KR20170057004A - 절연 저항 측정 시스템 및 장치 - Google Patents

절연 저항 측정 시스템 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20170057004A
KR20170057004A KR1020150160566A KR20150160566A KR20170057004A KR 20170057004 A KR20170057004 A KR 20170057004A KR 1020150160566 A KR1020150160566 A KR 1020150160566A KR 20150160566 A KR20150160566 A KR 20150160566A KR 20170057004 A KR20170057004 A KR 20170057004A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
resistor
resistance
insulation resistance
measuring
Prior art date
Application number
KR1020150160566A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101936220B1 (ko
Inventor
성창현
이상훈
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020150160566A priority Critical patent/KR101936220B1/ko
Priority to CN201680017975.2A priority patent/CN107407713B/zh
Priority to PL16866639.4T priority patent/PL3258280T3/pl
Priority to US15/559,937 priority patent/US10534032B2/en
Priority to EP16866639.4A priority patent/EP3258280B1/en
Priority to PCT/KR2016/013185 priority patent/WO2017086687A1/ko
Priority to JP2017548920A priority patent/JP2018508785A/ja
Publication of KR20170057004A publication Critical patent/KR20170057004A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101936220B1 publication Critical patent/KR101936220B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G01R31/3624—
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/025—Measuring very high resistances, e.g. isolation resistances, i.e. megohm-meters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G01R27/08—Measuring resistance by measuring both voltage and current
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/14—Circuits therefor, e.g. for generating test voltages, sensing circuits
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3658—
    • G01R31/3662—

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

본 발명은 절연 저항 측정 시스템 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 커패시터가 구비된 배터리 팩(Battery Pack)의 양단에 각각 연결되는 양극 절연 저항 및 음극 절연 저항을 측정하기 위하여, 양극 절연 저항과 병렬 연결되는 제1 측정 저항의 제1 전압 및 음극 절연 저항과 병렬 연결되는 제2 측정 저항의 제2 전압들의 수렴 여부를 판단하고, 제1 및 제2 전압의 수렴 여부에 따라 양극 절연 저항 및 음극 절연 저항과 제1 및 제2 측정 저항 간에 연결을 제어하며, 제1 및 제2 전압의 수렴값을 이용하여 양극 절연 저항 및 음극 절연 저항의 저항값을 산출하는 절연 저항 측정 시스템 및 장치에 관한 것이다.

