KR102256096B1 - 배터리팩과 접지 간의 절연 상태를 진단하기 위한 장치 및 방법과, 상기 장치를 포함하는 배터리팩 - Google Patents

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Abstract

배터리팩과 접지 간의 절연 상태를 진단하기 위한 장치 및 방법과, 상기 장치를 포함하는 배터리팩이 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른, 상기 장치는, 상기 배터리팩의 플러스 단자와 상기 접지 사이에 전기적으로 연결되는 제1 저항 소자; 및 파워 서플라이 및 상기 파워 서플라이에 동작 가능하게 결합된 컨트롤러를 포함하는 제어 회로를 포함한다. 상기 파워 서플라이는, 상기 플러스 단자에 전기적으로 연결되는 제1 테스트 포트 및 상기 접지에 전기적으로 연결되는 제2 테스트 포트가 구비되고, 하이 레벨 전압을 생성하도록 구성된다. 상기 컨트롤러는, 제1 시점부터 소정 기간 동안 상기 제1 테스트 포트와 상기 제2 테스트 포트 사이에 상기 하이 레벨 전압을 인가할 것을 상기 파워 서플라이에게 명령하도록 구성된다. 상기 컨트롤러는, 상기 제1 시점부터 상기 소정 기간 내에 상기 제1 테스트 포트를 통해 흐르는 전류를 제1 테스트 전류로서 기록하도록 구성된다. 상기 컨트롤러는, 상기 제1 테스트 전류를 기초로, 상기 배터리팩과 상기 접지 간의 절연 상태를 진단하도록 구성된다.

Description

배터리팩과 접지 간의 절연 상태를 진단하기 위한 장치 및 방법과, 상기 장치를 포함하는 배터리팩{Apparatus and method for diagnosing insulation state between battery pack and ground, and the battery pack including the apparatus}
본 발명은 배터리팩과 접지 간의 절연 상태를 진단하기 위한 장치 및 방법과, 상기 장치를 포함하는 배터리팩에 관한 것이다.
최근, 노트북, 비디오 카메라, 휴대용 전화기 등과 같은 휴대용 전자 제품의 수요가 급격하게 증대되고, 전기 자동차, 에너지 저장용 축전지, 로봇, 위성 등의 개발이 본격화됨에 따라, 반복적인 충방전이 가능한 고성능 배터리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
현재 상용화된 배터리팩은, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지, 리튬 이온 배터리 등과 같은 재충전 가능한 축전 소자를 포함한다. 특히, 전기 자동차와 같이 고전압이 요구되는 대형 전기 제품에 적용되는 배터리팩의 경우, 배터리팩과 접지 간의 절연이 완벽히 유지되지 않는다면, 주변 회로의 오동작할 수 있을 뿐만 아니라, 감전 사고 등의 위험이 크다.
특허문헌 1은 배터리팩과 접지 간의 절연 상태를 감시하는 회로를 개시한다. 그러나, 특허문헌 1은, 배터리팩의 팩 전압만을 이용하므로, 절연 상태의 감시 정확도가 떨어진다.
(특허문헌 1)대한민국 공개특허공보 제10-2010-0105954호 (공개일자: 2010년 10월 01일)
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 배터리팩과는 별도의 직류 전압을 제공하는 파워 서플라이를 이용하여, 배터리팩의 플러스 단자와 접지 간 또는 배터리팩의 마이너스 단자와 접지 간에 하이 레벨 전압을 인가함으로써, 배터리팩과 접지 간의 절연 상태를 더욱 정확히 감시하는 장치 및 방법과 상기 장치를 포함하는 배터리팩을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타난 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다양한 실시예는 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩과 접지 간의 절연 상태를 진단하기 위한 장치는, 상기 배터리팩의 플러스 단자와 상기 접지 사이에 전기적으로 연결되는 제1 저항 소자; 상기 배터리팩의 마이너스 단자와 상기 접지 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 저항 소자와 저항이 동일한 제2 저항 소자; 및 파워 서플라이 및 상기 파워 서플라이에 동작 가능하게 결합된 컨트롤러를 포함하는 제어 회로를 포함한다. 상기 파워 서플라이는, 상기 플러스 단자에 전기적으로 연결되는 제1 테스트 포트, 상기 접지에 전기적으로 연결되는 제2 테스트 포트 및 상기 마이너스 단자에 전기적으로 연결되는 제3 테스트 포트가 구비되고, 하이 레벨 전압을 생성하도록 구성된다. 상기 컨트롤러는, 예비 진단 동작을 실행하여, 상기 파워 서플라이가 슬립 상태인 동안, 상기 제1 테스트 포트와 상기 제2 테스트 포트 간의 전압을 제1 테스트 전압으로서 기록하고, 상기 제2 테스트 포트와 상기 제3 테스트 포트 간의 제2 테스트 전압을 기록하고, 상기 제1 테스트 포트와 상기 제3 테스트 포트 간의 전압을 팩 전압으로서 기록하고, 상기 제1 테스트 전압, 상기 제2 테스트 전압 및 상기 팩 전압을 기초로, 상기 플러스 단자와 상기 접지 간의 절연 상태 및 상기 마이너스 단자와 상기 접지 간의 절연 상태가 서로 불균형한지 여부를 판정하고, 상기 플러스 단자와 상기 접지 간의 절연 상태 및 상기 마이너스 단자와 상기 접지 간의 절연 상태가 서로 불균형하다고 판정되는 경우, 제1 메인 진단 동작을 실행하도록 구성된다. 상기 컨트롤러는, 상기 제1 메인 진단 동작을 실행하여, 제1 시점부터 소정 기간 동안 상기 제1 테스트 포트와 상기 제2 테스트 포트 사이에 상기 하이 레벨 전압을 인가할 것을 상기 파워 서플라이에게 명령하고, 상기 제1 시점부터 상기 소정 기간 내에 상기 제1 테스트 포트를 통해 흐르는 전류를 제1 테스트 전류로서 기록하고, 상기 제1 테스트 전류를 기초로, 상기 배터리팩과 상기 접지 간의 절연 상태를 진단하도록 구성된다.
