KR101610906B1 - Apparatus for measuring isolation resistance using capacitor and method thereof - Google Patents

Apparatus for measuring isolation resistance using capacitor and method thereof Download PDF

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Abstract

According to an embodiment of the present specification, an insulation resistance estimation device and a method thereof include: a first resistor, a measurement resistor, and a second resistor which are serially connected to a battery; a first capacitor and a second capacitor of which each of one end is connected between the first resistor and the measurement resistor and between the measurement resistor and the second resistor, and the each of the other end is commonly connected to the chassis ground of a vehicle; a first switch and a second switch which connect or block the lines between the battery and the first and the second resistors; a third switch having one end which is connected between the first resistor and the measurement resistor and to the first capacitor and the other end which is connected to the chassis ground of the vehicle; a fourth switch having one end which is connected between the measurement resistor and the second resistor and to the second capacitor and the other end which is connected to the third switch and the ground; one and the other common resistors connected to the first and the second resistors in parallel, respectively; a voltage measurement circuit of which both ends are connected to the measurement resistor and which measures the battery voltage from the battery voltage; and a control unit which estimates the insulation resistance before the voltage is stabilized by turning on the third or the fourth switch and then calculating the battery voltage measured by the voltage measurement circuit and the voltage variation at the time of the measurement of the battery voltage and controls the first and the second switches according to the breakdown status by the estimated insulation resistance.

Description

커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR MEASURING ISOLATION RESISTANCE USING CAPACITOR AND METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an insulation resistance estimating apparatus using capacitors,

본 명세서는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 절연 저항 추정을 위한 스위치가 닫힐 때 발생하는 피크성 전압을 커패시터를 이용한 전압 측정을 통해 방지할 수 있는, 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for estimating an insulation resistance using a capacitor, and more particularly, to an apparatus and method for estimating an insulation resistance using a capacitor, which can prevent a peak voltage generated when a switch for estimating an insulation resistance is closed by measuring a voltage using a capacitor The present invention relates to an apparatus for estimating insulation resistance and a method thereof.

최근 고전압의 배터리를 사용하는 산업기기, 가정 기기 및 자동차 등 다양한 장치가 등장하고 있으며 특히 자동차 기술분야에서는 고전압 배터리 사용이 더욱 활발해지고 있다. In recent years, various devices such as industrial devices, home appliances and automobiles using high-voltage batteries have appeared, and especially in the field of automobile technology, the use of high-voltage batteries is becoming more active.

가솔린이나 중유 등의 화석연료를 주연료로 사용하는 내연 엔진을 이용하는 자동차는 대기오염 등 공해발생에 심각한 영향을 주고 있다. 따라서 최근에는 공해발생을 줄이기 위하여, 전기자동차 또는 하이브리드 자동차(HEV: Hybrid electric Vehicle)의 개발에 많은 노력을 기울이고 있다.Automobiles that use internal combustion engines that use fossil fuels such as gasoline or heavy oil as the main fuel have a serious impact on pollution such as air pollution. Therefore, in recent years, efforts have been made to develop electric vehicles or hybrid electric vehicles (HEVs) to reduce pollution.

전기자동차(EV: electric Vehicle)는 석유 연료와 엔진을 사용하지 않고, 전기 배터리와 전기 모터를 사용하는 자동차를 말한다. 즉, 배터리에 축적된 전기로 모터를 회전시켜서 자동차를 구동시키는 전기자동차는 가솔린 자동차보다 먼저 개발되었으나, 배터리의 무거운 중량 및 충전에 걸리는 시간 등의 문제 때문에 실용화되지 못하다가 최근 에너지 및 환경 문제가 심각해지면서 1990년대부터 실용화를 위한 연구가 시작하였다.Electric vehicles (EVs) are vehicles that do not use petroleum fuels and engines but use electric batteries and electric motors. In other words, although an electric vehicle that drives a car by rotating an electric motor that is stored in a battery has been developed before a gasoline car, it has not been put into practical use due to problems such as a heavy weight of a battery and a time required for charging. Recently, And research for commercialization began in the 1990s.

한편, 최근 배터리 기술이 비약적으로 발전하면서 전기자동차 및 화석연료와 전기에너지를 적응적으로 사용하는 하이브리드 자동차(HEV)가 상용화되고 있다.On the other hand, hybrid technology (HEV) that uses electric vehicles, fossil fuels and electric energy adaptively is being commercialized as battery technology has been developed remarkably.

HEV는 가솔린과 전기를 함께 동력원으로 사용하기 때문에 연비 개선 및 배기가스 저감 측면에서 긍정적인 평가를 받고 있다. 이러한 HEV도 가솔린 자동차와의 가격 차이를 어떻게 극복하느냐가 관건으로서, 2차 전지 탑재량을 전기자동차의 1/3수준까지 낮출 수 있어 완전한 전기 자동차로 진화하는 중간 역할을 할 것으로 기대되고 있다.Since HEV uses both gasoline and electricity as power sources, it is receiving positive reviews in terms of fuel efficiency improvement and emission reduction. It is expected that HEV will play an intermediate role in evolving into a full electric vehicle because it is important to overcome the price difference with gasoline automobile by reducing the amount of secondary battery to one third of that of electric cars.

이러한 전기 에너지를 이용하는 HEV 및 EV 자동차는 충방전이 가능한 다수의 2차 전지(cell)가 하나의 팩(pack)으로 형성된 배터리를 주동력원으로 이용하기 때문에 배기가스가 전혀 없으며 소음이 아주 작은 장점이 있다.Since HEV and EV vehicles using such electric energy use a battery in which a plurality of rechargeable secondary cells are packed as a main power source, there is no exhaust gas and noise is small. have.

이와 같이 전기 에너지를 이용하는 자동차는 배터리의 성능이 자동차의 성능에 직접적인 영향을 미치므로, 각 전지 셀의 전압, 전체 배터리의 전압 및 전류 등을 측정하여 각 전지 셀의 충방전을 효율적으로 관리할 뿐만 아니라, 각 전지 셀을 센싱하는 셀 센싱 IC의 상태를 모니터링하여 해당 셀의 안정적인 컨트롤이 가능한 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System)이 절실히 요구되는 실정이다.Since the performance of a battery using the electric energy directly affects the performance of the vehicle, it is necessary to measure the voltage of each battery cell, the voltage and current of the entire battery, and to efficiently manage charge and discharge of each battery cell However, a battery management system (BMS: Battery Management System) is required to monitor the state of a cell sensing IC that senses each battery cell and to control the corresponding cell stably.

일반적으로 배터리 관리 시스템(BMS)에서 배터리 전압을 검출하기 위하여 사용하는 방법은 오피엠프(OP Amp.)를 사용하는 방법과 릴레이(Relay) 및 콘덴서(Condenser)를 이용하는 방법이 있다. 그 중 릴레이 및 콘덴서를 이용하는 방법은 릴레이를 이용하여 배터리의 전압을 콘덴서에 충전시키고, 이 충전전압을 아날로그/디지털 변환기(A/D Convertor)로 변환하여 검출한다.Generally, a method for detecting a battery voltage in a battery management system (BMS) includes a method using an operational amplifier (OP Amp.) And a method using a relay and a condenser. Among them, a relay and a capacitor use a relay to charge a capacitor of a battery and convert the charging voltage into an analog / digital converter (A / D converter).

한편, 고전압 배터리를 사용하는 하이브리드카나 전기자동차는 비상사태 발생 시 자동적으로 메인 고전압 배터리의 전원을 차단하는 시스템을 갖추고 있다. 이때, 비상사태라 함은 관련부품의 노후화에 의한 과도한 누전 또는 절연파괴 등과 외부적인 충격에 의한 부품파괴로 생겨나는 쇼트로 인한 과도한 누전 또는 절연파괴 등을 말한다.On the other hand, hybrid cars and electric vehicles using high voltage batteries have a system that automatically turns off the main high voltage battery in the event of an emergency. In this case, emergency refers to excessive short circuit or insulation breakdown due to short circuit caused by excessive short circuit or insulation break due to aging of the related parts, or component breakage due to external impact.

그리고 차량에 비상사태가 발생되면 BMS(Battery Management System)나 HCU(Hybrid Control Unit) 등의 고전압 부품을 제어하는 상위의 부품에서 메인 전원을 차단하도록 하는 명령을 내려 전원을 단속하게 된다. 이때, 고전압 관련 부품은 전원을 연결해 주는 선로의 전압과 전류를 일련의 프로그램 또는 센서를 통해 모니터링 하여 정상범위를 벗어난 전압, 전류가 검출되거나 허용치 이상의 누설전류가 있는 경우, 그리고 허용치 이상의 절연저항 파괴 등이 있는 경우에 CAN 통신 또는 시그널 전송을 통하여 메인 전원을 차단하게 된다.When an emergency occurs in the vehicle, a command to cut off the main power from the higher-level parts for controlling the high-voltage parts such as the BMS (Battery Management System) and the HCU (Hybrid Control Unit) is issued and the power is interrupted. In this case, the high voltage related parts are monitored by voltage or current of the line connecting the power supply through a series of programs or sensors, so that when voltage or current outside the normal range is detected, or leakage current is over the allowable value, The main power is cut off through CAN communication or signal transmission.

이와 같이, 고전압 배터리를 사용하는 하이브리드 차량에 있어서 절연저항의 측정은 매우 중요하다.Thus, measurement of insulation resistance is very important in a hybrid vehicle using a high-voltage battery.

여기에서 고전압 배터리와 하이브리드 차량 간의 누설전류를 측정하는 방법으로 절연을 파괴하고 강제로 직류전류를 흐르게 하는 방법이 있는데, 이러한 방법은 절연저항을 측정하는 동안 절연이 파괴된다는 단점이 있다.Here, there is a method of measuring the leakage current between a high-voltage battery and a hybrid vehicle to destroy the insulation and force the direct current to flow. This method has a disadvantage in that the insulation breaks down while measuring the insulation resistance.

이를 해결하기 위하여 고전압 배터리와 하이브리드 차량 간에 커플링 콘덴서를 연결하고, 상기 커플링 콘덴서에 교류신호를 인가하여 절연저항 성분을 측정하는 방법이 있다. 그러나 이러한 방법은 커플링 콘덴서를 충전하는 전류와 방전하는 전류가 같은 회로를 통과해야 하므로 회로 설계에 많은 제약이 따른다는 단점이 있으며, 기존의 절연파괴 측정회로는 절연파괴 판단 범위에서 전압 변동이 작아 정확한 판단이 어렵다는 문제점이 있다.To solve this problem, there is a method of connecting a coupling capacitor between a high voltage battery and a hybrid vehicle, and applying an AC signal to the coupling capacitor to measure an insulation resistance component. However, this method has a disadvantage in that it requires a circuit to pass through the same circuit for charging and discharging the coupling capacitor. Therefore, the conventional dielectric breakdown measuring circuit has a small voltage fluctuation range There is a problem that accurate judgment is difficult.

또한, 종래의 절연파괴 측정회로는 배터리에 연결되는 고전압 라인의 양극과 음극의 각각의 절연 파괴는 측정할 수 있으나, 양극과 음극이 동시에 절연파괴가 발생한 경우에는 절연파괴를 측정할 수 없는 단점이 있다.In addition, the conventional dielectric breakdown measuring circuit can measure the dielectric breakdown of each of the positive electrode and the negative electrode of the high voltage line connected to the battery, but can not measure the dielectric breakdown when the dielectric breakdown occurs simultaneously in the positive electrode and the negative electrode have.

또한, 종래의 절연파괴 측정회로는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정을 위한 스위치를 스위칭하는 경우 이로 인한 피크성 전압이 발생할 수 있다. 이러한 피크성 전압 때문에, 측정 저항에 걸리는 전압의 변동이 커질 수 있다. 그로 인해, 절연파괴 측정을 위한 절연 저항의 측정치에 오류가 발생할 수 있다.In addition, the conventional dielectric breakdown measuring circuit may cause a peak voltage due to the switching of the switch for estimating the insulation resistance using the capacitor. Because of this peak-to-peak voltage, the variation in the voltage across the measurement resistance can be large. As a result, errors in the measurement of the insulation resistance for the insulation breakdown measurement may occur.

본 명세서의 실시 예들은 커패시터와 연결된 측정 저항에 걸리는 전압으로부터 배터리 전압을 연산하여 그 연산된 배터리 전압을 기초로 절연 저항을 측정함으로써, 절연 저항 추정을 위한 스위치가 닫힐 때 발생하는 피크성 전압을 커패시터를 통해 방지할 수 있는, 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention include a method of calculating a peak voltage generated when a switch for estimating an insulation resistance is closed by calculating a battery voltage from a voltage applied to a measurement resistor connected to a capacitor and measuring an insulation resistance based on the calculated battery voltage, And a method for estimating an insulation resistance using a capacitor.

또한, 본 명세서의 실시 예들은 측정 시점에서 측정된 배터리 전압과 그 측정 시점에서의 전압 변화량을 이용하여 절연 저항을 미리 추정함으로써, 커패시터에 의해 발생되는 안정화 시점 이전에 절연 저항을 신속하게 추정할 수 있는, 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.In the embodiments of the present invention, the insulation resistance can be estimated in advance by using the battery voltage measured at the measurement time and the voltage change amount at the measurement time, so that the insulation resistance can be estimated quickly before the stabilization time generated by the capacitor And a method for estimating an insulation resistance using a capacitor.

또한, 본 명세서의 실시 예들은 측정된 배터리 전압을 적분 구간 동안 적분하여 배터리 적분 전압을 연산하고 그 연산된 배터리 적분 전압을 이용하여 절연 저항으로 추정함으로써, 절연 저항 측정 중에 수시로 변동되는 배터리 전압의 변동 또는 유입된 노이즈에 의한 영향을 감소시켜 절연 저항을 정확하게 추정할 수 있는, 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다. In the embodiments of the present invention, the measured battery voltage is integrated during the integration period to calculate the battery integrated voltage, and the calculated battery integrated voltage is used as the insulation resistance to estimate the variation of the battery voltage The present invention also provides an apparatus for estimating an insulation resistance using a capacitor and a method for estimating an insulation resistance by reducing an influence of an introduced noise.

또한, 본 명세서의 실시 예들은 배터리 전압의 양극 및 음극 단자별로 연결된 보정 저항과 보정 스위치를 연결하여 임의로 설정한 고장을 발생시켜 추정된 절연 저항과 보정 저항을 비교함으로써, 추정된 절연 저항을 정확하게 보정할 수 있는, 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.In addition, embodiments of the present invention can correct an estimated insulation resistance accurately by comparing an estimated insulation resistance and a correction resistance by generating a fault that is arbitrarily set by connecting a correction resistor connected to the positive and negative terminals of the battery voltage, And an object thereof is to provide an apparatus and method for estimating an insulation resistance using a capacitor.

본 명세서의 제1 측면에 따르면, 배터리에 직렬로 연결되는 제1 저항, 측정 저항 및 제2 저항; 상기 제1 저항 및 측정 저항과 상기 측정 저항 및 제2 저항 사이에 일측 각각이 연결되고 타측 각각이 차량의 샤시 접지에 공통으로 연결되는 제1 및 제2 커패시터; 상기 배터리와 제1 저항 및 제2 저항 간의 라인을 연결하거나 차단하는 제1 및 제2 스위치; 상기 제1 저항 및 측정 저항 사이와 상기 제1 커패시터에 일측이 연결되고 타측이 차량의 샤시 접지에 연결되는 제3 스위치; 상기 측정 저항과 제2 저항 사이와 상기 제2 커패시터에 일측이 연결되고 타측이 상기 제3 스위치 및 상기 접지에 연결되는 제4 스위치; 상기 제1 및 제2 저항과 각각 병렬로 연결된 일측 및 타측 공통 저항; 상기 측정 저항에 양단이 연결되어 배터리 전압으로부터 배터리 전압을 측정하는 전압 측정회로; 및 상기 제3 또는 제4 스위치를 온(ON)시킨 후, 상기 전압 측정회로를 통해 측정된 배터리 전압과 배터리 전압의 측정 시점에서의 전압 변화량을 계산하여 절연 저항을 전압 안정화 이전에 추정하고, 상기 추정된 절연 저항에 의한 절연 파괴 여부에 따라 제1 및 제2 스위치를 제어하는 제어부를 포함하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치가 제공될 수 있다.According to a first aspect of the present disclosure there is provided a battery comprising a first resistor, a measurement resistor and a second resistor serially connected to the battery; First and second capacitors each having one side connected between the first resistor and the measurement resistor, the measurement resistor and the second resistor, and each of the other sides being commonly connected to the chassis ground of the vehicle; First and second switches connecting or disconnecting the line between the battery and the first resistor and the second resistor; A third switch connected between the first resistor and the measurement resistor and one end connected to the first capacitor and the other end connected to the chassis ground of the vehicle; A fourth switch having one end connected to the measuring resistor and the second resistor and the other end connected to the third switch and the ground; One and the other common resistors connected in parallel with the first and second resistors, respectively; A voltage measuring circuit connected at both ends to the measuring resistor to measure a battery voltage from the battery voltage; And estimating an insulation resistance before voltage stabilization by calculating a voltage change amount at a measurement time point of the battery voltage and the battery voltage measured through the voltage measurement circuit after turning on the third or fourth switch, And a controller for controlling the first and second switches according to whether or not the insulation breakdown is caused by the estimated insulation resistance.

상기 제어부는 상기 제3 또는 제4 스위치를 온(ON)시킨 후, 배터리 전압이 상승하여 최대치에서 감소하는 최대 시점으로부터 기설정된 시간이 지난 측정 시점에서의 전압 변화량을 계산하고, 상기 측정 시점에서 측정된 배터리 전압과 상기 계산된 전압 변화량을 이용하여 기설정된 안정화 시점에서의 절연 저항을 추정할 수 있다.Wherein the control unit calculates a voltage change amount at a measurement time point after a predetermined time from a maximum time point at which the battery voltage rises and decreases at a maximum value after the third or fourth switch is turned on, It is possible to estimate the insulation resistance at a predetermined stabilization time point by using the calculated battery voltage and the calculated voltage change amount.

상기 제어부는 상기 제3 또는 제4 스위치를 온(ON)시킨 후, 상기 전압 측정회로를 통해 측정된 적어도 하나의 배터리 전압과 각각 대응되는 측정 시점에서의 전압 변화량들을 계산하여 적어도 하나의 전압 측정 샘플링을 통해 절연 저항을 전압 안정화 이전에 추정할 수 있다.Wherein the control unit calculates at least one voltage measurement sampling value by calculating voltage variation amounts at measurement points corresponding to at least one battery voltage measured through the voltage measurement circuit after turning on the third or fourth switch, The insulation resistance can be estimated before the voltage stabilization.

상기 장치는, 기설정된 보정 저항치를 갖고 상기 일측 및 타측 공통 저항과 각각 병렬로 연결되는 일측 및 타측 보정 저항; 및 상기 일측 및 타측 보정 저항과 상기 일측 및 타측 공통 저항 간의 라인을 각각 연결하거나 차단하는 일측 및 타측 보정 스위치를 더 포함하고, 상기 제어부는 일측 또는 타측 보정 스위치를 온(ON)시킨 후, 상기 추정된 절연 저항과 상기 기설정된 보정 저항치와 비교하여 상기 추정된 절연 저항을 보정할 수 있다.The apparatus comprising: one side and the other of the correction resistors having a predetermined correction resistance value and connected in parallel with the one side and the other side common resistance; And one side and the other side correction switches for connecting or disconnecting the lines between the one side and the other side correction resistor and the line between the one side and the other side common resistance, wherein the controller turns on one side or the other side correction switch, And the estimated insulation resistance can be corrected by comparing the insulation resistance with the preset correction resistance.