Description

절연 저항 측정 시스템 및 장치{System and apparatus for measuring of insulation resistance}
본 발명은 절연 저항 측정 시스템 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 커패시터가 구비된 배터리 팩(Battery Pack)의 양단에 각각 연결되는 양극 절연 저항 및 음극 절연 저항을 측정하기 위하여, 양극 절연 저항과 병렬 연결되는 제1 측정 저항의 제1 전압 및 음극 절연 저항과 병렬 연결되는 제2 측정 저항의 제2 전압들의 수렴 여부를 판단하고, 제1 및 제2 전압의 수렴 여부에 따라 양극 절연 저항 및 음극 절연 저항과 제1 및 제2 측정 저항 간에 연결을 제어하며, 제1 및 제2 전압의 수렴값을 이용하여 양극 절연 저항 및 음극 절연 저항의 저항값을 산출하는 절연 저항 측정 시스템 및 장치에 관한 것이다.
고전압의 배터리 팩(Battery Pack)을 사용하는 에너지 저장 시스템(Energy Storage System; ESS), 전기 차량(Electric Vehicle; EV) 등은 비상사태 발생시 자동적으로 전원을 차단하는 시스템을 갖추고 있다. 상기 비상사태라 함은 관련부품의 노후화에 의한 과도한 누전, 절연파괴 등과 외부적인 충격에 의한 부품파괴로 생겨나는 쇼트에 의해 발생하는 과도한 누전, 절연파괴 등을 말한다.
비상사태가 발생되면 배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS)이나 하이브리드 제어 유닛(Hybrid Control Unit; HCU) 등 고전압 부품을 제어하는 상위의 부품에서 메인 전원을 차단하도록 하는 명령을 송신하여 전원을 제어하게 된다. 상기 고전압 관련 부품은 전원을 연결해 주는 선로의 전압과 전류를 일련의 프로그램 또는 센서를 통해 모니터링하여 정상범위를 벗어난 전압, 전류가 검출되거나 허용치 이상의 누설전류가 있는 경우, 그리고 허용치 이상의 절연저항 파괴 등이 있는 경우에 CAN 통신 또는 시그날 전송을 통하여 메인 전원을 차단하게 된다.
이와 같이, 고전압의 배터리 팩을 사용하는 ESS, EV 등에 있어서 절연저항의 측정은 매우 중요하다. 배터리 팩의 누설전류를 측정하는 방법으로 절연을 파괴하고 강제로 직류전류를 흐르게 하는 방법이 있는데, 이러한 방법은 절연저항을 측정하는 동안 절연이 파괴된다는 단점이 있다.
이를 해결하기 위하여 배터리 팩에 커패시터를 연결하고, 상기 커패시터에 교류신호를 인가하여 절연저항 성분을 측정하는 방법이 있다. 그러나, 상기 방법 또한 커패시터를 충전하는 전류와 방전하는 전류가 같은 회로를 통과해야 하므로 회로 설계에 많은 제약이 따른다는 단점이 있다.
또한, 커패시터 성분으로 인해 전압 강하 및 상승의 지연으로 인해, 절연저항을 측정하기 위한 전압 측정 시간이 지연되어 절연 파괴가 발생하는 경우, 빠르게 절연 파괴를 검출하지 못하는 문제점이 있다.
이에, 본 발명자는 상술된 문제점을 해결하기 위하여, 양극 절연 저항과 병렬 연결되는 제1 측정 저항의 제1 전압 및 음극 절연 저항과 병렬 연결되는 제2 측정 저항의 제2 전압들의 수렴 여부를 판단하고, 제1 및 제2 전압의 수렴 여부에 따라 양극 절연 저항 및 음극 절연 저항과 제1 및 제2 측정 저항 간에 연결을 제어하며, 제1 및 제2 전압의 수렴값을 이용하여 양극 절연 저항 및 음극 절연 저항의 저항값을 산출하는 절연 저항 측정 시스템 및 장치를 발명하기에 이르렀다.
한국공개특허 제10-2012-0136211호
상술된 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 배터리 팩(Battery Pack)에 구비된 커패시터로 인해 절연 저항에 인가되는 전압의 강하 및 상승 시간이 지연되어 절연 파괴가 발생하는 경우, 절연 저항에 병렬 연결된 측정 전압의 전압이 수렴되었는지 여부를 판단하여 빠르게 절연 파괴를 검출할 수 있는 절연 저항 측정 시스템 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 시스템은, 양극 절연 저항과 병렬 연결되는 제1 저항부; 양극 절연 저항과 상기 제1 저항부를 통전 또는 차단시키는 제1 스위치부; 상기 음극 절연 저항과 병렬 연결되는 제2 저항부; 상기 음극 절연 저항과 상기 제2 저항부를 통전 또는 차단시키는 제2 스위치부; 상기 제1 및 제2 저항부에 각각 인가되는 제1 및 제2 전압의 변화값에 근거하여 상기 제1 및 제2 전압 각각의 수렴 여부를 판단하는 판단부; 상기 수렴 여부에 대응하여 상기 제1 및 제2 스위치부를 제어하는 제어부; 및 상기 제1 및 제2 전압의 수렴값을 이용하여 상기 양극 절연 저항 및 상기 음극 절연 저항 각각의 저항값을 산출하는 산출부;를 포함하여 구성된다.
상기 제1 저항부는, 제1 측정 저항; 및 상기 제1 측정 저항과 직렬 연결되고, 상기 제1 측정 저항의 저항값과 기 설정된 저항비의 저항값을 갖는 제1 스케일 저항;을 포함할 수 있다.
상기 제2 저항부는, 제2 측정 저항; 및 상기 제2 측정 저항과 직렬 연결되고, 상기 제2 측정 저항의 저항값과 기 설정된 저항비의 저항값을 갖는 제2 스케일 저항;을 포함할 수 있다.
