 is [V1/R2+{(V1/R2)*R1+V1}/RL1]*RL2.
이를 정리하여 배터리 팩 전압(VPT)을 정리하면, 아래 수학식 1과 같다. When the battery pack voltage (VPT) is summarized,
[수학식 1][Equation 1]
다음으로, BMS(20)는 측정 전압(V2)를 획득하기 위해서 시점 T3에 스위치(SW1)를 턴 오프 하고, 시점 T4에 스위치(SW2)를 턴 온 하며, 시점 T5에 스위치(SW2)를 턴 오프 한다. BMS(20)는 스위치(SW2)의 온 기간 T4-T5 동안 측정 전압(V1)을 획득할 수 있다. Next, the
도 6은 도 2의 파형도에서 기간 T4-T5 동안 배터리 팩과 절연 저항 계산 회로의 연결 관계를 나타낸 도면이다. FIG. 6 is a diagram illustrating a connection relationship between a battery pack and an insulation resistance calculation circuit during periods T4-T5 in the waveform diagram of FIG. 2 .
온 상태인 스위치(SW2)와 두 개의 저항(R3, R4)를 통해 흐르는 전류를 I4로 설정하고, 절연 저항(RL2)에 흐르는 전류를 I5로 설정하며, 절연 저항(RL1)에 흐르는 전류를 I3로 설정한다. The current flowing through the on-state switch SW2 and the two resistors R3 and R4 is set to I4, the current flowing through the insulation resistor RL2 is set to I5, and the current flowing through the insulation resistor RL1 is set to I3 set to
그러면, 저항(R4)의 양단 전압(VR4), 그라운드 기준의 측정 전압(V2) 및 저항(RL1)의 양단 전압(VRL1)의 합은 배터리 팩 전압(VPB)과 동일하다 (VPB=VR4-V2+VRL1). 이때, 그라운드 기준의 측정 전압이란, 그라운드에서 측정 전압(V2)를 뺀 전압으로, 전류(I1)의 전류 방향을 기준으로 측정 전압(V2)의 극성이 음의 전압으로 변경된다. Then, the sum of the voltage VR4 across the resistor R4, the measured voltage V2 of the ground reference, and the voltage VRL1 across the resistor RL1 is equal to the battery pack voltage VPB (VPB=VR4-V2) + VRL1). At this time, the ground reference measurement voltage is a voltage obtained by subtracting the measurement voltage V2 from the ground, and the polarity of the measurement voltage V2 is changed to a negative voltage based on the current direction of the current I1.
저항(R4)의 양단 전압(VR4)은, 전류(I4)와 저항(R4)의 곱이고, 전류(I4)는 기준 전압(VR)에서 측정 전압(V2)을 뺀 전압(VR-V3)을 저항(R3)로 나눈 값이므로, 전압(VR4)은 (VR-V2)/R3*R4이다. 절연 저항(RL1)에는 전류 I6가 흐르고 전류 I6는 전류 I4과 I5의 합이므로, 전압(VRL1)은 {(VR-V2)/R3}+[(VR-V2)/R3+{(VR-V2)/R3*R4-V2}/RL2]*RL1이다. The voltage VR4 across the resistor R4 is the product of the current I4 and the resistor R4, and the current I4 is the voltage VR-V3 obtained by subtracting the measured voltage V2 from the reference voltage VR. Since it is a value divided by the resistance R3, the voltage VR4 is (VR-V2)/R3*R4. A current I6 flows through the insulation resistance RL1 and a current I6 is the sum of the currents I4 and I5, so the voltage VRL1 is {(VR-V2)/R3}+[(VR-V2)/R3+{(VR-V2) /R3*R4-V2}/RL2]*RL1.