상기 제어부는 상기 추정된 절연 저항과 상기 기설정된 보정 저항치 간의 저항 차이에 따라 상기 추정된 절연 저항을 보정할 수 있다.The controller may correct the estimated insulation resistance according to a resistance difference between the estimated insulation resistance and the predetermined correction resistance.

한편, 본 명세서의 제2 측면에 따르면, 배터리에 직렬로 연결되는 제1 저항, 측정 저항 및 제2 저항; 상기 제1 저항 및 측정 저항과 상기 측정 저항 및 제2 저항 사이에 일측 각각이 연결되고 타측 각각이 차량의 샤시 접지에 공통으로 연결되는 제1 및 제2 커패시터; 상기 배터리와 제1 저항 및 제2 저항 간의 라인을 연결하거나 차단하는 제1 및 제2 스위치; 상기 제1 저항 및 측정 저항 사이와 상기 제1 커패시터에 일측이 연결되고 타측이 차량의 샤시 접지에 연결되는 제3 스위치; 상기 측정 저항과 제2 저항 사이와 상기 제2 커패시터에 일측이 연결되고 타측이 상기 제3 스위치 및 상기 접지에 연결되는 제4 스위치; 상기 제1 및 제2 저항과 각각 병렬로 연결된 일측 및 타측 공통 저항; 상기 측정 저항에 양단이 연결되어 배터리 전압으로부터 배터리 전압을 측정하는 전압 측정회로; 상기 측정된 배터리 전압을 적분하는 적분회로; 및 상기 제3 또는 제4 스위치를 온(ON)시킨 후, 상기 적분회로에서 적분된 배터리 전압으로부터 기설정된 적분 구간 동안의 배터리 적분 전압을 연산하고 상기 연산된 배터리 적분 전압을 이용하여 절연 저항을 추정하는 제어부를 포함하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치가 제공될 수 있다.On the other hand, according to the second aspect of the present invention, a first resistance, a measurement resistance and a second resistance, which are connected in series to a battery, First and second capacitors each having one side connected between the first resistor and the measurement resistor, the measurement resistor and the second resistor, and each of the other sides being commonly connected to the chassis ground of the vehicle; First and second switches connecting or disconnecting the line between the battery and the first resistor and the second resistor; A third switch connected between the first resistor and the measurement resistor and one end connected to the first capacitor and the other end connected to the chassis ground of the vehicle; A fourth switch having one end connected to the measuring resistor and the second resistor and the other end connected to the third switch and the ground; One and the other common resistors connected in parallel with the first and second resistors, respectively; A voltage measuring circuit connected at both ends to the measuring resistor to measure a battery voltage from the battery voltage; An integrating circuit for integrating the measured battery voltage; And calculating a battery integrated voltage during a predetermined integration period from the battery voltage integrated in the integration circuit after the third or fourth switch is turned on and estimating an insulation resistance using the calculated battery integrated voltage An insulation resistance estimating apparatus using a capacitor including a control unit for controlling the insulation resistance of the capacitor can be provided.

상기 제어부는 상기 측정된 배터리 전압을 적분하기 위한 적분 시작 및 완료 시점을 미리 설정하고, 상기 미리 설정된 적분 시작 시점부터 적분 완료 시점까지 연산된 배터리 적분 전압을 차량 시동 시마다 계산하고 각 배터리 적분 전압들 간의 오차를 이용하여 상기 연산된 배터리 적분 전압을 보정할 수 있다.Wherein the control unit sets an integration start and completion time for integrating the measured battery voltage in advance and calculates a battery integrated voltage calculated from the predetermined integration start time to an integral completion time for each start of the vehicle, The calculated battery integrated voltage can be corrected using an error.

상기 제어부는 기설정된 초기 구간 동안의 세부시간 단위마다 측정된 배터리 전압의 파형을 분석하고 상기 분석된 배터리 전압의 파형에 따라 기설정된 적분 구간을 변경할 수 있다.The controller may analyze the waveform of the battery voltage measured for each of the detailed time units during a predetermined initial period and change a predetermined integration period according to the waveform of the analyzed battery voltage.

상기 장치는, 기설정된 보정 저항치를 갖고 상기 일측 및 타측 공통 저항과 각각 병렬로 연결되는 일측 및 타측 보정 저항; 및 상기 일측 및 타측 보정 저항과 상기 일측 및 타측 공통 저항 간의 라인을 각각 연결하거나 차단하는 일측 및 타측 보정 스위치를 더 포함하고, 상기 제어부는 일측 또는 타측 보정 스위치를 온(ON)시킨 후, 상기 추정된 절연 저항과 상기 기설정된 보정 저항치와 비교하여 상기 추정된 절연 저항을 보정할 수 있다.The apparatus comprising: one side and the other of the correction resistors having a predetermined correction resistance value and connected in parallel with the one side and the other side common resistance; And one side and the other side correction switches for connecting or disconnecting the lines between the one side and the other side correction resistor and the line between the one side and the other side common resistance, wherein the controller turns on one side or the other side correction switch, And the estimated insulation resistance can be corrected by comparing the insulation resistance with the preset correction resistance.

상기 제어부는 상기 추정된 절연 저항과 상기 기설정된 보정 저항치 간의 저항 차이에 따라 상기 추정된 절연 저항을 보정할 수 있다.The controller may correct the estimated insulation resistance according to a resistance difference between the estimated insulation resistance and the predetermined correction resistance.

한편, 본 명세서의 제3 측면에 따르면, 제1 저항 및 측정 저항과 상기 측정 저항 및 제2 저항 사이에 일측 각각이 연결되고 타측 각각이 차량의 샤시 접지에 공통으로 연결되는 제1 및 제2 커패시터를 포함한 절연 저항 추정 장치에서의 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 방법에 있어서, 배터리에 직렬로 제1 저항, 측정 저항 및 제2 저항을 연결하는 단계; 상기 제1 저항 및 측정 저항 사이에 일측이 연결되고 타측은 차량의 샤시 접지에 연결되는 제3 스위치와, 상기 측정 저항과 제2 저항 사이에 일측이 연결되고 타측은 상기 제3 스위치 및 상기 접지에 연결되는 제4 스위치를 교대로 온(ON) 및 오프(OFF)시켜 저항 전압으로부터 배터리 전압을 측정하는 단계; 상기 제3 또는 제4 스위치를 온(ON)시킨 후, 상기 전압 측정회로를 통해 측정된 배터리 전압과 배터리 전압의 측정 시점에서의 전압 변화량을 계산하는 단계; 및 상기 측정된 배터리 전압과 상기 계산된 전압 변화량을 절연 저항을 전압 안정화 이전에 추정하는 단계를 포함하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 방법이 제공될 수 있다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of driving a vehicle, comprising: a first resistor and a second resistor, one of which is connected between a first resistor and a second resistor, and the other of which is commonly connected to a chassis ground of the vehicle; The method comprising: connecting a first resistor, a measurement resistor, and a second resistor in series to a battery; A third switch having one side connected between the first resistor and the measuring resistor and the other side connected to the chassis ground of the vehicle; and a second switch having one side connected between the measuring resistor and the second resistor and the other side connected to the third switch and the ground Measuring a battery voltage from a resistance voltage by alternately turning on and off a fourth switch to be connected; Calculating a voltage change amount at the time of measuring the battery voltage and the battery voltage measured through the voltage measuring circuit after turning on the third or fourth switch; And estimating the measured battery voltage and the calculated voltage change amount before the voltage stabilization of the insulation resistance.

상기 전압 변화량을 계산하는 단계는 상기 제3 또는 제4 스위치를 온(ON)시킨 후, 기설정된 안정화 시점에서의 절연 저항을 추정하도록, 배터리 전압이 상승하여 최대치에서 감소하는 최대 시점으로부터 기설정된 시간이 지난 측정 시점에서의 전압 변화량을 계산할 수 있다.The step of calculating the voltage change amount may include calculating a voltage change amount from a maximum time point at which the battery voltage increases and decreases at a maximum value so as to estimate the insulation resistance at a predetermined stabilization time point after the third or fourth switch is turned ON, The voltage change at this last measurement point can be calculated.

상기 절연 저항을 전압 안정화 이전에 추정하는 단계는 상기 전압 변화량을 계산하는 단계에서 상기 제3 또는 제4 스위치를 온(ON)시킨 후, 상기 전압 측정회로를 통해 측정된 적어도 하나의 배터리 전압과 각각 대응되는 측정 시점에서의 전압 변화량들이 계산되면, 적어도 하나의 전압 측정 샘플링을 통해 절연 저항을 전압 안정화 이전에 추정할 수 있다.Wherein the step of estimating the insulation resistance before the voltage stabilization step comprises: after turning on the third or fourth switch in the step of calculating the amount of voltage change, calculating at least one of the at least one battery voltage measured through the voltage measurement circuit, Once the voltage variations at the corresponding measurement points are calculated, the insulation resistance can be estimated prior to voltage stabilization through at least one voltage measurement sampling.

상기 방법은, 기설정된 보정 저항치를 갖고 상기 일측 및 타측 공통 저항과 각각 병렬로 연결되는 일측 및 타측 보정 저항과 상기 일측 및 타측 공통 저항 간의 라인이 각각 연결된 후, 상기 추정된 절연 저항과 상기 기설정된 보정 저항치와 비교하여 상기 추정된 절연 저항을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method includes the steps of: connecting one side and the other of the correction resistors having a predetermined correction resistance value and connected in parallel with the one side and the other side common resistance, and the one side and the other side common resistance, And correcting the estimated insulation resistance in comparison with the correction resistance value.

상기 추정된 절연 저항을 보정하는 단계는 상기 추정된 절연 저항과 상기 기설정된 보정 저항치 간의 저항 차이에 따라 상기 추정된 절연 저항을 보정할 수 있다.The step of correcting the estimated insulation resistance may correct the estimated insulation resistance according to a resistance difference between the estimated insulation resistance and the predetermined correction resistance.

한편, 본 명세서의 제4 측면에 따르면, 제1 저항 및 측정 저항과 상기 측정 저항 및 제2 저항 사이에 일측 각각이 연결되고 타측 각각이 차량의 샤시 접지에 공통으로 연결되는 제1 및 제2 커패시터를 포함한 절연 저항 추정 장치에서의 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 방법에 있어서, 배터리에 직렬로 제1 저항, 측정 저항 및 제2 저항을 연결하는 단계; 상기 제1 저항 및 측정 저항 사이에 일측이 연결되고 타측은 차량의 샤시 접지에 연결되는 제3 스위치와, 상기 측정 저항과 제2 저항 사이에 일측이 연결되고 타측은 상기 제3 스위치 및 상기 접지에 연결되는 제4 스위치를 교대로 온(ON) 및 오프(OFF)시켜 저항 전압으로부터 배터리 전압을 측정하는 단계; 상기 제3 또는 제4 스위치를 온(ON)시킨 후, 상기 측정된 배터리 전압을 적분하여 적분된 배터리 전압으로부터 기설정된 적분 구간 동안의 배터리 적분 전압을 연산하는 단계; 및 상기 연산된 배터리 적분 전압을 이용하여 절연 저항을 추정하는 단계를 포함하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 방법이 제공될 수 있다.On the other hand, according to the fourth aspect of the present invention, the first and second capacitors each having one side connected between the first resistor and the measuring resistor, the measuring resistor and the second resistor and each of the other side being commonly connected to the chassis ground of the vehicle, The method comprising: connecting a first resistor, a measurement resistor, and a second resistor in series to a battery; A third switch having one side connected between the first resistor and the measuring resistor and the other side connected to the chassis ground of the vehicle; and a second switch having one side connected between the measuring resistor and the second resistor and the other side connected to the third switch and the ground Measuring a battery voltage from a resistance voltage by alternately turning on and off a fourth switch to be connected; Integrating the measured battery voltage after turning on the third or fourth switch, and calculating a battery integrated voltage for a predetermined integration period from the integrated battery voltage; And estimating an insulation resistance using the calculated battery integrated voltage. The method for estimating an insulation resistance using a capacitor may be provided.

상기 방법은, 상기 측정된 배터리 전압을 적분하기 위한 적분 시작 및 완료 시점을 미리 설정하는 단계를 더 포함하고, 상기 배터리 적분 전압을 연산하는 단계는 상기 미리 설정된 적분 시작 시점부터 적분 완료 시점까지 연산된 배터리 적분 전압을 차량 시동 시마다 계산하고 각 배터리 적분 전압들 간의 오차를 이용하여 상기 연산된 배터리 적분 전압을 보정할 수 있다.The method may further include setting an integration start and completion time for integrating the measured battery voltage in advance, and the step of calculating the battery integrated voltage may include calculating the battery integrated voltage from the predetermined integration start time to the integration completion time The battery integrated voltage may be calculated each time the vehicle is started and the calculated battery integrated voltage may be corrected using an error between the respective battery integrated voltages.

상기 방법은, 기설정된 초기 구간 동안의 세부시간 단위마다 측정된 배터리 전압의 파형을 분석하는 단계; 및 상기 분석된 배터리 전압의 파형에 따라 기설정된 적분 구간을 변경하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method includes analyzing a waveform of a battery voltage measured for each unit of detail in a predetermined initial period; And changing a predefined integration period according to the waveform of the analyzed battery voltage.

상기 방법은, 기설정된 보정 저항치를 갖고 상기 일측 및 타측 공통 저항과 각각 병렬로 연결되는 일측 및 타측 보정 저항과 상기 일측 및 타측 공통 저항 간의 라인이 각각 연결된 후, 상기 추정된 절연 저항과 상기 기설정된 보정 저항치와 비교하여 상기 추정된 절연 저항을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.The method includes the steps of: connecting one side and the other of the correction resistors having a predetermined correction resistance value and connected in parallel with the one side and the other side common resistance, and the one side and the other side common resistance, And correcting the estimated insulation resistance in comparison with the correction resistance value.

상기 추정된 절연 저항을 보정하는 단계는 상기 추정된 절연 저항과 상기 기설정된 보정 저항치 간의 저항 차이에 따라 상기 추정된 절연 저항을 보정할 수 있다.The step of correcting the estimated insulation resistance may correct the estimated insulation resistance according to a resistance difference between the estimated insulation resistance and the predetermined correction resistance.

본 명세서의 실시 예들은 커패시터와 연결된 측정 저항에 걸리는 전압으로부터 배터리 전압을 연산하여 그 연산된 배터리 전압을 기초로 절연 저항을 측정함으로써, 절연 저항 추정을 위한 스위치가 닫힐 때 발생하는 피크성 전압을 커패시터를 통해 방지할 수 있다.Embodiments of the present invention include a method of calculating a peak voltage generated when a switch for estimating an insulation resistance is closed by calculating a battery voltage from a voltage applied to a measurement resistor connected to a capacitor and measuring an insulation resistance based on the calculated battery voltage, . ≪ / RTI >

또한, 본 명세서의 실시 예들은 측정 시점에서 측정된 배터리 전압과 그 측정 시점에서의 전압 변화량을 이용하여 절연 저항을 미리 추정함으로써, 커패시터에 의해 발생되는 안정화 시점 이전에 절연 저항을 신속하게 추정할 수 있다.In the embodiments of the present invention, the insulation resistance can be estimated in advance by using the battery voltage measured at the measurement time and the voltage change amount at the measurement time, so that the insulation resistance can be estimated quickly before the stabilization time generated by the capacitor have.

또한, 본 명세서의 실시 예들은 측정된 배터리 전압을 적분 구간 동안 적분하여 배터리 적분 전압을 연산하고 그 연산된 배터리 적분 전압을 이용하여 절연 저항으로 추정함으로써, 절연 저항 측정 중에 수시로 변동되는 배터리 전압의 변동 또는 유입된 노이즈에 의한 영향을 감소시켜 절연 저항을 정확하게 추정할 수 있다.In the embodiments of the present invention, the measured battery voltage is integrated during the integration period to calculate the battery integrated voltage, and the calculated battery integrated voltage is used as the insulation resistance to estimate the variation of the battery voltage Or the influence due to the introduced noise can be reduced to accurately estimate the insulation resistance.

또한, 본 명세서의 실시 예들은 배터리 전압의 양극 및 음극 단자별로 연결된 보정 저항과 보정 스위치를 연결하여 임의로 설정한 고장을 발생시켜 추정된 절연 저항과 보정 저항을 비교함으로써, 추정된 절연 저항을 정확하게 보정할 수 있다.In addition, embodiments of the present invention can correct an estimated insulation resistance accurately by comparing an estimated insulation resistance and a correction resistance by generating a fault that is arbitrarily set by connecting a correction resistor connected to the positive and negative terminals of the battery voltage, can do.

도 1은 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치의 구성도이다.
도 2는 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 양극 절연 저항을 측정하기 위한 스위칭 동작에 대한 설명도이다.
도 3은 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 음극 절연 저항을 측정하기 위한 스위칭 동작에 대한 설명도이다.
도 4는 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치의 구성도이다.
도 5는 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 양극 절연 저항을 측정하기 위한 스위칭 동작에 대한 설명도이다.
도 6은 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 음극 절연 저항을 측정하기 위한 스위칭 동작에 대한 설명도이다.
도 7은 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 방법에 대한 흐름도이다.
도 8은 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 방법에 대한 흐름도이다.
도 9는 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 추정된 절연 저항을 보정하는 방법에 대한 흐름도이다.
도 10은 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 추정된 절연 저항을 보정하는 방법에 대한 흐름도이다.
도 11은 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 측정된 배터리 전압의 안정화 과정에 대한 설명도이다.
도 12는 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 측정된 배터리 전압의 적분 과정에 대한 설명도이다.
1 is a configuration diagram of an insulation resistance estimation apparatus using a capacitor according to a first embodiment of the present invention.
2 is an explanatory diagram of a switching operation for measuring an anode insulation resistance according to the first embodiment of the present invention.
3 is an explanatory diagram of a switching operation for measuring a negative electrode insulation resistance according to the first embodiment of the present invention.
4 is a configuration diagram of an insulation resistance estimation apparatus using a capacitor according to a second embodiment of the present invention.
5 is an explanatory diagram of a switching operation for measuring an anode insulation resistance according to a second embodiment of the present invention.
6 is an explanatory diagram of a switching operation for measuring a negative electrode insulation resistance according to the second embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a method of estimating an insulation resistance using a capacitor according to the first embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating a method of estimating an insulation resistance using a capacitor according to a second embodiment of the present invention.
9 is a flowchart of a method for correcting an estimated insulation resistance according to the first embodiment of the present invention.
10 is a flowchart of a method for correcting an estimated insulation resistance according to a second embodiment of the present invention.
11 is an explanatory diagram of a process of stabilizing the measured battery voltage according to the first embodiment of the present invention.
12 is an explanatory diagram illustrating an integration process of a measured battery voltage according to a second embodiment of the present invention.