상기 절연 저항 장치는 상기 제1 측정 저항 및 접지 사이에 인가되는 전압을 측정하여 상기 제1 전압으로 출력하고, 상기 제2 측정 저항 및 접지 사이에 인가되는 전압을 측정하여 상기 제2 전압으로 출력하는 전압 측정부;를 더 포함할 수 있다.
상기 판단부는, 상기 제1 전압의 변화값이 기 설정된 변화값 이하인 경우, 상기 제1 전압이 수렴된 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 판단부의 판단 결과, 상기 제1 전압이 수렴된 것으로 판단되는 경우, 상기 제1 스위치부를 오프(Off)시키고, 상기 제2 스위치부를 온(On)시킬 수 있다.
상기 판단부는, 상기 제2 전압의 변화값이 기 설정된 변화값 이하인 경우, 상기 제2 전압이 수렴된 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 판단부의 판단 결과, 상기 제2 전압이 수렴된 것으로 판단되는 경우, 상기 제2 스위치부를 오프시키고, 상기 제1 스위치부를 온시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치는, 상기 양극 절연 저항과 병렬 연결되는 제1 저항부 및 상기 음극 절연 저항과 병렬 연결되는 제2 저항부에 각각 인가되는 제1 및 제2 전압의 변화값에 근거하여 상기 제1 및 제2 전압 각각의 수렴 여부를 판단하는 판단부; 상기 양극 절연 저항과 상기 제1 저항부를 통전 또는 차단시키는 제1 스위치 및 상기 음극 절연 저항과 상기 제2 저항부를 통전 또는 차단시키는 제2 스위치부를 상기 수렴 여부에 대응하여 제어하는 제어부; 및 상기 제1 및 제2 전압의 수렴값을 이용하여 상기 양극 절연 저항 및 상기 음극 절연 저항 각각의 저항값을 산출하는 산출부;를 포함하여 구성된다.
상기 절연 저항 측정 장치는 상기 제1 저항부에 포함된 제1 측정 저항과 접지 사이에 인가되는 전압을 측정하여 상기 제1 전압으로 출력하고, 상기 제2 저항부에 포함된 상기 제2 측정 저항과 접지 사이에 인가되는 전압을 측정하여 상기 제2 전압으로 출력하는 전압 측정부;를 더 포함할 수 있다.
상기 판단부는, 상기 제1 전압의 변화값이 기 설정된 변화값 이하인 경우, 상기 제1 전압이 수렴된 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 판단부의 판단 결과, 상기 제1 전압이 수렴된 것으로 판단되는 경우, 상기 제1 스위치부를 오프시키고, 상기 제2 스위치부를 온시킬 수 있다.
상기 판단부는, 상기 제2 전압의 변화값이 기 설정된 변화값 이하인 경우, 상기 제2 전압이 수렴된 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 판단부의 판단 결과, 상기 제2 전압이 수렴된 것으로 판단되는 경우, 상기 제2 스위치부를 오프시키고, 상기 제1 스위치부를 온시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 시스템 및 장치는 절연 파괴가 발생함에 따라 절연 저항과 병렬 연결된 측정 저항의 전압이 정상 상태보다 빠르게 수렴하는 것을 검출하여 절연 저항값을 산출함으로써, 절연 파괴를 신속하게 파악할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은 정해진 주기마다 절연 저항과 병렬 연결된 측정 저항의 전기적 연결을 제어하지 않고, 측정 저항의 전압이 수렴되었는지 여부에 따라 제어함으로써, 절연 저항의 측정 주기를 단축시킬 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 시스템의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 시스템의 전기적 연결을 도시한 회로도이다.
도 3은 전압 측정부로부터 측정된 제1 전압 및 제2 전압을 시간에 따라 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부"의 용어는 하나 이상의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 시스템(100)의 구성을 도시한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치의 전기적 연결을 도시한 회로도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 절연 저항 측정 시스템(100)은 제1 저항부(110), 제2 저항부(120), 제1 스위치부(130), 제2 스위치부(140), 제어부(150), 전압 측정부(160), 판단부(170) 및 산출부(180)로 구성될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 절연 저항 측정 시스템(100)은 일 실시예에 따른 것이고, 그 구성요소들이 도 1 및 도 2에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 시스템(100)은 배터리 팩의 양극(+)과 음극(-) 각각에 연결된 양극 절연 저항(11) 및 음극 절연 저항(12)을 측정할 수 있다. 이때, 양극 절연 저항(11)과 음극 절연 저항(12) 각각에는 양극 커패시터(13) 및 음극 커패시터(14)가 병렬 연결될 수 있다. 이에 따라, 양극 절연 저항(11) 및 음극 절연 저항(12)에는 양극 커패시터(13) 및 음극 커패시터(14)로 인해 전압 강하 및 상승의 지연이 발생할 수 있다.