이를 정리하여 배터리 팩 전압(VPB)을 정리하면, 아래 수학식 2과 같다. The battery pack voltage (VPB) is summarized as shown in
[수학식 2][Equation 2]
수학식 1에서, (V1/R2)*R1+V1를 ‘A’로, V1/R2를 ‘B’로, (VR-V2)/R3*R4-V2를 ‘C’로, (VR-V2)/R3를 ‘D’로 치환하여 정리하면, 수학식 1 및 2는 아래 수학식 3 및 4와 같다.In
[수학식 3][Equation 3]
[수학식 4][Equation 4]
수학식 3 및 4에서 RL1 및 RL2 값을 제외한 나머지는 모두 알고 있는 값이므로, 수학식 3 및 4에 기초하여 RL1 및 RL2의 값을 구할 수 있다. 이를 정리하면 수학식 5 및 6과 같다.In Equations 3 and 4, values of RL1 and RL2 can be obtained based on Equations 3 and 4, since all values except for RL1 and RL2 are known values. To summarize this, Equations 5 and 6 are shown.
[수학식 5][Equation 5]
[수학식 6][Equation 6]
BMS(20)는 기간 T2-T5 동안 측정된 절연 저항(RL1, RL2) 중 작은 값이 임계 저항(VTH) 이상인지 판단한다(S4). The
S4 단계의 판단 결과, 절연 저항(RL1, RL2) 중 작은 값이 임계 저항(VTH) 이상이면, BMS(20)는 절연 저항(RL1, RL2)이 정상 상태 즉, 절연 상태인 것으로 판단한다(S5). BMS(20)는 소정 주기마다 절연 저항을 산출하여 이상 여부를 판단할 수 있으므로, 소정 주기가 경과한 후에 다시 단계 S1부터 반복할 수 있다.As a result of the determination in step S4, if the smaller value among the insulation resistances RL1 and RL2 is equal to or greater than the threshold resistance VTH, the
S4 단계의 판단 결과, 절연 저항(RL1, RL2) 중 작은 값이 임계 저항(VTH) 미만이면, BMS(20)는 절연 파괴가 발생한 것으로 판단하여 배터리 시스템(1)의 전원 공급을 중단시킨다(S6). 예를 들어, BMS(20)는 제1 및 제2 릴레이(30, 40)를 개방시킨다. 그리고, CAN 통신을 통해 BMS(20)는 차량의 전자 제어 회로에 이를 알릴 수 있다.As a result of the determination in step S4, if the smaller value among the insulation resistances RL1 and RL2 is less than the threshold resistance VTH, the
S2 단계에서, 오차율(K)이 제1 임계 범위를 벗어나는 경우, BMS(20)는 오차율(K)이 제2 임계 범위(>제1 임계 범위 보다 넓은 범위, K2) 내인지 판단한다(S7). In step S2, if the error rate K is out of the first threshold range, the
S7 단계의 판단 결과, 오차율(K)이 제2 임계 범위(K2) 이상인 경우, BMS(20)는 배터리 시스템(1)의 전원 공급을 중단시킨다(S8). 예를 들어, BMS(20)는 제1 및 제2 릴레이(30, 40)를 개방시킨다. 그리고, CAN 통신을 통해 BMS(20)는 차량의 전자 제어 회로에 이를 알릴 수 있다.As a result of the determination in step S7 , when the error rate K is equal to or greater than the second threshold range K2 , the
S7 단계의 판단 결과, 오차율(K)이 제2 임계 범위(K2) 내인 경우, BMS(20)는 카운트 값(n)을 하나 증가시킨다(S9). BMS(20)는 카운트 값(n)이 예외 처리 횟수(N_TH)에 도달하였는지 판단한다(S10). S10 단계의 판단 결과, 카운트 값(n)이 예외 처리 횟수(N_TH)와 동일하면, BMS(20)는 배터리 시스템(1)의 전원 공급을 중단시킨다(S16). 예를 들어, BMS(20)는 제1 및 제2 릴레이(30, 40)를 개방시킨다. 그리고, CAN 통신을 통해 BMS(20)는 차량의 전자 제어 회로에 이를 알릴 수 있다.As a result of the determination in step S7, when the error rate K is within the second threshold range K2, the
S10 단계의 판단 결과, 카운트 값(n)이 예외 처리 회수(N_TH)보다 작으면, S3 단계와 동일한 방식으로 절연 저항(RL1, RL2)를 계산한다(S11). As a result of the determination in step S10, if the count value n is smaller than the number of exception processing times N_TH, the insulation resistances RL1 and RL2 are calculated in the same manner as in step S3 (S11).