이하, 본 명세서의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

실시 예를 설명함에 있어서 본 명세서가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 명세서와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 명세서의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.In describing the embodiments, descriptions of techniques which are well known in the technical field to which this specification belongs and which are not directly related to this specification are not described. This is for the sake of clarity without omitting the unnecessary explanation and without giving the gist of the present invention.

마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.For the same reason, some of the components in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size. In the drawings, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals.

도 1은 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치의 구성도이다.1 is a configuration diagram of an insulation resistance estimation apparatus using a capacitor according to a first embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치(100)는 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 측정 저항(Rm), 제1 및 제2 커패시터(C1 및 C2), 제1 및 제2 스위치(SW1 및 SW2), 제3 및 제4 스위치(SW3 및 SW4), 전압 측정회로(110) 및 제어부(120)를 포함한다. 여기서, 절연 저항 추정 장치(100)는 양극 및 음극 보정 저항(Rx+ 및 Rx-)과 양극 및 음극 보정 스위치(SWx+ 및 SWx-)를 더 포함할 수 있다.1, an insulation resistance estimation apparatus 100 using a capacitor according to a first embodiment of the present invention includes a first resistor R1, a second resistor R2, a measurement resistor Rm, And first and second switches SW1 and SW2, third and fourth switches SW3 and SW4, a voltage measuring circuit 110 and a control unit 120. The first and second switches SW1 and SW2 are connected to the first and second capacitors C1 and C2. Here, the insulation resistance estimation apparatus 100 may further include positive and negative correction resistors Rx + and Rx-, and positive and negative correction switches SWx + and SWx-.

만약, 본 명세서의 도 1과 달리 측정 저항(Rm)만을 이용하여 절연 저항을 측정하는 경우에는 절연 저항 추정을 위한 스위치가 닫힐 때 발생하는 피크성 전압을 방지할 수 없게 된다. 즉, 배터리(Vb) 또는 연료 전지를 구비하는 실제 시스템은 배터리(Vb)의 충전 상태, 연료 전지의 발전 상태 및 시스템의 각종 부가 장치들의 전력 사용 상태에 따라 측정 저항에 인가되는 전압 레벨이 높은 변동성을 가질 수 있다. 이러한 높은 전압 변동성은 측정 저항에 걸리는 전압을 이용하여 절연 저항을 측정할 때 큰 측정 오차가 발생할 우려가 있다.Unlike FIG. 1 of this specification, when the insulation resistance is measured using only the measurement resistance Rm, the peak voltage generated when the switch for estimating the insulation resistance is closed can not be prevented. That is, an actual system including the battery Vb or the fuel cell may be configured such that the voltage level applied to the measurement resistor varies depending on the state of charge of the battery Vb, the power generation state of the fuel cell, Lt; / RTI > Such high voltage fluctuation may cause a large measurement error when measuring the insulation resistance using the voltage across the measurement resistance.

하지만, 본 명세서의 실시 예에 따른 도 1과 같이, 절연 저항 추정 장치(100)는 피크성 전압을 방지할 수 있는 제1 및 제2 커패시터(C1 및 C2)와 양단이 연결된 측정 저항(Rm)에 걸리는 전압으로부터 배터리 전압과 전압 변화량을 측정하여 절연 저항을 추정함으로써, 제3 스위치(SW3) 또는 제4 스위치(SW4)가 닫힐 때 발생하는 피크성 전압에 의한 측정 오차를 감소시켜 배터리(Vb)와 샤시 접지 간의 절연 파괴를 더욱 신속하고 정확하게 측정할 수 있다.1, the insulation resistance estimation apparatus 100 includes first and second capacitors C1 and C2 capable of preventing a peak voltage, a measurement resistor Rm connected to both ends of the first and second capacitors C1 and C2, The measurement error of the peak voltage generated when the third switch SW3 or the fourth switch SW4 is closed is reduced to estimate the insulation resistance by measuring the battery voltage and the voltage change amount from the voltage applied to the battery Vb, And the chassis ground can be measured more quickly and accurately.

이하, 도 1의 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.The specific configuration and operation of each component of the insulation resistance estimation apparatus 100 using the capacitor of FIG. 1 will be described below.

먼저, 배터리(Vb)는 하이브리드카 또는 전기자동차에 장착되는 고전압 배터리가 될 수 있다. 배터리(Vb)는 고전압 배터리로서, 하나의 배터리로 구현될 수도 있으나 복수의 배터리가 직렬 연결되는 배터리 팩으로 구현될 수도 있다. 이는 고전압을 발생하기 위하여 전기 자동차 등에서 많이 사용되는 방식으로 단일 배터리로 직접 고전압을 생성하기보다 저전압을 생성하는 복수의 배터리를 직렬로 연결하여 고전압을 생성하는 것이 더욱 효율적이기 때문이다. 그리고 연료 전지가 배터리를 대체하여 포함될 수도 있다. 배터리(Vb)는 절연 저항의 측정이 요구되는 다양한 종류의 배터리를 포함할 수 있다. 이때, 배터리(Vb)의 양극 단자(+) 및 음극 단자(-)에 연결되는 고전압 라인은 전기적으로 절연되어 있다.First, the battery Vb may be a hybrid battery or a high voltage battery mounted in an electric vehicle. The battery Vb may be a high-voltage battery, or may be implemented as a single battery, or a battery pack in which a plurality of batteries are connected in series. This is because, in order to generate a high voltage, it is more efficient to generate a high voltage by serially connecting a plurality of batteries generating a low voltage rather than directly generating a high voltage with a single battery in a method commonly used in electric vehicles. The fuel cell may be replaced by a battery. The battery Vb may include various kinds of batteries requiring measurement of insulation resistance. At this time, the high voltage lines connected to the positive terminal (+) and the negative terminal (-) of the battery (Vb) are electrically insulated.

도 1과 같이 양극 공통 저항(Ry+) 및 음극 공통 저항(Ry-)이 직렬로 형성되며, 이 공통 저항들 사이는 차량의 샤시(Chassis)에 접지되는 샤시 접지(GND)가 연결되어 있다. 샤시 접지는 배터리(Vb) 및 연료 전지 시스템에서 배터리 및 연료 전지와 절연되어야 하는 대상으로서, 배터리 및 연료 전지를 이용하는 시스템이 자동차인 경우에는 차체가 샤시 접지가 될 수 있다.As shown in FIG. 1, a positive common resistance Ry + and a negative common resistance Ry- are formed in series, and a chassis ground (GND) grounded to the chassis of the vehicle is connected between these common resistors. The chassis ground is an object to be insulated from the battery (Vb) and the fuel cell system and the battery and the fuel cell. When the system using the battery and the fuel cell is an automobile, the vehicle body may become chassis ground.

커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치(100)는 배터리(Vb)와 제1 및 제2 스위치(SW1 및 SW2)를 통해 연결된다.The insulation resistance estimation apparatus 100 using a capacitor is connected to the battery Vb through first and second switches SW1 and SW2.

제1 저항(R1), 측정 저항(Rm) 및 제2 저항(R2)은 배터리(Vb)에 직렬로 연결된다. 여기서, 제1 저항(R1) 및 제2 저항(R2)은 각각 복수의 저항으로 이루어질 수 있다. 제1 저항(R1)이 복수의 저항으로 이루어진 경우, 복수의 저항 사이에 제3 스위치(SW3)의 일측이 연결될 수 있다. 제2 저항(R2)이 복수의 저항으로 이루어진 경우, 복수의 저항 사이에 제4 스위치(SW4)의 일측이 연결될 수 있다.The first resistor R1, the measurement resistor Rm and the second resistor R2 are connected in series to the battery Vb. Here, the first resistor R1 and the second resistor R2 may be formed of a plurality of resistors, respectively. When the first resistor R1 is composed of a plurality of resistors, one side of the third switch SW3 may be connected between the plurality of resistors. When the second resistor R2 is composed of a plurality of resistors, one side of the fourth switch SW4 may be connected between the plurality of resistors.

제1 스위치(SW1)는 배터리(Vb)와 제1 저항(R1) 간의 라인을 연결하거나 차단한다. 또한, 제2 스위치(SW2)는 배터리(Vb)와 제2 저항(R2) 간의 라인을 연결하거나 차단한다. 직렬로 연결된 회로상에 제1 및 제2 스위치(SW1 및 SW2)가 설치되어 회로를 개폐할 수 있다. 이때, 제1 및 제2 스위치(SW1 및 SW2)는 배터리(Vb)의 양극 단자와 제1 저항(R1)을 연결하는 라인에 설치되거나, 배터리(Vb)의 음극 단자와 제2 저항(R2)을 연결하는 라인에 설치될 수 있다. 그리하여 제1 및 제2 스위치(SW1 및 SW2)의 작동에 의해 저항 및 측정 저항(Rm)에 전류를 통하게 하거나 차단할 수 있다.The first switch SW1 connects or disconnects the line between the battery Vb and the first resistor R1. Further, the second switch SW2 connects or disconnects the line between the battery Vb and the second resistor R2. The first and second switches SW1 and SW2 are provided on the circuit connected in series to open and close the circuit. The first and second switches SW1 and SW2 may be provided on a line connecting the positive terminal of the battery Vb and the first resistor R1 or may be connected to the negative terminal of the battery Vb and the second resistor R2, And the like. Thus, by operating the first and second switches SW1 and SW2, the resistance and the measurement resistance Rm can be turned on or off.

그리고 제1 및 제2 스위치(SW1 및 SW2)는 배터리(Vb)의 양극 단자와 제1 저항(R1)을 연결하는 라인 및 배터리(Vb)의 음극 단자와 제2 저항(R2)을 연결하는 라인에 각각 설치될 수 있다. 즉, 2개의 제1 및 제2 스위치(SW1 및 SW2)가 설치되어 회로를 개폐함으로써, 제1 저항(R1), 측정 저항(Rm) 및 제2 저항(R2)과, 전압 측정회로(110) 등의 부품을 보호할 수 있다.The first and second switches SW1 and SW2 are connected to a line connecting the positive terminal of the battery Vb and the first resistor R1 and a line connecting the negative terminal of the battery Vb and the second resistor R2 Respectively. That is, the first resistor R1, the measurement resistor Rm, the second resistor R2, and the voltage measurement circuit 110 are provided by opening and closing the circuit by providing two first and second switches SW1 and SW2, And the like can be protected.

또한, 제1 및 제2 스위치(SW1 및 SW2), 제3 및 제4 스위치(SW3 및 SW4)는 포토모스 릴레이(Photo-MOS Relay)일 수 있다.The first and second switches SW1 and SW2 and the third and fourth switches SW3 and SW4 may be photo-MOS relays.

포토모스 릴레이는 LED를 이용해 광으로 결합하여 빛을 받으면 닫히게 되는 포토 커플러의 한 종류이다. 포토모스 릴레이는 일반 기계식 릴레이에 비해 응답속도가 빠르고 고감도이며, 수명이 길고 채터링 현상(예를 들어, 한번에 온 및 오프가 되지 않고 아주 짧은 순간에 여러 번 온 및 오프가 반복되는 현상)이 없어 더욱 정확한 측정 결과를 얻을 수 있다.PhotomOS relay is a type of photocoupler that is combined with light using LED and closes when receiving light. PhotoMOS relays have a faster response time and higher sensitivity than general mechanical relays, have a long lifetime and do not have chattering phenomena (for example, repeated on and off several times in a very short time without turning on and off at once) More accurate measurement results can be obtained.

제3 스위치(SW3)는 제1 저항(R1) 및 측정 저항(Rm) 사이와 제1 커패시터(C1)에 일측이 연결되고 타측은 차량의 샤시 접지에 연결된다.The third switch SW3 is connected between the first resistor R1 and the measurement resistor Rm and one side to the first capacitor C1 and the other side to the chassis ground of the vehicle.

제4 스위치(SW4)는 측정 저항(Rm)과 제2 저항(R2) 사이와 제2 커패시터(C2)에 일측이 연결되고 타측은 제3 스위치(SW3) 및 샤시 접지에 연결된다.The fourth switch SW4 is connected between the measuring resistor Rm and the second resistor R2 and one end connected to the second capacitor C2 and the other end connected to the third switch SW3 and the chassis ground.

즉, 제1 저항(R1)과 측정 저항(Rm) 사이 및 측정 저항(Rm)과 제2 저항(R2) 사이에 분기가 형성된다. 제3 및 제4 스위치(SW3 및 SW4)와 측정 저항(Rm)이 병렬로 연결된다. 그리고 제3 스위치(SW3) 및 제4 스위치(SW4)가 연결된 라인이 샤시에 접지되어 샤시 접지가 형성된다.That is, a branch is formed between the first resistor R1 and the measurement resistor Rm and between the measurement resistor Rm and the second resistor R2. The third and fourth switches SW3 and SW4 and the measuring resistor Rm are connected in parallel. The line connecting the third switch SW3 and the fourth switch SW4 is grounded to form a chassis ground.

제1 커패시터(C1)는 제1 저항(R1) 및 측정 저항(Rm) 사이에 일측이 연결되고 타측은 차량의 샤시 접지에 제2 커패시터(C2)와 공통으로 연결된다.The first capacitor C1 is connected at one side between the first resistor R1 and the measurement resistor Rm and the other end is connected in common with the second capacitor C2 at the chassis ground of the vehicle.

제2 커패시터(C2)는 측정 저항(Rm) 및 제2 저항(R2) 사이에 일측이 연결되고 타측은 차량의 샤시 접지에 제1 커패시터(C1)와 공통으로 연결된다.The second capacitor C2 is connected at one side between the measurement resistor Rm and the second resistor R2 and the other end is connected in common with the first capacitor C1 to the chassis ground of the vehicle.

일측 공통 저항(Ry+ 또는 Ry-)은 제1 저항(R1)과 병렬로 연결되어 있다. 타측 공통 저항(Ry- 또는 Ry+)은 제2 저항(R2)과 병렬로 연결되어 있다. 여기서, 일측 공통 저항(Ry+ 또는 Ry-)은 수십 내지 수백 ㏁을 가질 수 있다.One side common resistance Ry + or Ry- is connected in parallel with the first resistor R1. The other common resistance Ry- or Ry + is connected in parallel with the second resistor R2. Here, one side common resistance (Ry + or Ry-) may have tens to several hundreds of M [Omega].

전압 측정회로(110)는 측정 저항(Rm)과 제1 및 제2 커패시터(C1 및 C2)에 양단이 연결되어 저항 전압(Vrm)을 측정한다. 전압 측정회로(110)는 연산증폭기(Op Amp: Operational Amplifier)를 구비하여 저항 전압(Vrm)을 측정할 수 있다.The voltage measuring circuit 110 is connected at both ends to the measuring resistor Rm and the first and second capacitors C1 and C2 to measure the resistance voltage Vrm. The voltage measuring circuit 110 may include an operational amplifier (Op Amp) to measure the resistance voltage Vrm.

제어부(120)는 절연 저항 추정 장치(100)의 전체적인 동작을 제어한다. 이를 위해, 제어부(120)는 제1 내지 제4 스위치(SW1 내지 SW4)와 양극 및 음극 보정 스위치(SWx+ 및 SWx-)의 스위칭을 제어하거나, 전압 측정회로(110)를 통해 측정 저항(Rm)에서 측정된 저항 전압(Vrm)을 전달받는다.The control unit 120 controls the overall operation of the insulation resistance estimation apparatus 100. [ The control unit 120 controls the switching of the first to fourth switches SW1 to SW4 and the positive and negative correction switches SWx + and SWx-, or the switching of the measurement resistance Rm through the voltage measurement circuit 110. [ (Vrm), which is measured at a predetermined time.

한편, 배터리(Vb)와 차량의 샤시 간에 고장이 발생할 수 있다. 그러면, 일측 고장 저항(Rf+ 또는 Rf-)이 일측 공통 저항(Ry+ 또는 Ry-) 및 제1 저항(R1)과 병렬로 연결되어 발생할 수 있다. 도 1에는 일측 고장 저항(Rf+ 또는 Rf-)은 점선으로 도시되어 있다. 예를 들어, 일측 고장 저항(Rf+ 또는 Rf-)은 수 내지 수십 ㏀이 될 수 있다. 배터리(Vb)의 양극과 샤시 접지 사이에 연결되는 양극 고장 저항(Rf+)은 배터리(Vb)의 양극과 샤시 접지 사이에 발생할 수 있는 절연 저항의 등가 저항으로 나타낼 수 있다. 유사하게 배터리(Vb)의 음극과 샤시 접지 사이에 연결되는 음극 고장 저항(Rf-)은 배터리(Vb)의 음극과 샤시 접지 사이에 발생할 수 있는 절연 저항의 등가 저항을 나타낼 수 있다.On the other hand, a failure may occur between the battery Vb and the chassis of the vehicle. Then, one side fault resistance (Rf + or Rf-) can be generated by being connected in parallel with the one side common resistance (Ry + or Ry-) and the first resistor (R1). In Fig. 1, the one-side fault resistance (Rf + or Rf-) is shown by a dotted line. For example, the one-side fault resistance (Rf + or Rf-) may be several to several tens of kilohms. The anode breakdown resistor Rf + connected between the anode of the battery Vb and the chassis ground may be represented by an equivalent resistance of the insulation resistance that may occur between the anode of the battery Vb and the chassis ground. Similarly, the cathode fault resistance Rf- connected between the cathode of the battery Vb and the chassis ground may represent an equivalent resistance of the insulation resistance that may occur between the cathode of the battery Vb and the chassis ground.

절연 저항 추정 장치(100)는 배터리(Vb)와 샤시 접지 사이의 고장 저항을 양극과 음극으로 구분함으로써, 배터리(Vb) 양단의 고장 저항을 구분하여 절연 저항을 각각 측정할 수 있도록 한다. 이는 안전성의 문제와 고장 저항의 발생시 절연 파괴 위치를 용이하게 파악할 수 있도록 하기 위함이다.The insulation resistance estimation apparatus 100 divides the breakdown resistance between the battery Vb and the chassis ground into an anode and a cathode so that the breakdown resistance across the battery Vb can be distinguished to measure the insulation resistance. This is to make it easy to understand the safety problem and the location of the insulation breakdown when the breakdown resistance occurs.

전압 측정회로(110)는 일측 공통 저항(Ry+ 또는 Ry-)과 병렬로 연결된 일측 고장 저항(Rf+ 또는 Rf-)이 발생한 경우, 제3 스위치(SW3) 또는 제4 스위치(SW4)를 온(ON)시켜 저항 전압(Vrm)을 측정하고 그 측정된 저항 전압(Vrm)으로부터 배터리 전압을 측정한다. 이때, 제어부(120)는 그 측정 시점에서의 전압 변화량을 계산한다. 여기서, 전압 변화량은 배터리 전압의 측정 시점에서의 전압 변화량을 의미한다.The voltage measuring circuit 110 turns on the third switch SW3 or the fourth switch SW4 when one side fault resistor Rf + or Rf- connected in parallel with the one common resistor Ry + or Ry- ) To measure the resistance voltage Vrm and measure the battery voltage from the measured resistance voltage Vrm. At this time, the control unit 120 calculates the amount of voltage change at the measurement time. Here, the voltage change amount means a voltage change amount at the time of measuring the battery voltage.