상술된 전압 강하 및 상승의 지연은 배터리 팩의 전압, 전류 및 절연 저항의 정상 여부 등의 조건에 따라 변경될 수 있다.
이에, 본 발명에 따른 절연 저항 측정 시스템(100)은 상술된 상술된 전압 강하 및 상승의 지연에 대응하여 양극 절연 저항(11) 및 음극 절연 저항(12)의 측정 시점을 변경할 수 있다.
이를 위하여, 제1 저항부(110)는 양극 절연 저항(11)과 병렬 연결되고, 제2 저항부(120)는 음극 절연 저항(12)과 병렬 연결될 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 저항부(110)는 제1 측정 저항(111)을 포함할 수 있고, 제1 측정 저항(111)과 직렬 연결되는 제1 스케일 저항(112)을 더 포함할 수 있다.
이때, 제1 측정 저항(111)의 저항값과 제1 스케일 저항(112)의 저항값의 비율은 기 설정된 저항비일 수 있다.
여기서, 기 설정된 저항비는 제1 측정 저항(111)에 인가되는 배터리 팩(10)의 전압을 낮추어 측정하기 위하여 설정된 제1 측정 저항(111)의 저항값과 제1 스케일 저항(112)의 저항값의 비율일 수 있다.
제2 저항부(120)는 제2 측정 저항(121)을 포함할 수 있고, 제2 측정 저항(121)과 직렬 연결되는 제2 스케일 저항(122)을 더 포함할 수 있다.
이때, 제2 측정 저항(121)의 저항값과 제2 스케일 저항(122)의 저항값의 비율은 기 설정된 저항비일 수 있다.
여기서, 기 설정된 저항비는 제2 측정 저항(121)에 인가되는 배터리 팩(10)의 전압을 낮추어 측정하기 위하여 설정된 제2 측정 저항(121)의 저항값과 제2 스케일 저항(122)의 저항값의 비율일 수 있다.
한편, 제2 저항부(120)는 제2 측정 저항(121)와 직렬 연결되는 전압원(123)을 더 포함할 수 있다.
전압원(123)은 제2 측정 저항(121) 및 접지 사이에 인가되는 전압이 양의 값이 되도록 제2 측정 저항(121)과 접지 사이에 연결되어 전압을 인가하는 역할을 수행할 수 있다.
제1 스위치부(130)는 양극 절연 저항(11)과 제1 저항부(110)를 통전 또는 차단시키는 역할을 수행할 수 있고, 제2 스위치부(140)는 음극 절연 저항(12)과 제2 저항부(120)를 통전 또는 차단시키는 역할을 수행할 수 있다.
이때, 제어부(150)는 제1 스위치부(130) 및 제2 스위치부(140)의 작동 상태를 온(On) 또는 오프(Off)로 제어할 수 있다.
제어부(150)는 절연 저항 측정의 초기 제1 스위치부(130)는 온으로 제어하고 제2 스위치부(140)는 오프로 제어할 수 있다.
이후, 제어부(150)는 후술되는 판단부(170)의 판단 결과에 대응하여 제1 스위치부(130) 및 제2 스위치부(140)의 작동 상태를 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 판단부(170)의 판단 결과에 따른 제어부(150)의 제1 스위치부(130) 및 제2 스위치부(140)의 작동 상태 제어는 후술하여 설명하도록 한다.
전압 측정부(160)는 제1 측정 저항(111)과 접지 사이에 인가되는 전압을 측정하여 제1 전압으로 출력하는 역할을 수행할 수 있다.
또한, 전압 측정부(160)는 제2 측정 저항(121)과 접지 사이에 인가되는 전압을 측정하여 제2 전압으로 출력하는 역할을 수행할 수 있다.
이를 위하여, 전압 측정부(160)는 아날로그 전압 신호를 디지털 전압 신호로 전환하는 AD 변환기를 더 포함할 수 있다. 여기서 디지털 전압 신호는 시간에 따른 전압값이 그래프로 출력되는 디지털 신호일 수 있다.
도 3은 전압 측정부(160)로부터 측정된 제1 전압(Vp) 및 제2 전압(Vn)을 시간에 따라 도시한 그래프이다.
도 3을 참조하면, t1, t3, t5 및 t7 구간에서는 제1 스위치부(130)가 온으로 제어되고 제2 스위치부(140)가 오프로 제어되었을 때 전압 측정부(160)로부터 측정된 제1 전압(Vp) 및 제2 전압(Vn)일 수 있다.
보다 구제적으로, 제1 스위치부(130)가 온으로 제어되고 제2 스위치부(140)가 오프로 제어되는 경우, 제1 측정 저항(111)이 배터리 팩(10)과 연결되어 제1 전압이 상승 후 양극 커패시터(13)로 인해 일정 전압으로 수렴할 수 있다.
반대로, t2, t4, t6 및 t8 구간에서는 제2 스위치부(140)가 온으로 제어되고 제1 스위치부(130)가 오프로 제어되었을 때 전압 측정부(160)로부터 측정된 제1 전압 및 제2 전압일 수 있다.
제2 스위치부(140)가 온으로 제어되고 제1 스위치부(130)가 오프로 제어되는 경우, 제2 측정 저항(121)이 배터리 팩(10)과 연결되어 제2 전압이 전압원(123)으로부터 승압된 전압으로부터 강하 후 음극 커패시터(14)로 인해 일정 전압으로 수렴할 수 있다.
t5 내지 t8 구간은 절연 저항의 파괴가 일어난 시점에 전압 측정부(160)로부터 측정된 제1 전압 및 제2 전압일 수 있다.