상기 컨트롤러는, 상기 하이 레벨 전압을 상기 제1 테스트 전류로 나누어, 제1 테스트 저항을 산출할 수 있다. 상기 제1 테스트 저항이 제1 기준 저항보다 제1 임계 저항 이상 작은 경우, 통신 채널을 통해 상기 컨트롤러에 동작 가능하게 결합된 외부 디바이스에게 상기 배터리팩과 상기 접지 간의 절연 상태가 불량임을 나타내는 제1 리포팅 메시지를 출력할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 제1 메인 진단 동작이 미실행 중 제2 메인 진단 동작을 실행하여, 제2 시점부터 소정 기간 동안 상기 제3 테스트 포트와 상기 제2 테스트 포트 사이에 상기 하이 레벨 전압을 인가할 것을 상기 파워 서플라이에게 명령할 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 제2 시점부터 상기 소정 기간 내에 상기 제3 테스트 포트를 통해 흐르는 전류를 제2 테스트 전류로서 기록할 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 제2 테스트 전류를 기초로, 상기 배터리팩과 상기 접지 간의 절연 상태를 진단할 수 있다.
삭제
상기 컨트롤러는, 상기 하이 레벨 전압을 상기 제2 테스트 전류로 나누어, 제2 테스트 저항을 산출할 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 제2 테스트 저항이 제2 기준 저항보다 제2 임계 저항 이상 작은 경우, 통신 채널을 통해 상기 컨트롤러에 동작 가능하게 결합된 외부 디바이스에게 상기 배터리팩과 상기 접지 간의 절연 상태가 불량임을 나타내는 제1 리포팅 메시지를 출력할 수 있다.
상기 컨트롤러는, 상기 제1 테스트 포트와 상기 제3 테스트 포트 간의 전압을 팩 전압으로서 기록할 수 있다.
상기 하이 레벨 전압은, 상기 팩 전압의 1/2보다 클 수 있다.
삭제
본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 배터리팩은, 상기 장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리팩과 접지 간의 절연 상태를 진단하기 위한 방법은, 제어 회로의 컨트롤러가 예비 진단 동작을 실행하여, 상기 제어 회로의 파워 서플라이가 슬립 상태인 동안, 상기 파워 서플라이에 구비된 제1 내지 제3 테스트 포트 중에서 상기 제1 테스트 포트와 상기 제2 테스트 포트 간의 전압을 제1 테스트 전압으로서 기록하고, 상기 제2 테스트 포트와 상기 제3 테스트 포트 간의 제2 테스트 전압을 기록하고, 상기 제1 테스트 포트와 상기 제3 테스트 포트 간의 전압을 팩 전압으로서 기록하고, 상기 제1 테스트 전압, 상기 제2 테스트 전압 및 상기 팩 전압을 기초로, 상기 배터리팩의 플러스 단자와 상기 접지 간의 절연 상태 및 상기 배터리팩의 마이너스 단자와 상기 접지 간의 절연 상태가 서로 불균형한지 여부를 판정하는 단계; 상기 컨트롤러가 상기 플러스 단자와 상기 접지 간의 절연 상태 및 상기 마이너스 단자와 상기 접지 간의 절연 상태가 서로 불균형하다고 판정되는 경우, 상기 제1 메인 진단 동작을 실행하여, 상기 제1 테스트 포트와 상기 제2 테스트 포트 사이에 소정의 하이 레벨 전압을 제1 시점부터 소정 기간 동안 인가하도록 파워 서플라이에게 명령하는 단계; 상기 컨트롤러가 상기 제1 시점부터 상기 소정 기간 내에 상기 제1 테스트 포트를 통해 흐르는 전류를 제1 테스트 전류로서 기록하는 단계; 및 상기 컨트롤러가 상기 제1 테스트 전류를 기초로, 상기 배터리팩과 상기 접지 간의 절연 상태가 불량인지 여부를 판정하는 단계를 포함한다. 상기 플러스 단자와 상기 접지 사이에는 제1 저항 소자가 전기적으로 연결된다. 상기 마이너스 단자와 상기 접지 사이에는 상기 제1 저항 소자와 저항이 동일한 제2 저항 소자가 전기적으로 연결된다. 상기 제1 테스트 포트는, 상기 플러스 단자에 전기적으로 연결된다. 상기 제2 테스트 포트는, 상기 접지에 전기적으로 연결된다. 상기 제3 테스트 포트는, 상기 마이너스 단자에 전기적으로 연결된다.
상기 방법은, 상기 컨트롤러가 상기 제1 메인 진단 동작이 미실행 중 제2 메인 진단 동작을 실행하여, 상기 제3 테스트 포트와 상기 제2 테스트 포트 사이에 상기 하이 레벨 전압을 제2 시점부터 소정 기간 동안 인가하도록 상기 파워 서플라이에게 명령하는 단계; 상기 컨트롤러가 상기 제2 시점부터 상기 소정 기간 내에 상기 제3 테스트 포트를 통해 흐르는 전류를 제2 테스트 전류로서 기록하는 단계; 및 상기 컨트롤러가 상기 제2 테스트 전류를 기초로, 상기 배터리팩과 상기 접지 간의 절연 상태가 불량인지 여부를 판정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 배터리팩과는 별도의 직류 전압을 제공하는 파워 서플라이를 이용하여, 배터리팩의 플러스 단자와 접지 간 또는 배터리팩의 마이너스 단자와 접지 간에 하이 레벨 전압을 인가함으로써, 배터리팩과 접지 간의 절연 상태를 더욱 정확히 감시할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술되는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩과 접지 간의 절연 상태를 진단하기 위한 장치를 포함하는 배터리팩의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 장치에 의해 실행되는 제1 메인 진단 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 3은 도 1의 장치에 의해 실행되는 제2 메인 진단 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리팩과 접지 사이의 절연 상태를 진단하기 위한 방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어들은, 다양한 구성요소들 중 어느 하나를 나머지와 구별하는 목적으로 사용되는 것이고, 그러한 용어들에 의해 구성요소들을 한정하기 위해 사용되는 것은 아니다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 <제어 유닛>과 같은 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리팩(10)과 접지 간의 절연 상태를 진단하기 위한 장치(100)를 포함하는 배터리팩(10)의 구성을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 배터리팩(10)은, 플러스 단자(11), 마이너스 단자(12), 배터리(20) 및 장치(100)를 포함한다. 플러스 단자(11)는, 배터리(20)의 최고전위 노드에 전기적으로 연결된다. 마이너스 단자(12)는, 배터리(20)의 최저전위 노드에 전기적으로 연결된다.
