[go: up one dir, main page]

KR102259382B1 - 배터리 누전을 검출하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

배터리 누전을 검출하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102259382B1
KR102259382B1 KR1020170173495A KR20170173495A KR102259382B1 KR 102259382 B1 KR102259382 B1 KR 102259382B1 KR 1020170173495 A KR1020170173495 A KR 1020170173495A KR 20170173495 A KR20170173495 A KR 20170173495A KR 102259382 B1 KR102259382 B1 KR 102259382B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
resistance value
insulation resistance
count
battery
value
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
KR1020170173495A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190072272A (ko
Inventor
신현주
Original Assignee
주식회사 엘지에너지솔루션
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 엘지에너지솔루션 filed Critical 주식회사 엘지에너지솔루션
Priority to KR1020170173495A priority Critical patent/KR102259382B1/ko
Priority to JP2019567968A priority patent/JP6996813B2/ja
Priority to PCT/KR2018/015568 priority patent/WO2019117556A1/ko
Priority to EP18887339.2A priority patent/EP3674720B1/en
Priority to US16/626,411 priority patent/US10985553B2/en
Priority to CN201880037285.2A priority patent/CN110709719B/zh
Publication of KR20190072272A publication Critical patent/KR20190072272A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102259382B1 publication Critical patent/KR102259382B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • 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]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • 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
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/385—Arrangements for measuring battery or accumulator variables
    • 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]
    • G01R31/389—Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
    • 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
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/18—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for batteries; for accumulators
    • 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]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/202—Casings or frames around the primary casing of a single cell or a single battery
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)

Abstract

배터리 누전을 검출하기 위한 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 방법은, 배터리와 접지 사이의 대표 절연 저항값을 산출하는 단계; 상기 대표 절연 저항값이 미리 정해진 기준 저항값보다 큰지 여부를 판정하는 단계; 상기 대표 절연 저항값이 상기 기준 저항값보다 큰 경우, 전회의 대표 절연 저항값과 상기 대표 절연 저항값 간의 차이인 절연 저항값 차이가 미리 정해진 기준 차이보다 작은지 여부를 판정하는 단계; 상기 절연 저항값 차이가 상기 기준 차이보다 작은 경우, 진단 플래그에 제1 값-상기 제1 값은, 상기 대표 절연 저항값이 유효함을 나타냄-을 할당하는 단계; 상기 절연 저항값 차이가 상기 기준 차이 이상인 경우, 상기 진단 플래그에 제2 값-상기 제2 값은, 상기 대표 절연 저항값이 비유효함을 나타냄-을 할당하는 단계; 및 상기 진단 플래그에 상기 제2 값이 할당되어 있는 경우, 카운트 인디케이터를 활성화하는 단계;를 포함한다.