절연 저항의 파괴가 일어나는 경우, 양극 절연 저항(13) 및 음극 절연 저항(14)과 각각 병렬로 연결된 제1 측정 저항(111) 및 제2 측정 저항(121)에 인가되는 전압의 크기는 증가할 수 있다.
이에 따라, 제1 스위치부(130) 및 제2 스위치부(140)의 온 또는 오프 변경 후, 제1 전압 및 제2 전압은 절연 저항이 정상 상태일 때 보다 더 빠른 시점에 일정 전압으로 수렴할 수 있다.
판단부(170)는 전압 측정부(160)로부터 측정된 제1 전압 및 제2 전압의 수렴 여부를 판단하는 역할을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 판단부(170)는 제1 전압 및 제2 전압의 변화값에 근거하여 수렴 여부를 판단하고, 판단 결과를 제어부(150) 및 후술되는 산출부(180)로 송신할 수 있다.
판단부(170)는 제1 전압의 수렴 여부를 판단하기 위하여, 제1 전압의 변화값을 기 설정된 변화값과 비교하고, 제1 전압의 변화값이 기 설정된 변화값 이하인 경우, 제1 전압이 수렴한 것으로 판단할 수 있다.
이와 유사하게 판단부(170)는 제2 전압의 수렴 여부를 판단하기 위하여, 제2 전압의 변화값을 기 설정된 변화값과 비교하고, 제2 전압의 변화값이 기 설정된 변화값 이하인 경우, 제2 전압이 수렴한 것으로 판단할 수 있다.
여기서, 제1 전압 및 제2 전압의 변화값은 단위 시간 당 제1 전압 및 제2 전압이 변화된 전압값일 수 있으며, 기 설정된 변화값은 제1 전압 및 제2 전압이 커패시터(13)로 인한 전압 강하 및 상승의 지연이 종료되어 전압 변화가 종료됨을 판단하기 위한 기준 값일 수 있다.
제어부(150)는 판단부(170)의 판단 결과 제1 전압이 수렴된 것으로 판단되는 경우, 제1 스위치부(130)를 오프시키고, 상기 제2 스위치부(140)를 온시킬 수 있다.
반대로, 제어부(150)는 판단부(170)의 판단 결과 제2 전압이 수렴된 것으로 판단되는 경우, 제2 스위치부(140)를 오프시키고, 상기 제1 스위치부(130)를 온시킬 수 있다.
이를 통해, 제어부(150)는 절연 저항 측정을 위하여 제1 스위치부 및 제2 스위치부의 온 또는 오프 상태를 변경하는 주기를 기 설정하지 않고, 제1 전압과 제2 전압의 수렴 여부에 따라 유연하게 변경함으로써, 절연 저항 측정을 측정하는데 필요한 시간을 단축시킬 수 있다.
산출부(180)는 판단부(170)로부터 제1 전압이 수렴된 것으로 판단된 시점의 제1 전압 즉, 제1 전압의 수렴값, 판단부(170)로부터 제2 전압이 수렴된 것으로 판단된 시점의 제2 전압 즉, 제2 전압의 수렴값 및 산출 시점의 배터리 팩(10)의 전압을 이용하여 양극 절연 저항(11) 및 음극 절연 저항(12)의 저항값을 산출할 수 있다.
이때, 배터리 팩(10)의 전압은 배터리 팩을 관리하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System; BMS)으로부터 수신받을 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연 저항 측정 장치(100')의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 절연 저항 측정 장치(100')는 제어부(150'), 전압 측정부(160'), 판단부(170') 및 산출부(180')로 구성될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 절연 저항 측정 시스템(100)과 도 4에 도시된 절연 저항 측정 장치(100')를 비교하면, 절연 저항 측정 장치(100')에는 절연 저항 측정 시스템(100)의 제1 저항부(110), 제2 저항부(120), 제1 스위치부(130) 및 제2 스위치부(140)만이 포함되지 않을 뿐 이외, 제어부(150), 전압 측정부(160), 판단부(170) 및 산출부(180)와 동일한 역할을 수행하는 제어부(150'), 전압 측정부(160'), 판단부(170') 및 산출부(180')를 포함할 수 있다.
따라서, 상술한 바와 같이, 절연 저항 측정 장치(100')의 제어부(150'), 전압 측정부(160'), 판단부(170') 및 산출부(180')는 절연 저항 측정 시스템(100)의 제어부(150), 전압 측정부(160), 판단부(170) 및 산출부(180)와 각각 역할이 동일한 구성이므로 반복되는 설명은 생략하도록 한다.
한편, 절연 저항 측정 장치(100')는 절연 저항 측정 시스템(100)의 제1 저항부(110), 제2 저항부(120), 제1 스위치부(130) 및 제2 스위치부(140)가 기 구비된 배터리 팩(10)에 연결되어 배터리 팩(10)의 절연 저항을 측정할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 절연 저항 측정 시스템
100' : 절연 저항 측정 장치
110 : 제1 저항부
111 : 제1 측정 저항 112 : 제1 스케일 저항
120 : 제2 저항부
121 : 제2 측정 저항 122 : 제2 스케일 저항
123 : 전압원
130 : 제1 스위치부
140 : 제2 스위치부
150 : 제어부
160 : 전압 측정부
170 : 판단부
180 : 산출부