배터리(20)는, 적어도 하나의 단위 셀(21)을 포함한다. 단위 셀(21)은, 예컨대 리튬 이온 셀과 같이, 재충전 가능한 것이라면 그 종류는 특별히 제한되지 않는다.
도 1에서, R(+)는, 플러스 단자(11)와 접지 간의 절연 상태에 의존하는 제1 절연 저항을 나타낸다. 또한, R(-)는, 마이너스 단자(12)와 접지 간의 절연 상태에 의존하는 제2 절연 저항을 나타낸다.
장치(100)는, 제1 저항 소자(110) 및 제2 저항 소자(120) 중 적어도 하나와 제어 회로(200)를 포함한다. 이하에서는, 장치(100)가 제1 저항 소자(110) 및 제2 저항 소자(120) 둘 다를 포함하는 것으로 설명하겠다.
제1 저항 소자(110)는, 배터리(20)의 플러스 단자(11)와 접지 사이에 전기적으로 연결된다. 예컨대, 제1 저항 소자(110)는, 배터리(20)의 플러스 단자(11)와 접지를 전기적으로 연결하는 전기 라인(21) 상에 설치될 수 있다. 접지는, 배터리팩(10)이 적용된 전기 제품(예, 전기 자동차)의 섀시일 수 있다.
제2 저항 소자(120)는, 배터리(20)의 마이너스 단자(12)와 접지 사이에 전기적으로 연결된다. 예컨대, 제2 저항 소자(120)는, 배터리(20)의 마이너스 단자(12)와 접지를 전기적으로 연결하는 전기 라인(22) 상에 설치될 수 있다. 이하에서는, 제1 저항 소자(110)와 제2 저항 소자(120)는 서로 동일한 저항(resistance)를 갖는 것으로 가정한다. 이 경우, 제1 저항 소자(110)와 제2 저항 소자(120)는, 접지를 기준으로 배터리(20)의 전압을 이등분하는 전압 분배기(voltage divider)로서 기능한다.
제어 회로(200)는, 파워 서플라이(210), 전류 센서(220) 및 컨트롤러(240)를 포함한다. 제어 회로(200)는, 전압 측정 회로를 더 포함할 수 있다.
파워 서플라이(210)에는, 제1 테스트 포트(P1), 제2 테스트 포트(P2) 및 제3 테스트 포트(P3)가 구비된다. 제1 테스트 포트(P1)는, 전기 라인(201)을 통해 배터리(20)의 플러스 단자(11)에 전기적으로 연결된다. 제2 테스트 포트(P2)는, 전기 라인(202)을 통해 접지에 전기적으로 연결된다. 제3 테스트 포트(P3)는, 전기 라인(203)을 통해 배터리(20)의 마이너스 단자(12)에 전기적으로 연결된다.
파워 서플라이(210)는, 컨트롤러(240)로부터의 명령 메시지에 응답하여, 제1 테스트 포트(P1), 제2 테스트 포트(P2) 및 제3 테스트 포트(P3) 중 어느 둘 사이에 상기 명령에 대응하는 크기 및 극성을 가지는 하이 레벨 전압을 인가하도록 구성된다. 파워 서플라이(210)는, 외부 전원으로부터의 입력 전압(VCC)을 변환하여, 하이 레벨 전압(도 2 및 도 3의 VH 참조)을 생성할 수 있다.
전류 센서(220)는, 제1 테스트 포트(P1), 제2 테스트 포트(P2) 및 제3 테스트 포트(P3) 중 적어도 하나를 통해 흐르는 전류를 나타내는 전류 데이터를 생성한다. 예컨대, 전류 센서(220)는, 도 1에 도시된 바와 같이 제2 테스트 포트(P2)와 접지를 연결하는 전기 라인(202) 상에 설치될 수 있다.
전압 측정부(230)는, 적어도 하나의 전압 센서를 포함한다. 전압 측정부(230)는, 제1 테스트 포트(P1), 제2 테스트 포트(P2) 및 제3 테스트 포트(P3)에 전기적으로 연결되고, 제1 전압 데이터, 제2 전압 데이터 및 제3 전압 데이터 중 적어도 하나를 생성하도록 구성된다. 제1 전압 데이터는, 제1 테스트 포트(P1) 및 제2 테스트 포트(P2) 간의 전압(V(+))을 나타낸다. 제2 전압 데이터는, 제2 테스트 포트(P2) 및 제3 테스트 포트(P3) 간의 전압(V(-))을 나타낸다. 제3 전압 데이터는, 제1 테스트 포트(P1) 및 제3 테스트 포트(P3) 간의 전압(VP)을 나타낸다.
컨트롤러(240)는, 하드웨어적으로 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적 유닛 중 적어도 하나를 포함하도록 구현될 수 있다. 또한, 컨트롤러(240)에는 메모리 디바이스(241)가 내장될 수 있으며, 메모리 디바이스(241)로는 예컨대 RAM, ROM, 레지스터, 하드디스크, 광기록 매체 또는 자기기록 매체가 이용될 수 있다. 메모리 디바이스(241)는, 컨트롤러(240)에 의해 실행되는 각종 제어 로직을 포함하는 프로그램, 및/또는 상기 제어 로직이 실행될 때 발생되는 데이터를 저장, 갱신 및/또는 소거할 수 있다. 컨트롤러(240)는, 파워 서플라이(210), 전류 센서(220), 전압 측정부(230) 및 외부 디바이스(1)에 동작 가능하게 결합된다. 컨트롤러(240)는, 통신 채널(2)을 통해 외부 디바이스(1)와 상호 통신한다. 통신 채널(2)은 유선 또는 무선 통신을 지원한다. 유선 통신은 예컨대 캔(CAN: contoller area network) 통신일 수 있고, 무선 통신은 예컨대 지그비나 블루투스 통신일 수 있는데, 컨트롤러(240)와 외부 디바이스(2) 간의 유무선 통신을 지원하는 것이라면, 통신 프토토콜의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니다.