이어서, BMS(20)는 계산된 절연 저항(RL1, RL2)에 조정 저항(RM)를 차감하여 절연 저항(RL1, RL2)을 보상한다(S12). 이하, 보상된 절연 저항(RL1, RL2)를 보상 절연 저항(CRL1, CRL2)이라 한다.Next, the
BMS(20)는 보상 절연 저항(CRL1, CRL2) 중 작은 값이 임계 저항(VTH) 이상인지 판단한다(S13). The
S13 단계의 판단 결과, 보상 절연 저항(CRL1, CRL2) 중 작은 값이 임계 저항(VTH) 이상이면, BMS(20)는 절연 저항(RL1, RL2)이 정상 상태 즉, 절연 상태인 것으로 판단한다(S14). BMS(20)는 소정 주기마다 절연 저항을 산출하여 이상 여부를 판단할 수 있으므로, 소정 주기가 경과한 후에 다시 단계 S1부터 반복할 수 있다.As a result of the determination in step S13, if the smaller value among the compensation insulation resistances CRL1 and CRL2 is equal to or greater than the threshold resistance VTH, the
S13 단계의 판단 결과, 보상 절연 저항(CRL1, CRL2) 중 작은 값이 임계 저항(VTH) 미만이면, BMS(20)는 절연 파괴가 발생한 것으로 판단하고, 배터리 시스템(1)의 전원 공급을 중단시킨다(S15). 예를 들어, BMS(20)는 제1 및 제2 릴레이(30, 40)를 개방시킨다. 그리고, CAN 통신을 통해 BMS(20)는 차량의 전자 제어 회로에 이를 알릴 수 있다.As a result of the determination in step S13 , if the smaller value among the compensation insulation resistances CRL1 and CRL2 is less than the threshold resistance VTH, the
오차율이 배터리 팩 전압의 노이즈로 증가하거나, 절연 저항 계산 회로의 이상으로 증가할 경우, 절연 저항 계산 회로를 통해 산출된 절연 저항 값이 배터리 팩 전압 이상 또는 절연 저항 계산 회로의 이상에 의한 것인지 파악하기 어렵다. 오차율이 증가할 때의 산출된 절연 저항에 대해서 종래와 같이 신뢰하지 않을 경우, 배터리 팩 전압의 노이즈로 인한 오차율 증가의 경우에도 배터리 시스템을 사용하지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 참고로 오차율 증가는 1을 기준으로 그 값이 작아지거나 커져, 오차율과 1 간의 차이(예를 들어, 절대값 |오차율-1|)가 증가하는 것을 의미한다. If the error rate increases due to noise of the battery pack voltage or an abnormality in the insulation resistance calculation circuit, determine whether the insulation resistance value calculated through the insulation resistance calculation circuit is caused by an abnormality in the battery pack voltage or insulation resistance calculation circuit it's difficult. If the calculated insulation resistance when the error rate is increased is not trusted as in the prior art, the battery system cannot be used even in the case of an increase in the error rate due to noise of the battery pack voltage. For reference, an increase in the error rate means that the value decreases or increases with respect to 1, and the difference between the error rate and 1 (eg, absolute value |error rate-1|) increases.
아울러, 절연 저항을 계산하는 데에는 상당한 시간이 소요되므로, 반복적으로 절연 저항을 계산하여 절연 저항 계산 회로에 실제 이상이 있다고 판단하는 데에는 상단한 시간이 소요된다. In addition, since it takes a considerable amount of time to calculate the insulation resistance, it takes an extremely long time to repeatedly calculate the insulation resistance to determine that there is an actual abnormality in the insulation resistance calculation circuit.
즉, 배터리 팩 전압의 노이즈에 의해 배터리 시스템을 사용하지 못하거나, 반복적으로 절연 저항을 계산하는데 시간이 소요되는 것을 방지하기 위해, 일 실시예는 오차율이 제1 임계 범위를 벗어났지만 제2 임계 범위 내인 경우, 산출된 절연 저항에 조정 저항을 차감하여 절연 상태를 진단한다. 따라서 조정 저항을 높게 설정할 수록, 절연 상태 진단을 더욱 엄격하게 수행하는 것이다. That is, in order to prevent the battery system from being unusable due to the noise of the battery pack voltage, or from taking time to repeatedly calculate the insulation resistance, in one embodiment, the error rate is out of the first threshold range but the second threshold range , the insulation state is diagnosed by subtracting the adjustment resistance from the calculated insulation resistance. Therefore, the higher the adjustment resistance is set, the more strictly the insulation condition diagnosis is performed.