그리고 제어부(120)는 그 측정된 배터리 전압과 계산된 전압 변화량을 이용하여 절연 저항을 전압 안정화 이전에 추정한다. 그리고 제어부(120)는 그 추정된 절연 저항에 의한 절연 파괴 여부에 따라 제1 및 제2 스위치(SW1 및 SW2)를 제어할 수 있다.The control unit 120 estimates the insulation resistance before the voltage stabilization by using the measured battery voltage and the calculated voltage change amount. The controller 120 may control the first and second switches SW1 and SW2 according to the insulation breakdown due to the estimated insulation resistance.

이때, 측정 저항(Rm)에 걸리는 저항 전압(Vrm)은 제3 스위치(SW3) 및 제4 스위치(SW4)의 개폐에 따라 달라질 수 있다. 양극 공통 저항(Ry+)과 음극 공통 저항(Ry-)에 따라서도 영향을 받을 수 있다. 즉, 제3 스위치(SW3)만을 닫았을 때 전압 측정회로(110)를 통해 측정되는 측정 저항(Rm)에 걸리는 저항 전압(Vrm)과, 제4 스위치(SW4)만을 닫았을 때 전압 측정회로(110)를 통해 측정되는 측정 저항(Rm)에 걸리는 저항 전압(Vrm)이 양극 공통 저항(Ry+)과 음극 공통 저항(Ry-)과 상관 관계가 있을 수 있다. 제어부(120)는 제3 스위치(SW3)만 닫혔을 때 측정된 저항 전압(Vrm)과, 제4 스위치(SW4)만 닫혔을 때 측정된 저항 전압(Vrm)을 이용하여 고전압 배터리의 절연 파괴를 측정할 수 있다.At this time, the resistance voltage Vrm applied to the measuring resistor Rm may vary depending on opening and closing of the third switch SW3 and the fourth switch SW4. It can also be influenced by the anode common resistance Ry + and the cathode common resistance Ry-. That is, the resistance voltage Vrm applied to the measuring resistor Rm measured through the voltage measuring circuit 110 when only the third switch SW3 is closed and the resistance voltage Vrm applied to the voltage measuring circuit The resistance voltage Vrm applied to the measurement resistor Rm measured through the resistor Rm110 may be correlated with the anode common resistance Ry + and the cathode common resistance Ry-. The control unit 120 uses the resistance voltage Vrm measured when only the third switch SW3 is closed and the resistance voltage Vrm measured when only the fourth switch SW4 is closed so that the insulation breakdown of the high- Can be measured.

여기서, 도 1에서의 일측은 양극(+) 또는 음극(-) 중 어느 하나의 극성을 나타내며, 타측은 어느 하나의 극성과 반대되는 극성을 나타내지만, 서로 반대되는 극성으로 나타낼 수 있다. 이와 같이, 본 명세서의 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치(100)는 배터리(Vb)에 연결되는 고전압 라인의 양극 또는 음극 중 한쪽이 절연 파괴된 경우의 절연 저항을 측정할 수 있으며, 동시에 양극 및 음극이 절연 파괴된 경우에도 절연 저항을 측정할 수 있다.Here, one side in FIG. 1 represents the polarity of either the positive (+) or negative (-) side, and the other side shows the opposite polarity to any one of the polarities, but can be represented by the opposite polarity. As described above, the insulation resistance estimation apparatus 100 using a capacitor according to the present invention can measure the insulation resistance when one of the positive electrode and the negative electrode of the high voltage line connected to the battery Vb is insulated, and at the same time, The insulation resistance can be measured even when the insulation is broken.

이하, 본 명세서의 설명을 위해, 일측 공통 저항(Ry+ 또는 Ry-)을 양극 공통 저항(Ry+)으로 정하고, 타측 공통 저항(Ry- 또는 Ry+)을 음극 공통 저항(Ry-)으로 정하여 설명하기로 한다.Hereinafter, for explanation of this specification, one side common resistance Ry + or Ry- is defined as the anode common resistance Ry + and the other side common resistance Ry- or Ry + is defined as the cathode common resistance Ry- do.

그리하여 제어부(120)는 추정된 절연 저항에 의한 절연 파괴 여부에 따라 제1 및 제2 스위치(SW1 및 SW2)를 제어할 수 있다.Thus, the control unit 120 can control the first and second switches SW1 and SW2 according to the insulation breakdown due to the estimated insulation resistance.

도 2는 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 양극 절연 저항을 측정하기 위한 스위칭 동작에 대한 설명도이다.2 is an explanatory diagram of a switching operation for measuring an anode insulation resistance according to the first embodiment of the present invention.

양극 공통 저항(Ry+)과 병렬로 연결된 양극 고장 저항(Rf+)이 발생한 경우에 양극 절연 저항을 추정하는 동작을 구체적으로 살펴보기로 한다.The operation of estimating the anode insulation resistance when the anode breakdown resistance Rf + connected in parallel to the anode common resistance Ry + is generated will be described in detail.

도 2에 도시된 바와 같이, 배터리(Vb)의 양극 단자 및 제1 저항(R1) 사이에 양극 공통 저항(Ry+)과 병렬로 연결된 양극 고장 저항(Rf+)이 발생한 경우, 제어부(120)는 제3 및 제4 스위치(SW3 및 SW4)를 각각 온(ON) 및 오프(OFF)시킨 후, 전압 측정회로(110)를 통해 측정된 배터리 전압과 배터리 전압의 측정 시점에서의 전압 변화량을 계산하여 절연 저항을 전압 안정화 이전에 추정한다.2, when the positive polarity resistance Rf + connected in parallel with the positive common resistance Ry + is generated between the positive terminal of the battery Vb and the first resistor R1, 3 and the fourth switches SW3 and SW4 are respectively turned ON and OFF and then the voltage variation at the time of measurement of the battery voltage and the battery voltage measured through the voltage measuring circuit 110 is calculated, The resistance is estimated before voltage stabilization.

이때, 제어부(120)는 제3 및 제4 스위치(SW3 및 SW4)를 각각 온(ON) 및 오프(OFF)시킨 후, 배터리 전압이 상승하여 최대치에서 감소하는 최대 시점으로부터 기설정된 시간이 지난 측정 시점에서의 전압 변화량을 계산할 수 있다. 이어서, 제어부(120)는 그 측정 시점에서 측정된 배터리 전압과 계산된 전압 변화량을 이용하여 기설정된 안정화 시점에서의 절연 저항을 추정할 수 있다.At this time, the control unit 120 turns on and off the third and fourth switches SW3 and SW4, respectively. Thereafter, the control unit 120 determines whether the battery voltage has increased It is possible to calculate the voltage change amount at the time point. Then, the controller 120 can estimate the insulation resistance at a predetermined stabilization time using the measured battery voltage and the calculated voltage change amount at the measurement time.

여기서, 제어부(120)는 절연 저항을 한 번만 추정하는 것이 아니라 적어도 하나의 전압 측정 샘플링을 통해 절연 저항을 정확하게 추정할 수 있다. 즉, 제어부(120)는 전압 측정회로(110)를 통해 측정된 적어도 하나의 배터리 전압과 각각 대응되는 측정 시점에서의 전압 변화량들을 계산하여 절연 저항을 전압 안정화 이전에 추정할 수 있다. 즉, 적어도 하나의 전압 측정 샘플링을 통해 절연 저항이 더욱 정확하게 추정될 수 있다.Here, the controller 120 can accurately estimate the insulation resistance through at least one voltage measurement sampling instead of estimating the insulation resistance only once. That is, the controller 120 can estimate the insulation resistance before the voltage stabilization by calculating the voltage variation amounts at the measurement time corresponding to the at least one battery voltage measured through the voltage measurement circuit 110, respectively. That is, the insulation resistance can be more accurately estimated through at least one voltage measurement sampling.

한편, 절연 저항 추정 장치(100)는 양극 보정 저항(Rx+)과 음극 보정 스위치(SWx-)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the insulation resistance estimation apparatus 100 may further include an anode correction resistor Rx + and a cathode correction switch SWx-.

양극 보정 저항(Rx+)은 기설정된 보정 저항치(예컨대, 1㏁ 등)를 갖고 양극 공통 저항(Ry+)과 병렬로 연결된다. The anode correction resistance Rx + has a predetermined correction resistance value (for example, 1 M OMEGA or the like) and is connected in parallel with the anode common resistance Ry +.

양극 보정 스위치(SWx+)는 양극 보정 저항(Rx+)과 양극 공통 저항(Ry+) 간의 라인을 각각 연결하거나 차단할 수 있다.The positive polarity correction switch SWx + can connect or disconnect the line between the positive polarity correction resistor Rx + and the positive common resistance Ry +, respectively.

제어부(120)는 양극 보정 스위치(SWx+)를 온(ON)시킨 후, 추정된 절연 저항과 기설정된 보정 저항치와 비교하여 추정된 절연 저항을 보정할 수 있다. 여기서, 제어부(120)는 추정된 절연 저항과 기설정된 보정 저항치 간의 저항 차이에 따라 추정된 절연 저항을 보정할 수 있다.The control unit 120 can correct the insulation resistance estimated by comparing the estimated insulation resistance with the predetermined correction resistance after turning on the anode correction switch SWx +. Here, the controller 120 may correct the insulation resistance estimated according to the resistance difference between the estimated insulation resistance and the preset correction resistance.

도 3은 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 음극 절연 저항을 측정하기 위한 스위칭 동작에 대한 설명도이다.3 is an explanatory diagram of a switching operation for measuring a negative electrode insulation resistance according to the first embodiment of the present invention.

다음으로, 음극 공통 저항(Ry-)과 병렬로 연결된 음극 고장 저항(Rf-)이 발생한 경우에 음극 절연 저항을 추정하는 동작을 구체적으로 살펴보기로 한다.Next, an operation of estimating the negative electrode insulation resistance when the negative electrode common resistance Ry- and the negative electrode breakdown resistance Rf- connected in parallel is generated will be described in detail.

도 3에 도시된 바와 같이, 배터리(Vb)의 음극 단자 및 제2 저항(R2) 사이에 음극 공통 저항(Ry-)과 병렬로 연결된 음극 고장 저항(Rf-)이 발생한 경우, 제어부(120)는 제4 및 제3 스위치(SW4 및 SW3)를 각각 온(ON) 및 오프(OFF)시킨 후, 전압 측정회로(110)를 통해 측정된 배터리 전압과 배터리 전압의 측정 시점에서의 전압 변화량을 계산하여 절연 저항을 전압 안정화 이전에 추정한다.3, when the negative terminal resistance Rf- connected in parallel with the negative common resistance Ry- is generated between the negative terminal of the battery Vb and the second resistor R2, After the fourth and third switches SW4 and SW3 are turned ON and OFF respectively and then the voltage change amount at the time of measuring the battery voltage and the battery voltage measured through the voltage measuring circuit 110 is calculated And the insulation resistance is estimated before the voltage stabilization.

이때, 제어부(120)는 제4 및 제3 스위치(SW4 및 SW3)를 각각 온(ON) 및 오프(OFF)시킨 후, 배터리 전압이 상승하여 최대치에서 감소하는 최대 시점으로부터 기설정된 시간이 지난 측정 시점에서의 전압 변화량을 계산할 수 있다. 이어서, 제어부(120)는 그 측정 시점에서 측정된 배터리 전압과 계산된 전압 변화량을 이용하여 기설정된 안정화 시점에서의 절연 저항을 추정할 수 있다.At this time, the controller 120 turns on and off the fourth and the third switches SW4 and SW3, respectively. Then, the controller 120 measures the battery voltage It is possible to calculate the voltage change amount at the time point. Then, the controller 120 can estimate the insulation resistance at a predetermined stabilization time using the measured battery voltage and the calculated voltage change amount at the measurement time.

여기서, 제어부(120)는 절연 저항을 한 번만 추정하는 것이 아니라 적어도 하나의 전압 측정 샘플링을 통해 절연 저항을 정확하게 추정할 수 있다. 즉, 제어부(120)는 전압 측정회로(110)를 통해 측정된 적어도 하나의 배터리 전압과 각각 대응되는 측정 시점에서의 전압 변화량들을 계산하여 절연 저항을 전압 안정화 이전에 추정할 수 있다. 즉, 적어도 하나의 전압 측정 샘플링을 통해 절연 저항이 더욱 정확하게 추정될 수 있다.Here, the controller 120 can accurately estimate the insulation resistance through at least one voltage measurement sampling instead of estimating the insulation resistance only once. That is, the controller 120 can estimate the insulation resistance before the voltage stabilization by calculating the voltage variation amounts at the measurement time corresponding to the at least one battery voltage measured through the voltage measurement circuit 110, respectively. That is, the insulation resistance can be more accurately estimated through at least one voltage measurement sampling.

한편, 절연 저항 추정 장치(100)는 음극 보정 저항(Rx-)과 음극 보정 스위치(SWx-)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the insulation resistance estimation apparatus 100 may further include a negative-pole correction resistor Rx- and a negative-pole correction switch SWx-.

음극 보정 저항(Rx-)은 기설정된 보정 저항치(예컨대, 1㏁ 등)를 갖고 음극 공통 저항(Ry-)과 병렬로 연결된다.The cathode correction resistor Rx- has a predetermined correction resistance value (e.g., 1 M OMEGA or the like) and is connected in parallel with the cathode common resistance Ry-.

음극 보정 스위치(SWx-)는 음극 보정 저항(Rx-)과 음극 공통 저항(Ry-) 간의 라인을 각각 연결하거나 차단할 수 있다.The cathode correction switch SWx- can connect or disconnect the line between the cathode correction resistor Rx- and the cathode common resistance Ry-, respectively.

여기서, 제어부(120)는 음극 보정 스위치(SWx-)를 온(ON)시킨 후, 추정된 절연 저항과 기설정된 보정 저항치와 비교하여 추정된 절연 저항을 보정할 수 있다. 제어부(120)는 추정된 절연 저항과 기설정된 보정 저항치 간의 저항 차이에 따라 추정된 절연 저항을 보정할 수 있다.Here, the controller 120 may correct the insulation resistance estimated by comparing the estimated insulation resistance with the predetermined correction resistance after turning on the cathode correction switch SWx-. The controller 120 may correct the insulation resistance estimated according to the resistance difference between the estimated insulation resistance and the preset correction resistance.

이하, 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치에 대해서 살펴보기로 한다. 본 명세서의 제2 실시 예의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위하여, 본 명세서의 제1 실시 예와 중복되는 기술 내용에 대해서 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, an insulation resistance estimation apparatus using a capacitor according to a second embodiment of the present invention will be described. In order to more clearly communicate the gist of the second embodiment of the present invention, description of the technical contents overlapping with the first embodiment of the present specification will be omitted.

도 4는 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치의 구성도이다.4 is a configuration diagram of an insulation resistance estimation apparatus using a capacitor according to a second embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 절연 저항 추정 장치(100)는 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 측정 저항(Rm), 제1 및 제2 커패시터(C1 및 C2), 제1 및 제2 스위치(SW1 및 SW2), 제3 및 제4 스위치(SW3 및 SW4), 전압 측정회로(110), 적분회로(130) 및 제어부(120)를 포함한다. 여기서, 절연 저항 추정 장치(100)는 양극 및 음극 보정 저항(Rx+ 및 Rx-)과 양극 및 음극 보정 스위치(SWx+ 및 SWx-)를 더 포함할 수 있다.4, the insulation resistance estimation apparatus 100 according to the second embodiment of the present invention includes a first resistor R1, a second resistor R2, a measurement resistor Rm, first and second The first and second switches SW1 and SW2, the third and fourth switches SW3 and SW4, the voltage measuring circuit 110, the integrating circuit 130 and the control unit 120 do. Here, the insulation resistance estimation apparatus 100 may further include positive and negative correction resistors Rx + and Rx-, and positive and negative correction switches SWx + and SWx-.

만약, 본 명세서의 도 4와 달리 측정 저항(Rm)만을 이용하여 절연 저항을 측정하는 경우에는 절연 저항 추정을 위한 스위치가 닫힐 때 발생하는 피크성 전압을 방지할 수 없게 된다. 또한, 스위치가 닫힐 경우만이 아니라 차량의 고전압 모터 및 인버터 등에서 다량의 노이즈가 발생할 수 있다. 예컨대, 절연 저항 추정을 위한 전압을 측정하는 도중(예컨대, 5초 등)에 수시로 측정되는 전압이 변동되어 오차가 발생하게 된다. 이러한 노이즈가 배터리 전압의 측정값에 영향을 미칠 수 있다. 이러한 실시간으로 변동되는 노이즈는 측정 저항에 걸리는 전압을 이용하여 절연 저항을 측정할 때 큰 측정 오차가 발생할 우려가 있다.Unlike FIG. 4 of this specification, when the insulation resistance is measured using only the measurement resistance Rm, the peak voltage generated when the switch for estimating the insulation resistance is closed can not be prevented. In addition, not only when the switch is closed but also a large amount of noise may occur in the high voltage motor and the inverter of the vehicle. For example, during measurement of the voltage for insulation resistance estimation (for example, 5 seconds, etc.), the voltage measured from time to time fluctuates and an error occurs. This noise can affect the measured value of the battery voltage. Such real time fluctuating noise may cause a large measurement error when the insulation resistance is measured using the voltage applied to the measurement resistance.

이하, 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 도 4의 절연 저항 추정 장치(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 제1 실시 예와 다른 부분 위주로 설명하기로 한다.The specific configuration and operation of each component of the insulation resistance estimation apparatus 100 of FIG. 4 according to the second embodiment of the present invention will now be described with reference to portions different from those of the first embodiment.

본 명세서의 제2 실시 예에 따른 절연 저항 추정 장치(100)는 단 1회만으로 배터리 전압을 측정하여 절연 저항을 추정하는 것이 아닌 전압을 측정하는 동안 배터리 적분 전압을 이용하여 절연 저항을 추정한다. 누적된 배터리 전압을 이용하는 것이 절연 저항 추정에 더욱 효율적일 수 있다.The insulation resistance estimation apparatus 100 according to the second embodiment of the present invention estimates the insulation resistance using the battery integrated voltage while measuring the voltage rather than estimating the insulation resistance by measuring the battery voltage only once. Using the accumulated battery voltage can be more efficient in estimating the insulation resistance.

또한, 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 절연 저항 추정 장치(100)는 피크성 전압을 방지할 수 있는 제1 및 제2 커패시터(C1 및 C2)와 양단이 연결된 측정 저항(Rm)에 걸리는 전압으로부터 배터리 전압과 전압 변화량을 측정하여 절연 저항을 추정함으로써, 제3 스위치(SW3) 또는 제4 스위치(SW4)가 닫힐 때 발생하는 피크성 전압에 의한 측정 오차를 감소시켜 배터리(Vb)와 샤시 접지 간의 절연 파괴를 더욱 신속하고 정확하게 측정할 수 있다.In addition, the insulation resistance estimation apparatus 100 according to the second embodiment of the present invention includes a first and a second capacitors C1 and C2 capable of preventing a peak voltage, and a voltage It is possible to estimate the insulation resistance by measuring the battery voltage and the voltage change amount from the battery voltage Vb and the battery voltage Vb to reduce the measurement error caused by the peak voltage generated when the third switch SW3 or the fourth switch SW4 is closed, It is possible to more quickly and accurately measure the dielectric breakdown between the electrodes.