Description

배터리 누전을 검출하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING A BATTERY LEAKAGE}
본 발명은, 배터리 누전을 검출하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배터리와 접지 사이의 절연 저항에 기초하여 배터리 누전을 검출 하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
최근 들어, 화석 에너지의 고갈과 환경오염으로 인해 화석 에너지를 사용하지 않고 전기 에너지를 이용하여 구동할 수 있는 전기 제품에 대한 관심이 높아지고 있다.
이에 따라 모바일 기기, 전기차, 하이브리드 자동차, 전력저장 장치, 무정전 전원 장치 등에 대한 기술 개발과 수요가 증가함에 따라 에너지원으로서의 이차전지의 수요가 급격히 증가하고 있으며 수요의 형태 역시 다양해지고 있다. 따라서 다양한 요구에 부응할 수 있게 이차전지로 구성된 배터리에 대한 많은 연구가 진행되고 있다.
한편, 고출력, 고전압(예, 수백 V) 배터리를 사용하는 전기차나 하이브리드 자동차 같은 장치에서는 접지(예, 차체)로부터 배터리의 절연 상태가 잘 유지될 필요가 있다. 배터리의 절연 상태가 유지되지 않는 경우, 즉 배터리와 접지 사이의 절연 저항값(insulation resistance)이 일정값 이하가 되는 경우, 배터리로부터 큰 누설 전류가 흐르게 되어 주변 전자 기기들의 오작동을 유발함은 물론 감전 사고가 발생할 수 있다.
배터리 누전 검출을 위한 종래 기술들이 개시되어 있는데, 이러한 종래 기술들 대부분은 상기 절연 저항값을 보다 빠르게 또는 보다 정확하게 산출하는 것에 초점이 맞춰져 있었다.
상기 절연 저항값은, 일반적으로 일정 시간마다 주기적으로 산출된다. 그런데, 외부로부터의 노이즈 등과 같은 다양한 원인으로 인하여, 상기 산출된 절연 저항이 일시적으로 실제와는 다를 수 있다.
본 발명의 일 목적은, 배터리와 접지 사이의 절연 저항값이 연속하여 기준 횟수 이상 임계 저항값(reference resistance) 이하가 되는지에 기초하여 배터리 누전을 검출하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 배터리의 절연 저항값에 기초하여 배터리 누전 여부를 판정하는 기준으로 사용되는 카운트를 조절하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
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.
본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 누전을 검출하는 방법은, 배터리와 접지 사이의 대표 절연 저항값을 산출하는 단계; 상기 대표 절연 저항값이 미리 정해진 기준 저항값보다 큰지 여부를 판정하는 단계; 상기 대표 절연 저항값이 상기 기준 저항값보다 큰 경우, 전회의 대표 절연 저항값과 상기 대표 절연 저항값 간의 차이인 절연 저항값 차이가 미리 정해진 기준 차이보다 작은지 여부를 판정하는 단계; 상기 절연 저항값 차이가 상기 기준 차이보다 작은 경우, 진단 플래그에 제1 값-상기 제1 값은, 상기 대표 절연 저항값이 유효함을 나타냄-을 할당하는 단계; 상기 절연 저항값 차이가 상기 기준 차이 이상인 경우, 상기 진단 플래그에 제2 값-상기 제2 값은, 상기 대표 절연 저항값이 비유효함을 나타냄-을 할당하는 단계; 및 상기 진단 플래그에 상기 제2 값이 할당되어 있는 경우, 카운트 인디케이터를 활성화하는 단계;를 포함한다.
상기 대표 절연 저항값은, 상기 배터리의 양극 단자와 상기 접지 사이의 제1 절연 저항값 및 상기 배터리의 음극 단자와 상기 접지 사이의 제2 절연 저항값 중에서 더 작은 것일 수 있다.
상기 방법은, 상기 대표 절연 저항값이 상기 기준 저항값 이하인 경우, 폴트 카운트를 증가시키는 단계; 상기 대표 절연 저항값이 상기 기준 저항값 이하인 경우, 상기 카운트 인디케이터가 활성화되어 있는지 여부를 판정하는 단계; 상기 카운트 인디케이터가 활성화되어 있지 않은 경우, 상기 증가된 폴트 카운트가 미리 정해진 제1 카운트 이상인지 여부를 판정하는 단계; 및 상기 증가된 폴트 카운트가 상기 제1 카운트 이상인 경우, 보호 동작을 실행하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 카운트 인디케이터가 활성화되어 있는 경우, 상기 증가된 폴트 카운트가 미리 정해진 제2 카운트 이상인지 여부를 판정하는 단계; 및 상기 증가된 폴트 카운트가 상기 제2 카운트 이상인 경우, 상기 보호 동작을 실행하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 제2 카운트는, 상기 제1 카운트보다 작을 수 있다.
상기 보호 동작은, 상기 배터리 내에서 서로 인접하게 직렬로 연결된 두 배터리 셀 사이에 설치된 안전 스위치의 턴 오프를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 배터리 누전을 검출하는 장치는, 제1 스위치 및 제2 스위치를 포함하는 스위칭부; 상기 제1 스위치의 턴온 시, 배터리의 양극 단자와 접지 사이에 직렬 연결되는 제1 보호 저항 및 제1 기준 저항을 포함하는 제1 전압 분배부; 상기 제2 스위치의 턴온 시, 상기 배터리의 음극 단자와 상기 접지 사이에 직렬 연결되는 제2 보호 저항 및 제2 기준 저항을 포함하는 제2 전압 분배부; 상기 제1 전압 분배부의 제1 검출 전압 및 상기 제2 전압 분배부로부터 제2 검출 전압을 측정하도록 구성된 전압 측정부; 상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 독립적으로 제어하도록 구성된 스위치 구동부; 및 상기 제1 스위치가 턴 온되고 상기 제2 스위치가 턴 오프된 제1 회로가 형성되어 있는 동안에 상기 전압 측정부에 의해 측정된 상기 제1 검출 전압 및 상기 제1 스위치가 턴 오프되고 상기 제2 스위치가 턴 온된 제2 회로가 형성되어 있는 동안에 상기 전압 측정부에 의해 측정된 상기 제2 검출 전압을 기초로, 상기 배터리의 양극 단자와 상기 접지 사이의 제1 절연 저항값 및 상기 배터리의 음극 단자와 상기 접지 사이의 제2 절연 저항값을 산출하도록 구성된 컨트롤러;를 포함한다. 상기 컨트롤러는, 상기 제1 절연 저항값 및 상기 제2 절연 저항값 중 어느 하나인 대표 절연 저항값이 미리 정해진 기준 저항값보다 큰지 여부를 판정한다. 상기 컨트롤러는, 상기 대표 절연 저항값이 상기 기준 저항값보다 큰 경우, 전회의 대표 절연 저항값과 상기 대표 절연 저항값 간의 차이인 절연 저항값 차이가 미리 정해진 기준 차이보다 작은지 여부를 판정한다. 상기 컨트롤러는, 상기 절연 저항값 차이가 상기 기준 차이보다 작은 경우, 진단 플래그에 제1 값-상기 제1 값은, 상기 대표 절연 저항값이 유효함을 나타냄-을 할당한다. 상기 컨트롤러는, 상기 절연 저항값 차이가 상기 기준 차이 이상인 경우, 상기 진단 플래그에 제2 값-상기 제2 값은, 상기 대표 절연 저항값이 비유효함을 나타냄-을 할당한다. 상기 진단 플래그에 상기 제2 값이 할당되어 있는 경우, 카운트 인디케이터를 활성화한다. 상기 컨트롤러는, 상기 대표 절연 저항값이 상기 기준 저항값 이하인 경우, 폴트 카운트를 증가시킨다. 상기 카운트 인디케이터가 활성화되어 있지 않은 경우, 상기 증가된 폴트 카운트가 미리 정해진 제1 카운트 이상인지 여부를 판정한다. 상기 컨트롤러는, 상기 증가된 폴트 카운트가 상기 제1 카운트 이상인 경우, 보호 동작을 실행한다.
상기 컨트롤러는, 상기 카운트 인디케이터가 활성화되어 있는 경우, 상기 증가된 폴트 카운트가 미리 정해진 제2 카운트-상기 제2 카운트는, 상기 제1 카운트보다 작음-보다 큰지 여부를 판정할 수 있다. 상기 컨트롤러는, 상기 증가된 폴트 카운트가 상기 제2 카운트보다 큰 경우, 상기 보호 동작을 실행할 수 있다.
상기 보호 동작은, 상기 배터리 내에서 서로 인접하게 직렬로 연결된 두 배터리 셀 사이에 설치된 안전 스위치의 턴 오프를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 배터리 팩은, 상기 장치를 포함한다.
본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 따르면, 배터리와 접지 사이의 절연 저항값이 연속하여 일정 횟수 이상 임계 저항값 이하가 되는지에 기초하여 배터리 누전을 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 따르면, 배터리의 절연 저항값에 기초하여 배터리 누전 여부를 판정하는 기준이 되는 횟수를 조절할 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, 후술하는 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 배터리 누전 검출 장치의 기능적 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩의 회로 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 제1 스위칭 모드에 의해 배터리팩 내에 형성되는 제1 회로를 개략적으로 도시한 회로도이다.
도 4는 제2 스위칭 모드에 의해 배터리팩 내에 형성되는 제2 회로를 개략적으로 도시한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리와 접지 사이의 절연 저항값을 산출하기 위한 예시적인 방법을 보여주는 순서도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 배터리 누적을 검출하기 위한 예시적인 방법을 보여주는 순서도이다.
도 8 및 도 9는 도 6 및 도 7의 방법을 설명하는 데에 참조되는 서로 다른 예시적인 그래프들이다.
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 배터리 누전 검출 장치의 기능적 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 팩(10)의 회로 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 배터리팩(10)은, 배터리(20) 및 배터리 누전 검출 장치(100)를 포함한다. 여기서, 배터리(20)는, 단일의 배터리 셀(21) 또는 배터리 셀(21)의 집합체를 의미하며, 배터리 셀(21)의 집합체는, 직렬, 병렬 또는 직병렬된 복수개의 배터리 셀(21)을 포함할 수 있다.
배터리 셀(21)은, 울트라 커패시터를 포함하는 전기 이중층 커패시터 또는 리튬 이온 전지, 리튬 폴리머 전지, 니켈 카드뮴 전지, 니켈 수소 전지, 니켈 아연 전지 등과 같은 이차 전지일 수 있다.