즉, 오차율이 제2 임계 범위 내더라도 제1 임계 범위를 벗어날 때, 절연 저항 계산 회로(100)에 의해 산출된 절연 저항에 오차가 있을 수 있다. 절연 저항의 오차가 있음에도 불구하고, 이를 그대로 신뢰할 경우 차량 운전자가 감전되는 심각한 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 오차율이 제1 임계 범위와 제2 임계 범위 사이의 값일 때는, 산출된 절연 저항에서 조정 저항(RM)을 차감한 보상 절연 저항을 임계 저항과 비교한다. 이로써 절연 상태 즉, 절연 파괴 여부를 진단하는 기준을 강화할 수 있다. That is, even if the error rate is within the second threshold range, there may be an error in the insulation resistance calculated by the insulation
조정 저항은 오차율(K)이 제2 임계 범위(K2)의 상위 경계 값일 때, 계산된 절연 저항의 오차를 기준으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제2 임계 범위(K2)가 0.94 이상 1.06이고, 오차율(K)이 1.06일 때, 절연 저항 계산에 있어 오차가 300kohm이 발생할 수 있다고 가정한다. 그러면, 조정 저항은 300kohm으로 설정될 수 있다. 이때, 절연 상태 진단을 엄격하게 진행할 경우 조정 저항(RM)은 300kohm에 소정 마진을 더한 값으로 조정 저항(RM)이 설정될 수 있다. The adjustment resistance may be set based on the calculated error of the insulation resistance when the error rate K is the upper boundary value of the second critical range K2. For example, when the second critical range K2 is 0.94 or more and 1.06 and the error rate K is 1.06, it is assumed that an error of 300 kohm may occur in the calculation of the insulation resistance. Then, the adjustment resistor can be set to 300 kohm. In this case, when the insulation state diagnosis is strictly performed, the adjustment resistor RM may be set to a value obtained by adding a predetermined margin to 300 kohm.
차량의 전자 제어 회로는, 오차율이 제2 임계 범위를 벗어나거나, 예외 허용 횟수만큼 절연 저항 산출이 수행됐거나, 절연이 파괴된 경우, BMS(20)로부터 이를 알리는 신호를 수신할 수 있다. 그러면, 전자 제어 회로는 차량의 디스플레이 등의 인터페이스를 통해 사용자에게 이를 알려 경고할 수 있다. The electronic control circuit of the vehicle may receive a signal informing of this from the
이와 같이, 일 실시예에 따르면 노이즈에 의한 오차율의 증가의 경우에도, 예외 허용 횟수만큼 절연 저항을 산출하여 절연 상태를 진단할 수 있다. As described above, according to an embodiment, even in the case of an increase in the error rate due to noise, the insulation state may be diagnosed by calculating the insulation resistance by the number of allowed exceptions.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지로 변형 및 개량한 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those of ordinary skill in the field to which the present invention belongs are also entitled to the rights of the present invention. belong to the scope
1: 배터리 시스템
10: 배터리 팩
20: 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)
30: 제1 릴레이
40: 제2 릴레이
50: 전류센서
60: 퓨즈
70: 배터리 팩 전압 센서
100: 절연 저항 계산 회로1: battery system
10: battery pack
20: Battery Management System (BMS)
30: first relay
40: second relay
50: current sensor
60: fuse
70: battery pack voltage sensor
100: insulation resistance calculation circuit
Claims (12)
상기 배터리 팩의 양극에 일단이 연결되어 있는 제1 스위치;
상기 제1 스위치의 타단과 그라운드 사이에 연결되어 있는 제1 저항 및 제2 저항,
상기 배터리 팩의 음극에 일단이 연결되어 있는 제2 스위치;
상기 제2 스위치의 타단과 그라운드 사이에 연결되어 있는 제3 저항 및 제4 저항;
상기 그라운드와 상기 제4 저항 사이에 연결되어 있는 기준 전압원; 및
상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치의 온 상태에서, 상기 제1 저항 및 제2 저항 사이의 접점의 전압인 제1 측정 전압 및 상기 제3 저항 및 제4 저항 사이의 접점의 전압인 제2 측정 전압을 이용하여 상기 배터리 팩의 양단 전압인 배터리 팩 전압을 산출하고, 측정된 상기 배터리 팩 전압과 상기 산출된 배터리 팩 전압 간의 비율인 오차율이 제1 임계 범위를 벗어나고 제2 임계 범위 내일 때, 소정의 예외 허용 횟수 내에서 상기 제1 스위치만 온 상태일 때의 제1 측정 전압과 상기 제2 스위치만 온 상태일 때의 제2 측정 전압을 이용하여 절연 저항을 산출하는 배터리 관리 시스템을 포함하는, 배터리 시스템. a battery pack including a plurality of battery cells;
