KR100999852B1 - 전기 자동차의 누전 검출 장치 및 이를 이용한 누전 검출방법 - Google Patents

전기 자동차의 누전 검출 장치 및 이를 이용한 누전 검출방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차체가 전지팩의 최대전위 또는 최저전위에 연결되는 누전을 검출할 뿐만 아니라, 차체가 전지팩의 중간 전위와 연결되어 누전이 발생할 때에 전지팩의 어느 부분에 연결되어 누전이 발생한 것인지를 추정할 수 있는 전기 자동차의 누전 검출 장치 및 이를 이용한 누전 검출 방법에 관한 것이다.
전기 자동차, 누전, 검출, 절연저항, 중간전위

Description

전기 자동차의 누전 검출 장치 및 이를 이용한 누전 검출 방법{Detecting Apparatus Of Short Circuit For Electric Car And Detecting Method Of Short Circuit Using The Same}
본 발명은 전기 자동차의 누전 검출 장치 및 이를 이용한 누전 검출 방법에 관한 것으로, 특히 차체가 전지팩의 최대전위 또는 최저전위에 연결되는 누전을 검출할 뿐만 아니라, 차체가 전지팩의 중간 전위와 연결되어 누전이 발생할 때에 전지팩의 어느 부분에 연결되어 누전이 발생한 것인지를 추정할 수 있는 전기 자동차의 누전 검출 장치 및 이를 이용한 누전 검출 방법에 관한 것이다.
전기 자동차는 구동원으로 크게는 1000V 정도의 고전압을 사용한다. 따라서, 전기 자동차의 구동원인 전지팩은 차체(vehicle body)와 구조적으로 분리되어 차체와 절연상태를 유지하여야 한다.
그러나, 사고 또는 알 수 없는 요인 등에 의하여 전기 자동차의 전지팩과 차체의 절연이 깨어지면, 즉 차체에 누전이 발생하면 고전압에 의하여 차체에 위해가 가해질 뿐만 아니라, 인명에도 위해가 가해질 수 있다.
이에, 전지팩이 차체에 누전되는 것을 검출하기 위한 시스템이 활발히 연구되고 있으며, 현재의 전기 자동차는 도 1과 같은 누전 검출 시스템을 갖추고 있다.
도 1을 참조하면, 종래의 전기 자동차의 누전 검출 시스템은 전지팩(110)과 차체(GND) 사이에 절연 저항(Rf)을 등가화하고, 절연 저항(Rf)의 절연이 파괴되어 차체에 누전이 발생하면 검출 저항(Rm)에 전류가 도통되는 것을 이용하여 전지팩(110)과 차체(GND)의 누전을 검출하고 있다.
이러한 종래의 전기 자동차의 누전 검출 시스템은 제1 및 제2 극성 전환 스위치(SW3, SW4)가 도 2a에 도시된 바와 같이 각각 a로 턴-온되어 있을 때, 즉 직류 전원(Vdc)의 양극이 검출 저항(Rm)에 연결되고 음극이 차체(GND)에 연결될 때, 차체(GND)가 전지팩(110)의 최대전위와 연결되어 절연 저항(Rf)이 파괴되면 도 2b와 같은 폐회로가 형성되고, 검출 저항(Rm)에 하기 수학식 1과 같은 전압(Vm)이 검출된다.
Figure 112008026301318-pat00001
수학식 1 및 이하, 수학식들에서 전지팩(110)을 V1 + V2로 표현하는 것은 이해를 돕기 위함일 뿐, 전지팩(110)의 전압을 V1 + V2로 한정하는 것은 아니다.
수학식 1에서 알 수 있는 바와 같이, 절연 저항(Rf)의 값은 전지팩(110)의 전압인 V1 + V2를 알아야 구할 수 있다. 만약, 전지팩(110)의 전압인 V1 + V2의 영향을 받지 않고 직류 전원(Vdc)만을 이용하여 Vm을 구하려면, 하기와 같은 단계를 더 수행해야 한다.
상세히 하면, 도 2c와 같이 제1 및 제2 극성 전환 스위치(SW3, SW4)를 각각 b로 턴-온시켜 도 2d와 같은 폐회로가 형성되면, 검출 저항(Rm)에 하기 수학식 2와 같은 전압(Vm)이 검출된다.