이를 위해, 제3 스위치(SW3)는 제1 저항(R1) 및 측정 저항(Rm) 사이와 제1 커패시터(C1)에 일측이 연결되고 타측은 차량의 샤시 접지에 연결된다.To this end, the third switch SW3 is connected between the first resistor R1 and the measuring resistor Rm and one side to the first capacitor C1 and the other side to the chassis ground of the vehicle.

제4 스위치(SW4)는 측정 저항(Rm)과 제2 저항(R2) 사이와 제2 커패시터(C2)에 일측이 연결되고 타측은 제3 스위치(SW3) 및 샤시 접지에 연결된다.The fourth switch SW4 is connected between the measuring resistor Rm and the second resistor R2 and one end connected to the second capacitor C2 and the other end connected to the third switch SW3 and the chassis ground.

즉, 제1 저항(R1)과 측정 저항(Rm) 사이 및 측정 저항(Rm)과 제2 저항(R2) 사이에 분기가 형성된다. 제3 및 제4 스위치(SW3 및 SW4)와 측정 저항(Rm)이 병렬로 연결된다. 그리고 제3 스위치(SW3) 및 제4 스위치(SW4)가 연결된 라인이 샤시에 접지되어 샤시 접지가 형성된다.That is, a branch is formed between the first resistor R1 and the measurement resistor Rm and between the measurement resistor Rm and the second resistor R2. The third and fourth switches SW3 and SW4 and the measuring resistor Rm are connected in parallel. The line connecting the third switch SW3 and the fourth switch SW4 is grounded to form a chassis ground.

제1 커패시터(C1)는 제1 저항(R1) 및 측정 저항(Rm) 사이에 일측이 연결되고 타측은 차량의 샤시 접지에 제2 커패시터(C2)와 공통으로 연결된다.The first capacitor C1 is connected at one side between the first resistor R1 and the measurement resistor Rm and the other end is connected in common with the second capacitor C2 at the chassis ground of the vehicle.

제2 커패시터(C2)는 측정 저항(Rm) 및 제2 저항(R2) 사이에 일측이 연결되고 타측은 차량의 샤시 접지에 제1 커패시터(C1)와 공통으로 연결된다.The second capacitor C2 is connected at one side between the measurement resistor Rm and the second resistor R2 and the other end is connected in common with the first capacitor C1 to the chassis ground of the vehicle.

일측 공통 저항(Ry+ 또는 Ry-)은 제1 저항(R1)과 병렬로 연결되어 있다. 타측 공통 저항(Ry- 또는 Ry+)은 제2 저항(R2)과 병렬로 연결되어 있다. 여기서, 일측 공통 저항(Ry+ 또는 Ry-)은 수십 내지 수백 ㏁을 가질 수 있다.One side common resistance Ry + or Ry- is connected in parallel with the first resistor R1. The other common resistance Ry- or Ry + is connected in parallel with the second resistor R2. Here, one side common resistance (Ry + or Ry-) may have tens to several hundreds of M [Omega].

전압 측정회로(110)는 측정 저항(Rm)과 제1 및 제2 커패시터(C1 및 C2)에 양단이 연결되어 저항 전압(Vrm)을 측정한다. 전압 측정회로(110)는 연산증폭기(Op Amp: Operational Amplifier)를 구비하여 저항 전압(Vrm)을 측정할 수 있다.The voltage measuring circuit 110 is connected at both ends to the measuring resistor Rm and the first and second capacitors C1 and C2 to measure the resistance voltage Vrm. The voltage measuring circuit 110 may include an operational amplifier (Op Amp) to measure the resistance voltage Vrm.

적분회로(130)는 전압 측정회로(110)에서 측정된 배터리 전압을 적분한다.The integration circuit 130 integrates the battery voltage measured by the voltage measurement circuit 110.

제어부(120)는 절연 저항 추정 장치(100)의 전체적인 동작을 제어한다. 이를 위해, 제어부(120)는 제1 내지 제4 스위치(SW1 내지 SW4)와 양극 및 음극 보정 스위치(SWx+ 및 SWx-)의 스위칭을 제어하거나, 적분회로(130)에서 적분된 배터리 적분 전압을 전달받는다. 이어서, 제어부(120)는 적분회로(130)에서 적분된 배터리 전압으로부터 기설정된 적분 구간 동안의 배터리 적분 전압을 연산하고 그 연산된 배터리 적분 전압을 이용하여 절연 저항을 추정한다.The control unit 120 controls the overall operation of the insulation resistance estimation apparatus 100. [ For this purpose, the control unit 120 controls switching of the first to fourth switches SW1 to SW4 and the positive and negative correction switches SWx + and SWx-, or transmits the integrated battery integrated voltage in the integrating circuit 130 Receive. Next, the controller 120 calculates a battery integrated voltage for a predetermined integration period from the battery voltage integrated in the integration circuit 130, and estimates the insulation resistance using the calculated battery integrated voltage.

한편, 배터리(Vb)와 차량의 샤시 간에 고장이 발생할 수 있다. 그러면, 일측 고장 저항(Rf+ 또는 Rf-)이 일측 공통 저항(Ry+ 또는 Ry-) 및 제1 저항(R1)과 병렬로 연결되어 발생할 수 있다. 도 1에는 일측 고장 저항(Rf+ 또는 Rf-)은 점선으로 도시되어 있다. 예를 들어, 일측 고장 저항(Rf+ 또는 Rf-)은 수 내지 수십 ㏀이 될 수 있다. 배터리(Vb)의 양극과 샤시 접지 사이에 연결되는 양극 고장 저항(Rf+)은 배터리(Vb)의 양극과 샤시 접지 사이에 발생할 수 있는 절연 저항의 등가 저항으로 나타낼 수 있다. 유사하게 배터리(Vb)의 음극과 샤시 접지 사이에 연결되는 음극 고장 저항(Rf-)은 배터리(Vb)의 음극과 샤시 접지 사이에 발생할 수 있는 절연 저항의 등가 저항을 나타낼 수 있다.On the other hand, a failure may occur between the battery Vb and the chassis of the vehicle. Then, one side fault resistance (Rf + or Rf-) can be generated by being connected in parallel with the one side common resistance (Ry + or Ry-) and the first resistor (R1). In Fig. 1, the one-side fault resistance (Rf + or Rf-) is shown by a dotted line. For example, the one-side fault resistance (Rf + or Rf-) may be several to several tens of kilohms. The anode breakdown resistor Rf + connected between the anode of the battery Vb and the chassis ground may be represented by an equivalent resistance of the insulation resistance that may occur between the anode of the battery Vb and the chassis ground. Similarly, the cathode fault resistance Rf- connected between the cathode of the battery Vb and the chassis ground may represent an equivalent resistance of the insulation resistance that may occur between the cathode of the battery Vb and the chassis ground.

절연 저항 추정 장치(100)는 배터리(Vb)와 샤시 접지 사이의 고장 저항을 양극과 음극으로 구분함으로써, 배터리(Vb) 양단의 고장 저항을 구분하여 절연 저항을 각각 측정할 수 있도록 한다. 이는 안전성의 문제와 고장 저항의 발생시 절연 파괴 위치를 용이하게 파악할 수 있도록 하기 위함이다.The insulation resistance estimation apparatus 100 divides the breakdown resistance between the battery Vb and the chassis ground into an anode and a cathode so that the breakdown resistance across the battery Vb can be distinguished to measure the insulation resistance. This is to make it easy to understand the safety problem and the location of the insulation breakdown when the breakdown resistance occurs.

전압 측정회로(110)는 일측 공통 저항(Ry+ 또는 Ry-)과 병렬로 연결된 일측 고장 저항(Rf+ 또는 Rf-)이 발생한 경우, 제3 스위치(SW3) 또는 제4 스위치(SW4)를 온(ON)시켜 저항 전압(Vrm)을 측정하고 그 측정된 저항 전압(Vrm)으로부터 배터리 전압을 측정한다.The voltage measuring circuit 110 turns on the third switch SW3 or the fourth switch SW4 when one side fault resistor Rf + or Rf- connected in parallel with the one common resistor Ry + or Ry- ) To measure the resistance voltage Vrm and measure the battery voltage from the measured resistance voltage Vrm.

그리고 적분회로(130)는 전압 측정회로(110)에서 측정된 배터리 전압을 적분한다.The integration circuit 130 integrates the battery voltage measured by the voltage measurement circuit 110.

이어서, 제어부(120)는 적분회로(130)에서 적분된 배터리 전압으로부터 기설정된 적분 구간 동안의 배터리 적분 전압을 연산하고 그 연산된 배터리 적분 전압을 이용하여 절연 저항을 추정한다.Next, the controller 120 calculates a battery integrated voltage for a predetermined integration period from the battery voltage integrated in the integration circuit 130, and estimates the insulation resistance using the calculated battery integrated voltage.

이후, 제어부(120)는 그 추정된 절연 저항에 의한 절연 파괴 여부에 따라 제1 및 제2 스위치(SW1 및 SW2)를 제어할 수 있다.Then, the controller 120 can control the first and second switches SW1 and SW2 according to the insulation breakdown due to the estimated insulation resistance.

이때, 측정 저항(Rm)에 걸리는 저항 전압(Vrm)은 제3 스위치(SW3) 및 제4 스위치(SW4)의 개폐에 따라 달라질 수 있다. 양극 공통 저항(Ry+)과 음극 공통 저항(Ry-)에 따라서도 영향을 받을 수 있다. 즉, 제3 스위치(SW3)만을 닫았을 때 전압 측정회로(110)를 통해 측정되는 측정 저항(Rm)에 걸리는 저항 전압(Vrm)과, 제4 스위치(SW4)만을 닫았을 때 전압 측정회로(110)를 통해 측정되는 측정 저항(Rm)에 걸리는 저항 전압(Vrm)이 양극 공통 저항(Ry+)과 음극 공통 저항(Ry-)과 상관 관계가 있을 수 있다. 제어부(120)는 제3 스위치(SW3)만 닫혔을 때 측정된 저항 전압(Vrm)과, 제4 스위치(SW4)만 닫혔을 때 측정된 저항 전압(Vrm)을 이용하여 고전압 배터리의 절연 파괴를 측정할 수 있다.At this time, the resistance voltage Vrm applied to the measuring resistor Rm may vary depending on opening and closing of the third switch SW3 and the fourth switch SW4. It can also be influenced by the anode common resistance Ry + and the cathode common resistance Ry-. That is, the resistance voltage Vrm applied to the measuring resistor Rm measured through the voltage measuring circuit 110 when only the third switch SW3 is closed and the resistance voltage Vrm applied to the voltage measuring circuit The resistance voltage Vrm applied to the measurement resistor Rm measured through the resistor Rm110 may be correlated with the anode common resistance Ry + and the cathode common resistance Ry-. The control unit 120 uses the resistance voltage Vrm measured when only the third switch SW3 is closed and the resistance voltage Vrm measured when only the fourth switch SW4 is closed so that the insulation breakdown of the high- Can be measured.

여기서, 도 4에서의 일측은 양극(+) 또는 음극(-) 중 어느 하나의 극성을 나타내며, 타측은 어느 하나의 극성과 반대되는 극성을 나타내지만, 서로 반대되는 극성으로 나타낼 수 있다. 이와 같이, 본 명세서의 절연 저항 추정 장치(100)는 배터리(Vb)에 연결되는 고전압 라인의 양극 또는 음극 중 한쪽이 절연 파괴된 경우의 절연 저항을 측정할 수 있으며, 동시에 양극 및 음극이 절연 파괴된 경우에도 절연 저항을 측정할 수 있다.Here, one side in FIG. 4 indicates a polarity of either the positive (+) or negative (-) side, and the other side shows a polarity opposite to any one of the polarities, but can be represented with opposite polarities. As described above, the insulation resistance estimation apparatus 100 of the present invention can measure the insulation resistance when one of the anode and the cathode of the high voltage line connected to the battery Vb is insulated, and at the same time, The insulation resistance can be measured.

이하, 본 명세서의 설명을 위해, 일측 공통 저항(Ry+ 또는 Ry-)을 양극 공통 저항(Ry+)으로 정하고, 타측 공통 저항(Ry- 또는 Ry+)을 음극 공통 저항(Ry-)으로 정하여 설명하기로 한다.Hereinafter, for explanation of this specification, one side common resistance Ry + or Ry- is defined as the anode common resistance Ry + and the other side common resistance Ry- or Ry + is defined as the cathode common resistance Ry- do.

그리하여 제어부(120)는 추정된 절연 저항에 의한 절연 파괴 여부에 따라 제1 및 제2 스위치(SW1 및 SW2)를 제어할 수 있다.Thus, the control unit 120 can control the first and second switches SW1 and SW2 according to the insulation breakdown due to the estimated insulation resistance.

도 5는 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 양극 절연 저항을 측정하기 위한 스위칭 동작에 대한 설명도이다.5 is an explanatory diagram of a switching operation for measuring an anode insulation resistance according to a second embodiment of the present invention.

양극 공통 저항(Ry+)과 병렬로 연결된 양극 고장 저항(Rf+)이 발생한 경우에 양극 절연 저항을 추정하는 동작을 구체적으로 살펴보기로 한다.The operation of estimating the anode insulation resistance when the anode breakdown resistance Rf + connected in parallel to the anode common resistance Ry + is generated will be described in detail.

도 5에 도시된 바와 같이, 배터리(Vb)의 양극 단자 및 제1 저항(R1) 사이에 양극 공통 저항(Ry+)과 병렬로 연결된 양극 고장 저항(Rf+)이 발생한 경우, 제어부(120)는 제3 및 제4 스위치(SW3 및 SW4)를 각각 온(ON) 및 오프(OFF)시킨 후, 적분회로(130)에서 적분된 배터리 전압으로부터 기설정된 적분 구간 동안의 배터리 적분 전압을 연산하고 그 연산된 배터리 적분 전압을 이용하여 절연 저항을 추정한다.5, when an anode fault resistance Rf + connected in parallel with the anode common resistance Ry + is generated between the anode terminal of the battery Vb and the first resistor R1, 3 and the fourth switches SW3 and SW4 are respectively turned ON and OFF and then the integrated voltage of the battery for a predetermined integration period is calculated from the battery voltage integrated by the integrating circuit 130, The insulation resistance is estimated using the battery integrated voltage.

여기서, 제어부(120)는 전압 측정회로(110)에서 측정된 배터리 전압을 적분하기 위한 적분 시작 및 완료 시점을 미리 설정할 수 있다. 그러면, 제어부(120)는 적분회로(130)를 통해 미리 설정된 적분 시작 시점부터 적분 완료 시점까지 연산된 배터리 적분 전압을 차량 시동 시마다 계산한다. 이어서, 제어부(120)는 각 배터리 적분 전압들 간의 오차를 이용하여 연산된 배터리 적분 전압을 보정할 수 있다.Here, the control unit 120 may set the integration start and completion time for integrating the battery voltage measured by the voltage measurement circuit 110 in advance. Then, the control unit 120 calculates the battery integrated voltage calculated from the predetermined integration start time to the integration completion time through the integration circuit 130 at the start of the vehicle. Then, the control unit 120 may correct the battery integrated voltage calculated by using the error between the respective battery integrated voltages.

또한, 제어부(120)는 기설정된 초기 구간 동안의 세부시간 단위마다 측정된 배터리 전압의 파형을 분석할 수 있다. 그리고 제어부(120)는 그 분석된 배터리 전압의 파형에 따라 기설정된 적분 구간을 변경할 수 있다.In addition, the controller 120 may analyze the waveform of the battery voltage measured for each of the detailed time units during a predetermined initial period. The control unit 120 may change the predetermined integration period according to the waveform of the analyzed battery voltage.

또한, 제어부(120)는 절연 저항을 한 번만 추정하는 것이 아니라 적어도 하나의 전압 측정 샘플링을 통해 절연 저항을 정확하게 추정할 수 있다. 즉, 제어부(120)는 적분회로(130)에서 적분된 배터리 전압으로부터 기설정된 적분 구간 동안의 적어도 하나의 배터리 적분 전압을 연산한다. 그리고 제어부(120)는 그 연산된 적어도 하나의 배터리 적분 전압을 이용하여 절연 저항을 추정할 수 있다. 즉, 적어도 하나의 전압 측정 샘플링을 통해 절연 저항이 더욱 정확하게 추정될 수 있다.In addition, the controller 120 can accurately estimate the insulation resistance through at least one voltage measurement sampling instead of only estimating the insulation resistance once. That is, the control unit 120 calculates at least one battery integrated voltage for a predetermined integration period from the battery voltage integrated by the integration circuit 130. [ The control unit 120 may estimate the insulation resistance using the calculated at least one battery integrated voltage. That is, the insulation resistance can be more accurately estimated through at least one voltage measurement sampling.

한편, 절연 저항 추정 장치(100)는 양극 보정 저항(Rx+)과 음극 보정 스위치(SWx-)를 더 포함할 수 있다.On the other hand, the insulation resistance estimation apparatus 100 may further include an anode correction resistor Rx + and a cathode correction switch SWx-.

양극 보정 저항(Rx+)은 기설정된 보정 저항치(예컨대, 1㏁ 등)를 갖고 양극 공통 저항(Ry+)과 병렬로 연결된다. The anode correction resistance Rx + has a predetermined correction resistance value (for example, 1 M OMEGA or the like) and is connected in parallel with the anode common resistance Ry +.

양극 보정 스위치(SWx+)는 양극 보정 저항(Rx+)과 양극 공통 저항(Ry+) 간의 라인을 각각 연결하거나 차단할 수 있다.The positive polarity correction switch SWx + can connect or disconnect the line between the positive polarity correction resistor Rx + and the positive common resistance Ry +, respectively.

제어부(120)는 양극 보정 스위치(SWx+)를 온(ON)시킨 후, 추정된 절연 저항과 기설정된 보정 저항치와 비교하여 추정된 절연 저항을 보정할 수 있다. 여기서, 제어부(120)는 추정된 절연 저항과 기설정된 보정 저항치 간의 저항 차이에 따라 추정된 절연 저항을 보정할 수 있다.The control unit 120 can correct the insulation resistance estimated by comparing the estimated insulation resistance with the predetermined correction resistance after turning on the anode correction switch SWx +. Here, the controller 120 may correct the insulation resistance estimated according to the resistance difference between the estimated insulation resistance and the preset correction resistance.

도 6은 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 음극 절연 저항을 측정하기 위한 스위칭 동작에 대한 설명도이다.6 is an explanatory diagram of a switching operation for measuring a negative electrode insulation resistance according to the second embodiment of the present invention.

다음으로, 음극 공통 저항(Ry-)과 병렬로 연결된 음극 고장 저항(Rf-)이 발생한 경우에 음극 절연 저항을 추정하는 동작을 구체적으로 살펴보기로 한다.Next, an operation of estimating the negative electrode insulation resistance when the negative electrode common resistance Ry- and the negative electrode breakdown resistance Rf- connected in parallel is generated will be described in detail.