a first switch having one end connected to the positive electrode of the battery pack;
a first resistor and a second resistor connected between the other end of the first switch and the ground;
a second switch having one end connected to the negative electrode of the battery pack;
a third resistor and a fourth resistor connected between the other end of the second switch and a ground;
a reference voltage source connected between the ground and the fourth resistor; and
In an ON state of the first switch and the second switch, a first measurement voltage that is a voltage of a contact point between the first resistor and a second resistor, and a second measurement voltage that is a voltage of a contact point between the third resistor and the fourth resistor When a battery pack voltage that is a voltage across the battery pack is calculated using voltage, and an error rate that is a ratio between the measured battery pack voltage and the calculated battery pack voltage is outside the first threshold range and is within the second threshold range, A battery management system for calculating insulation resistance using a first measured voltage when only the first switch is in an on state and a second measured voltage when only the second switch is in an on state within the allowable number of exceptions of battery system.
상기 배터리 관리 시스템은,
상기 오차율이 상기 제1 임계 범위를 벗어나고 상기 제2 임계 범위 내일 때 산출된 절연 저항에서 소정의 조정 저항을 차감하여 보상 절연 저항을 생성하고, 상기 보상 절연 저항이 소정의 임계 저항 이상이면 절연 상태로 판단하는, 배터리 시스템.According to claim 1,
The battery management system,
When the error rate is outside the first critical range and within the second critical range, a compensation insulation resistance is generated by subtracting a predetermined adjustment resistance from the calculated insulation resistance, and when the compensation insulation resistance is equal to or greater than a predetermined threshold resistance, the insulation state Judging by the battery system.
상기 조정 저항은,
상기 오차율이 상기 제2 임계 범위의 상위 경계 값일 때, 상기 산출된 절연 저항의 오차로 설정되는, 배터리 시스템.3. The method of claim 2,
The adjustment resistor is
When the error rate is an upper boundary value of the second threshold range, it is set as an error of the calculated insulation resistance.
상기 배터리 관리 시스템은,
상기 오차율이 상기 제1 임계 범위 내일 때 산출된 절연 저항이 소정의 임계 저항 이상이면 절연 상태로 판단하는, 배터리 시스템.According to claim 1,
The battery management system,
If the calculated insulation resistance is greater than or equal to a predetermined threshold resistance when the error rate is within the first critical range, the battery system is determined to be an insulation state.
상기 배터리 관리 시스템은,
상기 오차율이 상기 제2 임계 범위를 벗어날 때, 상기 배터리 시스템의 동작을 정지시키는, 배터리 시스템.According to claim 1,
The battery management system,
When the error rate is out of the second threshold range, stopping the operation of the battery system.
상기 배터리 관리 시스템은,
상기 오차율이 상기 제1 임계 범위를 벗어나고 상기 제2 임계 범위 내일 때, 상기 예외 허용 횟수만큼 절연 저항 산출을 수행하면, 상기 배터리 시스템의 동작을 정지시키는, 배터리 시스템.According to claim 1,
The battery management system,
When the error rate is out of the first threshold range and within the second threshold range, when the insulation resistance calculation is performed as many times as the number of exceptions allowed, the operation of the battery system is stopped.