제어 회로(200)는, 하나 또는 둘 이상의 진단 동작을 서로 중복되지 않도록 하나씩 실행하도록 구성될 수 있다. 즉, 컨트롤러(240)는, 다수의 진단 동작을 서로 다른 시점에서 실행한다. 이하에서는, 3개의 진단 동작으로서 예비 진단 동작, 제1 메인 진단 동작 및 제2 메인 진단 동작이 제어 회로(200)에 의해 순차적으로 실행되는 것으로 가정하겠다. 예비 진단 동작은 필요에 따라 생략될 수 있다. 또한, 제1 메인 진단 동작과 제2 메인 진단 동작은 서로 중첩되지 않도록 실행되며, 둘 간의 선후 관계가 특정하게 제한되지는 않는다.
< 예비 진단 동작 >
먼저, 예비 진단 동작에 대하여 지금부터 설명하겠다. 예비 진단 동작은, 파워 서플라이(210)가 컨트롤러(240)에 의해 슬립 상태로 제어된 동안, 컨트롤러(240)가 플러스 단자(11)와 접지 간 또는 마이너스 단자(12)와 접지 간의 절연 상태가 불균형한지 여부를 1차적으로 진단하기 위한 것이다. 파워 서플라이(210)는, 슬립 상태에서, 하이 레벨 전압의 생성을 중단한다.
예비 진단 동작의 실행 시, 컨트롤러(240)는, 전압 측정부(230)로부터 제1 전압 데이터, 제2 전압 데이터 및 제3 전압 데이터를 수집한다. 제1 전압 데이터는, 제1 저항 소자(110)의 양단에 인가되는 전압(V(+))에 대응한다. 제2 전압 데이터는, 제2 저항 소자(120)의 양단에 인가되는 전압(V(-))에 대응한다. 제3 전압 데이터는, 플러스 단자(11)와 마이너스 단자(12) 사이에 인가되는 전압(즉, 팩 전압 VP)에 대응한다. 컨트롤러(240)는, V(+)를 제1 테스트 전압으로서 메모리 디바이스(241)에 기록하고, V(-)를 제2 테스트 전압으로서 메모리 디바이스(241)에 기록하며, VP를 팩 전압으로서 메모리 디바이스(241)에 기록할 수 있다.
컨트롤러(240)는, (i) 제1 테스트 전압과 제2 테스트 전압 간의 차이가 제1 임계 전압 미만인지 여부 및 (ii) 제1 테스트 전압과 제2 테스트 전압의 합과 팩 전압 간의 차이가 제2 임계 전압 미만인지 여부를 동시에 또는 순차적으로 판정한다.
제1 테스트 전압과 제2 테스트 전압 간의 차이가 제1 임계 전압 이상이거나, 또는 제1 테스트 전압과 제2 테스트 전압의 합과 팩 전압 간의 차이가 제2 임계 전압 이상인 것은, 플러스 단자(11)와 접지 간 또는 마이너스 단자(12)와 단자 간의 절연 상태가 불량임을 나타낸다.
예비 진단 동작의 실행 결과, 플러스 단자(11)와 접지 간 또는 마이너스 단자(12)와 접지 간의 절연 상태가 불균형이면, 컨트롤러(240)는 후술할 제1 메인 진단 동작 및 제2 메인 진단 동작 중 적어도 하나를 실행할 수 있다.
도 2는 도 1의 장치(100)에 의해 실행되는 제1 메인 진단 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다. 도 2에서, RE는 제1 저항 소자(110) 및 제2 저항 소자(120)의 저항이다.
컨트롤러(240)는, 예비 진단 동작 및 제2 메인 진단 동작이 미실행 중인 임의의 시점에 제1 메인 진단 동작을 실행한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 메인 진단 동작의 실행 시, 컨트롤러(240)는, 제1 테스트 포트(P1)와 제2 테스트 포트(P2) 사이에 하이 레벨 전압(VH)을 인가할 것을 요청하는 명령 메시지를 파워 서플라이(210)에게 전송한다. 이에 따라, 파워 서플라이(210)는, 제1 테스트 포트(P1)와 제2 테스트 포트(P2) 사이에 하이 레벨 전압(VH)을 소정 기간 동안 인가한다.
이에 따라, 제1 메인 진단 동작이 실행되는 동안, 제1 테스트 포트(P1)를 통해 전류(ID1)가 흐른다. 전류 센서(220)는, 제1 테스트 포트(P1)를 통해 전류(ID1)를 나타내는 전류 데이터(ID1_M)를 컨트롤러(240)에게 전송한다.
전류(ID1)는, 다음의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
<수학식 1>
Figure 112018084924336-pat00001
수학식 1에서, R1은, R(+)와 RE의 합성 저항(resultant resistance)을 나타낸다. R2는 R(-)와 RE의 합성 저항을 나타낸다. 그리고, VP는 팩 전압, VH는 하이 레벨 전압이다.
배터리팩(10)과 접지 간의 절연 상태가 불량하다면, R1은 제1 저항 소자(110)의 저항(RE) 대비 일정 수준 이상으로 작아지거나, 또는 R2은 제2 저항 소자(120)의 저항(RE) 대비 일정 수준 이상으로 작아진다.
반면, 배터리팩(10)과 접지 간의 절연 상태가 양호하다면, 제1 절연 저항(R(+))과 제2 절연 저항(R(-))은 제1 저항 소자(110)의 저항(RE) 대비 매우 클 것이므로, R1 및 R2은 제1 저항 소자(110)의 저항(RE)과 동일한 것으로 볼 수 있다. 따라서, 수학식 1은 다음의 수학식 2와 같이 단순화될 수 있다.