Figure 112008026301318-pat00002
수학식 1에서 수학식 2를 빼고 2로 나누어 주면, 하기 수학식 3과 같이 직류 전원(Vdc)만을 이용하여 Vm을 구할 수 있다.
Figure 112008026301318-pat00003
그런 다음, 수학식 3에서 구한 검출 전압(Vm)을 수학식 4에 대입하여 절연 저항(Rf)을 구하여 누전을 판단한다.
Figure 112008026301318-pat00004
그리고, 제1 및 제2 극성 전환 스위치(SW3, SW4)가 도 2e에 도시된 바와 같이 각각 a로 턴-온되어 있을 때, 차체(GND)가 전지팩(110)의 최소전위와 연결되어 절연 저항(Rf)이 파괴되면 도 2f와 같은 폐회로가 형성되고, 검출 저항(Rm)에 하기 수학식 5와 같은 전압(Vm)이 검출된다.
Figure 112008026301318-pat00005
그리고, 전지팩(110)의 전압인 V1 + V2의 영향을 받지 않고 직류 전원(Vdc)만을 이용하여 Vm을 구하기 위해, 도 2g와 같이 제1 및 제2 극성 전환 스위치(SW3, SW4)를 각각 b로 턴-온시켜 도 2h와 같은 폐회로가 형성되면, 검출 저항(Rm)에 하기 수학식 6과 같은 전압(Vm)이 검출된다.
Figure 112008026301318-pat00006
수학식 5에서 수학식 6을 빼고 2로 나누어 주면, 하기 수학식 7와 같이 직류 전원(Vdc)만을 이용하여 Vm을 구할 수 있다.
Figure 112008026301318-pat00007
하지만, 직류 전원(Vdc)는 전지팩(110)의 전압보다 상대적으로 작아서, 실제 검출되는 전압(Vm)은 매우 작다. 즉, 검출 감도가 낮아서 전압 검출이 힘들고 누전 여부 판단이 어렵다.
뿐만 아니라, 제1 및 제2 극성 전환 스위치(SW3, SW4)로 직류 전원(Vdc)의 양극을 검출 저항(Rm)에, 직류 전원(Vdc)의 음극을 차체(GND)에 연결하면 도 2i와 같은 폐회로가 형성되고, 검출 저항(Rm)에 하기 수학식 8과 같은 전압(Vm)이 검출된다.
Figure 112008026301318-pat00008
그리고, 직류 전원(Vdc)의 양극을 차체(GND)에, 직류 전원(Vdc)의 음극을 직류 전원(Vdc)에 연결하면 하기 수학식 9와 같은 전압(Vm)이 검출된다.
Figure 112008026301318-pat00009
수학식 8에서 수학식 9를 빼고 2로 나누어 주면, 하기 수학식 10과 같이 직류 전원(Vdc)만을 이용하여 Vm을 구할 수 있다.
Figure 112008026301318-pat00010
하지만, 종래의 전기 자동차의 누전 검출 시스템은 차체(GND)가 전지팩(110) 의 중간부위와 연결되어 차체(GND) 사이에 누전이 발생하였다는 것을 수학식 10을 이용하여 검출할 수 있지만, 전지팩(110)의 중간 전위 어느 부분과 차체(GND) 사이에 누전이 발생하였는지는 알 수 없다는 문제점과, 수학식 8과 9에서 볼 수 있듯이 V2가 작은 값일 때도 전압 감도가 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 차체가 전지팩에 최대전위 또는 최소전위에 연결되는 누전을 검출할 뿐만 아니라, 차체가 전지팩의 중간 전위와 연결되어 누전이 발생할 때에 전지팩의 어느 부분에 연결되어 누전이 발생한 것인지를 추정할 수 있는 전기 자동차의 누전 검출 장치 및 이를 이용한 누전 검출 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 누전 검출 장치는 전지팩과; 일단이 상기 전지팩의 양극과 병렬로 접속된 제1 스위치 소자와; 일단이 상기 전지팩의 음극과 병렬로 접속되고, 타단이 상기 제1 스위치 소자의 타단과 직렬로 접속된 제2 스위치 소자와; 상기 제1 스위치 소자의 타단 및 상기 제2 스위치 소자의 타단과 직렬로 접속된 전압 분배 저항과; 상기 전압 분배 저항에 직렬로 접속된 검출 저항과; 상기 검출 저항에 직렬로 접속된 직류 전원과; 상기 검출 저항과 차체 사이에 접속되어 상기 검출 저항과 상기 차체를 접지시키는 접지 스위치를 구비한다.