도 6에 도시된 바와 같이, 배터리(Vb)의 음극 단자 및 제2 저항(R2) 사이에 음극 공통 저항(Ry-)과 병렬로 연결된 음극 고장 저항(Rf-)이 발생한 경우, 제어부(120)는 제4 및 제3 스위치(SW4 및 SW3)를 각각 온(ON) 및 오프(OFF)시킨 후, 적분회로(130)에서 적분된 배터리 전압으로부터 기설정된 적분 구간 동안의 배터리 적분 전압을 연산하고 그 연산된 배터리 적분 전압을 이용하여 절연 저항을 추정한다.6, when the negative terminal resistance Rf- connected in parallel with the negative common resistance Ry- is generated between the negative terminal of the battery Vb and the second resistor R2, After the fourth and third switches SW4 and SW3 are turned on and off respectively, a battery integrated voltage for a predetermined integration period is calculated from the battery voltage integrated by the integrating circuit 130, The insulation resistance is estimated using the calculated battery integrated voltage.

여기서, 제어부(120)는 전압 측정회로(110)에서 측정된 배터리 전압을 적분하기 위한 적분 시작 및 완료 시점을 미리 설정할 수 있다. 그러면, 제어부(120)는 적분회로(130)를 통해 미리 설정된 적분 시작 시점부터 적분 완료 시점까지 연산된 배터리 적분 전압을 차량 시동 시마다 계산한다. 이어서, 제어부(120)는 각 배터리 적분 전압들 간의 오차를 이용하여 연산된 배터리 적분 전압을 보정할 수 있다.Here, the control unit 120 may set the integration start and completion time for integrating the battery voltage measured by the voltage measurement circuit 110 in advance. Then, the control unit 120 calculates the battery integrated voltage calculated from the predetermined integration start time to the integration completion time through the integration circuit 130 at the start of the vehicle. Then, the control unit 120 may correct the battery integrated voltage calculated by using the error between the respective battery integrated voltages.

또한, 제어부(120)는 기설정된 초기 구간 동안의 세부시간 단위마다 측정된 배터리 전압의 파형을 분석할 수 있다. 그리고 제어부(120)는 그 분석된 배터리 전압의 파형에 따라 기설정된 적분 구간을 변경할 수 있다.In addition, the controller 120 may analyze the waveform of the battery voltage measured for each of the detailed time units during a predetermined initial period. The control unit 120 may change the predetermined integration period according to the waveform of the analyzed battery voltage.

한편, 절연 저항 추정 장치(100)는 음극 보정 저항(Rx-)과 음극 보정 스위치(SWx-)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the insulation resistance estimation apparatus 100 may further include a negative-pole correction resistor Rx- and a negative-pole correction switch SWx-.

음극 보정 저항(Rx-)은 기설정된 보정 저항치(예컨대, 1㏁ 등)를 갖고 음극 공통 저항(Ry-)과 병렬로 연결된다.The cathode correction resistor Rx- has a predetermined correction resistance value (e.g., 1 M OMEGA or the like) and is connected in parallel with the cathode common resistance Ry-.

음극 보정 스위치(SWx-)는 음극 보정 저항(Rx-)과 음극 공통 저항(Ry-) 간의 라인을 각각 연결하거나 차단할 수 있다.The cathode correction switch SWx- can connect or disconnect the line between the cathode correction resistor Rx- and the cathode common resistance Ry-, respectively.

여기서, 제어부(120)는 음극 보정 스위치(SWx-)를 온(ON)시킨 후, 추정된 절연 저항과 기설정된 보정 저항치와 비교하여 추정된 절연 저항을 보정할 수 있다. 제어부(120)는 추정된 절연 저항과 기설정된 보정 저항치 간의 저항 차이에 따라 추정된 절연 저항을 보정할 수 있다.Here, the controller 120 may correct the insulation resistance estimated by comparing the estimated insulation resistance with the predetermined correction resistance after turning on the cathode correction switch SWx-. The controller 120 may correct the insulation resistance estimated according to the resistance difference between the estimated insulation resistance and the preset correction resistance.

도 7은 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 방법에 대한 흐름도이다.7 is a flowchart illustrating a method of estimating an insulation resistance using a capacitor according to the first embodiment of the present invention.

본 명세서의 제1 실시 예에 따른 절연 저항 추정 장치(100)에서 양극 절연 저항을 산출하는 방법에 대해서 먼저 살펴보고, 음극 절연 저항을 산출하는 방법에 대해서 살펴보기로 한다.A method of calculating the anode insulation resistance in the insulation resistance estimation apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention will be described first, and a method of calculating the anode insulation resistance will be described.

우선, 양극 절연 저항을 산출하는 S702 내지 S716 과정부터 살펴보면 다음과 같다.First, the steps S702 to S716 for calculating the anode insulation resistance will be described as follows.

절연 저항 추정 장치(100)는 제1 및 제2 스위치(SW1 및 SW2)를 온시킨다(S702).The insulation resistance estimation apparatus 100 turns on the first and second switches SW1 and SW2 (S702).

우선, 배터리(Vb)의 양극 단자 및 음극 단자에 연결되는 고전압 라인의 절연파괴를 측정하기 위해서, 제1 및 제2 스위치(SW1 및 SW2)를 닫아 배터리(Vb)와 제1 저항(R1), 측정 저항(Rm) 및 제2 저항(R2)들이 연결되도록 하여 저항들과 측정 저항(Rm)에 전압이 걸리도록 한다.The first and second switches SW1 and SW2 are closed to measure the insulation breakdown of the high voltage line connected to the positive terminal and the negative terminal of the battery Vb so that the battery Vb and the first resistor R1, The measuring resistor Rm and the second resistor R2 are connected to each other so that the voltage is applied to the resistors and the measuring resistor Rm.

그리고 절연 저항 추정 장치(100)는 제3 스위치(SW3)를 온시킨다(S704).Then, the insulation resistance estimation apparatus 100 turns on the third switch SW3 (S704).

이후, 절연 저항 추정 장치(100)는 측정 저항(Rm)에 걸린 저항 전압(Vrm)을 측정한다(S706).Thereafter, the insulation resistance estimation apparatus 100 measures the resistance voltage Vrm caught by the measurement resistance Rm (S706).

즉, 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치(100)는 제3 스위치(SW3)를 닫고 제4 스위치(SW4)를 열은 상태에서 전압 측정회로(110)를 통해 측정 저항(Rm)에 걸리는 전압을 측정한다.That is, the insulation resistance estimation apparatus 100 using a capacitor measures a voltage applied to the measurement resistor Rm through the voltage measurement circuit 110 in a state in which the third switch SW3 is closed and the fourth switch SW4 is opened do.

이어서, 절연 저항 추정 장치(100)는 전압 측정회로(110)를 통해 측정된 저항 전압(Vrm)으로부터 배터리 전압(Vb)을 측정한다(S708).Next, the insulation resistance estimation apparatus 100 measures the battery voltage Vb from the resistance voltage Vrm measured through the voltage measurement circuit 110 (S708).

그리고 절연 저항 추정 장치(100)는 제3 및 제4 스위치(SW3 및 SW4)를 각각 온(ON) 및 오프(OFF)시킨 후, 전압 측정회로(110)를 통해 측정된 배터리 전압과 배터리 전압의 측정 시점에서의 전압 변화량을 계산한다(S710). 이때, 제어부(120)는 제3 및 제4 스위치(SW3 및 SW4)를 각각 온(ON) 및 오프(OFF)시킨 후, 배터리 전압이 상승하여 최대치에서 감소하는 최대 시점으로부터 기설정된 시간이 지난 측정 시점에서의 전압 변화량을 계산할 수 있다.Then, the insulation resistance estimation apparatus 100 turns on and off the third and fourth switches SW3 and SW4, respectively. Then, the insulation resistance estimation apparatus 100 estimates the battery voltage and the battery voltage measured through the voltage measurement circuit 110 The voltage variation at the measurement time is calculated (S710). At this time, the control unit 120 turns on and off the third and fourth switches SW3 and SW4, respectively. Thereafter, the control unit 120 determines whether the battery voltage has increased It is possible to calculate the voltage change amount at the time point.

이후, 절연 저항 추정 장치(100)는 양극 절연 저항을 전압 안정화 이전에 추정한다(S712). 즉, 제어부(120)는 그 측정 시점에서 측정된 배터리 전압과 계산된 전압 변화량을 이용하여 기설정된 안정화 시점에서의 절연 저항을 추정할 수 있다.Thereafter, the insulation resistance estimation apparatus 100 estimates the anode insulation resistance before voltage stabilization (S712). That is, the controller 120 can estimate the insulation resistance at a predetermined stabilization time using the measured battery voltage and the calculated voltage change amount at the measurement time.

이어서, 절연 저항 추정 장치(100)는 배터리(Vb)와 샤시 접지 사이가 절연 파괴인지를 확인한다(S714).Then, the insulation resistance estimation apparatus 100 confirms whether the insulation between the battery Vb and the chassis ground is insulation breakdown (S714).

상기 확인 결과(S714), 절연 파괴인 경우, 절연 저항 추정 장치(100)는 제1 및 제2 스위치(SW1 및 SW2)를 오프시킨다(S716).If the check result (S714) is an insulation breakdown, the insulation resistance estimation apparatus 100 turns off the first and second switches SW1 and SW2 (S716).

반면, 상기 확인 결과(S714), 절연 파괴가 아니면, 절연 저항 추정 장치(100)는 제3 스위치(SW3)를 오프시키고, 제4 스위치(SW4)를 온시킨다(S718).On the other hand, if the check result (S714) is NO, the insulation resistance estimation apparatus 100 turns off the third switch SW3 and turns on the fourth switch SW4 (S718).

이후, 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치(100)는 측정 저항(Rm)에 걸린 저항 전압(Vrm)을 측정한다(S720).Then, the insulation resistance estimation apparatus 100 using a capacitor measures a resistance voltage Vrm applied to the measurement resistor Rm (S720).

이어서, 절연 저항 추정 장치(100)는 전압 측정회로(110)를 통해 측정된 저항 전압(Vrm)으로부터 배터리 전압(Vb)을 측정한다(S722).Next, the insulation resistance estimation apparatus 100 measures the battery voltage Vb from the resistance voltage Vrm measured through the voltage measurement circuit 110 (S722).

그리고 절연 저항 추정 장치(100)는 제3 및 제4 스위치(SW3 및 SW4)를 각각 온(ON) 및 오프(OFF)시킨 후, 전압 측정회로(110)를 통해 측정된 배터리 전압과 배터리 전압의 측정 시점에서의 전압 변화량을 계산한다(S724). 이때, 제어부(120)는 제3 및 제4 스위치(SW3 및 SW4)를 각각 오프(ON) 및 온(OFF)시킨 후, 배터리 전압이 상승하여 최대치에서 감소하는 최대 시점으로부터 기설정된 시간이 지난 측정 시점에서의 전압 변화량을 계산할 수 있다.Then, the insulation resistance estimation apparatus 100 turns on and off the third and fourth switches SW3 and SW4, respectively. Then, the insulation resistance estimation apparatus 100 estimates the battery voltage and the battery voltage measured through the voltage measurement circuit 110 The voltage change amount at the measurement time is calculated (S724). At this time, after the third and fourth switches SW3 and SW4 are turned on and off, the control unit 120 determines that the battery voltage is higher than the maximum value, It is possible to calculate the voltage change amount at the time point.

이후, 절연 저항 추정 장치(100)는 음극 절연 저항을 전압 안정화 이전에 추정한다(S726). 즉, 제어부(120)는 그 측정 시점에서 측정된 배터리 전압과 계산된 전압 변화량을 이용하여 기설정된 안정화 시점에서의 절연 저항을 추정할 수 있다.Thereafter, the insulation resistance estimation apparatus 100 estimates the negative insulation resistance before voltage stabilization (S726). That is, the controller 120 can estimate the insulation resistance at a predetermined stabilization time using the measured battery voltage and the calculated voltage change amount at the measurement time.

이어서, 절연 저항 추정 장치(100)는 배터리(Vb)와 샤시 접지 사이가 절연 파괴인지를 확인한다(S728).Then, the insulation resistance estimation apparatus 100 confirms whether the insulation between the battery Vb and the chassis ground is insulation failure (S728).

상기 확인 결과(S728), 절연 파괴인 경우, 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치(100)는 제1 및 제2 스위치(SW1 및 SW2)를 오프시킨다(S730).In the case of insulation breakdown (S728), the insulation resistance estimation apparatus 100 using a capacitor turns off the first and second switches SW1 and SW2 (S730).

반면, 상기 확인 결과(S728), 절연 파괴가 아니면, 절연 저항 추정 장치(100)는 배터리(Vb)의 절연 저항이 절연 파괴가 아닌 것으로 판단하고 절연 저항 추정 과정을 종료한다.On the other hand, if it is determined that the insulation resistance is not destroyed (S728), the insulation resistance estimation apparatus 100 determines that the insulation resistance of the battery Vb is not insulation insulation, and ends the insulation resistance estimation process.

도 8은 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 방법에 대한 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating a method of estimating an insulation resistance using a capacitor according to a second embodiment of the present invention.

본 명세서의 제2 실시 예에 따른 절연 저항 추정 장치(100)에서 양극 절연 저항을 산출하는 방법에 대해서 먼저 살펴보고, 음극 절연 저항을 산출하는 방법에 대해서 살펴보기로 한다.A method of calculating the anode insulation resistance in the insulation resistance estimation apparatus 100 according to the second embodiment of the present invention will be described first, and a method of calculating the anode insulation resistance will be described below.

우선, 양극 절연 저항을 산출하는 S802 내지 S816 과정부터 살펴보면 다음과 같다.First, the steps S802 to S816 for calculating the anode insulation resistance will be described as follows.

절연 저항 추정 장치(100)는 제1 및 제2 스위치(SW1 및 SW2)를 온시킨다(S802).The insulation resistance estimation apparatus 100 turns on the first and second switches SW1 and SW2 (S802).

우선, 배터리(Vb)의 양극 단자 및 음극 단자에 연결되는 고전압 라인의 절연파괴를 측정하기 위해서, 제1 및 제2 스위치(SW1 및 SW2)를 닫아 배터리(Vb)와 제1 저항(R1), 측정 저항(Rm) 및 제2 저항(R2)들이 연결되도록 하여 저항들과 측정 저항(Rm)에 전압이 걸리도록 한다.The first and second switches SW1 and SW2 are closed to measure the insulation breakdown of the high voltage line connected to the positive terminal and the negative terminal of the battery Vb so that the battery Vb and the first resistor R1, The measuring resistor Rm and the second resistor R2 are connected to each other so that the voltage is applied to the resistors and the measuring resistor Rm.

그리고 절연 저항 추정 장치(100)는 제3 스위치(SW3)를 온시킨다(S804).Then, the insulation resistance estimation apparatus 100 turns on the third switch SW3 (S804).

이후, 절연 저항 추정 장치(100)는 측정 저항(Rm)에 걸린 저항 전압(Vrm)을 측정한다(S806).Thereafter, the insulation resistance estimation apparatus 100 measures a resistance voltage Vrm applied to the measurement resistor Rm (S806).

즉, 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치(100)는 제3 스위치(SW3)를 닫고 제4 스위치(SW4)를 열은 상태에서 전압 측정회로(110)를 통해 측정 저항(Rm)에 걸리는 전압을 측정한다.That is, the insulation resistance estimation apparatus 100 using a capacitor measures a voltage applied to the measurement resistor Rm through the voltage measurement circuit 110 in a state in which the third switch SW3 is closed and the fourth switch SW4 is opened do.

이어서, 절연 저항 추정 장치(100)는 전압 측정회로(110)를 통해 측정된 저항 전압(Vrm)으로부터 배터리 전압(Vb)을 초기 구간 동안의 세부 시간 단위마다 측정한다(S808).Then, the insulation resistance estimation apparatus 100 measures the battery voltage Vb from the measured resistance voltage Vrm through the voltage measurement circuit 110 for each detailed time unit during the initial period (S808).

절연 저항 추정 장치(100)는 전압 측정회로(110)에서 측정된 배터리 전압을 적분회로(130)를 통해 기설정된 적분 구간 동안 적분한다(S810).The insulation resistance estimation apparatus 100 integrates the battery voltage measured by the voltage measurement circuit 110 during a predetermined integration period through the integration circuit 130 (S810).

이어서, 절연 저항 추정 장치(100)는 적분회로(130)에서 적분된 배터리 전압으로부터 기설정된 적분 구간 동안의 배터리 적분 전압을 연산하고 그 연산된 배터리 적분 전압을 이용하여 양극 절연 저항을 추정한다(S812).Next, the insulation resistance estimation apparatus 100 calculates a battery integrated voltage for a predetermined integration period from the battery voltage integrated by the integration circuit 130, and estimates an anode insulation resistance using the calculated battery integrated voltage (S812 ).

이어서, 절연 저항 추정 장치(100)는 배터리(Vb)와 샤시 접지 사이가 절연 파괴인지를 확인한다(S814).Then, the insulation resistance estimation apparatus 100 confirms whether the insulation between the battery Vb and the chassis ground is dielectric breakdown (S814).

상기 확인 결과(S814), 절연 파괴인 경우, 절연 저항 추정 장치(100)는 제1 및 제2 스위치(SW1 및 SW2)를 오프시킨다(S816).If the check result (S814) is an insulation breakdown, the insulation resistance estimation apparatus 100 turns off the first and second switches SW1 and SW2 (S816).

반면, 상기 확인 결과(S814), 절연 파괴가 아니면, 절연 저항 추정 장치(100)는 제3 스위치(SW3)를 오프시키고, 제4 스위치(SW4)를 온시킨다(S818).On the other hand, if the check result (S814) is NO, the insulation resistance estimation apparatus 100 turns off the third switch SW3 and turns on the fourth switch SW4 (S818).

이후, 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치(100)는 측정 저항(Rm)에 걸린 저항 전압(Vrm)을 측정한다(S820).Thereafter, the insulation resistance estimation apparatus 100 using a capacitor measures a resistance voltage Vrm applied to the measurement resistor Rm (S820).

이어서, 절연 저항 추정 장치(100)는 전압 측정회로(110)를 통해 측정된 저항 전압(Vrm)으로부터 배터리 전압(Vb)을 초기 구간 동안의 세부 시간 단위마다 측정한다(S822).Then, the insulation resistance estimation apparatus 100 measures the battery voltage Vb from the resistance voltage Vrm measured through the voltage measurement circuit 110 for each detail time unit during the initial section (S822).

절연 저항 추정 장치(100)는 전압 측정회로(110)에서 측정된 배터리 전압을 적분회로(130)를 통해 기설정된 적분 구간 동안 적분한다(S824).The insulation resistance estimation apparatus 100 integrates the battery voltage measured by the voltage measurement circuit 110 during a predetermined integration period through the integration circuit 130 (S824).

이어서, 절연 저항 추정 장치(100)는 적분회로(130)에서 적분된 배터리 전압으로부터 기설정된 적분 구간 동안의 배터리 적분 전압을 연산하고 그 연산된 배터리 적분 전압을 이용하여 음극 절연 저항을 추정한다(S826).Then, the insulation resistance estimation apparatus 100 calculates a battery integrated voltage for a predetermined integration period from the battery voltage integrated by the integration circuit 130, and estimates a negative insulation resistance using the calculated battery integrated voltage (S826 ).

이어서, 절연 저항 추정 장치(100)는 배터리(Vb)와 샤시 접지 사이가 절연 파괴인지를 확인한다(S828).Subsequently, the insulation resistance estimation apparatus 100 confirms whether the insulation between the battery Vb and the chassis ground is insulation breakdown (S828).