<수학식 2>
Figure 112018084924336-pat00002
수학식 2에서, VP, VH 및 RE는 미리 알 수 있는 값들이므로, 수학식 2의 ID1_R은 제1 기준 전류로서 컨트롤러(240)에 의해 결정되거나 컨트롤러(240)의 메모리 디바이스(241)에 미리 저장될 수 있다. 가령, VP = 324[V], VH = 500[V], RE = 50[MΩ]이라고 해보자. 그러면, ID1_R = 13.52[μA]가 된다.
수학식 2에서 확인할 수 있듯이, 하이 레벨 전압(VH)이 팩 전압(VP)의 1/2보다 커야만 ID1_R가 양의 값을 가진다. 따라서, 컨트롤러(240)는, 제1 메인 진단 동작의 실행 시, 팩 전압(VP)의 1/2보다 큰 전압을 하이 레벨 전압(VH)으로서 출력할 것을 파워 서플라이(210)에게 명령할 수 있다. 대안적으로, 하이 레벨 전압(VH)은, 배터리팩(10)의 정격 전압을 고려하여 파워 서플라이(210)에 미리 설정되어 있을 수도 있다.
아울러, 컨트롤러(240)는, 전류 센서(220)의 전류 옵셋에 따라, 하이 레벨 전압(VH)을 결정할 수 있다. 전류 옵셋은, 전류 센서(220)의 측정 정확도를 나타내는 것으로서, 미리 정해진다. 전류 옵셋을 나타내는 데이터는, 메모리 디바이스(241)에 미리 저장될 수 있다. 수학식 1을 참조하면, 전류(ID1)는 하이 레벨 전압(VH)에 비례한다. 컨트롤러(240)는, 메모리 디바이스(241)로부터 전류 옵셋을 독출한 다음, 전류 옵셋의 크기를 기초로 하이 레벨 전압(VH)을 결정할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러(240)는, 전류 옵셋이 소정의 기준값 이하이라면, 제1 전압(예, 400[V])을 하이 레벨 전압(VH)으로 결정할 수 있다. 다른 예로, 컨트롤러(240)는, 전류 옵셋이 기준값보다 크면, 제1 전압을 전류 옵셋과 기준값 간의 차이에 대응하는만큼 증가시킨 제2 전압(예, 550[V])을 하이 레벨 전압(VH)으로 결정할 수 있다.
컨트롤러(240)는, 제1 메인 진단 동작이 실행된 시점부터 소정 기간 내에, 전류 센서(220)로부터의 전류 데이터(ID1_M)를 기초로, 제1 테스트 포트(P1)를 통해 흐르는 전류(ID1)를 제1 테스트 전류로서 기록한다. 그 다음, 컨트롤러(240)는, 제1 테스트 전류를 기초로, 배터리팩(10)과 접지 간의 절연 상태를 진단한다. 예를 들어, 제1 테스트 전류가 제1 기준 전류보다 제1 임계 전류 이상 작은 경우, 배터리팩(10)과 접지 간의 절연 상태가 불량한 것으로 컨트롤러(240)에 의해 판정될 수 있다. 제1 임계 전류는, 미리 정해진 것이다. 다른 예를 들어, 제1 테스트 전류가 제1 기준 전류의 제1 임계 비율 이하인 경우, 배터리팩(10)과 접지 간의 절연 상태가 불량한 것으로 컨트롤러(240)에 의해 판정될 수 있다. 제1 임계 비율은, 0~100% 사이(예, 85%)로 미리 정해진 것이다.
컨트롤러(240)는, 하이 레벨 전압(VH)을 제1 기준 전류인 ID1_R로 나눔으로써, 제1 기준 저항을 산출할 수 있다. 가령, VH = 500[V], ID1_R = 13.52[μA]이라고 해보자. 그러면, 제1 기준 저항 = 36.98[MΩ]가 된다. 컨트롤러(240)는, 하이 레벨 전압(VH)을 제1 테스트 전류(ID1)로 나눔으로써 제1 테스트 저항을 산출한 다음, 제1 테스트 저항이 제1 기준 저항보다 제1 임계 저항 이상 작은 경우, 배터리팩(10)과 접지 간의 절연 상태가 불량한 것으로 판정할 수 있다.
컨트롤러(240)는, 제1 메인 진단 동작의 실행 결과, 배터리팩(10)과 접지 간의 절연 상태가 불량한 것으로 진단된 경우, 제1 리포팅 메시지를 출력하고, 그 외의 경우에는 제2 리포팅 메시지를 출력할 수 있다. 제1 리포팅 메시지는, 플러스 단자(11)와 접지 간의 누전 또는 마이너스 단자(12)와 접지 간의 누전이 발생하였음을 외부 디바이스(1)에게 통지하기 위한 것이다. 외부 디바이스(1)는, 예컨대 전기 자동차의 ECU(eletronic control unit) 또는 디스플레이 장치일 수 있다. 제2 리포팅 메시지는, 플러스 단자(11)와 접지 간의 절연 상태 및 마이너스 단자(12)와 접지 간의 절연 상태 둘 다 양호함을 외부 디바이스(1)에게 통지하기 위한 것이다. 제1 리포팅 메시지 및 제2 리포팅 메시지 중 적어도 하나는, 제1 테스트 전류 및 제1 테스트 저항 중 적어도 하나를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다. 상기 디스플레이 장치는, 제1 리포팅 메시지 및 제2 리포팅 메시지에 포함된 데이터가 나타내는 정보를 시각적 형태로 출력할 수 있다.
한편, 도 2에는 제1 테스트 포트(P1)의 전위가 제2 테스트 포트(P2)보다 하이 레벨 전압(VH)만큼 높은 것으로 도시되어 있으나, 그 반대여도 무방하다. 즉, 제1 테스트 포트(P1)와 제2 테스트 포트(P2) 사이에 인가되는 하이 레벨 전압(VH)의 극성은 반대여도 좋다.