상기 전기 자동차의 누전 검출 장치는 상기 직류 전원의 극성을 전환시켜 상기 검출 저항 및 상기 차체에 극성 전환된 직류 전원을 직렬 접속시키는 제1 및 제2 극성 전환 스위치를 더 구비한다.
상기 직류 전원은 서로 직렬 접속된 제1 직류 전원과 제2 직류 전원을 포함한다.
상기 전기 자동차의 누전 검출 장치는 상기 제1 직류 전원의 양극을 상기 검출 저항에 접속시키고, 상기 제1 직류 전원의 음극을 상기 차체에 접속시키는 제1 직류 전원 접속 스위치와; 상기 제2 직류 전원의 음극을 상기 검출 저항에 접속시키고, 상기 제2 직류 전원의 양극을 상기 차체에 접속시키는 제2 직류 전원 접속 스위치를 더 구비한다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 누전 검출 방법은 제1 및 제2 극성 전환 스위치를 제1 극성으로 턴-온, 제1 스위치를 턴-오프, 제2 스위치를 턴-온, 접지 스위치를 턴-오프되어 있을 때, 검출 저항의 제1 전압을 검출하는 제1 단계와; 상기 접지 스위치를 턴-온하여, 상기 검출 저항의 제2 전압을 검출하는 제2 단계와; 상기 검출 저항의 제1 전압에서 상기 검출 저항의 제2 전압을 감산하여 직류전원에 의한 검출 저항의 제3 전압을 구하는 제3 단계와; 제1 및 제2 극성 전환 스위치를 제2 극성으로 턴-온, 제1 스위치를 턴-온, 제2 스위치를 턴-오프, 접지 스위치를 턴-오프되어 있을 때, 검출 저항의 제4 전압을 검출하는 제4 단계와; 상기 접지 스위치를 턴-온하여, 상기 검출 저항의 제5 전압을 검출하는 제5 단계와; 상기 검출 저항의 제4 전압에서 상기 검출 저항의 제5 전압을 감산하여 직류전원에 의한 검출 저항의 제6 전압을 구하는 제6 단계와; 상기 검출 저항의 제3 전압이 검출되면 최대전위 절연 고장으로 판별하고, 상기 검출 저항의 제6 전압이 검출되면 최소전위 절연 고장으로 판별하며, 상기 검출 저항의 제3 전압 및 제6 전압이 모두 절연 고장으로 검출되면 중간전위 절연 고장으로 판별하는 제7 단계를 포함한다.
상기 검출 저항의 제3 전압 및 제6 전압이 모두 검출되어 상기 중간전위 절 연 고장으로 판별하면, 상기 검출 저항의 제1 전압과 상기 검출 저항의 제4 전압을 비교하여 전지팩의 어느 부분에 절연고장이 발생하였는지 검출한다.
본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 누전 검출 장치 및 이를 이용한 누전 검출 방법은 차체가 전지팩의 최대전위 또는 최소전위에 연결되는 누전을 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 차체가 전지팩의 중간 전위와 연결되어 누전이 발생할 때에, 전지팩의 제1 중간 전위에 대한 검출 저항의 전압값과, 전지팩의 제2 중간 전위에 대한 검출 저항의 전압값을 비교하여, 차체가 전지팩의 중간 전위 어느 부분에 연결되어 누전이 발생한 것인지를 추정할 수 있다.
이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 누전 검출 장치를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 누전 검출 장치는 전지팩(10)과, 전지팩(10)의 양극에 병렬 접속된 제1 스위치 소자(SW1)와, 전지팩(10)의 음극에 병렬 접속됨과 아울러 제1 스위치 소자(SW1)와는 직렬 접속되는 제2 스위치 소자(SW2)와, 제1 및 제2 스위치 소자(SW1, SW2)와 직렬 접속된 검출 저항(Rm)과, 검출 저항(Rm)에 직렬 접속된 직류 전원(Vdc) 및 검출 저항(Rm)과 차체(GND) 사이에 접속되어 검출 저항(Rm)과 차체(GND)를 접지시키는 접지 스위치(SW5)를 구비한다. 그리고, 본 발명의 전기 자동차의 누전 검출 장치는 검출 저항(Rm)과 차체(GND)에 직류 전원(Vdc)을 접속시키는 제1 및 제2 극성 전환 스위치(SW3, SW4)를 구비한다.