상기 확인 결과(S828), 절연 파괴인 경우, 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치(100)는 제1 및 제2 스위치(SW1 및 SW2)를 오프시킨다(S830).In the case of insulation breakdown (S828), the insulation resistance estimation apparatus 100 using a capacitor turns off the first and second switches SW1 and SW2 (S830).

반면, 상기 확인 결과(S828), 절연 파괴가 아니면, 절연 저항 추정 장치(100)는 배터리(Vb)의 절연 저항이 절연 파괴가 아닌 것으로 판단하고 절연 저항 추정 과정을 종료한다.On the other hand, if the result of the check (S828) is not insulation breakdown, the insulation resistance estimation apparatus 100 determines that the insulation resistance of the battery Vb is not insulation breakdown, and ends the insulation resistance estimation process.

도 9는 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 보정 저항을 이용한 절연 저항 보정 방법에 대한 흐름도이다.9 is a flowchart of a method of correcting an insulation resistance using a correction resistor according to the first embodiment of the present invention.

절연 저항 추정 장치(100)는 차량의 시동 온(IG ON) 신호를 인식한다(S902).The insulation resistance estimation apparatus 100 recognizes the start-on (IG ON) signal of the vehicle (S902).

그리고 절연 저항 추정 장치(100)는 보정 스위치(SWx+ 또는 SWx-)를 온(ON)시켜 보정 저항(Rx+ 또는 Rx-)과 공통 저항(Ry+ 또는 Ry-) 간의 라인을 연결한다(S904).The insulation resistance estimation apparatus 100 then turns on the correction switch SWx + or SWx- to connect the line between the correction resistor Rx + or Rx- and the common resistance Ry + or Ry- (S904).

이후, 절연 저항 추정 장치(100)는 그 측정 시점에서 측정된 배터리 전압과 계산된 전압 변화량을 이용하여 기설정된 안정화 시점에서의 절연 저항을 추정한다(S906).Then, the insulation resistance estimation apparatus 100 estimates the insulation resistance at a predetermined stabilization time using the measured battery voltage and the calculated voltage change amount at the measurement time (S906).

절연 저항 추정 장치(100)는 추정된 절연 저항과 보정 저항치가 일치하는지를 확인한다(S908).The insulation resistance estimation apparatus 100 confirms whether the estimated insulation resistance and the correction resistance value match (S908).

상기 확인 결과(S908), 추정된 절연 저항과 보정 저항치가 일치하면, 절연 저항 추정 장치(100)는 보정 저항을 이용한 절연 저항 보정을 종료한다.As a result of the check (S908), if the estimated insulation resistance and the correction resistance value coincide with each other, the insulation resistance estimation apparatus 100 ends the insulation resistance correction using the correction resistance.

반면, 상기 확인 결과(S908), 추정된 절연 저항과 보정 저항치가 일치하지 않으면, 절연 저항 추정 장치(100)는 추정된 절연 저항과 기설정된 보정 저항치와 비교하여 추정된 절연 저항을 보정한다(S910). 여기서, 절연 저항 추정 장치(100)는 추정된 절연 저항과 기설정된 보정 저항치 간의 저항 차이에 따라 추정된 절연 저항을 보정할 수 있다.On the other hand, if the estimated insulation resistance does not match the correction resistance value (S908), the insulation resistance estimation apparatus 100 corrects the insulation resistance estimated by comparing the estimated insulation resistance with a predetermined correction resistance value (S910 ). Here, the insulation resistance estimation apparatus 100 can correct the insulation resistance estimated according to the resistance difference between the estimated insulation resistance and the predetermined correction resistance value.

절연 저항의 보정 후, 절연 저항 추정 장치(100)는 절연 저항을 재측정한다(S912).After correcting the insulation resistance, the insulation resistance estimation apparatus 100 re-measures the insulation resistance (S912).

도 10은 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 보정 저항을 이용한 절연 저항 보정 방법에 대한 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a method of correcting an insulation resistance using a correction resistor according to a second embodiment of the present invention.

절연 저항 추정 장치(100)는 차량의 시동 온(IG ON) 신호를 인식한다(S1002).The insulation resistance estimation apparatus 100 recognizes the start-on (IG ON) signal of the vehicle (S1002).

그리고 절연 저항 추정 장치(100)는 보정 스위치(SWx+ 또는 SWx-)를 온(ON)시켜 보정 저항(Rx+ 또는 Rx-)과 공통 저항(Ry+ 또는 Ry-) 간의 라인을 연결한다(S1004).The insulation resistance estimation apparatus 100 then turns on the correction switch SWx + or SWx- to connect the line between the correction resistor Rx + or Rx- and the common resistor Ry + or Ry- (S1004).

이후, 절연 저항 추정 장치(100)는 초기 구간 동안의 세부시간 단위마다 배터리 전압을 측정한다(S1006).Thereafter, the insulation resistance estimation apparatus 100 measures the battery voltage at each detailed time unit during the initial section (S1006).

절연 저항 추정 장치(100)는 기설정된 적분 구간 동안 배터리 전압을 적분한다(S1008).The insulation resistance estimation apparatus 100 integrates the battery voltage for a preset integration period (S1008).

절연 저항 추정 장치(100)는 그 연산된 배터리 적분 전압을 이용하여 절연 저항을 추정한다(S1010).The insulation resistance estimation apparatus 100 estimates insulation resistance using the calculated battery integrated voltage (S1010).

절연 저항 추정 장치(100)는 추정된 절연 저항과 보정 저항치가 일치하는지를 확인한다(S1012).The insulation resistance estimation apparatus 100 confirms whether the estimated insulation resistance and the correction resistance value match (S1012).

상기 확인 결과(S1012), 추정된 절연 저항과 보정 저항치가 일치하면, 절연 저항 추정 장치(100)는 보정 저항을 이용한 절연 저항 보정을 종료한다.As a result of the check (S1012), if the estimated insulation resistance and the correction resistance value coincide with each other, the insulation resistance estimation apparatus 100 ends the insulation resistance correction using the correction resistance.

반면, 상기 확인 결과(S1012), 추정된 절연 저항과 보정 저항치가 일치하지 않으면, 절연 저항 추정 장치(100)는 추정된 절연 저항과 기설정된 보정 저항치와 비교하여 추정된 절연 저항을 보정한다(S1014). 여기서, 절연 저항 추정 장치(100)는 추정된 절연 저항과 기설정된 보정 저항치 간의 저항 차이에 따라 추정된 절연 저항을 보정할 수 있다.On the other hand, if the estimated insulation resistance does not match the correction resistance value (S1012), the insulation resistance estimation apparatus 100 corrects the insulation resistance estimated by comparing the estimated insulation resistance and the preset correction resistance value (S1014 ). Here, the insulation resistance estimation apparatus 100 can correct the insulation resistance estimated according to the resistance difference between the estimated insulation resistance and the predetermined correction resistance value.

절연 저항의 보정 후, 절연 저항 추정 장치(100)는 절연 저항을 재측정한다(S1014).After correcting the insulation resistance, the insulation resistance estimation apparatus 100 re-measures the insulation resistance (S1014).

도 11은 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 측정된 배터리 전압의 안정화 과정에 대한 설명도이다.11 is an explanatory diagram of a process of stabilizing the measured battery voltage according to the first embodiment of the present invention.

절연 저항 추정 장치(100)는 절연 저항을 측정하기 위해 제3 또는 제4 스위치(SW3 또는 SW4)를 턴온(Turn-on)시키면, 도 11과 같이 전압이 안정화되는데 오랜 시간이 걸린다.When the insulation resistance estimation apparatus 100 turns on the third or fourth switch SW3 or SW4 to measure the insulation resistance, it takes a long time to stabilize the voltage as shown in FIG.

따라서, 절연 저항 추정 장치(100)는 측정된 배터리 전압이 안정화된 후, 절연 저항을 측정해야 한다. 그러면, 측정 주기가 길어질 뿐만 아니라, 절연이 파괴되더라도 감지하는 시간 동안 운전자가 위험에 노출될 수 있다.Therefore, the insulation resistance estimation apparatus 100 must measure the insulation resistance after the measured battery voltage has stabilized. This not only lengthens the measurement period, but it also exposes the operator to danger during the sensing time, even if the insulation is destroyed.

도 11에 도시된 전압 파형을 살펴보면, 배터리의 전압에 따라 피크(Peak)로 올라가는 전압과 기울기, 및 전압이 안정화되는 슬로프(slope)의 모양이 달라진다. 이때, 절연 저항 추정 장치(100)는 배터리 전압이 안정화되기 전에 특정 측정 시점에서의 전압 변화량(예컨대, 전압 기울기)을 가지고 예상되는 전압을 계산하여 절연 저항을 추정한다.Referring to the voltage waveform shown in FIG. 11, the shape of a slope that stabilizes the voltage and a voltage that goes up to a peak according to the voltage of the battery are changed. At this time, the insulation resistance estimation apparatus 100 estimates the insulation resistance by calculating the expected voltage with a voltage change amount (for example, a voltage slope) at a specific measurement time before the battery voltage is stabilized.

예를 들어, 전압이 안정화되기까지 시간이 5초의 시간이 걸린다고 하면, 절연 저항 추정 장치(100)는 1초 시점(측정 시점)에서의 전압 변화량(dv/dt)을 구한다. 그리고 절연 저항 추정 장치(100)는 전압 변화량을 이용하여 5초(안정화 시점)에서의 배터리 전압을 추정하여 절연 저항을 1초 만에 측정할 수 있다.For example, assuming that the time takes 5 seconds to stabilize the voltage, the insulation resistance estimation apparatus 100 obtains the voltage change amount dv / dt at the 1-second time point (measurement time point). Then, the insulation resistance estimation apparatus 100 can measure the insulation resistance in one second by estimating the battery voltage at 5 seconds (stabilization time) using the voltage change amount.

여기서, 절연 저항 추정 장치(100)는 1초에서의 전압과 1ms이후의 전압을 측정하여 (전압 변화량)/1ms의 기울기로 5초 후의 전압을 추정할 수 있다.Here, the insulation resistance estimation apparatus 100 can estimate the voltage after 5 seconds with a slope of (voltage change amount) / 1 ms by measuring the voltage at 1 second and the voltage at 1 ms or later.

본 명세서의 제1 실시 예에 따른 절연 저항 추정 장치(100)는 단순히 절연 저항의 추정 시간만 감소하는 것이 아니라, 절연 저항 파괴에 대해 실시간으로 감지할 수 있다. 이때, 절연 저항 추정 장치(100)는 동일한 주기(예컨대, 5초) 동안 총 5번의 측정이 가능하여 여러 번의 샘플링 할 수 있어 측정 정밀도를 향상할 수 있다.The insulation resistance estimation apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention can detect not only insulation resistance estimation time but also insulation resistance breakdown in real time. At this time, the insulation resistance estimation apparatus 100 can perform a total of five measurements over the same period (for example, 5 seconds), and can perform sampling several times, thereby improving the measurement accuracy.

또한, 본 명세서의 제1 실시 예에 따른 절연 저항 추정 장치(100)는 절연 저항을 측정하기 위해 스위치를 턴온 시키는 동작이 절연을 파괴하는 것과 동일하기 때문에, 전압 측정 시간을 줄임으로써 고전압 영역에서 발생되는 서지 또는 노이즈 등의 유입 가능성을 더 낮출 수 있다.In addition, since the operation of turning on the switch to measure the insulation resistance is the same as that of the insulation breakdown, the insulation resistance estimation apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention generates the insulation resistance in the high voltage region It is possible to lower the possibility of influx of surge or noise.

도 12는 본 명세서의 제2 실시 예에 따른 측정된 배터리 전압의 적분 과정에 대한 설명도이다.12 is an explanatory diagram illustrating an integration process of a measured battery voltage according to a second embodiment of the present invention.

절연 저항 추정 장치(100)는 배터리의 전체 전압을 기준으로 절연 파괴 여부를 판단한다. 하지만, 절연 저항 측정 중(예컨대, 5초 동안) 수시로 변동되는 배터리의 전압으로 인해 오차가 발생하게 된다.The insulation resistance estimation apparatus 100 determines whether insulation breakdown is based on the total voltage of the battery. However, an error occurs due to the voltage of the battery which fluctuates frequently during the insulation resistance measurement (for example, for 5 seconds).

또한, 차량의 고전압 모터 및 인버터 등에서 다량의 노이즈가 발생한다. 이때, 이러한 노이즈가 배터리 측으로 유입될 수 있어 배터리 전압의 측정값에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 절연 저항 추정 장치(100)는 1회만으로 절연 저항의 결과 값을 취득하지 않는다. 절연 저항 추정 장치(100)는 적분 시작 시점(예컨대, 디폴트 1초)부터 전압을 측정하여 적분 완료 시점(예컨대, 고정값 5초)까지의 적분 구간 동안 적분한 전압 누적값(1201)을 이용하여 절연 저항을 추정한다. 이는 변동되는 배터리의 전압과 유입되는 노이즈로부터 절연 저항의 측정 성능에 영향을 받지 않기 하기 위함이다.Also, a large amount of noise is generated in a high voltage motor and an inverter of a vehicle. At this time, such noise may flow into the battery side, which may affect the measured value of the battery voltage. Therefore, the insulation resistance estimation apparatus 100 does not acquire the resultant value of the insulation resistance only once. The insulation resistance estimation apparatus 100 measures a voltage from an integration start time (for example, default 1 second) and uses the integrated voltage value 1201 integrated during the integration period from the integration completion time (for example, the fixed value 5 seconds) And the insulation resistance is estimated. This is to avoid the influence of the measurement performance of the insulation resistance from the voltage of the fluctuating battery and the noise introduced.

도 12에 도시된 바와 같이, 절연 저항 추정 장치(100)는 적분회로(130)를 통해 초기 설정한 디폴트(default) 값(1초)부터 고정된 값 (5초)까지의 전압을 적분하여 절연 저항 측정을 위한 값으로 이용함으로써, 노이즈에 둔감할 뿐만 아니라 변동되는 배터리의 전압을 반영하여 절연 저항을 정확하게 추정할 수 있다.12, the insulation resistance estimation apparatus 100 integrates a voltage ranging from a default value (1 second) initially set through the integration circuit 130 to a fixed value (5 seconds) By using the value as a value for resistance measurement, not only is it insensitive to noise, but also the insulation resistance can be accurately estimated by reflecting the voltage of the battery.

이때, 전압 측정이 완료되는 5초는 고정된 값을 이용하고, 측정이 시작되는 1초는 디폴트(default) 값으로 둘 수 있다. 이러한 적분 구간은 차량의 매 시동 시 오차 값을 보정할 수 있도록 변경될 수 있다.At this time, a fixed value is used for 5 seconds in which the voltage measurement is completed, and a default value of 1 second in which the measurement is started can be set. The integration interval may be changed so as to correct the error value at the start of the vehicle.

본 명세서가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 명세서가 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 명세서의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 명세서의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that the present specification may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present specification is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the present specification Should be interpreted.

한편, 본 명세서와 도면에는 본 명세서의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 명세서의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 명세서의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 명세서의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is not intended to limit the scope of the specification. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

100: 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치
110: 전압 측정회로
120: 적분회로
130: 제어부
R1 및 R2: 제1 및 제2 저항
Rm: 측정 저항
SW1 내지 SW4: 제1 내지 제4 스위치
Ry+ 및 Ry-: 양극 및 음극 공통 저항
Rf+ 및 Rf-: 양극 및 음극 고장 저항
SWx+ 및 SWx-: 양극 및 음극 보정 스위치
Rx+ 및 Rx-: 양극 및 음극 보정 저항
100: An insulation resistance estimation device using a capacitor
110: Voltage measurement circuit
120: Integrating circuit
130:
R1 and R2: first and second resistors
Rm: Measuring resistance
SW1 to SW4: First to fourth switches
Ry + And Ry-: anode and cathode common resistance
Rf + And Rf-: anode and cathode fault resistance
SWx + And SWx-: Positive and Negative Correction Switches
Rx + And Rx-: anode and cathode correction resistances

Claims (20)