도 3은 도 1의 장치(100)에 의해 실행되는 제2 메인 진단 동작을 설명하는 데에 참조되는 도면이다.
컨트롤러(240)는, 예비 진단 동작 및 제1 메인 진단 동작이 미실행 중인 임의의 시점에 제2 메인 진단 동작을 실행한다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 제2 메인 진단 동작의 실행 시, 컨트롤러(240)는, 제3 테스트 포트(P3)와 제2 테스트 포트(P2) 사이에 하이 레벨 전압(VH)을 인가할 것을 요청하는 명령 메시지를 파워 서플라이(210)에게 전송한다. 이에 따라, 파워 서플라이(210)는, 제3 테스트 포트(P3)와 제2 테스트 포트(P2) 사이에 하이 레벨 전압(VH)을 소정 기간 동안 인가한다.
이에 따라, 제2 메인 진단 동작이 실행되는 동안, 제3 테스트 포트(P3)를 통해 전류(ID2)가 흐른다. 전류 센서(220)는, 제3 테스트 포트(P3)를 통해 전류(ID2)를 나타내는 전류 데이터(ID2_M)를 컨트롤러(240)에게 전송한다.
전류(ID2)는, 다음의 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
<수학식 3>
Figure 112018084924336-pat00003
수학식 3의 R1, R2, VP, 및 VH는 수학식 1의 R1, R2, VP, 및 VH와 동일하다.
배터리팩(10)과 접지 간의 절연 상태가 양호하다면, 수학식 3은 다음의 수학식 4와 같이 단순화될 수 있다.
<수학식 4>
Figure 112018084924336-pat00004
수학식 4의 RE는 수학식 2의 RE와 동일하다. 수학식 4의 ID2_R은 제2 기준 전류로서 컨트롤러(240)에 의해 결정되거나 컨트롤러(240)의 메모리 디바이스(241)에 미리 저장될 수 있다. 가령, VP = 324[V], VH = 500[V], RE = 50[MΩ]이라고 해보자. 그러면, ID2_R = 26.48[μA]가 된다.
컨트롤러(240)는, 제2 메인 진단 동작이 실행된 시점부터 소정 기간 내에, 전류 센서(220)로부터의 전류 데이터(ID2_M)를 기초로, 제3 테스트 포트(P3)를 통해 흐르는 전류(ID2)를 제2 테스트 전류로서 기록한다. 그 다음, 컨트롤러(240)는, 제2 테스트 전류를 기초로, 배터리팩(10)과 접지 간의 절연 상태를 진단한다. 예를 들어, 제2 테스트 전류가 제2 기준 전류보다 제2 임계 전류 이상 작은 경우, 배터리팩(10)과 접지 간의 절연 상태가 불량한 것으로 컨트롤러(240)에 의해 판정될 수 있다. 제2 임계 전류는, 전술한 제1 임계 전류와 동일할 수 있다. 다른 예를 들어, 제2 테스트 전류가 제2 기준 전류의 제2 임계 비율 이하인 경우, 배터리팩(10)과 접지 간의 절연 상태가 불량한 것으로 컨트롤러(240)에 의해 판정될 수 있다. 제2 임계 비율은, 전술한 제1 임계 비율과 동일할 수 있다.
컨트롤러(240)는, 하이 레벨 전압(VH)을 제2 기준 전류인 ID2_R로 나눔으로써, 제2 기준 저항을 산출할 수 있다. 가령, VH = 500[V], ID2_R = 26.48[μA]이라고 해보자. 그러면, 제2 기준 저항 = 18.88[MΩ]가 된다. 컨트롤러(240)는, 하이 레벨 전압(VH)을 제2 테스트 전류로 나눔으로써 제2 테스트 저항을 산출한 다음, 제2 테스트 저항이 제2 기준 저항보다 제2 임계 저항 이상 작은 경우, 배터리팩(10)과 접지 간의 절연 상태가 불량한 것으로 판정할 수 있다. 제2 임계 저항은, 전술한 제1 임계 저항과 동일할 수 있다.
컨트롤러(240)는, 제2 메인 진단 동작의 실행 결과, 배터리팩(10)과 접지 간의 절연 상태가 불량한 것으로 진단된 경우, 제1 리포팅 메시지를 출력하고, 그 외의 경우에는 제2 리포팅 메시지를 출력할 수 있다. 제1 리포팅 메시지 및 제2 리포팅 메시지 중 적어도 하나는, 제2 테스트 전류 및 제2 테스트 저항 중 적어도 하나를 나타내는 데이터를 포함할 수 있다.
한편, R1 및 R2은, 수학식 1 및 수학식 3에 공통된 2개의 미지수이다. 즉, 수학식 1 및 수학식 3은 공통된 2개의 미지수인 R1 및 R2를 포함하는 한 쌍의 방정식이다. 따라서, 컨트롤러(240)는, 수학식 1의 ID1에 제1 테스트 전류를 대입하고 수학식 3의 ID2에 제2 테스트 전류를 대입함으로써, R1 및 R2을 산출할 수 있다. 컨트롤러(240)에 의해 제1 메인 진단 동작 및 제2 메인 진동 동작이 모두 실행된 경우, 제1 리포팅 메시지 및 제2 리포팅 메시지 중 적어도 하나는 컨트롤러(240)에 의해 산출된 R1 및 R2을 나타내는 데이터를 포함할 수 있다.
컨트롤러(240)는, R1 및 R2를 산출한 경우, 다음의 수학식 5 및 수학식 6을 이용하여, 제1 절연 저항 R(+) 및 제2 절연 저항 R(-)을 산출할 수 있다.
<수학식 5>
Figure 112018084924336-pat00005
<수학식 6>
Figure 112018084924336-pat00006
제1 리포팅 메시지 및 제2 리포팅 메시지 중 적어도 하나는 컨트롤러(240)에 의해 산출된 R(+) 및 R(-)을 나타내는 데이터를 포함할 수 있다.