본 발명의 전기 자동차의 누전 검출 장치를 이용한 누전 검출 방법은 최대전위 절연 고장 검출 모드로서 도 4a에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 극성 전환 스위치(SW3, SW4)가 a로 턴-온되고, 제1 스위치(SW1)는 턴-오프, 제2 스위치(SW2)가 턴-온되며, 제5 스위치가 턴-오프되어 있을 때, 전지팩(10)의 최대전위와 차체(GND)의 절연 저항(Rf)이 파괴되면 도 4b와 같은 폐회로가 형성되고, 검출 저항(Rm)에 하기 수학식 11과 같은 전압(Vm)이 검출된다.
Figure 112008026301318-pat00011
그리고, 제1 및 제2 극성 전환 스위치(SW3, SW4)를 턴-오프하고, 제5 스위치(SW5)를 턴-온시키면 도 4c와 같은 폐회로가 형성되고, 검출 저항(Rm)에 하기 수학식 12와 같은 전압(Vm)이 검출된다.
Figure 112008026301318-pat00012
수학식 11에서 수학식 12를 빼면, 하기 수학식 13과 같이 직류 전원(Vdc)만을 이용하여 Vm을 구할 수 있다.
Figure 112008026301318-pat00013
상기 수학식 13에 전압(Vm)으로 직류 전원(Vdc)만을 이용하여 전지팩(10)의 최대전위와 차체(GND)가 연결되어 누전이 발생하였다라는 것을 알 수 있다.
그리고, 도 4a에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 극성 전환 스위치(SW3, SW4)가 a로 턴-온되고, 제1 스위치(SW1)는 턴-오프, 제2 스위치(SW2)가 턴-온되며, 제5 스위치가 턴-오프되어 있을 때, 전지팩(10)의 최저전위와 차체(GND)의 절연 저항(Rf)이 파괴되면 도 4d와 같은 폐회로가 형성되고, 검출 저항(Rm)에 하기 수학식 14와 같은 전압(Vm)이 검출된다.
Figure 112008026301318-pat00014
이때, 직류 전원(Vdc)는 전지팩(110)의 전압보다 상대적으로 작아서, 실제 검출되는 전압(Vm)은 매우 작다. 즉, 검출 감도가 낮아서 전압 검출이 힘들고 누전 여부 판단이 어렵다. 그리고, 제1 및 제2 극성 전환 스위치(SW3, SW4)를 턴-오프하고 제5 스위치(SW5)를 턴-온시키면 전압원이 없어지므로 검출 전압(Vm)은 0이다. 그러므로, 본 발명의 전기 자동차의 누전 검출 장치를 이용한 누전 검출 방법은 최대전위 절연 고장 검출 모드에서 전지팩(10)의 최소전위와의 절연 고장은 검출하지 않고, 본 발명의 최소전위 고장 검출 모드에서 검출한다.
또한, 본 발명의 전기 자동차의 누전 검출 장치를 이용한 누전 검출 방법은 도 4a에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 극성 전환 스위치(SW3, SW4)가 a로 턴-온되고, 제1 스위치(SW1)는 턴-오프, 제2 스위치(SW2)가 턴-온되며, 제5 스위치가 턴-오프되어 있을 때, 전지팩(10)의 중간전위와 차체(GND)의 절연 저항(Rf)이 파괴되면 도 4e와 같은 폐회로가 형성되고, 검출 저항(Rm)에 하기 수학식 15와 같은 전압(Vm)이 검출된다.
Figure 112008026301318-pat00015
그리고, 제1 및 제2 극성 전환 스위치(SW3, SW4)를 턴-오프하고, 제5 스위치(SW5)를 턴-온시키면 도 4f와 같은 폐회로가 형성되고, 검출 저항(Rm)에 하기 수학식 16과 같은 전압(Vm)이 검출된다.
