(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁抵抗測定装置であって、
バッテリーアセンブリの正極ノードに接続される正極テスト抵抗と、
前記バッテリーアセンブリの負極ノードに接続される負極テスト抵抗と、
前記正極テスト抵抗及び前記負極テスト抵抗を、それぞれ前記バッテリーアセンブリの正極ノード及び負極ノードに接続し、所定の回路が形成されるようにするスイッチ部と、
前記スイッチ部を制御するスイッチ制御部と、
前記正極テスト抵抗に印加される第１電圧及び前記負極テスト抵抗に印加される第２電圧を測定する電圧測定部と、
前記スイッチ制御部の制御によって前記所定の回路が形成された後、前記電圧測定部が測定した前記第１電圧及び前記第２電圧のうち少なくとも一つの電圧を、予め決められた周期に応じて少なくとも２周期以上読み出し、前記読み出した電圧を用いて、前記第１電圧及び前記第２電圧のうち少なくとも一つの電圧の最終収斂値を推定する電圧推定部とを備えてなり、
前記電圧推定部は、前記電圧測定部が測定した前記第１電圧及び前記第２電圧のうち少なくとも一つの電圧を、予め決められた周期に応じて少なくとも３周期以上読み出し、前記読み出した電圧を用いて、前記第１電圧及び前記第２電圧のうち少なくとも一つの電圧の最終収斂値を推定し、
前記電圧推定部は、第１周期で読み出した第１読出電圧、第２周期で読み出した第２読出電圧及び第３周期で読み出した第３読出電圧を用いて、下記の数式によって前記最終収斂値を推定することを特徴とする、絶縁抵抗測定装置。
【数１】
0006471179.tif 000011
〔上記式中、
ｙfは最終収斂値を示し、
ｙ1は第１読出電圧を示し、
ｙ2は第２読出電圧示し、
ｙ3は第３読出電圧を示す。〕
【請求項２】
前記スイッチ部は、前記バッテリーアセンブリの正極ノードと前記正極テスト抵抗とを連結する第１線路上に設けられ、選択的にターンオンまたはターンオフされる第１スイッチと、前記バッテリーアセンブリの負極ノードと前記負極テスト抵抗とを連結する第２線路上に設けられ、選択的にターンオンまたはターンオフされる第２スイッチとを備えてなることを特徴とする、請求項１に記載の絶縁抵抗測定装置。
【請求項３】
前記所定の回路は、前記第１スイッチと前記第２スイッチとがターンオンされた第１回路、前記第１スイッチがターンオンされ、前記第２スイッチがターンオフされた第２回路、前記第１スイッチがターンオフされ、前記第２スイッチがターンオンされた第３回路、及び前記第１スイッチと前記第２スイッチとがターンオフされた第４回路のうちいずれか一つの回路であることを特徴とする、請求項２に記載の絶縁抵抗測定装置。
【請求項４】
前記電圧推定部は、前記第２回路が形成された後、前記電圧測定部が測定した前記第１電圧を、前記予め決められた周期に応じて少なくとも  ２周期以上読み出し、前記読み出した電圧を用いて第１推定値を算出し、前記第１推定値を前記第１電圧の最終収斂値として推定することを特徴とする、請求項３に記載の絶縁抵抗測定装置。
【請求項５】
前記電圧推定部は、前記第３回路が形成された後、前記電圧測定部が測定した前記第２電圧を、前記予め決められた周期に応じて少なくとも  ２周期以上読み出し、前記読み出した電圧を用いて第２推定値を算出し、前記第２推定値を前記第２電圧の最終収斂値として推定することを特徴とする、請求項４に記載の絶縁抵抗測定装置。
【請求項６】
前記絶縁抵抗測定装置が、前記第１線路上に設けられた正極分配抵抗と、前記第２線路上に設けられた負極分配抵抗とをさらに備えてなることを特徴とする、請求項２に記載の絶縁抵抗測定装置。
【請求項７】
前記絶縁抵抗測定装置が、前記第２線路上に設けられた直流電源部をさらに備えてなることを特徴とする、請求項２に記載の絶縁抵抗測定装置。
【請求項８】
前記直流電源部が出力する電圧の大きさは、前記電圧測定部が測定する前記第２電圧が正数値になるように設定されたことを特徴とする、請求項７に記載の絶縁抵抗測定装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか一項に記載の絶縁抵抗測定装置を備えてなる、バッテリーパック。
【請求項１０】
請求項１〜８の何れか一項に記載の絶縁抵抗測定装置を備えてなる、電気自動車。
【請求項１１】
絶縁抵抗測定方法であって、