한편, 도 3에는 제3 테스트 포트(P3)의 전위가 제2 테스트 포트(P2)보다 하이 레벨 전압(VH)만큼 높은 것으로 도시되어 있으나, 그 반대여도 무방하다. 즉, 제3 테스트 포트(P3)와 제2 테스트 포트(P2) 사이에 인가되는 하이 레벨 전압(VH)의 극성은 반대여도 좋다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리팩(10)과 접지 사이의 절연 상태를 진단하기 위한 방법의 순서도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 단계 410에서, 컨트롤러(240)는, 전압 측정부(230)로부터 제1 전압 데이터, 제2 전압 데이터 및 제3 전압 데이터를 수집한다. 제1 전압 데이터는, 플러스 단자(11)와 접지 간의 전압(V(+))에 대응한다. 제2 전압 데이터는, 마이너스 단자(12)와 접지 간의 전압(V(-))에 대응한다. 제3 전압 데이터는, 팩 전압(VP)에 대응한다.
단계 420에서, 컨트롤러(240)는, 제1 전압 데이터, 제2 전압 데이터 및 제3 전압 데이터를 기초로, 플러스 단자(11)와 접지 간의 절연 상태와 마이너스 단자(12)와 접지 간의 절연 상태가 서로 불균형한지 여부를 판정한다. (i) 제1 전압 데이터가 나타내는 전압(V(+))과 제2 전압 데이터가 나타내는 전압(V(-)) 간의 차이가 제1 임계 전압 이상이거나, 또는 (ii) 제1 전압 데이터가 나타내는 전압(V(+))과 제2 전압 데이터가 나타내는 전압(V(-))의 합(즉, V(+) + V(-))과 팩 전압(VP) 간의 차이가 제2 임계 전압 이상인 경우, 컨트롤러(240)는 플러스 단자(11)와 접지 간의 절연 상태와 마이너스 단자(12)와 접지 간의 절연 상태가 서로 불균형하다고 판정할 수 있다. 단계 420의 값이 "YES"인 경우, 단계 430으로 진행될 수 있다. 단계 420의 값이 "NO"인 경우, 단계 492로 진행될 수 있다.
단계 430에서, 컨트롤러(240)는, 제1 시점부터 소정 기간 동안 제1 테스트 포트(P1)와 제2 테스트 포트(P2) 사이에 하이 레벨 전압(VH)을 인가할 것을 파워 서플라이(210)에게 명령한다.
단계 440에서, 컨트롤러(240)는, 제1 시점부터 소정 기간 내에 제1 테스트 포트(P1)를 통해 흐르는 전류(ID1)를 제1 테스트 전류로서 기록한다. 제1 테스트 전류는, 전류 센서(220)로부터의 전류 데이터에 기초한다.
단계 450에서, 컨트롤러(240)는, 제1 테스트 전류를 기초로, 배터리팩(10)과 접지 간의 절연 상태가 불량인지 여부를 판정한다. 단계 450의 값이 "YES"인 경우, 단계 460 및 단계 490 중 적어도 하나를 진행한다. 단계 450의 값이 "NO"인 경우, 단계 492을 진행한다.
단계 460에서, 컨트롤러(240)는, 제2 시점부터 소정 기간 동안 제3 테스트 포트(P3)와 제2 테스트 포트(P2) 사이에 하이 레벨 전압(VH)을 인가할 것을 파워 서플라이(210)에게 명령한다. 제2 시점은, 제1 시점부터 소정 기간이 경과된 후의 시점이다.
단계 470에서, 컨트롤러(240)는, 제2 시점부터 소정 기간 내에 제3 테스트 포트(P3)를 통해 흐르는 전류(ID2)를 제2 테스트 전류로서 기록한다. 제2 테스트 전류는, 전류 센서(220)로부터의 전류 데이터에 기초한다.
단계 480에서, 컨트롤러(240)는, 제2 테스트 전류를 기초로, 배터리팩(10)과 접지 간의 절연 상태가 불량인지 여부를 판정한다. 단계 480의 값이 "YES"인 경우, 단계 490을 진행한다. 단계 480의 값이 "NO"인 경우, 단계 492을 진행한다.
단계 490에서, 컨트롤러(240)는, 제1 리포팅 메시지를 외부 디바이스(1)에게 전송한다.
단계 492에서, 컨트롤러(240)는, 제2 리포팅 메시지를 외부 디바이스(1)에게 전송한다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
또한, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
10: 배터리팩
20: 배터리
100: 진단 장치
110: 제1 저항 소자
120: 제2 저항 소자
200: 제어 회로
210: 파워 서플라이
220: 전류 센서
230: 전압 측정부
240: 컨트롤러

Claims (11)

  1. 배터리팩과 접지 간의 절연 상태를 진단하기 위한 장치에 있어서,
    상기 배터리팩의 플러스 단자와 상기 접지 사이에 전기적으로 연결되는 제1 저항 소자;
    상기 배터리팩의 마이너스 단자와 상기 접지 사이에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 저항 소자와 저항이 동일한 제2 저항 소자; 및
    파워 서플라이 및 상기 파워 서플라이에 동작 가능하게 결합된 컨트롤러를 포함하는 제어 회로를 포함하되,
    상기 파워 서플라이는,
    상기 플러스 단자에 전기적으로 연결되는 제1 테스트 포트, 상기 접지에 전기적으로 연결되는 제2 테스트 포트 및 상기 마이너스 단자에 전기적으로 연결되는 제3 테스트 포트가 구비되고, 하이 레벨 전압을 생성하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러는,