Figure 112008026301318-pat00016
수학식 15에서 수학식 16을 빼면, 하기 수학식 17과 같이 직류 전원(Vdc)만을 이용하여 Vm을 구할 수 있다.
Figure 112008026301318-pat00017
한편, 본 발명의 전기 자동차의 누전 검출 장치를 이용한 누전 검출 방법은 최소전위 절연 고장 검출 모드로서 도 5a에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 극성 전환 스위치(SW3, SW4)가 b로 턴-온되고, 제1 스위치(SW1)는 턴-온, 제2 스위치(SW2)가 턴-오프되며, 제5 스위치가 턴-오프되어 있을 때, 전지팩(10)의 최소전위와 차체(GND)의 절연 저항(Rf)이 파괴되면 도 5b와 같은 폐회로가 형성되고, 검출 저항(Rm)에 하기 수학식 18과 같은 전압(Vm)이 검출된다.
Figure 112008026301318-pat00018
그리고, 제1 및 제2 극성 전환 스위치(SW3, SW4)를 턴-오프하고, 제5 스위치(SW5)를 턴-온시키면 도 5c와 같은 폐회로가 형성되고, 검출 저항(Rm)에 하기 수학식 19와 같은 전압(Vm)이 검출된다.
Figure 112008026301318-pat00019
수학식 18에서 수학식 19를 빼면, 하기 수학식 20과 같이 직류 전원(Vdc)만을 이용하여 Vm을 구할 수 있다.
Figure 112008026301318-pat00020
상기 수학식 20에 직류 전원(Vdc)만을 이용한 전압(Vm)으로 전지팩(10)의 최대전위와 차체(GND)가 연결되어 누전이 발생하였다라는 것을 알 수 있다.
그리고, 도 5a에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 극성 전환 스위치(SW3, SW4)가 b로 턴-온되고, 제1 스위치(SW1)는 턴-오프, 제2 스위치(SW2)가 턴-온되며, 제5 스위치가 턴-오프되어 있을 때, 전지팩(10)의 최대전위와 차체(GND)의 절연 저항(Rf)이 파괴되면 도 5d와 같은 폐회로가 형성되고, 검출 저항(Rm)에 하기 수학식 21과 같은 전압(Vm)이 검출된다.
Figure 112008026301318-pat00021
이때, 직류 전원(Vdc)는 전지팩(110)의 전압보다 상대적으로 작아서, 실제 검출되는 전압(Vm)은 매우 작다. 즉, 검출 감도가 낮아서 전압 검출이 힘들고 누전 여부 판단이 어렵다. 그리고, 제1 및 제2 극성 전환 스위치(SW3, SW4)를 턴-오프 하고 제5 스위치(SW5)를 턴-온시키면 전압원이 없어지므로 검출 전압(Vm)은 0이다. 그러므로, 본 발명의 전기 자동차의 누전 검출 장치를 이용한 누전 검출 방법은 최저전위 절연 고장 검출 모드에서 전지팩(10)의 최대전위와의 절연 고장은 검출하지 않고, 본 발명의 최대전위 고장 검출 모드에서 검출한다.
또한, 본 발명의 전기 자동차의 누전 검출 장치를 이용한 누전 검출 방법은 도 5a에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 극성 전환 스위치(SW3, SW4)가 b로 턴-온되고, 제1 스위치(SW1)는 턴-온, 제2 스위치(SW2)가 턴-오프되며, 제5 스위치가 턴-오프되어 있을 때, 전지팩(10)의 중간전위와 차체(GND)의 절연 저항(Rf)이 파괴되면 도 5e와 같은 폐회로가 형성되고, 검출 저항(Rm)에 하기 수학식 22와 같은 전압(Vm)이 검출된다.
Figure 112008026301318-pat00022
그리고, 제1 및 제2 극성 전환 스위치(SW3, SW4)를 턴-오프하고, 제5 스위치(SW5)를 턴-온시키면 도 5f와 같은 폐회로가 형성되고, 검출 저항(Rm)에 하기 수학식 23과 같은 전압(Vm)이 검출된다.
Figure 112008026301318-pat00023
수학식 22에서 수학식 23을 빼면, 하기 수학식 24와 같이 직류 전원(Vdc)만을 이용하여 Vm을 구할 수 있다.