배터리에 직렬로 연결되는 제1 저항, 측정 저항 및 제2 저항;
상기 제1 저항 및 측정 저항과 상기 측정 저항 및 제2 저항 사이에 일측 각각이 연결되고 타측 각각이 차량의 샤시 접지에 공통으로 연결되는 제1 및 제2 커패시터;
상기 배터리와 제1 저항 및 제2 저항 간의 라인을 연결하거나 차단하는 제1 및 제2 스위치;
상기 제1 저항 및 측정 저항 사이와 상기 제1 커패시터에 일측이 연결되고 타측이 차량의 샤시 접지에 연결되는 제3 스위치;
상기 측정 저항과 제2 저항 사이와 상기 제2 커패시터에 일측이 연결되고 타측이 상기 제3 스위치 및 상기 접지에 연결되는 제4 스위치;
상기 제1 및 제2 저항과 각각 병렬로 연결된 일측 및 타측 공통 저항;
상기 측정 저항에 양단이 연결되어 배터리 전압으로부터 배터리 전압을 측정하는 전압 측정회로; 및
상기 제3 또는 제4 스위치를 온(ON)시킨 후, 상기 전압 측정회로를 통해 측정된 배터리 전압과 배터리 전압의 측정 시점에서의 전압 변화량을 계산하여 절연 저항을 전압 안정화 이전에 추정하고, 상기 추정된 절연 저항에 의한 절연 파괴 여부에 따라 제1 및 제2 스위치를 제어하는 제어부
를 포함하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치.
A first resistor connected in series to the battery, a measurement resistor and a second resistor;
First and second capacitors each having one side connected between the first resistor and the measurement resistor, the measurement resistor and the second resistor, and each of the other sides being commonly connected to the chassis ground of the vehicle;
First and second switches connecting or disconnecting the line between the battery and the first resistor and the second resistor;
A third switch connected between the first resistor and the measurement resistor and one end connected to the first capacitor and the other end connected to the chassis ground of the vehicle;
A fourth switch having one end connected to the measuring resistor and the second resistor and the other end connected to the third switch and the ground;
One and the other common resistors connected in parallel with the first and second resistors, respectively;
A voltage measuring circuit connected at both ends to the measuring resistor to measure a battery voltage from the battery voltage; And
Estimating an insulation resistance before voltage stabilization by calculating a voltage change amount at a measurement time point of the battery voltage and the battery voltage measured through the voltage measurement circuit after turning on the third or fourth switch, And controls the first and second switches in accordance with the insulation breakdown caused by the insulation resistance
And a capacitor connected to the capacitor.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제3 또는 제4 스위치를 온(ON)시킨 후, 배터리 전압이 상승하여 최대치에서 감소하는 최대 시점으로부터 기설정된 시간이 지난 측정 시점에서의 전압 변화량을 계산하고, 상기 측정 시점에서 측정된 배터리 전압과 상기 계산된 전압 변화량을 이용하여 기설정된 안정화 시점에서의 절연 저항을 추정하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치.
The method according to claim 1,
The control unit
Calculating a voltage change amount at a measurement time point after a predetermined time from a maximum time point at which the battery voltage rises and decreases at a maximum value after the third or fourth switch is turned on, And estimating an insulation resistance at a predetermined stabilization time using the calculated voltage change amount.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제3 또는 제4 스위치를 온(ON)시킨 후, 상기 전압 측정회로를 통해 측정된 적어도 하나의 배터리 전압과 각각 대응되는 측정 시점에서의 전압 변화량들을 계산하여 적어도 하나의 전압 측정 샘플링을 통해 절연 저항을 전압 안정화 이전에 추정하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치.
The method according to claim 1,
The control unit
Calculating voltage variation amounts at measurement points respectively corresponding to at least one battery voltage measured through the voltage measurement circuit after turning on the third or fourth switch, A device for estimating insulation resistance using a capacitor that estimates a resistance before voltage stabilization.
제1항에 있어서,
기설정된 보정 저항치를 갖고 상기 일측 및 타측 공통 저항과 각각 병렬로 연결되는 일측 및 타측 보정 저항; 및
상기 일측 및 타측 보정 저항과 상기 일측 및 타측 공통 저항 간의 라인을 각각 연결하거나 차단하는 일측 및 타측 보정 스위치를 더 포함하고,
상기 제어부는 일측 또는 타측 보정 스위치를 온(ON)시킨 후, 상기 추정된 절연 저항과 상기 기설정된 보정 저항치와 비교하여 상기 추정된 절연 저항을 보정하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치.
The method according to claim 1,
One side and the other of the correction resistors having a predetermined correction resistance value and connected in parallel with the one side and the other side common resistance; And
Further comprising a one-side and one-side correction switches for connecting or disconnecting the line between the one side and the other side correction resistor and the one side and the other side common resistance,
Wherein the controller corrects the estimated insulation resistance by comparing the estimated insulation resistance with the predetermined correction resistance after turning on one or the other of the correction switches.
제4항에 있어서,
상기 제어부는
상기 추정된 절연 저항과 상기 기설정된 보정 저항치 간의 저항 차이에 따라 상기 추정된 절연 저항을 보정하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치.
5. The method of claim 4,
The control unit
And corrects the estimated insulation resistance according to a resistance difference between the estimated insulation resistance and the preset correction resistance.
배터리에 직렬로 연결되는 제1 저항, 측정 저항 및 제2 저항;
상기 제1 저항 및 측정 저항과 상기 측정 저항 및 제2 저항 사이에 일측 각각이 연결되고 타측 각각이 차량의 샤시 접지에 공통으로 연결되는 제1 및 제2 커패시터;
상기 배터리와 제1 저항 및 제2 저항 간의 라인을 연결하거나 차단하는 제1 및 제2 스위치;
상기 제1 저항 및 측정 저항 사이와 상기 제1 커패시터에 일측이 연결되고 타측이 차량의 샤시 접지에 연결되는 제3 스위치;
상기 측정 저항과 제2 저항 사이와 상기 제2 커패시터에 일측이 연결되고 타측이 상기 제3 스위치 및 상기 접지에 연결되는 제4 스위치;
상기 제1 및 제2 저항과 각각 병렬로 연결된 일측 및 타측 공통 저항;
상기 측정 저항에 양단이 연결되어 배터리 전압으로부터 배터리 전압을 측정하는 전압 측정회로;
상기 측정된 배터리 전압을 적분하는 적분회로; 및
상기 제3 또는 제4 스위치를 온(ON)시킨 후, 상기 적분회로에서 적분된 배터리 전압으로부터 기설정된 적분 구간 동안의 배터리 적분 전압을 연산하고 상기 연산된 배터리 적분 전압을 이용하여 절연 저항을 추정하는 제어부
를 포함하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치.
A first resistor connected in series to the battery, a measurement resistor and a second resistor;
First and second capacitors each having one side connected between the first resistor and the measurement resistor, the measurement resistor and the second resistor, and each of the other sides being commonly connected to the chassis ground of the vehicle;
First and second switches connecting or disconnecting the line between the battery and the first resistor and the second resistor;
A third switch connected between the first resistor and the measurement resistor and one end connected to the first capacitor and the other end connected to the chassis ground of the vehicle;
A fourth switch having one end connected to the measuring resistor and the second resistor and the other end connected to the third switch and the ground;
One and the other common resistors connected in parallel with the first and second resistors, respectively;
A voltage measuring circuit connected at both ends to the measuring resistor to measure a battery voltage from the battery voltage;
An integrating circuit for integrating the measured battery voltage; And
After turning on the third or fourth switch, the integrated voltage of the battery for a predetermined integration period is calculated from the integrated battery voltage in the integration circuit, and the insulation resistance is estimated using the calculated battery integrated voltage The control unit
And a capacitor connected to the capacitor.
제6항에 있어서,
상기 제어부는
상기 측정된 배터리 전압을 적분하기 위한 적분 시작 및 완료 시점을 미리 설정하고, 상기 미리 설정된 적분 시작 시점부터 적분 완료 시점까지 연산된 배터리 적분 전압을 차량 시동 시마다 계산하고 각 배터리 적분 전압들 간의 오차를 이용하여 상기 연산된 배터리 적분 전압을 보정하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치.
The method according to claim 6,
The control unit
The method includes calculating an integration start and completion time for integrating the measured battery voltage in advance and calculating a battery integrated voltage calculated from the predetermined integration start time to an integration completion time for each starting of the vehicle and using an error between the battery integrated voltages And correcting the calculated battery integrated voltage.
제6항에 있어서,
상기 제어부는
기설정된 초기 구간 동안의 세부시간 단위마다 측정된 배터리 전압의 파형을 분석하고 상기 분석된 배터리 전압의 파형에 따라 기설정된 적분 구간을 변경하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치.
The method according to claim 6,
The control unit
Wherein the waveform of the measured battery voltage is analyzed for each of the detailed time units during a predetermined initial period, and the predefined integral period is changed according to the waveform of the analyzed battery voltage.
제6항에 있어서,
기설정된 보정 저항치를 갖고 상기 일측 및 타측 공통 저항과 각각 병렬로 연결되는 일측 및 타측 보정 저항; 및
상기 일측 및 타측 보정 저항과 상기 일측 및 타측 공통 저항 간의 라인을 각각 연결하거나 차단하는 일측 및 타측 보정 스위치를 더 포함하고,
상기 제어부는 일측 또는 타측 보정 스위치를 온(ON)시킨 후, 상기 추정된 절연 저항과 상기 기설정된 보정 저항치와 비교하여 상기 추정된 절연 저항을 보정하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치.
The method according to claim 6,
One side and the other of the correction resistors having a predetermined correction resistance value and connected in parallel with the one side and the other side common resistance; And
Further comprising a one-side and one-side correction switches for connecting or disconnecting the line between the one side and the other side correction resistor and the one side and the other side common resistance,
Wherein the controller corrects the estimated insulation resistance by comparing the estimated insulation resistance with the predetermined correction resistance after turning on one or the other of the correction switches.
제9항에 있어서,
상기 제어부는
상기 추정된 절연 저항과 상기 기설정된 보정 저항치 간의 저항 차이에 따라 상기 추정된 절연 저항을 보정하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 장치.
10. The method of claim 9,
The control unit
And corrects the estimated insulation resistance according to a resistance difference between the estimated insulation resistance and the preset correction resistance.
제1 저항 및 측정 저항과 상기 측정 저항 및 제2 저항 사이에 일측 각각이 연결되고 타측 각각이 차량의 샤시 접지에 공통으로 연결되는 제1 및 제2 커패시터를 포함한 절연 저항 추정 장치에서의 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 방법에 있어서,
배터리에 직렬로 제1 저항, 측정 저항 및 제2 저항을 연결하는 단계;
상기 제1 저항 및 측정 저항 사이에 일측이 연결되고 타측은 차량의 샤시 접지에 연결되는 제3 스위치와, 상기 측정 저항과 제2 저항 사이에 일측이 연결되고 타측은 상기 제3 스위치 및 상기 접지에 연결되는 제4 스위치를 교대로 온(ON) 및 오프(OFF)시켜 저항 전압으로부터 배터리 전압을 측정하는 단계;
상기 제3 또는 제4 스위치를 온(ON)시킨 후, 상기 측정된 배터리 전압과 배터리 전압의 측정 시점에서의 전압 변화량을 계산하는 단계; 및
상기 측정된 배터리 전압과 상기 계산된 전압 변화량을 절연 저항을 전압 안정화 이전에 추정하는 단계
를 포함하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 방법.
A capacitor in the insulation resistance estimating apparatus including first and second capacitors each having one side connected between a first resistor and a measurement resistor, the measurement resistor and a second resistor, and the other side commonly connected to the chassis ground of the vehicle A method for estimating an insulation resistance,
Connecting a first resistor, a measurement resistor and a second resistor in series with the battery;
A third switch having one side connected between the first resistor and the measuring resistor and the other side connected to the chassis ground of the vehicle; and a second switch having one side connected between the measuring resistor and the second resistor and the other side connected to the third switch and the ground Measuring a battery voltage from a resistance voltage by alternately turning on and off a fourth switch to be connected;
Calculating a voltage change amount at the time of measuring the measured battery voltage and the battery voltage after turning on the third or fourth switch; And
Estimating the measured battery voltage and the calculated voltage change amount before the voltage stabilization of the insulation resistance
Wherein the first and second resistors are connected in series.
제11항에 있어서,
상기 전압 변화량을 계산하는 단계는
상기 제3 또는 제4 스위치를 온(ON)시킨 후, 기설정된 안정화 시점에서의 절연 저항을 추정하도록, 배터리 전압이 상승하여 최대치에서 감소하는 최대 시점으로부터 기설정된 시간이 지난 측정 시점에서의 전압 변화량을 계산하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 방법.
12. The method of claim 11,
The step of calculating the voltage change amount
A voltage change amount at a measurement time point after a predetermined time from a maximum time point at which the battery voltage rises and decreases at a maximum value so as to estimate the insulation resistance at a predetermined stabilization time point after turning on the third or fourth switch, A method for estimating an insulation resistance using a capacitor.
제11항에 있어서,
상기 절연 저항을 전압 안정화 이전에 추정하는 단계는
상기 전압 변화량을 계산하는 단계에서 상기 제3 또는 제4 스위치를 온(ON)시킨 후, 측정된 적어도 하나의 배터리 전압과 각각 대응되는 측정 시점에서의 전압 변화량들이 계산되면, 적어도 하나의 전압 측정 샘플링을 통해 절연 저항을 전압 안정화 이전에 추정하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 방법.
12. The method of claim 11,
The step of estimating the insulation resistance before voltage stabilization
When the third or fourth switch is turned on in the step of calculating the voltage change amount, when the voltage change amounts at the respective measurement points corresponding to the measured at least one battery voltage are calculated, at least one voltage measurement sampling A method for estimating insulation resistance using a capacitor that estimates the insulation resistance before voltage stabilization.
제11항에 있어서,
기설정된 보정 저항치를 갖고 상기 일측 및 타측 공통 저항과 각각 병렬로 연결되는 일측 및 타측 보정 저항과 상기 일측 및 타측 공통 저항 간의 라인이 각각 연결된 후, 상기 추정된 절연 저항과 상기 기설정된 보정 저항치와 비교하여 상기 추정된 절연 저항을 보정하는 단계
를 더 포함하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 방법.
12. The method of claim 11,
A line between the one side and the other side common resistance having a predetermined correction resistance value and connected in parallel with the one side and the other side common resistance and the one side and the other side common resistance are connected to each other and then compared with the estimated insulation resistance and the predetermined correction resistance value And correcting the estimated insulation resistance
Further comprising the steps of:
제14항에 있어서,
상기 추정된 절연 저항을 보정하는 단계는
상기 추정된 절연 저항과 상기 기설정된 보정 저항치 간의 저항 차이에 따라 상기 추정된 절연 저항을 보정하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 방법.
15. The method of claim 14,
The step of correcting the estimated insulation resistance
And correcting the estimated insulation resistance according to a resistance difference between the estimated insulation resistance and the predetermined correction resistance.
제1 저항 및 측정 저항과 상기 측정 저항 및 제2 저항 사이에 일측 각각이 연결되고 타측 각각이 차량의 샤시 접지에 공통으로 연결되는 제1 및 제2 커패시터를 포함한 절연 저항 추정 장치에서의 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 방법에 있어서,
배터리에 직렬로 제1 저항, 측정 저항 및 제2 저항을 연결하는 단계;
상기 제1 저항 및 측정 저항 사이에 일측이 연결되고 타측은 차량의 샤시 접지에 연결되는 제3 스위치와, 상기 측정 저항과 제2 저항 사이에 일측이 연결되고 타측은 상기 제3 스위치 및 상기 접지에 연결되는 제4 스위치를 교대로 온(ON) 및 오프(OFF)시켜 저항 전압으로부터 배터리 전압을 측정하는 단계;
상기 제3 또는 제4 스위치를 온(ON)시킨 후, 상기 측정된 배터리 전압을 적분하여 적분된 배터리 전압으로부터 기설정된 적분 구간 동안의 배터리 적분 전압을 연산하는 단계; 및
상기 연산된 배터리 적분 전압을 이용하여 절연 저항을 추정하는 단계
를 포함하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 방법.
A capacitor in the insulation resistance estimating apparatus including first and second capacitors each having one side connected between a first resistor and a measurement resistor, the measurement resistor and a second resistor, and the other side commonly connected to the chassis ground of the vehicle A method for estimating an insulation resistance,
Connecting a first resistor, a measurement resistor and a second resistor in series with the battery;
A third switch having one side connected between the first resistor and the measuring resistor and the other side connected to the chassis ground of the vehicle; and a second switch having one side connected between the measuring resistor and the second resistor and the other side connected to the third switch and the ground Measuring a battery voltage from a resistance voltage by alternately turning on and off a fourth switch to be connected;
Integrating the measured battery voltage after turning on the third or fourth switch, and calculating a battery integrated voltage for a predetermined integration period from the integrated battery voltage; And
Estimating an insulation resistance using the calculated battery integrated voltage
Wherein the first and second resistors are connected in series.
제16항에 있어서,
상기 측정된 배터리 전압을 적분하기 위한 적분 시작 및 완료 시점을 미리 설정하는 단계를 더 포함하고,
상기 배터리 적분 전압을 연산하는 단계는 상기 미리 설정된 적분 시작 시점부터 적분 완료 시점까지 연산된 배터리 적분 전압을 차량 시동 시마다 계산하고 각 배터리 적분 전압들 간의 오차를 이용하여 상기 연산된 배터리 적분 전압을 보정하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 방법.
17. The method of claim 16,
Further comprising presetting an integration start and completion time for integrating the measured battery voltage,
Wherein the step of calculating the battery integrated voltage includes calculating a battery integrated voltage calculated from the predetermined integration start time to an integral completion time for each starting of the vehicle and correcting the calculated battery integrated voltage using an error between the respective battery integrated voltages (Method of Estimating Insulation Resistance Using a Capacitor).
제16항에 있어서,
기설정된 초기 구간 동안의 세부시간 단위마다 측정된 배터리 전압의 파형을 분석하는 단계; 및
상기 분석된 배터리 전압의 파형에 따라 기설정된 적분 구간을 변경하는 단계
를 더 포함하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 방법.
17. The method of claim 16,
Analyzing a waveform of the battery voltage measured every detail time unit during a predetermined initial period; And
A step of changing a predetermined integration period according to the waveform of the analyzed battery voltage
Further comprising the steps of:
제16항에 있어서,
기설정된 보정 저항치를 갖고 상기 일측 및 타측 공통 저항과 각각 병렬로 연결되는 일측 및 타측 보정 저항과 상기 일측 및 타측 공통 저항 간의 라인이 각각 연결된 후, 상기 추정된 절연 저항과 상기 기설정된 보정 저항치와 비교하여 상기 추정된 절연 저항을 보정하는 단계
를 더 포함하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 방법.
17. The method of claim 16,
A line between the one side and the other side common resistance having a predetermined correction resistance value and connected in parallel with the one side and the other side common resistance and the one side and the other side common resistance are connected to each other and then compared with the estimated insulation resistance and the predetermined correction resistance value And correcting the estimated insulation resistance
Further comprising the steps of:
제19항에 있어서,
상기 추정된 절연 저항을 보정하는 단계는
상기 추정된 절연 저항과 상기 기설정된 보정 저항치 간의 저항 차이에 따라 상기 추정된 절연 저항을 보정하는 커패시터를 이용한 절연 저항 추정 방법.
20. The method of claim 19,
The step of correcting the estimated insulation resistance
And correcting the estimated insulation resistance according to a resistance difference between the estimated insulation resistance and the predetermined correction resistance.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107942243A (en) * 2017-11-09 2018-04-20 上汽通用五菱汽车股份有限公司 Relay adhesion detection circuit and detection method
CN109375077A (en) * 2018-11-28 2019-02-22 国网河南省电力公司南阳供电公司 A kind of insulation of electrical installation parameter quick test device and method
CN110174625A (en) * 2019-05-23 2019-08-27 海南大学 A kind of power battery pack resistance insulation monitoring system and monitoring algorithm
KR102181229B1 (en) * 2019-06-28 2020-11-24 (주)에이치엠지 Apparatus and method for measuring resistance measurement
CN113433476A (en) * 2021-05-31 2021-09-24 天津力神电池股份有限公司 Method for detecting insulation defect inside lithium ion battery
WO2023031449A1 (en) * 2021-09-03 2023-03-09 Webasto SE Measuring and monitoring method for an insulation device, and a vehicle
WO2023136705A1 (en) * 2022-01-17 2023-07-20 두원중공업(주) Apparatus for detecting dielectric breakdown of motor of electric compressor
US11762022B2 (en) 2019-10-29 2023-09-19 Lg Energy Solution, Ltd. Electric leakage detection apparatus, electric leakage detection method, and electric vehicle

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004104923A (en) 2002-09-10 2004-04-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method and apparatus for detecting insulation resistance

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004104923A (en) 2002-09-10 2004-04-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd Method and apparatus for detecting insulation resistance

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107942243A (en) * 2017-11-09 2018-04-20 上汽通用五菱汽车股份有限公司 Relay adhesion detection circuit and detection method
CN109375077A (en) * 2018-11-28 2019-02-22 国网河南省电力公司南阳供电公司 A kind of insulation of electrical installation parameter quick test device and method
CN109375077B (en) * 2018-11-28 2024-04-05 国网河南省电力公司南阳供电公司 Quick test device and method for insulation parameters of electrical equipment
CN110174625A (en) * 2019-05-23 2019-08-27 海南大学 A kind of power battery pack resistance insulation monitoring system and monitoring algorithm
CN110174625B (en) * 2019-05-23 2021-06-15 海南大学 Insulation monitoring system and monitoring algorithm for resistance of power battery pack
KR102181229B1 (en) * 2019-06-28 2020-11-24 (주)에이치엠지 Apparatus and method for measuring resistance measurement
US11762022B2 (en) 2019-10-29 2023-09-19 Lg Energy Solution, Ltd. Electric leakage detection apparatus, electric leakage detection method, and electric vehicle
CN113433476A (en) * 2021-05-31 2021-09-24 天津力神电池股份有限公司 Method for detecting insulation defect inside lithium ion battery
WO2023031449A1 (en) * 2021-09-03 2023-03-09 Webasto SE Measuring and monitoring method for an insulation device, and a vehicle
WO2023136705A1 (en) * 2022-01-17 2023-07-20 두원중공업(주) Apparatus for detecting dielectric breakdown of motor of electric compressor

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