    예비 진단 동작을 실행하여, 상기 파워 서플라이가 슬립 상태인 동안, 상기 제1 테스트 포트와 상기 제2 테스트 포트 간의 전압을 제1 테스트 전압으로서 기록하고, 상기 제2 테스트 포트와 상기 제3 테스트 포트 간의 제2 테스트 전압을 기록하고, 상기 제1 테스트 포트와 상기 제3 테스트 포트 간의 전압을 팩 전압으로서 기록하고, 상기 제1 테스트 전압, 상기 제2 테스트 전압 및 상기 팩 전압을 기초로, 상기 플러스 단자와 상기 접지 간의 절연 상태 및 상기 마이너스 단자와 상기 접지 간의 절연 상태가 서로 불균형한지 여부를 판정하고, 상기 플러스 단자와 상기 접지 간의 절연 상태 및 상기 마이너스 단자와 상기 접지 간의 절연 상태가 서로 불균형하다고 판정되는 경우, 제1 메인 진단 동작을 실행하도록 구성되고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 제1 메인 진단 동작을 실행하여, 제1 시점부터 소정 기간 동안 상기 제1 테스트 포트와 상기 제2 테스트 포트 사이에 상기 하이 레벨 전압을 인가할 것을 상기 파워 서플라이에게 명령하고, 상기 제1 시점부터 상기 소정 기간 내에 상기 제1 테스트 포트를 통해 흐르는 전류를 제1 테스트 전류로서 기록하고, 상기 제1 테스트 전류를 기초로, 상기 배터리팩과 상기 접지 간의 절연 상태를 진단하도록 구성되는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 하이 레벨 전압을 상기 제1 테스트 전류로 나누어, 제1 테스트 저항을 산출하고,
    상기 제1 테스트 저항이 제1 기준 저항보다 제1 임계 저항 이상 작은 경우, 통신 채널을 통해 상기 컨트롤러에 동작 가능하게 결합된 외부 디바이스에게 상기 배터리팩과 상기 접지 간의 절연 상태가 불량임을 나타내는 제1 리포팅 메시지를 출력하도록 구성되는, 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 제1 메인 진단 동작이 미실행 중 제2 메인 진단 동작을 실행하여, 제2 시점부터 소정 기간 동안 상기 제3 테스트 포트와 상기 제2 테스트 포트 사이에 상기 하이 레벨 전압을 인가할 것을 상기 파워 서플라이에게 명령하고, 상기 제2 시점부터 상기 소정 기간 내에 상기 제3 테스트 포트를 통해 흐르는 전류를 제2 테스트 전류로서 기록하고, 상기 제2 테스트 전류를 기초로, 상기 배터리팩과 상기 접지 간의 절연 상태를 진단하도록 구성되는, 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 하이 레벨 전압을 상기 제2 테스트 전류로 나누어, 제2 테스트 저항을 산출하고,
    상기 제2 테스트 저항이 제2 기준 저항보다 제2 임계 저항 이상 작은 경우, 통신 채널을 통해 상기 컨트롤러에 동작 가능하게 결합된 외부 디바이스에게 상기 배터리팩과 상기 접지 간의 절연 상태가 불량임을 나타내는 제1 리포팅 메시지를 출력하도록 구성되는, 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하이 레벨 전압은, 상기 팩 전압의 1/2보다 큰, 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항, 제2항, 제4항, 제5항 및 제7항 중 어느 한 항에 따른 상기 장치를 포함하는 배터리팩.
  10. 배터리팩과 접지 간의 절연 상태를 진단하기 위한 방법에 있어서,
    제어 회로의 컨트롤러가 예비 진단 동작을 실행하여, 상기 제어 회로의 파워 서플라이가 슬립 상태인 동안, 상기 파워 서플라이에 구비된 제1 내지 제3 테스트 포트 중에서 상기 제1 테스트 포트와 상기 제2 테스트 포트 간의 전압을 제1 테스트 전압으로서 기록하고, 상기 제2 테스트 포트와 상기 제3 테스트 포트 간의 제2 테스트 전압을 기록하고, 상기 제1 테스트 포트와 상기 제3 테스트 포트 간의 전압을 팩 전압으로서 기록하고, 상기 제1 테스트 전압, 상기 제2 테스트 전압 및 상기 팩 전압을 기초로, 상기 배터리팩의 플러스 단자와 상기 접지 간의 절연 상태 및 상기 배터리팩의 마이너스 단자와 상기 접지 간의 절연 상태가 서로 불균형한지 여부를 판정하는 단계;
    상기 컨트롤러가 상기 플러스 단자와 상기 접지 간의 절연 상태 및 상기 마이너스 단자와 상기 접지 간의 절연 상태가 서로 불균형하다고 판정되는 경우, 제1 메인 진단 동작을 실행하여, 상기 제1 테스트 포트와 상기 제2 테스트 포트 사이에 소정의 하이 레벨 전압을 제1 시점부터 소정 기간 동안 인가하도록 파워 서플라이에게 명령하는 단계;
    상기 컨트롤러가 상기 제1 시점부터 상기 소정 기간 내에 상기 제1 테스트 포트를 통해 흐르는 전류를 제1 테스트 전류로서 기록하는 단계; 및
    상기 컨트롤러가 상기 제1 테스트 전류를 기초로, 상기 배터리팩과 상기 접지 간의 절연 상태가 불량인지 여부를 판정하는 단계를 포함하되,
    상기 플러스 단자와 상기 접지 사이에는 제1 저항 소자가 전기적으로 연결되고,
    상기 마이너스 단자와 상기 접지 사이에는 상기 제1 저항 소자와 저항이 동일한 제2 저항 소자가 전기적으로 연결되고,
    상기 제1 테스트 포트는, 상기 플러스 단자에 전기적으로 연결되고,
    상기 제2 테스트 포트는, 상기 접지에 전기적으로 연결되고,
    상기 제3 테스트 포트는, 상기 마이너스 단자에 전기적으로 연결되는, 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 컨트롤러가 상기 제1 메인 진단 동작이 미실행 중 제2 메인 진단 동작을 실행하여, 상기 제3 테스트 포트와 상기 제2 테스트 포트 사이에 상기 하이 레벨 전압을 제2 시점부터 소정 기간 동안 인가하도록 상기 파워 서플라이에게 명령하는 단계;
    상기 컨트롤러가 상기 제2 시점부터 상기 소정 기간 내에 상기 제3 테스트 포트를 통해 흐르는 전류를 제2 테스트 전류로서 기록하는 단계; 및
    상기 컨트롤러가 상기 제2 테스트 전류를 기초로, 상기 배터리팩과 상기 접지 간의 절연 상태가 불량인지 여부를 판정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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