Claims (14)

  1. 커패시터가 구비된 배터리 팩(Battery Pack)의 양단에 각각 연결되는 양극 절연 저항 및 음극 절연 저항을 측정하는 절연 저항 측정 시스템에 있어서,
    상기 양극 절연 저항과 병렬 연결되는 제1 저항부;
    상기 양극 절연 저항과 상기 제1 저항부를 통전 또는 차단시키는 제1 스위치부;
    상기 음극 절연 저항과 병렬 연결되는 제2 저항부;
    상기 음극 절연 저항과 상기 제2 저항부를 통전 또는 차단시키는 제2 스위치부;
    상기 제1 및 제2 저항부에 각각 인가되는 제1 및 제2 전압의 변화값에 근거하여 상기 제1 및 제2 전압 각각의 수렴 여부를 판단하는 판단부;
    상기 수렴 여부에 대응하여 상기 제1 및 제2 스위치부를 제어하는 제어부; 및
    상기 제1 및 제2 전압의 수렴값을 이용하여 상기 양극 절연 저항 및 상기 음극 절연 저항 각각의 저항값을 산출하는 산출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    절연 저항 측정 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 저항부는,
    제1 측정 저항; 및
    상기 제1 측정 저항과 직렬 연결되고, 상기 제1 측정 저항의 저항값과 기 설정된 저항비의 저항값을 갖는 제1 스케일 저항;을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    절연 저항 측정 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 저항부는,
    제2 측정 저항; 및
    상기 제2 측정 저항과 직렬 연결되고, 상기 제2 측정 저항의 저항값과 기 설정된 저항비의 저항값을 갖는 제2 스케일 저항;을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    절연 저항 측정 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 측정 저항 및 접지 사이에 인가되는 전압을 측정하여 상기 제1 전압으로 출력하고, 상기 제2 측정 저항 및 접지 사이에 인가되는 전압을 측정하여 상기 제2 전압으로 출력하는 전압 측정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    절연 저항 측정 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 제1 전압의 변화값이 기 설정된 변화값 이하인 경우, 상기 제1 전압이 수렴된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는,
    절연 저항 측정 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 판단부의 판단 결과, 상기 제1 전압이 수렴된 것으로 판단되는 경우, 상기 제1 스위치부를 오프(Off)시키고, 상기 제2 스위치부를 온(On)시키는 것을 특징으로 하는,
    절연 저항 측정 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 제2 전압의 변화값이 기 설정된 변화값 이하인 경우, 상기 제2 전압이 수렴된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는,
    절연 저항 측정 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 판단부의 판단 결과, 상기 제2 전압이 수렴된 것으로 판단되는 경우, 상기 제2 스위치부를 오프시키고, 상기 제1 스위치부를 온시키는 것을 특징으로 하는,
    절연 저항 측정 시스템.
  9. 커패시터가 구비된 배터리 팩의 양단에 각각 연결되는 양극 절연 저항 및 음극 절연 저항을 측정하는 절연 저항 측정 장치에 있어서,
    상기 양극 절연 저항과 병렬 연결되는 제1 저항부 및 상기 음극 절연 저항과 병렬 연결되는 제2 저항부에 각각 인가되는 제1 및 제2 전압의 변화값에 근거하여 상기 제1 및 제2 전압 각각의 수렴 여부를 판단하는 판단부;
    상기 양극 절연 저항과 상기 제1 저항부를 통전 또는 차단시키는 제1 스위치 및 상기 음극 절연 저항과 상기 제2 저항부를 통전 또는 차단시키는 제2 스위치부를 상기 수렴 여부에 대응하여 제어하는 제어부; 및
    상기 제1 및 제2 전압의 수렴값을 이용하여 상기 양극 절연 저항 및 상기 음극 절연 저항 각각의 저항값을 산출하는 산출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    절연 저항 측정 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 저항부에 포함된 제1 측정 저항과 접지 사이에 인가되는 전압을 측정하여 상기 제1 전압으로 출력하고, 상기 제2 저항부에 포함된 상기 제2 측정 저항과 접지 사이에 인가되는 전압을 측정하여 상기 제2 전압으로 출력하는 전압 측정부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    절연 저항 측정 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 제1 전압의 변화값이 기 설정된 변화값 이하인 경우, 상기 제1 전압이 수렴된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는,
    절연 저항 측정 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 판단부의 판단 결과, 상기 제1 전압이 수렴된 것으로 판단되는 경우, 상기 제1 스위치부를 오프시키고, 상기 제2 스위치부를 온시키는 것을 특징으로 하는,
    절연 저항 측정 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 제2 전압의 변화값이 기 설정된 변화값 이하인 경우, 상기 제2 전압이 수렴된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는,
    절연 저항 측정 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 판단부의 판단 결과, 상기 제2 전압이 수렴된 것으로 판단되는 경우, 상기 제2 스위치부를 오프시키고, 상기 제1 스위치부를 온시키는 것을 특징으로 하는,
    절연 저항 측정 장치.
KR1020150160566A 2015-11-16 2015-11-16 절연 저항 측정 시스템 및 장치 KR101936220B1 (ko)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150160566A KR101936220B1 (ko) 2015-11-16 2015-11-16 절연 저항 측정 시스템 및 장치
CN201680017975.2A CN107407713B (zh) 2015-11-16 2016-11-16 绝缘电阻测量***和设备
PL16866639.4T PL3258280T3 (pl) 2015-11-16 2016-11-16 Układ mierzący rezystancję izolacji i urządzenie
US15/559,937 US10534032B2 (en) 2015-11-16 2016-11-16 Insulation resistance measuring system and device
EP16866639.4A EP3258280B1 (en) 2015-11-16 2016-11-16 Insulation resistance measuring system and device
PCT/KR2016/013185 WO2017086687A1 (ko) 2015-11-16 2016-11-16 절연 저항 측정 시스템 및 장치
JP2017548920A JP2018508785A (ja) 2015-11-16 2016-11-16 絶縁抵抗測定システム及び装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150160566A KR101936220B1 (ko) 2015-11-16 2015-11-16 절연 저항 측정 시스템 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170057004A true KR20170057004A (ko) 2017-05-24
KR101936220B1 KR101936220B1 (ko) 2019-01-08