バッテリーアセンブリの正極ノードに接続される正極テスト抵抗と、前記バッテリーアセンブリの負極ノードに接続される負極テスト抵抗と、前記正極テスト抵抗及び前記負極テスト抵抗とを、それぞれ前記バッテリーアセンブリの正極ノード及び負極ノードに接続し、所定の回路が形成されるようにするスイッチ部と、前記正極テスト抵抗に印加される第１電圧及び前記負極テスト抵抗に印加される第２電圧を測定する電圧測定部とを備えた絶縁抵抗測定装置を備える段階と、
前記スイッチ部を制御して所定の回路を形成する段階と、
前記所定の回路が形成された後、前記電圧測定部が測定した前記第１電圧及び前記第２電圧のうち少なくとも一つの電圧を、予め決められた周期に応じて少なくとも２周期以上読み出す段階と、
前記読出段階で読み出した電圧を用いて、前記第１電圧及び前記第２電圧のうち少なくとも一つの電圧の最終収斂値を推定する段階とを含んでなり、
前記読出段階は、前記第１電圧及び前記第２電圧のうち少なくとも一つの電圧を、予め決められた周期に応じて少なくとも３周期以上読み出し、
前記推定段階は、前記読み出した電圧を用いて、前記第１電圧及び前記第２電圧のうち少なくとも一つの電圧の最終収斂値を推定し、
前記推定段階は、第１周期で読み出した第１読出電圧、第２周期で読み出した第２読出電圧及び第３周期で読み出した第３読出電圧を用いて、下記の数式によって前記最終収斂値を推定することを特徴とする、絶縁抵抗測定方法。
【数２】
0006471179.tif 000012
〔上記式中、
ｙfは最終収斂値を示し、
ｙ1は第１読出電圧を示し、
ｙ2は第２出電圧を示し、
ｙ3は第３読出電圧を示す。〕
【請求項１２】
前記スイッチ部は、前記バッテリーアセンブリの正極ノードと前記正極テスト抵抗とを連結する第１線路上に設けられ、選択的にターンオンまたはターンオフされる第１スイッチと、前記バッテリーアセンブリの負極ノードと前記負極テスト抵抗とを連結する第２線路上に設けられ、選択的にターンオンまたはターンオフされる第２スイッチとを含んでなることを特徴とする、請求項１１に記載の絶縁抵抗測定方法。
【請求項１３】
前記所定の回路は、前記第１スイッチと前記第２スイッチとがターンオンされた第１回路、前記第１スイッチがターンオンされ、前記第２スイッチがターンオフされた第２回路、前記第１スイッチがターンオフされ、前記第２スイッチがターンオンされた第３回路、及び前記第１スイッチと前記第２スイッチとがターンオフされた第４回路からなる何れか一つの回路であることを特徴とする、請求項１２に記載の絶縁抵抗測定方法。
【請求項１４】
前記所定の回路の形成段階は、前記第２回路を形成する段階を含み、
前記読出段階は、前記第２回路が形成された後、前記第１電圧を前記予め決められた周期に応じて少なくとも２周期以上読み出す段階を含み、
前記推定段階は、前記読出段階で読み出した電圧を用いて第１推定値を算出し、前記第１推定値を前記第１電圧の最終収斂値として推定する段階を含むことを特徴とする、請求項１３に記載の絶縁抵抗測定方法。
【請求項１５】
前記所定の回路の形成段階は、前記第３回路を形成する段階を含み、
前記読出段階は、前記第３回路が形成された後、前記第２電圧を前記予め決められた周期に応じて少なくとも２周期以上読み出す段階を含み、
前記推定段階は、前記読出段階で読み出した電圧を用いて第２推定値を算出し、前記第２推定値を前記第２電圧の最終収斂値として推定する段階を含み、
前記第３回路形成段階、前記第２電圧読出段階及び前記第２推定値を前記第２電圧の最終収斂値として推定する段階は、前記第２回路形成段階、前記第１電圧測定段階及び前記第１推定値を前記第１電圧の最終収斂値として推定する段階の前または後に行われることを特徴とする、請求項１４に記載の絶縁抵抗測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁抵抗を測定する技術に関し、より詳しくは、迅速かつ正確に絶縁抵抗を測定できる絶縁抵抗測定装置及び方法に関する。
【０００２】
本出願は、２０１４年１０月２日出願の韓国特許出願第１０−２０１４−０１３３３９１号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
【背景技術】
【０００３】
最近、ノートブックＰＣ、ビデオカメラ、携帯用電話機などのような携帯用電子製品の需要が急激に増え、電気自動車、エネルギー貯蔵用蓄電池、ロボット、衛星などの開発が本格化するにつれ、反復的な充放電が可能な高性能の二次電池についての研究が活発に進行しつつある。
【０００４】