Figure 112008026301318-pat00024
상기 수학식 24에 전압(Vm)으로 직류 전원(Vdc)만을 이용하여 전지팩(10)의 중간전위와 차체(GND)가 연결되어 누전이 발생하였다라는 것을 알 수 있다.
이와 같은 방법으로, 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 누전 검출 장치는 전지팩(10)의 최대전위 절연 고장인지, 중간전위 고장 절연인지, 최소전위 절연 고장인지를 구분할 수 있으며, 구분하는 방법은 최대전위 절연 고장 검출 모드에서 검출된 고장은 최대전위의 고장으로 판단하고, 최소전위 절연 고장 검출 모드에서 검출된 고장은 최소 전위의 고장으로 판단한다. 그리고, 최대전위 절연 고장 검출 모드와 최소전위 절연 고장 검출 모드에서 모두 고장으로 검출되면 중간전위의 고장으로 판단할 수 있으며, 중간전위의 어느 부분의 고장인지는 최대전위 절연 고장 검출 모드의 검출 전압(Vm+)과 최소전위 절연 고장 검출 모드의 검출 전압(Vm+)을 비교하면, V1 값과 V2 값을 통하여 비례적으로 알 수 있다. 예를 들어, V1과 V2 값이 2 : 3이면 중간전위 절연 고장 부분은 전지팩(10)의 최소전위로부터 3/5 전압을 가지는 부분임을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기 자동차의 누전 검출 장치를 나타내는 도면이다. 도 6에 도시된 본 발명의 다른 전기 자동차의 누전 검출 장치는 제1 및 제2 직류 전원(Vdc1, Vdc2)과, 제1 직류 전원(Vdc1)의 양극을 검출 저항(Rm)에 접속시키고, 상기 제1 직류 전원(Vdc1)의 음극을 차체(GND)에 접속시키는 제1 직류 전원 접속 스위치(SW3)와, 제2 직류 전원(Vdc2)의 음극을 검출 저항(Rm)에 접속시키고, 제2 직류 전원(Vdc2)의 양극을 차체(GND)에 접속시키는 제2 직류 전원 접속 스위치(SW4)를 더 구비한다.
이와 같이, 직류 전원(Vdc)를 2개(제1 및 제2 직류 전원(Vdc1, Vdc2))로 분리하면, 직류 전원(Vdc)의 극성을 전환시켜 검출 저항(Rm) 및 차체(GND)에 접속시키는 스위치를 직류 전원(Vdc)을 검출 저항(Rm) 및 차체(GND)에 접속시키기만 하는 스위치로 변경할 수 있다.
한편, 도 3 및 도 6에 도시된 본 발명의 실시 예들에 따른 전기 자동차의 누전 검출 장치에는 전압 분배 저항(Rs)이 제1 스위치(SW1)의 후단에 배치되어 있지 만, 전압 분배 저항(Rs)은 제1 스위치(SW1)와 제2 스위치(SW2)의 전단에 각각 배치되어도 무방하다.