Family

ID=58719044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150160566A KR101936220B1 (ko) 2015-11-16 2015-11-16 절연 저항 측정 시스템 및 장치

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10534032B2 (ko)
EP (1) EP3258280B1 (ko)
JP (1) JP2018508785A (ko)
KR (1) KR101936220B1 (ko)
CN (1) CN107407713B (ko)
PL (1) PL3258280T3 (ko)
WO (1) WO2017086687A1 (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102145926B1 (ko) * 2019-04-02 2020-08-20 가보 주식회사 다수 혼재 사용되는 직류전원전압의 전압형 접지검출 장치 및 방법
CN111751744A (zh) * 2020-06-30 2020-10-09 上海瓶安新能源科技有限公司 一种锂电池包的绝缘监测电路及监测方法
KR102181229B1 (ko) * 2019-06-28 2020-11-24 (주)에이치엠지 절연 저항 측정 장치 및 절연 저항 측정 방법
US11448706B2 (en) 2017-06-27 2022-09-20 Lg Energy Solution, Ltd. System and method for calculating insulation resistance
WO2023090659A1 (ko) * 2021-11-22 2023-05-25 주식회사 엘지에너지솔루션 절연 저항을 측정하는 장치 및 이를 포함하는 배터리 시스템
WO2023136705A1 (ko) * 2022-01-17 2023-07-20 두원중공업(주) 전동압축기의 모터 절연 파괴 검출 장치

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017119992A1 (de) * 2017-08-31 2019-02-28 Lisa Dräxlmaier GmbH Überwachungsvorrichtung zum Überwachen einer elektrischen Energiequelle in Bezug ihre Quellenspannung und ihre Isolationswiderstände sowie Hochvoltsystem und Verfahren zum Betreiben der Überwachungsvorrichtung
CN108333428B (zh) * 2017-12-30 2020-09-18 宁德时代新能源科技股份有限公司 绝缘电阻测量设备和方法
TWI661204B (zh) * 2018-07-16 2019-06-01 昆山富士錦電子有限公司 絕緣電阻量測裝置
CN109061309B (zh) * 2018-10-11 2021-03-26 沃尔特电子（苏州）有限公司 一种车体绝缘测量电路及测量方法
CN109444549B (zh) * 2018-10-24 2021-04-06 宁波普瑞均胜汽车电子有限公司 一种车身绝缘的快速检测方法
KR20200084517A (ko) 2019-01-03 2020-07-13 주식회사 엘지화학 절연저항 측정 장치 및 방법
CN109917240B (zh) * 2019-03-07 2021-04-06 深圳市盛弘电气股份有限公司 一种双边直流绝缘检测方法和***
KR102672495B1 (ko) * 2019-03-15 2024-06-07 에스케이온 주식회사 절연저항 측정 장치
JP2021050963A (ja) * 2019-09-24 2021-04-01 矢崎総業株式会社 絶縁抵抗検出回路
JP7365225B2 (ja) * 2019-12-20 2023-10-19 新電元工業株式会社 絶縁監視装置及びそれを有する電源装置
KR20210126860A (ko) 2020-04-13 2021-10-21 에스케이이노베이션 주식회사 절연 저항 측정 장치
CN114270198A (zh) * 2020-06-29 2022-04-01 华为数字能源技术有限公司 一种绝缘电阻检测电路、方法、装置及其存储介质
CN111965428B (zh) * 2020-08-05 2023-03-24 东软睿驰汽车技术（沈阳）有限公司 一种绝缘电阻的检测方法、装置、设备及储存介质
EP4145161B1 (en) * 2021-09-06 2024-04-10 Volvo Truck Corporation An electric insulation monitoring arrangement

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130110066A (ko) * 2012-03-27 2013-10-08 주식회사 엘지화학 고장 자가 진단 기능을 구비한 절연 저항 측정 장치 및 이를 이용한 고장 자가 진단 방법