배터리 누전 검출 장치(100)는, 제1 전압 분배부(110)는, 제2 전압 분배부(120), 스위칭부(130), 전압 측정부(150), 스위치 구동부(160) 및 컨트롤러(170)를 포함한다. 배터리 누전 검출 장치(100)는, 배터리(20)의 양극 단자(NP) 및 음극 단자(NN)에 전기적으로 연결되어 있다.
도 2에는, 배터리(20)의 양극 단자(NP) 및 음극 단자(NN)에 전기적으로 연결된 두 개의 절연 저항(11, 12)이 도시되어 있다. 상세하게는, 배터리(20)의 양극 단자(NP)와 접지 사이에는 제1 절연 저항(11)이 연결되어 있고, 배터리(20)의 음극 단자(NN)와 접지 사이에는 제2 절연 저항(12)이 연결되어 있다.
이러한 두 개의 절연 저항(11, 12) 각각은, 접지로부터의 배터리(20)의 절연 상태를 나타내기 위한 가상의 등가 저항이라고 할 수 있다. 만약, 배터리(20)와 접지 간의 절연 상태가 잘 유지될 경우 제1 및 제2 절연 저항(11, 12)은 충분히 큰 값을 가질 것이고, 이와 달리 절연 상태가 악화된 경우에는 제1 및 제2 절연 저항(11, 12) 중 적어도 하나는 상기 임계 저항값 이하로 될 것이다.
또한, 도 2에는, 배터리(20)의 양극 단자(NP) 및 음극 단자(NN)에 전기적으로 연결된 기생 커패시터(CP(+), CP(-))가 도시되어 있다. 상세하게는, 배터리(20)의 양극 단자(NP)과 접지 사이에는 양극측 기생 커패시터(CP(+))가 연결되어 있고, 배터리(20)의 음극 단자(NN)와 접지 사이에는 음극측 기생 커패시터(CP(-))가 연결되어 있다. 이러한 기생 커패시터(CP(+), CP(-))는, 상술한 절연 저항(11, 12)과 유사하게, 커패시터 성분을 나타내기 위한 가상의 등가 커패시터라고 할 수 있다. 기생 커패시터(CP(+), CP(-))는 도 2에 도시된 바와 같이, 절연 저항(11, 12)에 각각 병렬 연결된 형태로 등가화될 수 있다.
제1 전압 분배부(110)는, 제1 보호 저항(111) 및 제1 기준 저항(112)을 포함한다. 제1 보호 저항(111) 및 제1 기준 저항(112)는, 제1 공통 노드(NC1)를 통해 상호 연결된다.
제2 전압 분배부(120)는, 제2 보호 저항(121) 및 제2 기준 저항(122)을 포함한다. 제2 보호 저항(121) 및 제2 기준 저항(122)은, 제2 공통 노드(NC2)를 통해 상호 연결된다.
구현예에 따라, 배터리 누전 검출 장치(100)는 제2 기준 저항(122)과 접지 사이에 연결되는 직류 전압원(140)을 더 포함할 수 있다. 제2 기준 저항(122)은 배터리(20)의 음극 단자(NN)와 접지 사이에 연결되므로, 제2 공통 노드(NC2)와 접지 사이에 인가되는 전압은 음의 값이 될 수 있다. 따라서, 제2 공통 노드(NC2)와 접지 사이에 인가되는 전압이 양의 값을 갖도록 하기 위해 직류 전압원(140)이 구비될 수 있다. 직류 전압원(140)이 출력하는 전압값 VDC은, 제2 공통 노드(NC2)와 접지 사이에 인가되는 전압이 양수값이 되도록(즉, 제2 검출 전압이 0V 이상이 되도록) 설정될 수 있고, 컨트롤러(170)에 내장된 메모리에 미리 저장될 수 있다.
스위칭부(130)는, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)를 포함할 수 있다. 제1 스위치(SW1)는, 양극 단자(NP)와 제1 전압 분배부(110) 사이에 연결될 수 있다. 제2 스위치(SW2)는, 양극 단자(NN)와 제2 전압 분배부(120) 사이에 연결될 수 있다.
제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)는 스위치 구동부(160)로부터 출력되는 신호에 응답하여, 서로 독립적으로 제어될 수 있다. 즉, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)는 각각 턴온 또는 턴오프될 수 있는바, 그 조합에 의해 최대 4가지의 스위칭 모드가 컨트롤러(170)에 의해 선택적으로 실행될 수 있다. 각 스위칭 모드는, 배터리(20)가 무부하 상태에 있는 동안에 한하여 실행될 수 있다. 무부하 상태란, 배터리(20)의 충전 및 방전이 중단된 상태라고 할 수 있다. 4가지 스위칭 모드는, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)가 '턴온-턴오프'되는 제1 스위칭 모드, '턴오프-턴온'되는 제2 스위칭 모드, '턴온-턴온'되는 제3 스위칭 모드, '턴오프-턴오프'되는 제4 스위칭 모드일 수 있다. 이에, 스위칭 모드별로 배터리 팩(10) 내에 서로 다른 4가지의 회로가 선택적으로 형성될 수 있다. 스위칭부(130)는, 안전 스위치(SW3)를 더 포함할 수 있다. 안전 스위치(SW3)는, 배터리(20) 내에서 서로 인접하게 직렬로 연결된 두 배터리 셀(21) 사이에 설치될 수 있다. 안전 스위치(SW3)가 턴 오프된 경우, 배터리(20)의 사용 즉, 충방전이 중단된다. 스위칭부(130)에 안전 스위치(SW3)가 포함되는 경우, 전술한 4가지 스위칭 모드는, 안전 스위치(SW3)가 턴 온된 동안에 실행될 수 있다.
제1 보호 저항(111) 및 제1 기준 저항(112)은, 제1 스위치(SW1)의 턴온 시, 배터리(20)의 양극 단자(NP)와 접지 사이에 직렬 연결될 수 있다. 제1 보호 저항(111) 및 제1 기준 저항(112)은, 제1 스위치(SW1)의 턴오프 시, 배터리(20)의 양극 단자(NP)로부터 전기적으로 분리될 수 있다.
구체적으로, 제1 보호 저항(111) 및 제1 기준 저항(112) 각각의 일단은 제1 공통 노드(NC1)를 통해 서로 연결된다. 또한, 제1 보호 저항(111)의 타단은 제1 스위치(SW1)를 통해 양극 단자(NP)에 연결 또는 분리된다. 또한, 제1 기준 저항(112)의 타단은 접지에 연결된다.
제2 보호 저항(121) 및 제2 기준 저항(122)은, 제2 스위치(SW2)의 턴온 시, 배터리(20)의 음극 단자(NN)와 접지 사이에 직렬 연결될 수 있다. 제2 보호 저항(121) 및 제2 기준 저항(122)은, 제2 스위치(SW2)의 턴오프 시, 배터리(20)의 음극 단자(NN)로부터 전기적으로 분리될 수 있다.
구체적으로, 제2 보호 저항(121) 및 제2 기준 저항(122) 각각의 일단은 제2 공통 노드(NC2)를 통해 서로 연결된다. 또한, 제2 보호 저항(121)의 타단은 제2 스위치(SW2)를 통해 음극 단자(NN)에 연결 또는 분리된다. 또한, 제2 기준 저항(122)의 타단은 접지에 연결된다.
제1 보호 저항(111), 제1 기준 저항(112), 제2 보호 저항(121) 및 제2 기준 저항(122) 각각의 저항값은 컨트롤러(170)에 미리 저장될 수 있다. 바람직하게는, 제1 보호 저항(111)의 저항값과 제1 기준 저항(112)의 저항값 간의 비율은, 제2 보호 저항(121)의 저항값과 제2 기준 저항(122)의 저항값 간의 비율과 동일할 수 있다. 예컨대, 제1 보호 저항(111)의 저항값과 제2 보호 저항(121)의 저항값은 서로 동일하고, 제1 기준 저항(112)의 저항값과 제2 기준 저항(122)의 저항값은 서로 동일할 수 있다. 이하에서는, 제1 보호 저항(111)의 저항값과 제2 보호 저항(121)의 저항값이 각각 R1으로 서로 동일하고, 제1 기준 저항(112)의 저항값과 제2 기준 저항(122)의 저항값이 각각 R2으로 서로 동일하다고 가정하겠다.
제1 전압 분배부(110)에 인가된 전압은 제1 보호 저항(111)의 저항값과 제1 기준 저항(112)의 저항값 간의 비율에 따라 분배되어, 전압 측정부(150)에 의해 측정될 수 있다. 이와 유사하게, 제2 전압 분배부(120)에 인가된 전압은 제2 보호 저항(112)의 저항값과 제2 기준 저항(122)의 저항값 간의 비율에 따라 분배되어, 전압 측정부(150)에 의해 측정될 수 있다.
스위치 구동부(160)는, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)를 독립적으로 제어할 수 있다. 즉, 스위치 구동부(160)는, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)를 선택적으로 턴 온시키거나 턴 오프시킬 수 있다. 스위치 구동부(160)는 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)를 제어함으로써, 배터리 팩(10) 내에 서로 다른 회로들을 형성할 수 있다.
보다 구체적으로, 스위치 구동부(160)는 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)를 제어하여 아래와 같은 다양한 회로를 형성할 수 있다.
스위치 구동부(160)는, 제1 스위칭 모드에서 제1 스위치(SW1)를 턴 온시키고 제2 스위치(SW2)를 턴 오프시켜 제1 회로(도 3의 CC1)를 형성할 수 있다. 제1 회로(CC1)는, 제1 전압 분배부(110)는 양극 단자(NP)에 연결되고, 제2 전압 분배부(120)는 음극 단자(NN)로부터 분리되는 회로를 의미한다.
스위치 구동부(160)는, 제2 스위칭 모드에서 제1 스위치(SW1)를 턴 오프시키고 제2 스위치(SW2)를 턴 온시켜 제2 회로(도 4의 CC2)를 형성할 수 있다. 제2 회로(CC2)는, 제1 전압 분배부(110)는 양극 단자(NP)로부터 분리되고, 제2 전압 분배부(120)는 음극 단자(NN)에 연결된 회로를 의미한다.
스위치 구동부(160)는, 제3 스위칭 모드에서 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)를 모두 턴 온시켜 제3 회로(미도시)를 형성할 수 있다. 제3 회로는, 제1 전압 분배부(110)는 양극 단자(NP)에 연결되고, 제2 전압 분배부(120)는 음극 단자(NN)에 연결된 회로를 의미한다.
또한, 스위치 구동부(160)는, 제4 스위칭 모드에서 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)를 모두 턴 오프시켜 제4 회로(미도시)를 형성할 수 있다. 제4 회로는, 제1 기준 저항(112)은 양극 단자(NP)에 연결되지 않고 제2 기준 저항(122)은 음극 단자(NN)에 연결되지 않은 회로를 의미한다.
스위치 구동부(160)는, 제1 스위치(SW1) 및 제2 스위치(SW2)와는 독립적으로 안전 스위치(SW3)를 제어할 수 있다.
전압 측정부(150)는, 배터리(20)의 단자 전압 VBat을 측정한다. 배터리(20)의 단자 전압 VBat은, 제3 스위칭 모드가 실행 중인 때에 전압 측정부(150)에 의해 측정될 수 있다. 또는, 전압 측정부(150)와는 별도로 마련된 전압 센서(미도시)가 배터리(20)의 단자 전압 VBat을 측정하고, 측정된 단자 전압 VBat을 나타내는 측정 신호를 컨트롤러(170)에게 출력할 수도 있다.
전압 측정부(150)는, 제1 공통 노드(NC1)와 접지 사이에 인가되는 전압(이하, '제1 검출 전압' 또는 'V1'이라고 함)과 제2 공통 노드(NC2)와 접지 사이에 인가되는 전압 전압(이하, '제2 검출 전압' 또는 'V2'이라고 함) 각각을 동시에 또는 이시에 측정할 수 있다. 제1 검출 전압은 제1 기준 저항(112) 양단의 전압과 동일하고, 제2 검출 전압은 제2 기준 저항(112) 양단의 전압과 VDC의 합과 동일할 수 있다.
전압 측정부(150)는 제1 공통 노드(NC1)에 연결되는 제1 입력 포트(IN1) 및 제2 공통 노드(NC2)에 연결되는 제2 입력 포트(IN2)를 포함할 수 있다. 전압 측정부(150)는 전압 센서와 ADC(Analog-Digital Converter)를 포함할 수 있는다. 전압 센서는, 제1 입력 포트(IN1)에 형성된 전위에 대응하는 아날로그 신호 및 제2 입력 포트(IN2)에 형성된 전위에 대응하는 아날로그 신호를 ADC에게 출력한다. ADC는 제1 입력 포트(IN1)에 형성된 전위에 대응하는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고, 제2 입력 포트(IN2)에 형성된 전위에 대응하는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환할 수 있다.
컨트롤러(170)는, 전압 측정부(150) 및 스위치 구동부(160)에 동작 가능하게 결합된다. 컨트롤러(170)는, 전압 측정부(150)로부터 출력되는 측정 신호들에 기초하여, 스위치 구동부(160)를 제어한다. 컨트롤러(170)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 포함하여 구현될 수 있다. 또한, 컨트롤러(170)에는 메모리가 내장될 수 있다. 상기 메모리는, 상기 장치(10)의 전반적인 동작에 요구되는 데이터들, 명령어 및 소프트웨어를 추가적으로 저장할 수 있다. 메모리(120)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.
이하 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 배터리 누전 검출 장치(100)가 제1 절연 저항(11)의 저항값과 제2 절연 저항(12)의 저항값을 각각 산출하는 프로세스에 대해서 자세히 살펴보겠다. 지금부터, 제1 절연 저항(11)의 저항값을 '제1 절연 저항값' 또는 'RLeak (+)'라고 칭하고, 제2 절연 저항(12)의 저항값을 '제2 절연 저항값' 또는 'RLeak (-)'라고 칭하기로 한다.
도 3은 제1 스위칭 모드에 의해 배터리팩(10) 내에 형성되는 제1 회로(CC1)를 개략적으로 도시한 회로도이다. 제1 스위칭 모드가 개시된 시점으로부터 어느 정도의 시간이 흐르는 경우, 기생 커패시터(CP(+), CP(-))로 인하여 더 이상 제2 검출 전압이 시간을 따라 변화하지 않는 안정화 상태가 된다. 따라서, 설명의 편의를 위해, 기생 커패시터(CP(+), CP(-))는 생략하도록 하겠다.
도 3을 참조하면, I1는 제1 보호 저항(111)으로부터 상기 제1 기준 저항(112)으로 흐르는 전류이고, I2는 양극 단자(NP)로부터 제1 절연 저항(11)으로 흐르는 전류이며, I3는 제2 절연 저항(12)으로부터 음극 단자(NN)로 흐르는 전류를 나타낸다.
그러면, 제1 검출 전압 V1은 아래의 수학식 1과 같이 표현된다.
<수학식 1>
Figure 112017125411792-pat00001
수학식 1을 I1에 대해 정리하면, 아래의 수학식 2와 같이 표현할 수 있다.
<수학식 2>
Figure 112017125411792-pat00002
그리고, 제1 전압 분배부(110)와 제1 절연 저항(11)은 전기적으로 병렬로 연결되므로, 아래의 수학식 3과 같은 관계가 성립한다.
<수학식 3>
Figure 112017125411792-pat00003
수학식 2를 이용하여 수학식 3을 정리하면, 아래의 수학식 4를 도출할 수 있다.
<수학식 4>
Figure 112017125411792-pat00004
한편, 제1 회로(CC1)에 키르히호프(Kirchhoff)의 전류 법칙을 적용하면, 아래의 수학식 5가 도출된다.
<수학식 5>
Figure 112017125411792-pat00005
상기 수학식 2 및 4를 상기 수학식 5에 대입하고 I3에 대해서 정리하면, 아래의 수학식 6과 같이 표현할 수 있다.
<수학식 6>
Figure 112017125411792-pat00006
한편, 배터리(20)의 단자 전압이 VBat인 경우, 제1 회로(CC1)에 키르히호프(Kirchhoff)의 전압 법칙을 적용하면, 아래의 수학식 7에 포함된 첫번째 행의 방정식이 도출된다. 그리고, 첫번째 행의 방정식을 상기 수학식 4 및 6을 통해 얻어진 I2와 I3를 이용하여 정리하면, 아래의 수학식 7에 포함된 마지막 행의 방정식을 유도할 수 있다.
<수학식 7>
Figure 112017125411792-pat00007
상기 수학식 7에 포함된 마지막 행의 방정식은 제1 절연 저항값 RLeak (+) 및 제2 절연 저항 RLeak(-)을 산출하기 위해 필요한 2개 회로 방정식 중 하나이다.
도 4는 제2 스위칭 모드에 의해 배터리팩(10) 내에 형성되는 제2 회로(CC2)를 개략적으로 도시한 회로도이다. 전술한 제1 스위칭 모드에서와 유사하게, 제2 스위칭 모드가 개시된 시점으로부터 어느 정도의 시간이 흐르는 경우, 기생 커패시터(CP(+), CP(-))로 인하여 더 이상 제2 검출 전압이 시간을 따라 변화하지 않는 안정화 상태가 된다. 따라서, 설명의 편의를 위해, 기생 커패시터(CP(+), CP(-))는 생략하도록 하겠다.
도 4를 참조하면, I1는 제2 기준 저항(122)으로부터 제1 보호 저항(121)으로 흐르는 전류이고, I2는 제2 절연 저항(12)으로부터 음극 단자(NN)로 흐르는 전류이며, I3는 양극 단자(NP)로부터 제1 절연 저항(11)으로 흐르는 전류를 나타낸다.
그러면, 제2 검출 전압 V2은 아래의 수학식 8과 같이 표현된다.
<수학식 8>
Figure 112017125411792-pat00008
상기 수학식 8을 I1에 대해서 정리하면, 아래의 수학식 9와 같이 표현할 수 있다.
<수학식 9>
Figure 112017125411792-pat00009
그리고, 제2 절연 저항(12)은 제2 전압 분배부(120)와 직류 전압원(140)의 직렬전회로에 전기적으로 병렬로 연결되므로, 아래의 수학식 10과 같은 관계가 성립한다.
<수학식 10>
Figure 112017125411792-pat00010
수학식 9를 이용하여 수학식 10을 정리하면, 아래의 수학식 11을 도출할 수 있다.
<수학식 11>
Figure 112017125411792-pat00011
한편, 제2 회로(CC2)에 키르히호프(Kirchhoff)의 전류 법칙을 적용하면, 아래의 수학식 12가 도출된다.
<수학식 12>
Figure 112017125411792-pat00012
상기 수학식 9 및 11을 상기 수학식 12에 대입하고 I3에 대해서 정리하면, 아래의 수학식 13과 같이 표현할 수 있다.
<수학식 13>
Figure 112017125411792-pat00013
한편, 배터리(20)의 단자 전압이 VBat인 경우, 제2 회로(CC2)에 키르히호프(Kirchhoff)의 전압 법칙을 적용하면, 아래의 수학식 14에 포함된 첫번째 행의 방정식이 도출된다. 그리고, 첫번째 행의 방정식을 상기 수학식 11 및 13을 통해 얻어진 I2와 I3를 이용하여 정리하면, 아래의 수학식 14에 포함된 마지막 행의 방정식을 유도할 수 있다.
<수학식 14>
Figure 112017125411792-pat00014
상기 수학식 14에 포함된 마지막 행의 방정식은 제1 절연 저항값 RLeak (+) 및 제2 절연 저항값 RLeak(-)을 산출하기 위한 2개의 회로 방정식 중 나머지 하나이다.
수학식 7의 마지막 행의 방정식과 수학식 14의 마지막 행의 방정식을 포함하는 연립 방정식의 해는 아래의 수학식 15와 같이 표현될 수 있다.
<수학식 15>
Figure 112017125411792-pat00015
수학식 15에서, R1, R2 및 VDC 각각은 미리 정해진 것이며, VBat, V1 및 V2 각각은 전압 측정부(150)에 의해 측정되는 것이다. 전압 측정부(150)는 VBat, V1 및 V2 각각을 나타내는 측정 신호를 컨트롤러(170)에게 출력한다. V1 및 V2 각각은, VBat의 측정 시점 전후의 미리 정해진 단기간(예, 5초) 내에 측정될 수 있다.
컨트롤러(170)는 전압 검출부(130)로부터 출력된 측정 신호가 나타내는 VBat, V1 및 V2을 기초로, 상기 수학식 15을 이용하여 제1 절연 저항값 RLeak(+)과 제2 절연 저항값 RLeak(-)을 각각 산출할 수 있다.
컨트롤러(170)는, 제1 절연 저항값RLeak (+) 및 제2 절연 저항값 RLeak (-) 중 적어도 하나를 주어진 임계 저항값과 비교하여, 배터리(20)와 접지 사이의 제1 및 제2 절연 저항(11, 12)을 진단한다. 즉, 컨트롤러(170)는, 제1 절연 저항값 RLeak (+) 또는 제2 절연 저항값 RLeak(-)이 임계 저항값 이하가 되는지를 모니터링한다.
배터리 누전 검출 장치(100)는, 외부 디바이스(예, 차량의 ECU)와의 통신을 위한 통신부(181)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(170)는, 제1 및 제2 절연 저항(11, 12)의 진단 결과를 통신부(181)를 통해 외부 디바이스(30)에게 전송할 수 있다.
배터리 누전 검출 장치(100)는, 제1 및 제2 절연 저항(11, 12)의 진단 결과에 대응하는 정보를 시각적 또는 청각적으로 출력하는 경고부(182)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(170)는, 배터리(20)와 접지 사이이 절연이 제대로 유지되지 않는 경우, 경고부(182)를 통해 경고 메시지를 출력할 수 있다. 일 예로, 경고부(182)는, LED, LCD, 알람 경보기 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
컨트롤러(170)는, 앞서 설명된 수학식 15를 이용한 절연 저항 산출 및 다양한 제어 로직을 실행하기 위해 본 발명이 속한 기술분야에 알려진 프로세서, ASIC(application-specific integrated circuit), 다른 칩셋, 논리 회로, 레지스터, 통신 모뎀, 데이터 처리 장치 등을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 배터리와 접지 사이의 절연 저항값을 산출하기 위한 예시적인 방법을 보여주는 순서도이다. 도 5의 방법은 소정 시간마다 반복적으로 수행될 수 있다.
도 5를 참조하면, 단계 S500에서, 컨트롤러(170)는, 전압 측정부(150)로부터 배터리(20)의 단자 전압 Vbat을 나타내는 측정 신호를 수신한다.
단계 S510에서, 컨트롤러(170)는, 제1 스위칭 모드를 실행한다. 제1 스위칭 모드의 실행 시, 스위치 구동부(160)는, 제1 스위치(SW1)에게 제1 스위칭 신호(예, 미리 정해진 하이 레벨의 전압)를 출력하고, 제2 스위치(SW2)에게 제2 스위칭 신호(예, 미리 정해진 로우 레벨의 전압)를 출력한다. 이에 따라, 제1 스위치(SW1)는 제1 스위칭 신호에 응답하여 턴 온되고, 제2 스위치(SW2)는 제2 스위칭 신호에 응답하여 턴 오프된다.
단계 S520에서, 컨트롤러(170)는, 제1 스위칭 모드의 실행 중에 전압 측정부(150)로부터 제1 검출 전압 V1을 나타내는 측정 신호를 수신한다. 즉, 제1 검출 전압 V1은, 제1 스위칭 모드의 실행 중에 전압 측정부(150)에 의해 측정된 것이다.
단계 S530에서, 컨트롤러(170)는, 제2 스위칭 모드를 실행한다. 제2 스위칭 모드의 실행 시, 스위치 구동부(160)는, 제1 스위치(SW1)에게 제2 스위칭 신호를 출력하고, 제2 스위치(SW2)에게 제1 스위칭 신호를 출력한다. 이에 따라, 제1 스위치(SW1)는 제2 스위칭 신호에 응답하여 턴 오프되고 제2 스위치(SW2)는 제1 스위칭 신호에 응답하여 턴 온된다.
단계 S540에서, 컨트롤러(170)는, 제2 스위칭 모드의 실행 중에 전압 측정부(150)로부터 제2 검출 전압 V2을 나타내는 측정 신호를 수신한다. 즉, 제2 검출 전압 V2은, 제2 스위칭 모드의 실행 중에 전압 측정부(150)에 의해 측정된 것이다.
단계 S550에서, 컨트롤러(170)는, 제1 절연 저항값 RLeak (+) 및 제2 절연 저항값 RLeak(-)을 각각 산출한다. 이 경우, 컨트롤러(170)는, 수학식 15를 이용하여, VBat, V1 및 V2을 기초로, 제1 절연 저항값 RLeak(+)과 제2 절연 저항값 RLeak(-)을 각각 산출할 수 있다. 컨트롤러(170)는, 제1 절연 저항값 RLeak(+)과 제2 절연 저항값 RLeak (-) 을 메모리에 저장할 수 있다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 배터리 누적을 검출하기 위한 예시적인 방법을 보여주는 순서도이고, 도 8 및 도 9는 도 6 및 도 7의 방법을 설명하는 데에 참조되는 서로 다른 예시적인 그래프들이다. 도 6 및 도 7의 방법은, 도 5의 방법을 통해 제1 절연 저항값 RLeak(+)과 제2 절연 저항값 RLeak(-)이 각각 산출된 다음에 실행되는 것으로서, 상기 소정 시간마다 1회씩 반복적으로 수행될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 단계 S600에서, 컨트롤러(170)는, 대표 절연 저항값이 미리 정해진 임계 저항값(도 8 및 도 9의 RTH 참조)보다 큰지 여부를 판정한다. 상기 대표 절연 저항값은, 제1 절연 저항값 RLeak(+)과 제2 절연 저항값 RLeak (-) 중 어느 하나, 예컨대 제1 절연 저항값 RLeak(+)과 제2 절연 저항값 RLeak (-) 중에서 더 작은 것일 수 있다. 단계 S600의 값이 "YES"인 경우, 단계 S605가 진행된다. 단계 S600의 값이 "NO"인 경우, 즉 상기 대표 절연 저항값이 상기 임계 저항값 이하인 경우, 단계 S650이 진행된다.
단계 S605에서, 컨트롤러(170)는, 폴트 카운트를 초기화한다. 상기 폴트 카운트는, 초기화에 의해 특정값, 예컨대 0으로 설정될 수 있다. 상기 폴트 카운트는, 상기 대표 절연 저항값이 상기 임계 저항값 이하로 연속하여 산출된 횟수를 나타내는 것일 수 있다.
단계 S610에서, 컨트롤러(170)는, 절연 저항값 차이가 미리 정해진 기준 차이보다 작은지 여부를 판정한다. 상기 절연 저항값 차이는, 전회의 대표 절연 저항값과 상기 대표 절연 저항값 간의 차이이다. 즉, 상기 절연 저항값 차이 = │상기 전회의 대표 절연 저항값 - 상기 대표 절연 저항값│.
배터리(20)와 접지 사이의 절연이 파괴되고 있거나 전압 측정부(150)에 일시적인 오류가 발생되고 있는 매우 짧은 시간 동안에 V1 및 V2 중 적어도 하나가 측정된 경우, 제1 절연 저항값 RLeak (+) 또는 제2 절연 저항값 RLeak(-)은 상기 임계 저항값을 향하여 급격히 작아지거나 커질 수 있다. 따라서, 상기 절연 저항값 차이가 상기 기준 차이 이상인 것은, 다음 회에 결정될 대표 절연 저항값이 상기 임계 저항값 이하가 될 징후를 나타낸다.
단계 S610의 값이 "YES"인 경우, 단계 S620이 진행된다. 단계 S610의 값이 "NO"인 경우, 단계 S630이 진행된다.
단계 S620에서, 컨트롤러(170)는, 진단 플래그에 제1 값(예, 0)을 할당한다. 상기 제1 값은, 상기 대표 절연 저항값이 유효함을 나타낸다. 또한, 상기 제1 값이 진단 플래그에 할당된다는 것은, 진단 플래그가 초기화된다는 것을 의미할 수 있다.
단계 S630에서, 컨트롤러(170)는, 진단 플래그에 제2 값(예, 1)을 할당한다. 상기 제2 값은, 상기 대표 절연 저항값이 비유효함을 나타낸다.
단계 S642에서, 컨트롤러(170)는, 상기 진단 플래그에 상기 제2 값이 할당되어 있는지 판정한다. 상기 진단 플래그에 상기 제2 값이 할당되어 있는 것은, 전회에 단계 S630이 실행되었음을 의미한다. 반면, 상기 진단 플래그에 상기 제2 값이 할당되어 있지 않다는 것, 즉 상기 제1 값이 할당되어 있다는 것은, 전회에 단계 S620이 실행되었음을 의미한다. 단계 S642의 값이 "YES"인 경우, 단계 S644이 진행된다. 단계 S642의 값이 "NO"인 경우, 상기 방법은 종료된다.
단계 S644에서, 컨트롤러(170)는, 카운트 인디케이터를 활성화한다.
도 6을 참조하면, 전술한 바와 같이, 단계 S650은 단계 S600의 값이 "NO"인 때에 진행될 수 있다. 단계 S650에서, 컨트롤러(170)는, 상기 폴트 카운트를 증가시킨다. 즉, 컨트롤러(170)는, 상기 대표 절연 저항값이 상기 임계 저항값 이하라고 판정될 때마다 상기 폴트 카운트를 증가시킨다. 상기 폴트 카운트는, 컨트롤러(170) 내에서 매 회 업데이트되는 값으로서, 상기 대표 절연 저항값이 현재까지 연달아 상기 임계 저항값 이하로 판정된 횟수를 나타낸다.
단계 S660에서, 컨트롤러(170)는, 상기 카운트 인디케이터가 활성화되어 있는지 여부를 판정한다. 단계 S660의 값이 "NO"인 경우, 단계 S670이 진행된다. 단계 S660의 값이 "YES"인 경우, 단계 S680이 진행된다.
단계 S670에서, 컨트롤러(170)는, 상기 카운트 인디케이터가 활성화되어 있지 않은 경우, 상기 증가된 폴트 플래그가 미리 정해진 제1 카운트 이상인지 여부를 판정한다. 단계 S650에서 상기 폴트 카운트가 1씩 증가되도록 프로그램된 경우, 상기 제1 카운트는 2 이상(바람직하게는 3 이상)일 수 있다. 단계 S670의 값이 "YES"인 경우, 단계 S690이 진행된다. 단계 S670의 값이 "NO"인 경우, 도 6 및 도 7에 따른 방법은 종료될 수 있다.
단계 S680에서, 컨트롤러(170)는, 상기 카운트 인디케이터가 활성화되어 있는 경우, 상기 증가된 폴트 플래그가 미리 정해진 제2 카운트보다 아상인지 여부를 판정한다. 이때, 상기 제2 카운트는, 상기 제1 카운트보다 작다. 예컨대, 단계 S650에서 상기 폴트 카운트가 1씩 증가되도록 프로그램되고 상기 제1 카운트가 10이라면, 상기 제2 카운트는 1~9 중 어느 하나일 수 있다. 단계 S680의 값이 "YES"인 경우, 단계 S690이 진행된다. 단계 S680의 값이 "NO"인 경우, 도 6 및 도 7에 따른 방법은 종료될 수 있다.
단계 S670 또는 단계 S680의 값이 "YES"라는 것은, 상기 배터리의 누전이 검출된 것을 의미한다.
단계 S690에서, 컨트롤러(170)는, 미리 정해진 보호 동작을 실행한다. 일 예로, 상기 보호 동작은, 절연 저항값의 통지를 포함할 수 있다. 즉, 컨트롤러(170)는, 제1 절연 저항값 RLeak (+) 및 제2 절연 저항값 RLeak(-)을 나타내는 신호를 통신부(181)를 통해 외부 디바이스(30)에게 전송할 수 있다. 다른 예로, 상기 보호 동작은, 경고를 포함할 수 있다. 즉, 컨트롤러(170)는, 경고부(182)를 통해 상기 경고 메시지를 출력할 수 있다. 또 다른 예로, 상기 보호 동작은, 안전 스위치(SW3)의 턴 오프를 포함할 수 있다. 즉, 컨트롤러(170)는, 스위치 구동부(160)를 이용하여, 안전 스위치(SW3)를 턴 오프할 수 있다.
도 8 및 도 9는 상기 소정 시간이 10초, 상기 제1 카운트가 3, 상기 제2 카운트가 2로 각각 설정된 경우에, 시간에 따른 상기 대표 절연 저항값의 예시적인 변화를 보여준다. 상기 소정 시간이 10초이므로, ti +1-ti=10초이다. ti에서 산출되는 대표 절연 저항값은 (ti-3초)~ (ti-1초)에서 측정된 VBat, V1 및 V2에 기초한 것이라고 가정해보자.
도 8의 그래프는, 시간에 따른 상기 대표 절연 저항값의 예시적인 변화를 보여준다. 도 8을 참조하면, T1부터 T2까지의 기간은, 배터리(20)와 접지 간의 절연 파괴가 이루어진 기간 또는 전압 측정부(150)에 일시적인 오류가 발생되고 있는 기간을 나타낸다. 이때, T2 < (ti-3초)라면, t3에서 산출된 대표 절연 저항값은 T1부터 T2까지의 기간 내에서 발생한 상황에 영향을 받지 않는다고 할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 카운트가 배터리 누전 진단이 활용됨으로써, 상기 대표 절연 저항값이 연달아 3번 상기 임계 저항값 이하가 되는 시점 t5에 컨트롤러(170)는 상기 보호 동작을 실행할 수 있다.
도 9의 그래프는, 시간에 따른 상기 대표 절연 저항값의 예시적인 변화를 보여준다. 도 9을 참조하면, T3부터 T4까지의 기간은, 배터리(20)와 접지 간의 절연 파괴가 이루어진 기간 또는 전압 측정부(150)에 일시적인 오류가 발생되고 있는 기간을 나타낸다. 도 8과는 달리, T4 > (ti-3초)라면, t3에서 산출된 대표 절연 저항값은 T3부터 T4까지의 기간 내에서 발생한 상황에 영향을 받음에 따라, t2에서 산출된 대표 절연 저항값과 t3에서 산출된 대표 절연 저항값의 차이, 즉 상기 절연 저항값 차이 ΔR가 상기 기준 차이 이상이 될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 카운트 대신 상기 제2 카운트가 배터리 누전 진단을 위해 활용됨으로써, 상기 대표 절연 저항값이 연달아 2번 상기 임계 저항값 이하가 되는 시점 t4에 컨트롤러(170)는 상기 보호 동작을 실행할 수 있다.
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: 배터리 누전 검출 장치
110: 제1 전압 분배부
120: 제2 전압 분배부
130: 스위칭부
140: 직류 전압원
150: 전압 측정부
160: 스위치 구동부
170: 컨트롤러

Claims (10)

  1. 배터리 누전을 검출하는 방법에 있어서,
    배터리와 접지 사이의 대표 절연 저항값을 산출하는 단계;
    상기 대표 절연 저항값이 미리 정해진 기준 저항값보다 큰지 여부를 판정하는 단계;
    상기 대표 절연 저항값이 상기 기준 저항값보다 큰 경우, 전회의 대표 절연 저항값과 상기 대표 절연 저항값 간의 차이인 절연 저항값 차이가 미리 정해진 기준 차이보다 작은지 여부를 판정하는 단계;
    상기 절연 저항값 차이가 상기 기준 차이보다 작은 경우, 진단 플래그에 상기 대표 절연 저항값이 유효함을 나타내는 제1 값을 할당하는 단계로서, 상기 제1 값은 다음 회에 결정될 대표 절연 저항값이 상기 기준 저항값 이하가 될 징후가 없음을 나타내는 단계;
    상기 절연 저항값 차이가 상기 기준 차이 이상인 경우, 상기 진단 플래그에 상기 대표 절연 저항값이 비유효함을 나타내는 제2 값을 할당하는 단계로서, 상기 제2 값은 상기 다음 회에 결정될 대표 절연 저항값이 상기 기준 저항값 이하가 될 징후가 있음을 나타내는 단계;
    상기 진단 플래그에 상기 제2 값이 할당되어 있는 경우, 카운트 인디케이터를 활성화하는 단계;
    상기 대표 절연 저항값이 상기 기준 저항값 이하인 경우, 폴트 카운트를 증가시키고, 상기 카운트 인디케이터가 활성화되어 있는지 여부를 판정하는 단계;
    상기 카운트 인디케이터가 활성화되어 있지 않은 경우, 상기 증가된 폴트 카운트가 미리 정해진 제1 카운트 이상인지 여부를 판정하는 단계; 및
    상기 증가된 폴트 카운트가 상기 제1 카운트 이상인 경우, 보호 동작을 실행하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 대표 절연 저항값은,
    상기 배터리의 양극 단자와 상기 접지 사이의 제1 절연 저항값 및 상기 배터리의 음극 단자와 상기 접지 사이의 제2 절연 저항값 중에서 더 작은 것인, 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 카운트 인디케이터가 활성화되어 있는 경우, 상기 증가된 폴트 카운트가 미리 정해진 제2 카운트 이상인지 여부를 판정하는 단계; 및
    상기 증가된 폴트 카운트가 상기 제2 카운트 이상인 경우, 상기 보호 동작을 실행하는 단계;
    를 더 포함하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 카운트는, 상기 제1 카운트보다 작은, 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 보호 동작은,
    상기 배터리 내에서 서로 인접하게 직렬로 연결된 두 배터리 셀 사이에 설치된 안전 스위치의 턴 오프를 포함하는, 방법.
  7. 배터리 누전을 검출하는 장치에 있어서,
    제1 스위치 및 제2 스위치를 포함하는 스위칭부;
    상기 제1 스위치의 턴온 시, 배터리의 양극 단자와 접지 사이에 직렬 연결되는 제1 보호 저항 및 제1 기준 저항을 포함하는 제1 전압 분배부;
    상기 제2 스위치의 턴온 시, 상기 배터리의 음극 단자와 상기 접지 사이에 직렬 연결되는 제2 보호 저항 및 제2 기준 저항을 포함하는 제2 전압 분배부;
    상기 제1 전압 분배부의 제1 검출 전압 및 상기 제2 전압 분배부로부터 제2 검출 전압을 측정하도록 구성된 전압 측정부;
    상기 제1 스위치 및 상기 제2 스위치를 독립적으로 제어하도록 구성된 스위치 구동부; 및
    상기 제1 스위치가 턴 온되고 상기 제2 스위치가 턴 오프된 제1 회로가 형성되어 있는 동안에 상기 전압 측정부에 의해 측정된 상기 제1 검출 전압 및 상기 제1 스위치가 턴 오프되고 상기 제2 스위치가 턴 온된 제2 회로가 형성되어 있는 동안에 상기 전압 측정부에 의해 측정된 상기 제2 검출 전압을 기초로, 상기 배터리의 양극 단자와 상기 접지 사이의 제1 절연 저항값 및 상기 배터리의 음극 단자와 상기 접지 사이의 제2 절연 저항값을 산출하도록 구성된 컨트롤러;를 포함하고,
    상기 컨트롤러는,
    상기 제1 절연 저항값 및 상기 제2 절연 저항값 중 어느 하나인 대표 절연 저항값이 미리 정해진 기준 저항값보다 큰지 여부를 판정하고,
    상기 대표 절연 저항값이 상기 기준 저항값보다 큰 경우, 전회의 대표 절연 저항값과 상기 대표 절연 저항값 간의 차이인 절연 저항값 차이가 미리 정해진 기준 차이보다 작은지 여부를 판정하고,
    상기 절연 저항값 차이가 상기 기준 차이보다 작은 경우, 상기 대표 절연 저항값이 유효함을 나타내는 제1 값을 진단 플래그에 할당하되, 상기 제1 값은 다음 회에 결정될 대표 절연 저항값이 상기 기준 저항값 이하가 될 징후가 없음을 나타내는 것이고,
    상기 절연 저항값 차이가 상기 기준 차이 이상인 경우, 상기 대표 절연 저항값이 비유효함을 나타내는 제2 값을 진단 플래그에 할당하되, 상기 제2 값은 상기 다음 회에 결정될 대표 절연 저항값이 상기 기준 저항값 이하가 될 징후가 있음을 나타내는 것이고,
    상기 진단 플래그에 상기 제2 값이 할당되어 있는 경우, 카운트 인디케이터를 활성화하고,
    상기 대표 절연 저항값이 상기 기준 저항값 이하인 경우, 폴트 카운트를 증가시키고,
    상기 카운트 인디케이터가 활성화되어 있지 않은 경우, 상기 증가된 폴트 카운트가 미리 정해진 제1 카운트 이상인지 여부를 판정하고,
    상기 증가된 폴트 카운트가 상기 제1 카운트 이상인 경우, 보호 동작을 실행하는, 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 컨트롤러는,
    상기 카운트 인디케이터가 활성화되어 있는 경우, 상기 증가된 폴트 카운트가 미리 정해진 제2 카운트이상인지 여부를 판정하되, 상기 제2 카운트는 상기 제1 카운트보다 작고,
    상기 증가된 폴트 카운트가 상기 제2 카운트 이상인 경우, 상기 보호 동작을 실행하는, 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 보호 동작은,
    상기 배터리 내에서 서로 인접하게 직렬로 연결된 두 배터리 셀 사이에 설치된 안전 스위치의 턴 오프를 포함하는, 장치.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느한 항에 따른 상기 장치;
    를 포함하는, 배터리 팩.
KR1020170173495A 2017-12-15 2017-12-15 배터리 누전을 검출하기 위한 방법 및 장치 Active KR102259382B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170173495A KR102259382B1 (ko) 2017-12-15 2017-12-15 배터리 누전을 검출하기 위한 방법 및 장치
JP2019567968A JP6996813B2 (ja) 2017-12-15 2018-12-07 バッテリー漏電を検出するための方法及び装置
PCT/KR2018/015568 WO2019117556A1 (ko) 2017-12-15 2018-12-07 배터리 누전을 검출하기 위한 방법 및 장치
EP18887339.2A EP3674720B1 (en) 2017-12-15 2018-12-07 Method and apparatus for detecting battery leakage
US16/626,411 US10985553B2 (en) 2017-12-15 2018-12-07 Method and apparatus for detecting battery leakage
CN201880037285.2A CN110709719B (zh) 2017-12-15 2018-12-07 用于检测电池泄漏的方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170173495A KR102259382B1 (ko) 2017-12-15 2017-12-15 배터리 누전을 검출하기 위한 방법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190072272A KR20190072272A (ko) 2019-06-25
KR102259382B1 true KR102259382B1 (ko) 2021-06-01

Family

ID=66820723

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170173495A Active KR102259382B1 (ko) 2017-12-15 2017-12-15 배터리 누전을 검출하기 위한 방법 및 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10985553B2 (ko)
EP (1) EP3674720B1 (ko)
JP (1) JP6996813B2 (ko)
KR (1) KR102259382B1 (ko)
CN (1) CN110709719B (ko)
WO (1) WO2019117556A1 (ko)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI662766B (zh) * 2018-05-23 2019-06-11 車王電子股份有限公司 Electric bus power system
CN109765495B (zh) * 2019-01-15 2020-11-10 宁德时代新能源科技股份有限公司 绝缘检测电路及检测方法、电池管理系统
KR102672495B1 (ko) * 2019-03-15 2024-06-07 에스케이온 주식회사 절연저항 측정 장치
FR3101425B1 (fr) * 2019-09-30 2021-10-15 Renault Sas Procédé d’estimation de la résistance d’isolement d’un circuit haute tension d’un véhicule automobile électrique ou hybride
US11762022B2 (en) 2019-10-29 2023-09-19 Lg Energy Solution, Ltd. Electric leakage detection apparatus, electric leakage detection method, and electric vehicle
KR102701207B1 (ko) * 2019-10-30 2024-08-29 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 절연 진단 장치
KR102371743B1 (ko) * 2019-11-25 2022-03-08 주식회사 현대케피코 세이프티 플러그 제어부를 포함하는 절연저항 제어장치 및 절연저항 제어장치 제어방법
KR102786968B1 (ko) * 2019-12-10 2025-03-26 에스케이온 주식회사 절연저항 측정 장치
KR102804359B1 (ko) 2020-04-13 2025-05-09 에스케이온 주식회사 절연 저항 측정 장치
KR102630834B1 (ko) * 2020-05-15 2024-01-30 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리를 진단하기 위한 장치 및 그 방법
CN114152888B (zh) * 2020-08-21 2023-03-31 比亚迪股份有限公司 动力电池绝缘检测方法、系统及车辆
CN112083299B (zh) * 2020-09-11 2023-05-26 国网重庆市电力公司北碚供电分公司 一种基于卡尔曼滤波的直流系统绝缘故障预测方法
KR102750967B1 (ko) 2020-09-24 2025-01-09 에스케이온 주식회사 배터리의 특성 산출 장치 및 방법
CN113471479A (zh) * 2021-06-28 2021-10-01 三一汽车制造有限公司 燃料电池的控制方法、控制装置、燃料电池和存储介质
US11637421B2 (en) * 2021-07-09 2023-04-25 Transportation Ip Holdings, Llc Ground impedance and fault detection system and method
KR20230075236A (ko) 2021-11-22 2023-05-31 주식회사 엘지에너지솔루션 절연 저항을 측정하는 장치 및 이를 포함하는 배터리 시스템
TWI789239B (zh) * 2022-02-14 2023-01-01 瑞昱半導體股份有限公司 自動調整輸入訊號衰減程度的電壓監測系統與電壓監測裝置以及相關的電壓監測方法
CN114670643B (zh) * 2022-03-30 2023-05-23 重庆长安新能源汽车科技有限公司 一种绝缘故障诊断方法、装置、控制器及介质
KR20240101171A (ko) * 2022-12-23 2024-07-02 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리 팩, 배터리 장치 및 전해액 누설 검출 방법
CN115951127B (zh) * 2023-02-10 2023-09-12 小米汽车科技有限公司 车载充电电路的绝缘电阻检测方法、车载充电电路及介质
CN117054743A (zh) * 2023-08-16 2023-11-14 章鱼博士智能技术(上海)有限公司 一种电池漏液风险的在线检测方法及装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009093822A (ja) 2007-10-04 2009-04-30 Toyota Industries Corp 燃料電池システムの漏電検出装置
KR101371854B1 (ko) 2012-08-01 2014-03-24 기아자동차주식회사 절연저항측정센서를 이용한 차량의 누전진단장치 및 이의 제어방법

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001045652A (ja) * 1999-07-30 2001-02-16 Matsushita Electric Works Ltd アーク検出器
KR20030010582A (ko) * 2000-02-22 2003-02-05 산요 덴키 가부시키가이샤 전원 장치의 누전 검출 회로
JP2003066090A (ja) * 2001-08-29 2003-03-05 Omron Corp 漏電検出装置
JP2004245600A (ja) * 2003-02-10 2004-09-02 Yazaki Corp 絶縁抵抗検出装置
JP4082676B2 (ja) * 2003-05-29 2008-04-30 株式会社デンソー 漏電検出装置の検査システム
JP2007300753A (ja) 2006-05-01 2007-11-15 Nissan Motor Co Ltd 絶縁抵抗検出システム
JP5705730B2 (ja) * 2008-08-11 2015-04-22 エルジー・ケム・リミテッド バッテリーの漏洩電流感知装置及び方法、並びに前記装置を含むバッテリー駆動装置及びバッテリーパック
WO2010024654A2 (ko) * 2008-09-01 2010-03-04 주식회사 엘지화학 배터리 누설전류 감지 장치 및 방법, 및 상기 장치를 포함하는 배터리 구동 장치 및 배터리 팩
JP5381467B2 (ja) 2009-07-30 2014-01-08 トヨタ自動車株式会社 駆動装置およびその絶縁抵抗低下箇所判定方法並びに車両
JP5515532B2 (ja) * 2009-09-07 2014-06-11 コベルコ建機株式会社 建設機械の漏電検出装置
JP2014508939A (ja) 2011-03-04 2014-04-10 パセコ コーポレイション 太陽電池アレイの構成可変太陽電池パネルの絶縁抵抗の測定
JP5736197B2 (ja) * 2011-03-09 2015-06-17 矢崎総業株式会社 絶縁状態検出ユニット
JP5808678B2 (ja) 2012-01-18 2015-11-10 本田技研工業株式会社 電動車両
US9217690B2 (en) * 2012-01-25 2015-12-22 GM Global Technology Operations LLC Coolant loss detection and remediation in a liquid cooled battery pack
JP5474114B2 (ja) * 2012-03-16 2014-04-16 三菱電機株式会社 車載高電圧機器の漏電抵抗検出装置およびその漏電抵抗検出方法
KR101453786B1 (ko) 2012-04-04 2014-11-03 주식회사 엘지화학 고장 자가 진단 기능을 구비한 절연 저항 측정 장치 및 이를 이용한 자가 진단 방법
CN202710661U (zh) * 2012-07-16 2013-01-30 山东奥太电气有限公司 一种应用于光伏逆变系统的直流接地电阻检测电路
JP5642737B2 (ja) * 2012-07-25 2014-12-17 中国電力株式会社 絶縁診断装置、絶縁診断システム、プログラム
CN102854395B (zh) * 2012-09-04 2015-10-21 阳光电源（上海）有限公司 一种直流电源对地绝缘电阻检测电路及其检测方法
CN103389436B (zh) * 2013-07-24 2015-12-02 中达电通股份有限公司 直流供电系统的投切式绝缘监测方法及系统
CN103389444B (zh) * 2013-07-24 2016-02-03 中达电通股份有限公司 基于电压预测的投切式绝缘监测误差自适应方法
DE102013013950B4 (de) * 2013-08-21 2020-08-06 Audi Ag Verfahren, Messanordnung und Messgerät zur Bestimmung von lsolationswiderständen von Einzelzellen einer Hochvoltbatterie
KR101512395B1 (ko) 2013-10-08 2015-04-16 현대오트론 주식회사 절연저항 측정 장치 및 방법
FR3014206B1 (fr) 2013-12-04 2015-12-11 Renault Sas Estimation de la resistance d'isolement entre une batterie de vehicule automobile et la masse
US9194918B2 (en) 2013-12-12 2015-11-24 Ford Global Technologies, Llc Leakage detection circuit with integral circuit robustness check
US9758044B2 (en) * 2014-10-02 2017-09-12 Ford Global Technologies, Llc Bus leakage resistance estimation for electrical isolation testing and diagnostics
KR101771226B1 (ko) * 2014-10-02 2017-09-05 주식회사 엘지화학 신속하게 절연 저항을 측정할 수 있는 절연 저항 측정 장치 및 방법
KR20160069800A (ko) 2014-12-09 2016-06-17 현대오트론 주식회사 배터리 관리 시스템의 누설 전류 검출 장치 및 방법
JP6464752B2 (ja) 2015-01-09 2019-02-06 株式会社デンソー 漏電判定装置
JP6417256B2 (ja) * 2015-03-30 2018-11-07 東洋電機製造株式会社 電動機駆動装置
KR101735739B1 (ko) 2015-12-15 2017-05-15 현대오트론 주식회사 누설 전류 진단 장치 및 방법
CN106154114A (zh) * 2016-08-03 2016-11-23 四川网达科技有限公司 故障测试装置与方法
KR102654840B1 (ko) * 2018-12-07 2024-04-05 현대자동차주식회사 Obc, 이를 포함하는 차량 및 이의 동작 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009093822A (ja) 2007-10-04 2009-04-30 Toyota Industries Corp 燃料電池システムの漏電検出装置
KR101371854B1 (ko) 2012-08-01 2014-03-24 기아자동차주식회사 절연저항측정센서를 이용한 차량의 누전진단장치 및 이의 제어방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP3674720A1 (en) 2020-07-01
US20200144812A1 (en) 2020-05-07
EP3674720B1 (en) 2023-07-19
JP2020523576A (ja) 2020-08-06
KR20190072272A (ko) 2019-06-25
CN110709719B (zh) 2021-12-07
EP3674720A4 (en) 2020-12-02
CN110709719A (zh) 2020-01-17
JP6996813B2 (ja) 2022-01-17
US10985553B2 (en) 2021-04-20
WO2019117556A1 (ko) 2019-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102259382B1 (ko) 배터리 누전을 검출하기 위한 방법 및 장치
JP6753715B2 (ja) 漏電検出装置および漏電検出方法
US8319650B2 (en) Apparatus and method for sensing leakage current of battery
JP5861954B2 (ja) バッテリーの絶縁抵抗測定装置及び方法
KR101589198B1 (ko) 셀 밸런싱 회로의 고장 진단 장치 및 방법
KR101473396B1 (ko) 확장형 칼만 필터를 이용한 배터리 절연 저항 측정 장치 및 방법
US20150285851A1 (en) Insulation detecting device
US20110031812A1 (en) Voltage detection device and power supply system using same
KR20130110066A (ko) 고장 자가 진단 기능을 구비한 절연 저항 측정 장치 및 이를 이용한 고장 자가 진단 방법
KR20200002351A (ko) 배터리 관리 시스템, 그것을 포함하는 배터리팩 및 전류 측정 회로의 고장 판정 방법
EP4099034A1 (en) Relay diagnosis device, relay diagnosis method, battery system, and electric vehicle
KR101486626B1 (ko) 절연 저항 검출 장치 및 이의 진단 장치
KR101236606B1 (ko) 전기 자동차의 누전 검출 장치
KR101619328B1 (ko) 절연 저항 측정 장치 및 그 방법
US9821667B2 (en) Battery control system and vehicle control system
KR101473395B1 (ko) 고장 자가 진단 기능을 구비한 절연 저항 측정 장치 및 이를 이용한 고장 자가 진단 방법
WO2015182030A1 (ja) 車両用地絡検出装置
KR102701207B1 (ko) 배터리 절연 진단 장치
KR102155207B1 (ko) 절연저항 측정 장치, 이를 구비한 배터리 관리 시스템 및 절연저항 측정 방법
JP2017147142A (ja) 劣化検出装置および劣化検出方法
US20160254685A1 (en) Voltage detecting device, voltage detecting method, and battery pack system
KR102404816B1 (ko) 전류 센서를 진단하기 위한 장치 및 방법
JP5561049B2 (ja) 電池電圧測定装置
CN115635883A (zh) 用于检测电池的绝缘性能的系统、方法和装置及车辆
KR20130112496A (ko) 고장 자가 진단 기능을 구비한 절연 저항 측정 장치 및 이를 이용한 고장 자가 진단 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20171215

PG1501 Laying open of application
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20191127

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20171215

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20201230

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20210426

N231 Notification of change of applicant
PN2301 Change of applicant

Patent event date: 20210511

Comment text: Notification of Change of Applicant

Patent event code: PN23011R01D

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20210526

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20210526

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20240319

Start annual number: 4

End annual number: 4