도 1은 종래의 전기 자동차의 누전 검출 장치를 나타내는 도면,
도 2a 내지 도 2i는 종래의 전기 자동차의 누전 검출 방법을 설명하기 위한 도면들,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전기 자동차의 누전 검출 장치를 나타내는 도면,
도 4a 내지 도 4f는 최대전위 절연 고장 검출 모드를 설명하기 위한 도면들,
도 5a 내지 도 5f는 최소전위 절연 고장 검출 모드를 설명하기 위한 도면들,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기 자동차의 누전 검출 장치를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 110 : 전지팩 SW1 : 제1 스위치 소자
SW2 : 제2 스위치 소자 Rm : 검출 저항
Rf : 절연 저항 Rs : 전압 분배 저항
SW3 : 제1 극성 전환 스위치 SW4 : 제2 극성 전환 스위치
SW5 : 접지 스위치 Vdc : 직류 전원
GND : 차체

Claims (6)

  1. 전기 자동차의 누전 검출 장치에 있어서,
    전지팩과;
    일단이 상기 전지팩의 양극과 병렬로 접속된 제1 스위치 소자와;
    일단이 상기 전지팩의 음극과 병렬로 접속되고, 타단이 상기 제1 스위치 소자의 타단과 직렬로 접속된 제2 스위치 소자와;
    상기 제1 스위치 소자의 타단 및 상기 제2 스위치 소자의 타단과 직렬로 접속된 전압 분배 저항과;
    상기 전압 분배 저항에 직렬로 접속된 검출 저항과;
    상기 검출 저항에 직렬로 접속된 직류 전원과;
    상기 검출 저항과 차체 사이에 접속되어 상기 검출 저항과 상기 차체를 접지시키는 접지 스위치를 구비하고,
    상기 전기 자동차의 누전 검출 장치는
    상기 제1 스위치가 턴-오프, 상기 제2 스위치가 턴-온, 및 상기 접지 스위치가 턴-오프되어 있을 때의 상기 검출 저항의 제1 전압 및 상기 접지 스위치를 턴-온한 상태에서 검출되는 상기 검출 저항의 제2 전압간의 차인 제3 전압과,
    상기 제1 스위치가 턴-온, 상기 제2 스위치가 턴-오프 및 상기 접지 스위치가 턴-오프되어 있을 때의 상기 검출 저항의 제4 전압 및 상기 접지 스위치를 턴-온한 상태에서 검출되는 상기 검출 저항의 제5 전압간의 차인 제6 전압 중 검출되는 전압에 따라, 최대전위 절연고장, 최소전위 절연고장, 및 중간전위 절연고장 중 하나로 판별하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 누전 검출 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 직류 전원의 극성을 전환시켜 상기 검출 저항 및 상기 차체에 극성 전환된 직류 전원을 직렬 접속시키는 제1 및 제2 극성 전환 스위치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 누전 검출 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 직류 전원은 서로 직렬 접속된 제1 직류 전원과 제2 직류 전원을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 누전 검출 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 직류 전원의 양극을 상기 검출 저항에 접속시키고, 상기 제1 직류 전원의 음극을 상기 차체에 접속시키는 제1 직류 전원 접속 스위치와;
    상기 제2 직류 전원의 음극을 상기 검출 저항에 접속시키고, 상기 제2 직류 전원의 양극을 상기 차체에 접속시키는 제2 직류 전원 접속 스위치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 누전 검출 장치.
  5. 제1 및 제2 극성 전환 스위치를 제1 극성으로 턴-온, 제1 스위치를 턴-오프, 제2 스위치를 턴-온, 접지 스위치를 턴-오프되어 있을 때, 검출 저항의 제1 전압을 검출하는 제1 단계와;
    상기 접지 스위치를 턴-온하여, 상기 검출 저항의 제2 전압을 검출하는 제2 단계와;
    상기 검출 저항의 제1 전압에서 상기 검출 저항의 제2 전압을 감산하여 직류전원에 의한 검출 저항의 제3 전압을 구하는 제3 단계와;
    제1 및 제2 극성 전환 스위치를 제2 극성으로 턴-온, 제1 스위치를 턴-온, 제2 스위치를 턴-오프, 접지 스위치를 턴-오프되어 있을 때, 검출 저항의 제4 전압을 검출하는 제4 단계와;
    상기 접지 스위치를 턴-온하여, 상기 검출 저항의 제5 전압을 검출하는 제5 단계와;
    상기 검출 저항의 제4 전압에서 상기 검출 저항의 제5 전압을 감산하여 직류전원에 의한 검출 저항의 제6 전압을 구하는 제6 단계와;
    상기 검출 저항의 제3 전압이 검출되면 최대전위 절연 고장으로 판별하고, 상기 검출 저항의 제6 전압이 검출되면 최소전위 절연 고장으로 판별하며, 상기 검출 저항의 제3 전압 및 제6 전압이 모두 절연 고장으로 검출되면 중간전위 절연 고장으로 판별하는 제7 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 누전 검출 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 검출 저항의 제3 전압 및 제6 전압이 모두 검출되어 상기 중간전위 절연 고장으로 판별하면, 상기 검출 저항의 제1 전압과 상기 검출 저항의 제4 전압을 비교하여 전지팩의 어느 부분에 절연고장이 발생하였는지 검출하는 것을 특징으로 하는 전기 자동차의 누전 검출 방법.
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