상기 제1 스위치와 그라운드 사이에 연결된 제1 저항 및 제2 저항 사이의 접점의 전압인 제1 측정 전압 및 상기 제2 스위치와 그라운드 사이에 연결되어 있는 제3 저항 및 제4 저항 사이의 접점의 전압인 제2 측정 전압을 이용하여 상기 배터리 팩의 양단 전압을 산출하는 단계;
측정된 상기 배터리 팩 전압과 상기 산출된 배터리 팩 전압 간의 비율인 오차율을 산출하는 단계; 및
상기 오차율이 제1 임계 범위를 벗어나고 제2 임계 범위 내일 때, 소정의 예외 허용 횟수 내에서 상기 제1 스위치만 온 상태일 때의 제1 측정 전압과 상기 제2 스위치만 온 상태일 때의 제2 측정 전압을 이용하여 절연 저항을 산출하는 단계를 포함하는, 절연 상태 진단 방법. turning on a first switch connected to a positive electrode of a battery pack including a plurality of battery cells and a second switch connected to a negative electrode of the battery pack;
A first measurement voltage that is a voltage of a contact point between the first and second resistors connected between the first switch and ground, and a voltage of a contact point between the third and fourth resistors connected between the second switch and ground calculating a voltage across the battery pack using a second measured voltage;
calculating an error rate that is a ratio between the measured battery pack voltage and the calculated battery pack voltage; and
When the error rate is out of the first threshold range and within the second threshold range, the first measured voltage when only the first switch is in the on state and the second measured voltage when only the second switch is in the on state within a predetermined number of allowable exceptions A method for diagnosing an insulation state, comprising the step of calculating insulation resistance using the measured voltage.
상기 오차율이 상기 제1 임계 범위를 벗어나고 상기 제2 임계 범위 내일 때 산출된 절연 저항에서 소정의 조정 저항을 차감하여 보상 절연 저항을 생성하는 단계; 및
상기 보상 절연 저항이 소정의 임계 저항 이상이면 절연 상태로 판단하는 단계를 더 포함하는, 절연 상태 진단 방법.8. The method of claim 7,
generating a compensation insulation resistance by subtracting a predetermined adjustment resistance from the calculated insulation resistance when the error rate is out of the first threshold range and within the second threshold range; and
The method for diagnosing an insulation state further comprising determining an insulation state when the compensation insulation resistance is equal to or greater than a predetermined threshold resistance.
상기 조정 저항은,
상기 오차율이 상기 제2 임계 범위의 상위 경계 값일 때, 상기 산출된 절연 저항의 오차로 설정되는, 절연 상태 진단 방법.9. The method of claim 8,
The adjustment resistor is
When the error rate is an upper boundary value of the second critical range, it is set as an error of the calculated insulation resistance.
상기 오차율이 상기 제1 임계 범위 내일 때 산출된 절연 저항이 소정의 임계 저항 이상이면 절연 상태로 판단하는 단계를 더 포함하는, 절연 상태 진단 방법.8. The method of claim 7,
The method for diagnosing an insulation state further comprising determining an insulation state when the calculated insulation resistance is greater than or equal to a predetermined threshold resistance when the error rate is within the first critical range.
상기 오차율이 상기 제2 임계 범위를 벗어날 때, 상기 배터리 시스템의 동작을 정지시키는 단계를 더 포함하는, 절연 상태 진단 방법.8. The method of claim 7,
When the error rate is out of the second threshold range, further comprising the step of stopping the operation of the battery system, the insulation state diagnosis method.
상기 오차율이 상기 제1 임계 범위를 벗어나고 상기 제2 임계 범위 내일 때, 절연 저항 산출 횟수를 매회 카운트하는 단계; 및
상기 카운트 값이 상기 예외 허용 횟수에 도달하면, 상기 배터리 시스템의 동작을 정지시키는 단계를 더 포함하는, 절연 상태 진단 방법.
8. The method of claim 7,
counting the number of times the insulation resistance is calculated each time when the error rate is out of the first threshold range and within the second threshold range; and
When the count value reaches the allowable number of exceptions, the method further comprising stopping the operation of the battery system.
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CN115718259A (en) * | 2022-08-24 | 2023-02-28 | 常州地铁集团有限公司运营分公司 | Method for screening abnormal batteries in storage battery pack |
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