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10300539B4 (de) 2003-01-09 2007-05-24 Daimlerchrysler Ag Schaltung und Verfahren zur Erfassung von Isolationsfehlern
JP4064292B2 (ja) * 2003-04-28 2008-03-19 本田技研工業株式会社 地絡検知装置
JP2006343267A (ja) 2005-06-10 2006-12-21 Chugoku Electric Power Co Inc:The 直流回路の絶縁抵抗測定器、静電容量測定器、絶縁抵抗測定方法および静電容量測定方法
KR101114317B1 (ko) * 2009-03-23 2012-02-14 에스케이이노베이션 주식회사 배터리 전압의 영향을 받지 않는 절연저항 측정회로
EP2333568A1 (en) * 2009-12-10 2011-06-15 Johnson Controls Saft Advanced Power Solutions LLC Determination of insulation resistance of an electric DC circuit
KR101354583B1 (ko) 2010-09-17 2014-01-22 에스케이이노베이션 주식회사 누설전류를 발생시키지 않고 셀프 테스트 기능을 가진 절연저항 측정회로
KR20120136211A (ko) 2011-06-08 2012-12-18 이영희 리어 플랭크에 곡선부를 구비하는 셀프 태핑 나사
EP2570289B1 (de) * 2011-09-16 2018-08-15 Samsung SDI Co., Ltd. Einrichtung zur Erfassung des Isolationswiderstandes eines Hochvoltbatteriesystems
PL2801837T3 (pl) * 2012-03-26 2019-05-31 Lg Chemical Ltd Urządzenie i sposób mierzenia oporności izolacji akumulatora
JP5947584B2 (ja) * 2012-03-27 2016-07-06 矢崎総業株式会社 絶縁状態検出装置
WO2013151355A1 (ko) * 2012-04-04 2013-10-10 주식회사 엘지화학 고장 자가 진단 기능을 구비한 절연 저항 측정 장치 및 이를 이용한 자가 진단 방법
KR101473396B1 (ko) * 2012-05-15 2014-12-16 주식회사 엘지화학 확장형 칼만 필터를 이용한 배터리 절연 저항 측정 장치 및 방법
KR20130128597A (ko) 2012-05-17 2013-11-27 현대모비스 주식회사 절연저항 센싱회로 및 이를 포함하는 배터리관리시스템
KR101361285B1 (ko) * 2012-09-12 2014-02-11 기아자동차주식회사 자동차의 누전 검출 방법
KR101771226B1 (ko) * 2014-10-02 2017-09-05 주식회사 엘지화학 신속하게 절연 저항을 측정할 수 있는 절연 저항 측정 장치 및 방법
JP6633585B2 (ja) * 2017-10-04 2020-01-22 矢崎総業株式会社 地絡検出装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130110066A (ko) * 2012-03-27 2013-10-08 주식회사 엘지화학 고장 자가 진단 기능을 구비한 절연 저항 측정 장치 및 이를 이용한 고장 자가 진단 방법

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11448706B2 (en) 2017-06-27 2022-09-20 Lg Energy Solution, Ltd. System and method for calculating insulation resistance
KR102145926B1 (ko) * 2019-04-02 2020-08-20 가보 주식회사 다수 혼재 사용되는 직류전원전압의 전압형 접지검출 장치 및 방법
KR102181229B1 (ko) * 2019-06-28 2020-11-24 (주)에이치엠지 절연 저항 측정 장치 및 절연 저항 측정 방법
CN111751744A (zh) * 2020-06-30 2020-10-09 上海瓶安新能源科技有限公司 一种锂电池包的绝缘监测电路及监测方法
WO2023090659A1 (ko) * 2021-11-22 2023-05-25 주식회사 엘지에너지솔루션 절연 저항을 측정하는 장치 및 이를 포함하는 배터리 시스템
WO2023136705A1 (ko) * 2022-01-17 2023-07-20 두원중공업(주) 전동압축기의 모터 절연 파괴 검출 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018508785A (ja) 2018-03-29
EP3258280A1 (en) 2017-12-20
EP3258280A4 (en) 2018-07-11
KR101936220B1 (ko) 2019-01-08
CN107407713A (zh) 2017-11-28
WO2017086687A1 (ko) 2017-05-26
CN107407713B (zh) 2020-09-08
US10534032B2 (en) 2020-01-14
US20180074113A1 (en) 2018-03-15
EP3258280B1 (en) 2022-07-27
PL3258280T3 (pl) 2022-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101936220B1 (ko) 절연 저항 측정 시스템 및 장치
CN107797056B (zh) 制动电阻回路接触器粘连检测***及方法
KR101755910B1 (ko) 친환경 차량의 절연파괴 검출장치 및 방법
CN103869179B (zh) 一种直流***的绝缘监测方法
US8963503B2 (en) Safety discharge apparatus for an electrical storage element
JP2018038254A5 (ko)
KR101764735B1 (ko) 누수감지센서의 구동회로
US20140035594A1 (en) Electric leakage detecting appratus
JP2007288889A (ja) 充電方法ならびに電池パックおよびその充電器
US20160079788A1 (en) Battery pack and method for controlling discharge of secondary cell
US20160181794A1 (en) Inrush Current Limiting Circuit
US20180246169A1 (en) Battery Monitor
US20150002104A1 (en) Method and device for adjusting a load current as a function of an internal resistance
KR20170021120A (ko) 배터리 관리 시스템 및 이를 포함하는 배터리 팩
US20150009595A1 (en) Abnormality detection device
US11201480B2 (en) Device and method for preventing overcharging
KR20160125955A (ko) 배터리 셀 전류의 측정 방법 및 장치
KR20140131174A (ko) 펄스 폭 변조를 이용하는 프리 차지 기능의 배터리 관리 장치 및 배터리 관리 방법
KR20130052833A (ko) 절연파괴 보호 및 검출장치
KR101608212B1 (ko) 배터리 관리 기능을 갖는 무정전 전원 공급 장치
KR102309483B1 (ko) 전원 공급 이상 여부 감지 장치
CN103424711B (zh) 一种蓄电池冲击性综合检测方法
KR20230015829A (ko) 충전 검출에 의한 웨이크업을 수행하는 배터리 관리 시스템
CN114614448A (zh) 直流开关
CN108124465B (zh) 一种电池带载能力的监测控制方法和***

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant