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KR102155207B1 - Insulation resistance measuring apparatus, battery management system having the same and insulation resistance measuring method - Google Patents

Insulation resistance measuring apparatus, battery management system having the same and insulation resistance measuring method Download PDF

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Publication number
KR102155207B1
KR102155207B1 KR1020190081177A KR20190081177A KR102155207B1 KR 102155207 B1 KR102155207 B1 KR 102155207B1 KR 1020190081177 A KR1020190081177 A KR 1020190081177A KR 20190081177 A KR20190081177 A KR 20190081177A KR 102155207 B1 KR102155207 B1 KR 102155207B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
voltage
insulation resistance
symmetric
ground
distribution
Prior art date
Application number
KR1020190081177A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이승탁
강석범
이준희
박수호
Original Assignee
주식회사 라온텍
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 라온텍 filed Critical 주식회사 라온텍
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Abstract

According to one embodiment of the present invention, provided is an insulation resistance measuring device, which comprises: a pair of insulation resistances located symmetrically between both ends of a battery and a ground power source and calculated by a ratio of a symmetric voltage between the ground and a positive electrode and the symmetric voltage ratio between the ground and a negative electrode; at least one distribution resistance provided to measure a divided voltage by dividing the voltage supplied from the battery to measure the insulation resistance; at least one switch controlling the voltage supplied from the battery to be applied to the distribution resistance or the insulation resistance; and a control unit measuring the divided voltage applied to the distribution resistance, calculating the symmetric voltage ratio between the ground and the positive electrode of the battery and the symmetric voltage ratio between the ground and the negative electrode of the battery with the measured divided voltage, and using the calculated symmetric voltage ratio to calculate the insulation resistance.

Description

절연저항 측정 장치, 이를 구비한 배터리 관리 시스템 및 절연저항 측정 방법{INSULATION RESISTANCE MEASURING APPARATUS, BATTERY MANAGEMENT SYSTEM HAVING THE SAME AND INSULATION RESISTANCE MEASURING METHOD}Insulation resistance measurement device, battery management system equipped with it, and insulation resistance measurement method {INSULATION RESISTANCE MEASURING APPARATUS, BATTERY MANAGEMENT SYSTEM HAVING THE SAME AND INSULATION RESISTANCE MEASURING METHOD}

본 발명은 절연저항 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저항들 및 스위치들을 구비한 대칭 회로 구조로 절연저항을 간단히 연산할 수 있는 절연저항 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an insulation resistance measurement apparatus, and more particularly, to an insulation resistance measurement apparatus capable of simply calculating insulation resistance with a symmetrical circuit structure including resistors and switches.

최근 다양한 분야에서 활용되고 있는 배터리 기반의 에너지 저장 장치는 배터리의 정상적인 운용 및 관리를 위한 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS)을 포함하고 있다.Recently, battery-based energy storage devices used in various fields include a battery management system (BMS) for normal operation and management of batteries.

이러한 배터리 관리 시스템은 외부로부터 전력을 공급받아 전력을 저장할 수 있으며, 저장되어 있는 전력을 외부로 공급하는, 즉 충전 및 방전 동작을 수행할 수 있다. 그리고 안정적인 동작을 위하여 내부 상태를 모니터링하고, 모니터링에 의하여 측정된 데이터들을 취합할 수 있다.Such a battery management system may receive power from the outside to store power, and may supply the stored power to the outside, that is, perform charging and discharging operations. In addition, for stable operation, internal conditions can be monitored and data measured by monitoring can be collected.

종래 배터리 관리 시스템에서 누설전류를 감지하기 위해 절연저항을 측정하는 장치로서, 차량간 커플링 콘덴서를 연결하고, 교류신호를 인가하여 측정하는 장치가 있다.As a device for measuring insulation resistance to detect a leakage current in a conventional battery management system, there is a device for measuring by connecting a coupling capacitor between vehicles and applying an AC signal.

그러나, 종래의 절연저항 측정 장치는 콘덴서 충전 전류와 방전 전류가 같은 회로를 통과해야 하므로 장치의 회로 설계에 제약이 따르는 문제가 있었으며, 저항 및 커패시터를 포함하는 회로 구성이 복잡한 구조로 이루어져서 회로 설계가 어려우며 제작단가가 상승하는 문제도 있었다.However, the conventional insulation resistance measuring device has a problem that the circuit design of the device is limited because the capacitor charging current and the discharging current must pass through the same circuit, and the circuit configuration including the resistor and the capacitor is composed of a complex structure. It was difficult, and there was also a problem of increasing production costs.

따라서, 전술한 문제를 해결하기 위하여 간단한 회로 구성으로 정확하게 절연저항을 측정하고 소형화, 저가화된 회로를 구성한 절연저항 측정 장치를 개발할 필요성이 있다.Accordingly, in order to solve the above-described problem, there is a need to develop an insulation resistance measuring apparatus that accurately measures insulation resistance with a simple circuit configuration and configures a miniaturized and inexpensive circuit.

대한민국 공개 특허 제10-2010-0043413호(2010년04월29일 공개)Korean Patent Publication No. 10-2010-0043413 (published on April 29, 2010)

본 발명의 목적은 저항 및 스위치로 이루어진 회로 구조를 갖고, 배터리 전압을 이용하여 절연저항을 연산할 수 있는 절연저항 측정 장치, 이를 구비한 배터리 관리 시스템 및 절연저항 측정 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide an insulation resistance measuring apparatus having a circuit structure consisting of a resistor and a switch and capable of calculating insulation resistance using a battery voltage, a battery management system having the same, and a method of measuring insulation resistance.

본 발명의 일 실시예에 따른 절연저항 측정 장치는 배터리의 양 극단과 접지전원 사이에 대칭하여 위치하며, 접지와 양극 사이의 대칭전압과 접지와 음극 사이의 대칭전압 비율에 의해 연산되는 한 쌍의 절연저항; 상기 절연저항을 측정하기 위해 배터리로부터 공급되는 전압을 분압하여 분압전압을 측정하기 위해 마련되는 적어도 하나의 분배저항; 상기 배터리로부터 공급되는 전압이 상기 분배저항 또는 절연저항에 인가되도록 제어하는 적어도 하나의 스위치; 상기 스위치를 제어하여 상기 분배저항에 인가되는 분압전압을 측정하고, 측정된 분압전압으로 접지와 배터리 양극 사이의 대칭전압과 접지와 배터리 음극 사이의 대칭전압의 비율을 연산하고, 연산된 대칭전압 비율을 이용하여 상기 절연저항을 연산하는 제어부;를 포함한다.Insulation resistance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention is located symmetrically between both ends of a battery and a ground power source, and is calculated by a symmetric voltage between ground and anode and a symmetric voltage ratio between ground and cathode. Insulation Resistance; At least one distribution resistor provided to measure the divided voltage by dividing the voltage supplied from the battery to measure the insulation resistance; At least one switch for controlling the voltage supplied from the battery to be applied to the distribution resistor or the insulation resistor; Control the switch to measure the divided voltage applied to the distribution resistor, calculate the ratio of the symmetric voltage between the ground and the positive electrode of the battery and the symmetric voltage between the ground and the negative electrode of the battery with the measured divided voltage, and the calculated symmetric voltage ratio It includes; a control unit for calculating the insulation resistance by using.

상기에 있어서, 상기 분압전압의 유효성을 검사할 수 있도록 진단전압을 측정하기 위한 적어도 하나의 진단저항;을 더 포함한다.In the above, it further comprises at least one diagnostic resistor for measuring the diagnostic voltage so that the validity of the divided voltage can be checked.

상기에 있어서, 상기 절연저항 측정 장치는, 양 극단에 대칭하여 위치하는 한 쌍의 상기 분배저항을 포함하고, 상기 절연저항을 회로에 연결하기 위하여 개폐되는 한 쌍의 분배스위치와, 상기 분배저항에 대칭하여 병렬 연결되는 한 쌍의 대칭저항을 연결하기 위하여 개폐되는 한 쌍의 대칭스위치를 포함하며, 반주기 동안 접지와 양극 사이에 위치한 대칭스위치 온 상태에서 접지전원과 양극 사이의 분배저항에 인가되는 분압전압을 측정하고, 이후 반주기 동안 접지전원과 음극 사이에 위치한 대칭스위치 온 상태에서 접지전원과 음극 사이의 분배저항에 인가되는 분압전압을 측정하여 반주기마다 양극 또는 음극의 분압전압을 측정함에 따라 측정된 분압전압 비율을 이용하여 주기적으로 대칭전압을 연산하고, 대칭전압 비율을 이용하여 상기 절연저항을 주기적으로 연산할 수 있는 것을 특징으로 한다.In the above, the insulation resistance measuring device includes a pair of distribution resistors positioned symmetrically at both extremes, a pair of distribution switches opened and closed to connect the insulation resistance to a circuit, and the distribution resistance It includes a pair of symmetric switches that open and close to connect a pair of symmetric resistors that are symmetrically connected in parallel, and the divided voltage applied to the distribution resistance between the ground power source and the positive pole while the symmetric switch located between the ground and the positive pole is turned on for half a period. After measuring the voltage, measure the divided voltage applied to the distribution resistance between the ground power and the negative electrode in a symmetric switch located between the ground power and the negative pole for half cycle, and measure the divided voltage of the positive or negative pole every half cycle. It is characterized in that the symmetric voltage can be periodically calculated using the divided voltage ratio, and the insulation resistance can be periodically calculated using the symmetric voltage ratio.

본 발명의 일 실시예에 따른 배터리 관리 시스템은 적어도 하나의 슬레이브 유형의 배터리 랙과, 상기 슬레이브 유형의 배터리 랙에 대한 관리를 수행하는 마스터 유형의 배터리 랙으로 이루어진 배터리 관리 시스템에 있어서, 배터리의 접지전원 사이 절연저항을 측정하기 위해 배터리로부터 공급되는 전압을 분압하여 분압전압을 측정하기 위해 마련되는 적어도 하나의 분배저항; 접지와 양극 사이의 대칭전압과 접지와 음극 사이의 대칭전압 비율에 의해 연산되는 절연저항; 상기 배터리에서 공급되는 전압이 상기 분배저항 또는 절연저항에 인가되도록 제어하는 적어도 하나의 스위치; 상기 스위치를 제어하여 상기 분배저항에 의해 인가되는 분압전압을 측정하고, 분압전압의 비율로 접지와 배터리 양극 사이의 대칭전압과 접지와 배터리 음극 사이의 대칭전압의 비율을 연산하고, 연산된 대칭전압 비율을 이용하여 상기 절연저항을 연산하는 제어부; 상기 연산된 절연저항의 데이터를 관리자 컴퓨터로 전송하는 통신부; 를 포함한다.In the battery management system according to an embodiment of the present invention, in the battery management system comprising at least one slave type battery rack and a master type battery rack that manages the slave type battery rack, the battery is grounded. At least one distribution resistor provided to measure the divided voltage by dividing the voltage supplied from the battery to measure the insulation resistance between power sources; Insulation resistance calculated by the ratio of the symmetric voltage between the ground and the anode and the symmetric voltage between the ground and the cathode; At least one switch for controlling the voltage supplied from the battery to be applied to the distribution resistor or the insulation resistor; Control the switch to measure the divided voltage applied by the distribution resistor, calculate the ratio of the symmetric voltage between the ground and the positive electrode of the battery and the symmetric voltage between the ground and the negative electrode of the battery as a ratio of the divided voltage, and calculate the calculated symmetric voltage A control unit for calculating the insulation resistance using a ratio; A communication unit for transmitting the calculated insulation resistance data to a manager computer; Includes.

상기에 있어서, 상기 분압전압의 유효성을 검사하기 위해 진단전압을 측정하기 위한 적어도 하나의 진단저항;을 더 포함한다.In the above, it further comprises at least one diagnostic resistor for measuring the diagnostic voltage to check the validity of the divided voltage.

상기에 있어서, 상기 통신부는 CAN 통신, 블루투스 또는 지그비 통신을 하는 것을 특징으로 한다.In the above, the communication unit is characterized in that the CAN communication, Bluetooth or Zigbee communication.

본 발명의 일 실시예에 따른 절연저항 측정 방법은 스위치의 제어 하에 대칭전압을 측정할 수 있도록 배터리 전압을 공급받는 단계; 상기 스위치의 제어 하에 상기 분배저항에 의해 측정되는 분압전압을 구하는 단계; 상기 분압전압의 비율을 이용하여 접지와 배터리 양극 사이의 대칭전압과 접지와 배터리 음극 사이의 대칭전압의 비율을 연산하는 단계; 상기 연산된 대칭전압 비율을 이용하여 상기 절연저항을 연산하는 단계;를 포함한다.Insulation resistance measurement method according to an embodiment of the present invention comprises the steps of receiving a battery voltage to measure a symmetrical voltage under the control of the switch; Obtaining a divided voltage measured by the distribution resistance under the control of the switch; Calculating a ratio of a symmetric voltage between the ground and a positive electrode of the battery and a symmetric voltage between the ground and a negative electrode of the battery using the ratio of the divided voltage; And calculating the insulation resistance by using the calculated symmetrical voltage ratio.

상기에 있어서, 상기 절연저항 측정 장치는 적어도 하나의 진단저항을 더 구비하고, 상기 진단저항에 의해 측정되는 진단전압을 구하는 단계;상기 진단전압을 이용하여 상기 분압전압의 유효성을 검증하는 단계;를 더 포함한다.The method of claim 1, wherein the insulation resistance measuring apparatus further includes at least one diagnostic resistance, obtaining a diagnostic voltage measured by the diagnostic resistance; verifying the validity of the divided voltage using the diagnostic voltage; Include more.

상기에 있어서, 양 극단에 대칭하여 위치하는 한 쌍의 상기 분배저항을 포함하고, 상기 절연저항을 회로에 연결하기 위하여 개폐되는 한 쌍의 분배스위치와, 상기 분배저항에 대칭하여 병렬 연결되는 한 쌍의 대칭저항을 연결하기 위하여 개폐되는 한 쌍의 대칭스위치를 포함하며, 반주기 동안 접지와 양극 사이에 위치한 대칭스위치 온 상태에서 접지전원과 양극 사이의 분배저항에 인가되는 분압전압을 측정하고, 이후 반주기 동안 접지전원과 음극 사이에 위치한 대칭스위치 온 상태에서 접지전원과 음극 사이의 분배저항에 인가되는 분압전압을 측정하여 반주기마다 양극 또는 음극의 분압전압을 측정함에 따라 측정된 분압전압 비율을 이용하여 주기적으로 대칭전압을 연산하고, 대칭전압 비율을 이용하여 상기 절연저항을 주기적으로 연산할 수 있는 것을 특징으로 한다.In the above, a pair of distribution switches including a pair of distribution resistors located symmetrically at both extremes, opening and closing to connect the insulation resistance to a circuit, and a pair connected in parallel in parallel with the distribution resistance It includes a pair of symmetrical switches that open and close to connect the symmetrical resistance of, and measure the divided voltage applied to the distribution resistance between the ground power source and the positive pole while the symmetric switch located between the ground and the positive pole is turned on during the half cycle. During a symmetrical switch between the ground power and the cathode, measure the divided voltage applied to the distribution resistance between the ground power and the cathode, and measure the divided voltage of the anode or cathode every half cycle. It is characterized in that it is possible to calculate a symmetrical voltage and periodically calculate the insulation resistance using a symmetrical voltage ratio.

본 발명은 간단한 회로 구성으로 정확하게 절연저항을 측정하고 소형화, 저가화된 회로를 구성한 시킬 수 있는 이점이 있다.The present invention has the advantage of being able to accurately measure insulation resistance with a simple circuit configuration and to construct a circuit that is miniaturized and inexpensive.

또한 배터리의 고전압이 공급된 상태, 즉 활선 상태에서도 절연저항을 측정할 수 있는 대칭 회로 구조를 가지고 있다.In addition, it has a symmetrical circuit structure capable of measuring insulation resistance even when a high voltage of the battery is supplied, that is, in a live state.

또한 측정 주기를 고려하여 절연저항을 연산할 수 있으며, 처음 절연저항 연산 후 반주기마다 절연저항을 연산하여 이상 유무를 주기적이고 지속적으로 판단할 수 있어서 이상 유무 판단 시간을 단축할 수 있다.In addition, the insulation resistance can be calculated in consideration of the measurement period, and the presence or absence of an abnormality can be determined periodically and continuously by calculating the insulation resistance every half cycle after the initial insulation resistance calculation, thereby reducing the time for determining the existence of an abnormality.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연저항 측정 장치가 사용되는 BMS 및 외부 계통의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연저항 측정 장치의 전체 회로 구성으로 보인 도면이다.
도 3 및 도 4는 도 2의 회로의 등가회로를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연저항 측정 장치의 절연저항 측정 연산 시간을 나타낸 타이밍도를 보인 도면이다.
1 is a view schematically showing the overall configuration of a BMS and an external system in which an insulation resistance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention is used.
2 is a view showing the overall circuit configuration of an insulation resistance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are diagrams showing an equivalent circuit of the circuit of FIG. 2.
5 is a view showing a timing diagram showing an insulation resistance measurement operation time of the insulation resistance measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the spirit of the present invention is not limited to the presented embodiments, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention can add, change, or delete other elements within the scope of the same idea. Other embodiments included within the scope of the inventive concept may be easily proposed, but it will be said that this is also included within the scope of the inventive concept.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연저항 측정 장치가 사용되는 BMS 및 외부 시스템의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 절연저항 측정 장치의 전체 회로 구성으로 보인 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 절연저항 측정 장치의 절연저항 측정 연산 시간을 나타낸 타이밍도를 보인 도면이다.1 is a diagram schematically showing the overall configuration of a BMS and an external system in which an insulation resistance measurement apparatus according to an embodiment of the present invention is used, and FIG. 2 is an overall circuit of an insulation resistance measurement apparatus according to an embodiment of the present invention. 3 is a diagram showing a timing diagram showing an insulation resistance measurement operation time of an insulation resistance measurement apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하여 상세하게 설명하면, 본 발명의 절연저항 측정 장치는 배터리와 접지전원(GND) 사이의 절연저항을 양극과 음극으로 구분함으로써, 배터리 양 극단(DC+,DC-)의 절연저항을 구분하여 측정할 수 있도록 하며 이는 안전성의 문제와 절연저항 파괴시 파괴 위치를 용이하게 파악할 수 있도록 하기 위함이다. 1 to 3, the insulation resistance measuring apparatus of the present invention divides the insulation resistance between the battery and the ground power source (GND) into a positive electrode and a negative electrode, so that the two extremes of the battery (DC+, DC-) Insulation resistance can be classified and measured, and this is to make it easy to grasp the problem of safety and the location of breakdown when the insulation resistance is destroyed.

또한 절연저항 측정 장치는 적어도 하나의 슬레이브 유형의 배터리 랙과, 슬레이브 유형의 배터리 랙에 대한 관리를 수행하는 마스터 유형의 배터리 랙으로 이루어진 배터리 관리 시스템에 마련될 수 있다.In addition, the insulation resistance measuring apparatus may be provided in a battery management system comprising at least one slave type battery rack and a master type battery rack that manages the slave type battery rack.

이때 절연저항 측정 장치는 각각의 슬레이브 유형의 배터리 랙에 별도로 마련되어 각 슬레이브 유형의 배터리 랙에서 절연저항(R1, R2)을 연산하여 각 배터리 랙의 절연저항을 진단할 수 있다. 나아가 절연저항 측정 장치는 배터리 랙 내부에 장착하기 용이하도록 인쇄회로기판(Printed Circuit Board) 형태로 제작될 수 있다.In this case, the insulation resistance measuring device may be separately provided in each slave type battery rack, and the insulation resistance of each battery rack may be diagnosed by calculating the insulation resistance R1 and R2 in each slave type battery rack. Further, the insulation resistance measuring device may be manufactured in the form of a printed circuit board to facilitate mounting inside the battery rack.

절연저항 측정 장치는 도 2를 참조하면, 배터리의 양 극단(DC+,DC-)과 접지전원 사이 절연저항(R1, R2)을 측정하기 위해 배터리로부터 공급되는 전압(Vtotal)의 대칭전압(Va,Vb)을 연산하기 위해 대칭전압(Va,Vb)을 분압한 분압전압(Va',Vb')을 측정하도록 마련되는 적어도 하나의 분배저항을 포함하는 Y-Resistor 구조를 갖고 여기서 접지전원은 배터리 및 연료 전지 시스템에서 배터리 및 연료 전지와 절연되어야 하는 대상으로서, 배터리 랙의 섀시(chassis) 또는 차량인 경우 차체 프레임이 될 수도 있다.Referring to FIG. 2, the insulation resistance measuring apparatus is symmetrical voltage (Va, Vtotal) of the voltage (Vtotal) supplied from the battery to measure the insulation resistance (R1, R2) between both ends (DC+, DC-) of the battery and the ground power supply. In order to calculate Vb), it has a Y-Resistor structure including at least one distribution resistor provided to measure the divided voltages Va' and Vb' obtained by dividing the symmetrical voltages Va and Vb. As an object to be insulated from a battery and a fuel cell in a fuel cell system, it may be a chassis of a battery rack or a body frame in the case of a vehicle.

분배저항은 절연저항(R1, R2)과 병렬로 연결될 수 있으며 대칭전압(Va,Vb)은 접지전원과 배터리 양극 사이 전압(Va)과 접지전원과 배터리 음극 사이 전압(Vb)이며, 두 전압(Va,Vb)을 합친 값은 항상 배터리 공급 전압(Vtotal)이 된다.The distribution resistance can be connected in parallel with the insulation resistance (R1, R2), and the symmetrical voltages (Va, Vb) are the voltage between the ground power supply and the positive electrode of the battery (Va) and the voltage between the ground power supply and the negative electrode of the battery (Vb), and the two voltages ( The sum of Va,Vb) always becomes the battery supply voltage (Vtotal).

또한 분배저항은 도 2에 도시된 바와 같이 접지전원을 기준으로 양극 측에 연결되는 두 개의 분배저항(20㏁, 10㏀)이 직렬로 연결되고, 음극 측에 대칭하여 두 개의 분배저항(20㏁, 10㏀)이 직렬로 연결되어 양극과 음극의 분압전압(Va',Vb')을 측정할 수 있다.In addition, as shown in Fig. 2, two distribution resistors (20㏁, 10㏀) connected to the anode side are connected in series based on the ground power source, and two distribution resistors (20㏁) are symmetrical to the cathode side. , 10㏀) are connected in series to measure the divided voltages (Va', Vb') of the positive and negative electrodes.

또한 절연저항 측정 장치는 접지와 양극 사이의 대칭전압(Va)과 접지와 음극 사이의 대칭전압(Vb) 비율에 의해 연산되는 절연저항(R1, R2)을 포함한다. 절연저항(R1, R2)은 그 값이 연산에 의해 달라질 수 있으므로, 가변저항이 될 수 있다.In addition, the insulation resistance measuring apparatus includes insulation resistances R1 and R2 calculated by a ratio of a symmetric voltage Va between ground and an anode and a symmetric voltage Vb between ground and a cathode. Insulation resistances R1 and R2 may be variable resistances because their values may vary by calculation.

또한 도 2에 도시된 바와 같이 대칭전압(Va,Vb)을 비대칭으로 전환할 수 있도록 분배저항에 병렬 연결되는 한 쌍의 대칭저항(Ra,Rb)을 더 포함할 수 있다. 즉, 한 쌍의 대칭저항은 대칭전압(Va,Vb)을 변화시켜 대칭전압(Va,Vb)이 비대칭값을 갖도록 하는 바이어스(bias) 저항이 될 수 있으며, 대칭스위치(SW2+, SW2-)의 온오프에 따라 비대칭값이 달라질 수 있다. 이와같이 연산되는 대칭전압(Va,Vb)과 비대칭값의 비율을 이용하여 절연저항(R1, R2)을 연산할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2, a pair of symmetric resistors Ra and Rb connected in parallel to the distribution resistor may be further included so that the symmetric voltages Va and Vb can be converted to asymmetric. That is, the pair of symmetrical resistors can be bias resistances that change the symmetrical voltages (Va,Vb) so that the symmetrical voltages (Va,Vb) have an asymmetrical value, and the symmetrical switches SW2+, SW2- The asymmetry value may vary depending on on/off. Insulation resistances R1 and R2 can be calculated using the ratio of the symmetrical voltages Va and Vb calculated in this way and the asymmetry value.

또한, 절연저항 측정 장치는 배터리에서 공급되는 전압이 상기 분배저항 또는 절연저항(R1, R2)에 인가되도록 제어하는 적어도 하나의 스위치를 더 포함한다.In addition, the insulation resistance measuring apparatus further includes at least one switch for controlling a voltage supplied from a battery to be applied to the distribution resistance or insulation resistance R1 and R2.

절연저항 측정 장치의 스위치는 도 2에 도시된 바와 같이, 접지와 양극단 사이 절연저항(R1, R2)을 회로에 연결하기 위하여 개폐되는 한 쌍의 분배스위치(SW1+,SW1- )와 대칭저항을 연결하기 위하여 개폐되며, 양 극단(DC+,DC-)의 각 대칭저항과 직렬 연결되는 한 쌍의 대칭스위치(SW2+,SW2- )를 포함한다.The switch of the insulation resistance measurement device connects a pair of distribution switches (SW1+, SW1-) and a symmetrical resistance that are opened and closed to connect the insulation resistance (R1, R2) between the ground and the positive ends to the circuit, as shown in FIG. 2 It is opened and closed to do so, and includes a pair of symmetric switches (SW2+, SW2-) connected in series with each symmetrical resistance at both ends (DC+, DC-).

또한 절연저항 측정 장치는 제어부를 포함할 수 있으며, 제어부는 스위치를 제어하여 상기 분배저항에 의해 인가되는 분압전압(Va',Vb')을 측정하고, 측정된 분압전압(Va',Vb')으로 접지와 배터리 양극 사이의 대칭전압(Va)과 접지와 배터리 음극 사이의 대칭전압(Vb)의 비율을 연산하고, 연산된 대칭전압 비율을 이용하여 절연저항(R1, R2)을 연산한다. 즉, 대칭전압의 비율에 따라 절연저항이 달라질 수 있기 때문에 절연저항의 이상 유무를 판단하는데 대칭전압의 비율이 이용될 수 있다.In addition, the insulation resistance measuring device may include a control unit, and the control unit controls a switch to measure the divided voltages (Va', Vb') applied by the distribution resistance, and the measured divided voltages (Va', Vb') As a result, the ratio of the symmetrical voltage Va between the ground and the positive electrode of the battery and the symmetrical voltage Vb between the ground and the negative electrode of the battery is calculated, and the insulation resistances R1 and R2 are calculated using the calculated symmetrical voltage ratio. That is, since the insulation resistance may vary according to the ratio of the symmetric voltage, the ratio of the symmetric voltage can be used to determine whether the insulation resistance is abnormal.

제어부는 대칭전압 비율 연산 및 절연저항(R1, R2) 연산 알고리즘을 프로그래밍 가능한 모듈로서, 예컨대 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU)이 될 수 있다.The control unit is a programmable module for calculating a symmetrical voltage ratio and an algorithm for calculating the insulation resistances R1 and R2, and may be, for example, a microcontroller unit (MCU).

나아가 절연저항 측정 장치는 상기 측정된 분압전압(Va',Vb')의 유효성을 검증할 수 있도록 진단전압(Va", Vb")을 측정하기 위한 적어도 하나의 진단저항을 더 포함한다. 유효성 검증은 예컨대, 진단전압(Va", Vb")의 측정값이 미리 설정된 기준범위를 초과하는 지 여부에 따라 유효 여부를 결정할 수 있다.Furthermore, the insulation resistance measuring apparatus further includes at least one diagnostic resistor for measuring diagnostic voltages Va" and Vb" so as to verify the effectiveness of the measured divided voltages Va' and Vb'. The validity verification may be determined whether or not the measured values of the diagnostic voltages Va" and Vb" exceed a preset reference range, for example.

진단저항은 도 2에 도시된 바와 같이, 분배저항과 병렬로 연결되며, 한 쌍이 접지를 기준으로 양극에 직렬 연결(40㏁, 20㏀)되고, 한 쌍이 음극에 직렬 연결(40㏁, 20㏀)될 수 있다. As shown in FIG. 2, the diagnostic resistor is connected in parallel with the distribution resistor, one pair is connected in series to the positive electrode (40㏁, 20㏀) based on the ground, and the pair is connected in series to the negative electrode (40㏁, 20㏀). ) Can be.

또한 본 발명의 절연저항 측정 장치를 구비한 배터리 관리 시스템은 상기 연산된 절연저항(R1, R2)의 데이터를 관리자 컴퓨터로 전송하는 통신부를 포함한다.In addition, the battery management system provided with the insulation resistance measuring apparatus of the present invention includes a communication unit for transmitting the calculated insulation resistance (R1, R2) data to a manager computer.

상기 통신부는 CAN 통신, 블루투스(bluetooth) 또는 지그비(zigbee) 통신을 할 수 있으며, 관리자 컴퓨터는 배터리 관리 시스템 내부에 위치하거나, 배터리 관리 시스템과 외부 통신하는 관리 서버(미도시)나 전력 계통(미도시)에 위치할 수 있다.The communication unit can perform CAN communication, Bluetooth or Zigbee communication, and the manager computer is located inside the battery management system, or a management server (not shown) or power system (not shown) that communicates externally with the battery management system. City) can be located.

또한 앞서 절연저항 측정 장치는 제어부를 포함하고, 각 절연저항 측정 장치는 슬레이브 유형의 배터리 랙에 마련될 수 있다고 전술하였으나, 제어부는 별도로 각 절연저항(R1, R2) 값을 비교하여 이상 여부를 판단하도록 마스터 유형의 배터리 랙에 별도로 마련될 수도 있으며, 제어부는 비교기(Comparator) 및 아날로그-디지털컨버터(ADC)를 더 포함할 수도 있다.In addition, it was previously mentioned that the insulation resistance measurement device includes a control unit, and each insulation resistance measurement device can be provided in a slave-type battery rack, but the control unit separately determines whether there is an abnormality by comparing the values of each insulation resistance (R1, R2). It may be separately provided in the master type battery rack so that the control unit may further include a comparator and an analog-digital converter (ADC).

나아가 절연저항 측정 장치는 제어부에 공급되는 필요 전압(5V)을 조정하기 위한 레귤레이터(Regulator)가 더 포함될 수 있다.Furthermore, the insulation resistance measuring apparatus may further include a regulator for adjusting the required voltage (5V) supplied to the control unit.

본 발명의 일 실시예에 따른 절연저항 측정 방법을 구체적으로 설명하면, 다음과 같다.A method of measuring insulation resistance according to an embodiment of the present invention will be described in detail as follows.

먼저 제어부의 스위치 제어 하에 대칭전압(Va,Vb)을 구할 수 있도록 배터리 전압을 공급받는다.First, the battery voltage is supplied to obtain the symmetrical voltages Va and Vb under the control of the controller.

다음 접지전원과 양극 사이에 위치한 대칭스위치(SW2+) 온 상태(접지전원과 음극 사이에 위치한 대칭스위치(SW2-)는 오프)에서 접지전원과 양극 사이의 분배저항에 인가되는 분압전압(Va')을 구하는 단계를 거친다.Divided voltage (Va') applied to the distribution resistance between the ground power and the positive pole in the next symmetric switch (SW2+) located between the ground power and the positive pole (the symmetric switch (SW2-) located between the ground power and the negative pole is off) Go through the steps to obtain.

진단저항에 의해 측정되는 접지전원과 양극 사이 진단전압(Va")을 구한다.Calculate the diagnostic voltage (Va") between the ground power and the positive pole measured by the diagnostic resistance.

진단전압(Va")을 이용하여 상기 측정된 분압전압(Va')의 유효성을 검증한다.Validity of the measured divided voltage Va' is verified using the diagnostic voltage Va".

접지전원과 음극 사이에 위치한 대칭스위치(SW2-) 온 상태(접지전원과 양극 사이에 위치한 대칭스위치(SW2+)는 오프)에서 접지전원과 음극 사이의 분배저항에 인가되는 분압전압(Vb')을 구한다.When the symmetric switch (SW2-) located between the ground power source and the cathode is on (the symmetric switch (SW2+) located between the ground power source and the anode is off), the divided voltage (Vb') applied to the distribution resistance between the ground power source and the cathode is set. Seek.

진단저항에 의해 측정되는 접지전원과 음극 사이의 진단전압(Vb")을 구한다.Calculate the diagnostic voltage (Vb") between the ground power and the negative pole measured by the diagnostic resistance.

진단전압(Vb")을 이용하여 상기 측정된 분압전압(Vb')의 유효성을 검증한다.Validity of the measured divided voltage Vb' is verified using the diagnostic voltage Vb".

상기 구해진 분압전압(Va',Vb')의 비율을 이용하여 대칭전압(Va,Vb)의 비율을 연산한다.The ratio of the symmetric voltages Va and Vb is calculated using the obtained ratio of the divided voltages Va' and Vb'.

연산된 대칭전압들(Va,Vb)의 비율을 이용하여 접지와 양극 사이의 절연저항(R1) 및 접지와 음극 사이의 절연저항(R2)을 연산한다.The insulation resistance R1 between the ground and the anode and the insulation resistance R2 between the ground and the cathode are calculated using the calculated ratio of the symmetric voltages Va and Vb.

도 2의 전체 회로, 도 3 및 도 4의 등가회로를 참조하여 절연저항(R1, R2)을 연산하는 방법에 대해 구체적으로 설명하면, 다음과 같다.The method of calculating the insulation resistances R1 and R2 will be described in detail with reference to the entire circuit of FIG. 2 and the equivalent circuit of FIGS. 3 and 4.

먼저 절연저항 R1, R2를 구하기 위해서는 Vtotal, Va, Vb의 값이 필요하다.First, the values of Vtotal, Va, and Vb are required to obtain the insulation resistance R1 and R2.

다음 수학식 1에서 Vtotal은 대칭전압 Va와 Vb의 합이다.In the following Equation 1, Vtotal is the sum of the symmetric voltages Va and Vb.

Figure 112019069054952-pat00001
Figure 112019069054952-pat00001

또한 도 2의 회로에서 대칭전압 Va는 저항 Rc와 Rb의 분압전압 Va'로부터 구할 수 있으며, 저항 Re와 Rd의 진단전압 Va" 로부터도 구할 수 있다.In addition, in the circuit of FIG. 2, the symmetric voltage Va can be obtained from the divided voltage Va' of the resistors Rc and Rb, and can also be obtained from the diagnostic voltage Va" of the resistors Re and Rd.

대칭전압 Va를 구하는 두 가지 식은 아래 수학식 2와 같다.Two equations for obtaining the symmetric voltage Va are shown in Equation 2 below.

Figure 112019069054952-pat00002
Figure 112019069054952-pat00002

마찬가지로 대칭전압 Vb는 Rc와 Rb의 분압전압 Vb'로부터 구할 수 있으며, 또한 Re와 Rd의 진단전압 Vb" 로부터 아래의 수학식 3을 이용하여 구할 수 있다.Similarly, the symmetric voltage Vb can be obtained from the divided voltages Vb' of Rc and Rb, and can also be obtained from the diagnostic voltage Vb" of Re and Rd using Equation 3 below.

Figure 112019069054952-pat00003
Figure 112019069054952-pat00003

절연저항 측정을 위해 접지전원과 양극 사이에 위치한 분배스위치(SW1+), 접지전원과 양극 사이에 위치한 대칭스위치(SW2+)를 온(on) 상태로 하고, 접지전원과 음극 사이에 위치한 분배스위치(SW1-), 접지전원과 음극 사이에 위치한 대칭스위치(SW2-)를 오프(off) 상태로 하면 측정회로는 도 3과 같은 등가회로가 된다.To measure the insulation resistance, turn on the distribution switch (SW1+) located between the ground power source and the anode, and the symmetric switch (SW2+) located between the ground power source and the anode, and switch the distribution switch between the ground power source and the cathode (SW1). -) If the symmetric switch SW2- located between the ground power source and the cathode is turned off, the measurement circuit becomes an equivalent circuit as shown in FIG. 3.

도 3의 등가회로에서 계산의 편의를 위해 Rb+Rc = Rf로, Rd+ Re = Rg로 치환할 수 있다.In the equivalent circuit of FIG. 3, for convenience of calculation, Rb + Rc = Rf and Rd + Re = Rg may be substituted.

Rf와 Rg의 병렬저항은 Rp로 치환, Rp와 Ra의 병렬저항은 Rt로 치환하며, Rt와 R1의 병렬저항은 Rpos1, Rp와 R2의 병렬저항은 Rneg1으로 치환할 수 있다.The parallel resistance of Rf and Rg can be replaced with Rp, the parallel resistance of Rp and Ra can be replaced with Rt, the parallel resistance of Rt and R1 can be replaced with Rpos1, and the parallel resistance of Rp and R2 can be replaced with Rneg1.

치환된 상태에서 대칭전압 Va는 다음 수학식 4에 의해 구해질 수 있으며, 대칭전압 Vb는 다음 수학식 5에 의해 구해질 수 있다.In the substituted state, the symmetric voltage Va can be obtained by the following equation (4), and the symmetric voltage Vb can be obtained by the following equation (5).

Figure 112019069054952-pat00004
Figure 112019069054952-pat00004

Figure 112019069054952-pat00005
Figure 112019069054952-pat00005

또한 절연저항 측정을 위해 접지전원과 음극 사이에 위치한 분배스위치(SW1-), 접지전원과 음극 사이에 위치한 대칭스위치(SW2-)를 온 상태로 하고, 접지전원과 양극 사이에 위치한 분배스위치(SW1+), 접지전원과 양극 사이에 위치한 대칭스위치(SW2+)를 오프 상태로 하면 측정회로는 도 4와 같은 등가회로가 된다.In addition, to measure the insulation resistance, turn on the distribution switch (SW1-) located between the ground power source and the cathode, and the symmetric switch (SW2-) located between the ground power source and the cathode, and turn on the distribution switch (SW1+) located between the ground power source and the anode. ), when the symmetric switch (SW2+) located between the ground power and the anode is turned off, the measurement circuit becomes an equivalent circuit as shown in FIG. 4.

계산의 편의를 위해 Rb+Rc = Rf로, Rd+ Re = Rg로 치환할 수 있으며, Rf와 Rg의 병렬저항은 Rp로 치환, Rp와 Ra의 병렬저항은 Rt로 치환할 수 있으며, Rt와 R2의 병렬저항은 Rneg2, Rp와 R1의 병렬저항은 Rpos1으로 치환할 수 있다.For convenience of calculation, Rb+Rc = Rf can be substituted, Rd+ Re = Rg, parallel resistance of Rf and Rg can be replaced by Rp, parallel resistance of Rp and Ra can be replaced by Rt, and Rt and R2 The parallel resistance of Rneg2 and the parallel resistance of Rp and R1 can be replaced with Rpos1.

치환된 상태에서 대칭전압 Va는 다음 수학식 6에 의해 구해질 수 있으며, 대칭전압 Vb는 다음 수학식 7에 의해 구해질 수 있다.In the substituted state, the symmetric voltage Va can be obtained by the following equation (6), and the symmetric voltage Vb can be obtained by the following equation (7).

Figure 112019069054952-pat00006
Figure 112019069054952-pat00006

Figure 112019069054952-pat00007
Figure 112019069054952-pat00007

나아가, 전술한 수식들을 이용하면 아래와 같은 수학식 8을 유도할 수 있으며, 이 수학식들을 수학식 9에 적용하여 절연저항(R1, R2)을 연산할 수 있다.Further, by using the above equations, Equation 8 below can be derived, and the insulation resistances R1 and R2 can be calculated by applying these equations to Equation 9.

Figure 112019069054952-pat00008
Figure 112019069054952-pat00008

Figure 112019069054952-pat00009
Figure 112019069054952-pat00009

나아가 상술한 절연저항(R1, R2) 연산은 반주기(T/2)마다 대칭스위치(SW2+,SW2- ) 온오프에 의해 양극 또는 음극의 분압전압(Va',Vb')을 측정함으로써, 주기적으로 연산될 수 있다. Further, the above-described insulation resistance (R1, R2) calculation is performed by measuring the divided voltages (Va', Vb') of the positive or negative electrodes by turning on and off the symmetric switches (SW2+, SW2-) every half cycle (T/2). Can be calculated.

도 5를 참조하여 더욱 상세하게 설명하면, 반주기(T/2) 동안 접지와 양극 사이에 위치한 대칭스위치(SW2+ ) 온 상태에서 접지전원과 양극 사이의 분배저항에 인가되는 분압전압(Va')을 측정하고, 이후 반주기(T/2) 동안 접지전원과 음극 사이에 위치한 대칭스위치(SW2- ) 온 상태에서 접지전원과 음극 사이의 분배저항에 인가되는 분압전압(Vb')을 측정하여 반주기(T/2)마다 양극 또는 음극의 분압전압(Va',Vb')을 측정함에 따라 측정된 분압전압(Va',Vb') 비율을 이용하여 주기적으로 대칭전압(Va,Vb)을 연산하고, 대칭전압(Va,Vb) 비율을 이용하여 절연저항(R1, R2)을 주기적으로 연산할 수 있다. Referring to FIG. 5 in more detail, the divided voltage Va' applied to the distribution resistance between the ground power source and the anode in the symmetric switch SW2+ located between the ground and the anode during the half cycle (T/2) is turned on. After measuring, during the half cycle (T/2), while the symmetric switch (SW2-) located between the ground power source and the cathode is on, measure the divided voltage (Vb') applied to the distribution resistance between the ground power source and the cathode, and measure the half cycle (T By measuring the divided voltages (Va', Vb') of the anode or cathode for each /2), symmetrical voltages (Va, Vb) are periodically calculated using the measured divided voltages (Va', Vb') ratio, and symmetric Insulation resistances R1 and R2 can be calculated periodically by using the ratio of voltages Va and Vb.

이와같이 절연저항(R1, R2)을 반주기(T/2)마다 연산하여 연산 결과값을 주기적으로 비교하여 절연저항(R1, R2)의 절연 파괴 등의 이상 여부를 지속적으로 판단할 수 있는 이점이 있다. In this way, the insulation resistance (R1, R2) is calculated every half cycle (T/2), and the result of the calculation is periodically compared to continuously determine whether or not the insulation resistance (R1, R2) has abnormalities such as insulation breakdown. .

Claims (9)

배터리의 양 극단과 접지전원 사이에 대칭하여 위치하며, 접지와 양극 사이의 대칭전압과 접지와 음극 사이의 대칭전압 비율에 의해 연산되는 한 쌍의 절연저항;
상기 절연저항을 측정하기 위해 배터리로부터 공급되는 전압을 분압하여 분압전압을 측정하기 위해 마련되고, 양 극단에 대칭하여 위치하는 한 쌍의 분배저항;
상기 절연저항을 회로에 연결하기 위하여 개폐되는 한 쌍의 분배스위치;
상기 분배저항에 대칭하여 병렬 연결되는 한 쌍의 대칭저항을 연결하기 위하여 개폐되는 한 쌍의 대칭스위치;
상기 분배스위치 및 대칭스위치를 제어하여 상기 분배저항에 인가되는 분압전압을 측정하고, 측정된 분압전압으로 접지와 배터리 양극 사이의 대칭전압과 접지와 배터리 음극 사이의 대칭전압의 비율을 연산하고, 연산된 대칭전압 비율을 이용하여 상기 절연저항을 연산하는 제어부;
상기 분압전압의 유효성을 검사할 수 있도록 진단전압을 측정하기 위해 상기 분배저항에 병렬로 연결되는 진단저항을 포함하는 절연저항 측정 장치.
A pair of insulation resistances located symmetrically between both ends of the battery and the ground power source and calculated by a ratio of the symmetric voltage between the ground and the anode and the symmetric voltage between the ground and the cathode;
A pair of distribution resistors provided to measure a divided voltage by dividing a voltage supplied from a battery to measure the insulation resistance, and positioned symmetrically at both ends;
A pair of distribution switches opened and closed to connect the insulation resistance to a circuit;
A pair of symmetric switches opened and closed to connect a pair of symmetric resistors connected in parallel in parallel with the distribution resistor;
Control the distribution switch and the symmetric switch to measure the divided voltage applied to the distribution resistor, calculate the ratio of the symmetric voltage between the ground and the positive electrode of the battery and the symmetric voltage between the ground and the negative electrode of the battery with the measured divided voltage, and calculate A control unit that calculates the insulation resistance using the symmetrical voltage ratio;
Insulation resistance measuring apparatus comprising a diagnostic resistor connected in parallel to the distribution resistor to measure a diagnostic voltage so as to check the validity of the divided voltage.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 절연저항 측정 장치는,
반주기 동안 접지와 양극 사이에 위치한 대칭스위치 온 상태에서 접지전원과 양극 사이의 분배저항에 인가되는 분압전압을 측정하고,
이후 반주기 동안 접지전원과 음극 사이에 위치한 대칭스위치 온 상태에서 접지전원과 음극 사이의 분배저항에 인가되는 분압전압을 측정하여 반주기마다 양극 또는 음극의 분압전압을 측정함에 따라 측정된 분압전압 비율을 이용하여 주기적으로 대칭전압을 연산하고, 대칭전압 비율을 이용하여 상기 절연저항을 주기적으로 연산할 수 있는 것을 특징으로 하는 절연저항 측정 장치.
The method of claim 1,
The insulation resistance measuring device,
During the half cycle, measure the divided voltage applied to the distribution resistance between the ground power source and the positive pole while the symmetric switch located between the ground and the positive pole is on,
After that, measure the divided voltage applied to the distribution resistance between the ground power and the negative electrode in a symmetrical switch located between the ground power and the negative pole during the half cycle, and measure the divided voltage of the positive or negative pole for each half cycle, and use the measured divided voltage ratio. Insulation resistance measuring apparatus, characterized in that it is possible to periodically calculate a symmetrical voltage and periodically calculate the insulation resistance using a symmetrical voltage ratio.
적어도 하나의 슬레이브 유형의 배터리 랙과, 상기 슬레이브 유형의 배터리 랙에 대한 관리를 수행하는 마스터 유형의 배터리 랙으로 이루어진 배터리 관리 시스템에 있어서,
배터리의 접지전원 사이 절연저항을 측정하기 위해 배터리로부터 공급되는 전압을 분압하여 분압전압을 측정하기 위해 마련되고, 양 극단에 대칭하여 위치하는 한 쌍의 분배저항;
접지와 양극 사이의 대칭전압과 접지와 음극 사이의 대칭전압 비율에 의해 연산되는 절연저항;
상기 절연저항을 회로에 연결하기 위하여 개폐되는 한 쌍의 분배스위치;
상기 분배저항에 대칭하여 병렬 연결되는 한 쌍의 대칭저항을 연결하기 위하여 개폐되는 한 쌍의 대칭스위치;
상기 분배스위치 및 대칭스위치를 제어하여 상기 분배저항에 의해 인가되는 분압전압을 측정하고, 분압전압의 비율로 접지와 배터리 양극 사이의 대칭전압과 접지와 배터리 음극 사이의 대칭전압의 비율을 연산하고, 연산된 대칭전압 비율을 이용하여 상기 절연저항을 연산하는 제어부;
상기 연산된 절연저항의 데이터를 관리자 컴퓨터로 전송하는 통신부;
상기 분압전압의 유효성을 검사할 수 있도록 진단전압을 측정하기 위해 상기 분배저항에 병렬로 연결되는 진단저항을 포함하는 배터리 관리 시스템.
A battery management system comprising at least one slave type battery rack and a master type battery rack that manages the slave type battery rack,
A pair of distribution resistors provided to measure the divided voltage by dividing the voltage supplied from the battery to measure the insulation resistance between the ground power of the battery, and positioned symmetrically at both ends;
Insulation resistance calculated by the ratio of the symmetric voltage between the ground and the anode and the symmetric voltage between the ground and the cathode;
A pair of distribution switches opened and closed to connect the insulation resistance to a circuit;
A pair of symmetric switches opened and closed to connect a pair of symmetric resistors connected in parallel in parallel with the distribution resistor;
The distribution switch and the symmetric switch are controlled to measure the divided voltage applied by the distribution resistor, and the ratio of the symmetric voltage between the ground and the positive electrode of the battery and the symmetric voltage between the ground and the negative electrode of the battery is calculated as a ratio of the divided voltage, A control unit for calculating the insulation resistance using the calculated symmetrical voltage ratio;
A communication unit for transmitting the calculated insulation resistance data to a manager computer;
A battery management system comprising a diagnostic resistor connected in parallel to the distribution resistor to measure a diagnostic voltage so as to check the validity of the divided voltage.
삭제delete 제4항에 있어서,
상기 통신부는
CAN 통신, 블루투스 또는 지그비 통신을 하는 것을 특징으로 하는 배터리 관리 시스템.
The method of claim 4,
The communication unit
Battery management system, characterized in that for CAN communication, Bluetooth or Zigbee communication.
제1항의 절연저항 측정 장치를 이용한 절연저항 측정 방법에 있어서,
상기 분배스위치 및 대칭스위치의 제어하에 대칭전압을 측정할 수 있도록 배터리 전압을 공급받는 단계;
상기 대칭스위치 온 상태에서 상기 분배저항에 의해 측정되는 분압전압을 구하는 단계;
상기 분압전압의 비율을 이용하여 접지와 배터리 양극 사이의 대칭전압과 접지와 배터리 음극 사이의 대칭전압의 비율을 연산하는 단계;
상기 연산된 대칭전압 비율을 이용하여 상기 절연저항을 연산하는 단계;
상기 분배저항에 병렬로 연결되는 진단저항을 더 구비하고, 상기 진단저항에 의해 측정되는 진단전압을 구하는 단계;
상기 진단전압을 이용하여 상기 분압전압의 유효성을 검증하는 단계를 포함하는 절연저항 측정 방법.
In the insulation resistance measurement method using the insulation resistance measurement device of claim 1,
Receiving a battery voltage to measure a symmetrical voltage under the control of the distribution switch and the symmetrical switch;
Obtaining a divided voltage measured by the distribution resistance in the symmetric switch-on state;
Calculating a ratio of a symmetric voltage between the ground and a positive electrode of the battery and a symmetric voltage between the ground and a negative electrode of the battery using the ratio of the divided voltage;
Calculating the insulation resistance by using the calculated symmetrical voltage ratio;
Further comprising a diagnostic resistor connected in parallel to the distribution resistor, and obtaining a diagnostic voltage measured by the diagnostic resistor;
And verifying the validity of the divided voltage using the diagnostic voltage.
삭제delete 제7항에 있어서,
반주기 동안 접지와 양극 사이에 위치한 대칭스위치 온 상태에서 접지전원과 양극 사이의 분배저항에 인가되는 분압전압을 측정하고,
이후 반주기 동안 접지전원과 음극 사이에 위치한 대칭스위치 온 상태에서 접지전원과 음극 사이의 분배저항에 인가되는 분압전압을 측정하여 반주기마다 양극 또는 음극의 분압전압을 측정함에 따라 측정된 분압전압 비율을 이용하여 주기적으로 대칭전압을 연산하고, 대칭전압 비율을 이용하여 상기 절연저항을 주기적으로 연산할 수 있는 것을 특징으로 하는 절연저항 측정 방법.
The method of claim 7,
During the half cycle, measure the divided voltage applied to the distribution resistance between the ground power source and the positive pole while the symmetric switch located between the ground and the positive pole is on,
After that, measure the divided voltage applied to the distribution resistance between the ground power and the negative electrode in a symmetrical switch located between the ground power and the negative pole during the half cycle, and measure the divided voltage of the positive or negative pole for each half cycle, and use the measured divided voltage ratio. The method of measuring insulation resistance, characterized in that it is possible to periodically calculate a symmetrical voltage and periodically calculate the insulation resistance using a symmetrical voltage ratio.
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