現在、商用化した二次電池としては、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池、リチウム二次電池などがあり、このうち、リチウム二次電池は、ニッケル系の二次電池に比べてメモリー効果がほとんど起こらず、充放電が自由で、自己放電率が非常に低くてエネルギー密度が高いという長所から脚光を浴びている。
【０００５】
なお、このような二次電池は、単一の二次電池として用いられる場合もあるが、高電圧及び／または大容量の電力貯蔵装置を提供するために、複数の二次電池が直列及び／または並列に接続した状態で用いられる場合が多く、内部の二次電池の充放電動作を全般的に制御するバッテリー管理装置が含まれたバッテリーパックの形態で用いられている。
【０００６】
このような高電圧、大容量の二次電池を用いる電力貯蔵装置は、絶縁状態を維持することが非常に重要となる。もし、バッテリーパックの絶縁状態が維持されない場合、漏洩電流（ｌｅａｋａｇｅ  ｃｕｒｒｅｎｔ）が発生してしまい、様々な問題を招来する恐れがある。具体的に、漏洩電流によってバッテリーパックの寿命が短縮するか、バッテリーパックが使用される電気装備に誤作動を起こし、感電などのような安全事故が発生し得る。
【０００７】
このような漏洩電流の発生を防止するために、バッテリーパックには絶縁抵抗をモニターできる絶縁抵抗測定装置が備えられている。このような絶縁抵抗測定装置は、随時または周期的にバッテリーパックの絶縁抵抗を測定し、バッテリーパック管理装置が絶縁状態を点検できるようにする。
図１は、従来技術による絶縁抵抗測定装置を備えたバッテリーパックの構成を概略的に示した図である。
【０００８】
図１を参照すれば、バッテリーパックは、一つ以上のバッテリーセル２１の集合体であるバッテリーアセンブリ２０を含む。そして、前記バッテリーアセンブリ２０の正極端子及び前記バッテリーアセンブリ２０の負極端子には、それぞれ絶縁抵抗（ＲLeak(+)，ＲLeak(-)）が設けられている。前記絶縁抵抗（ＲLeak(+)，ＲLeak(-)）は、バッテリーパックの絶縁状態を示すための等価抵抗といえる。もし、バッテリーパックの絶縁状態がよく維持される場合、前記絶縁抵抗の抵抗値は充分に大きい値を有し、これに対し、バッテリーパックの絶縁状態が壊れる場合、前記絶縁抵抗の抵抗値は臨界値以下の低い値を有するはずである。
【０００９】
また、図１を参照すれば、バッテリーアセンブリ２０の正極端子及び負極端子には、絶縁抵抗測定装置１０が接続している。前記絶縁抵抗測定装置１０は、内部にテスト抵抗１１及び前記テスト抵抗１１に印加される電圧を測定する電圧測定部１２を備えている。前記絶縁抵抗測定装置１０は、電圧測定部１２によって測定された電圧値を用いて正極側絶縁抵抗（ＲLeak(+)）及び負極側絶縁抵抗（ＲLeak(-)）を算出する。
【００１０】
問題となるのは、バッテリーパックに寄生コンデンサーが存在し得るという点である。かかる寄生コンデンサー成分を絶縁抵抗と同様に等価回路にモデリングすれば、絶縁抵抗に並列に接続したコンデンサーとして表すことができる。
【００１１】
図２は、絶縁抵抗及び寄生コンデンサー成分が表されたバッテリーパックの等価回路を概略的に示した図である。即ち、図２に示したバッテリーパックは、絶縁抵抗（ＲLeak(+)，ＲLeak(-)）及び絶縁抵抗に並列に接続した寄生コンデンサー（ＣP(+)，ＣP(-)）を含む。このように、寄生コンデンサー（ＣP(+)，ＣP(-)）が存在する場合、上述の絶縁抵抗測定装置１０は、電圧をまともに測定しにくい。即ち、寄生コンデンサー（ＣP(+)，ＣP(-)）によってスイチング後の遅延が発生するため、電圧測定部１２が正しい電圧を測定するためには所定の時間が経過しなければならない。
【００１２】
言い換えれば、寄生コンデンサー（ＣP(+)，ＣP(-)）が存在しない理想的な状況では、電圧値がスイチング直後から一定な値を有するが、寄生コンデンサー（ＣP(+)，ＣP(-)）が存在する場合は、ある程度の時間が経過した後に電圧が安定状態に達するようになる。
【００１３】
したがって、従来技術によれば、正しい電圧値を測定するためにはスイチング後の電圧が安定状態に達するだけの十分な時間が経過しなければならない。言い換えれば、絶縁抵抗測定装置１０が絶縁抵抗（ＲLeak(+)，ＲLeak(-)）を算出するときは、追加的な遅延時間がさらに必要となる。
【００１４】
つまり、従来技術によれば、バッテリーパックに存在する寄生コンデンサー成分（ＣP(+)，ＣP(-)）により、絶縁抵抗（ＲLeak(+)，ＲLeak(-)）の算出が即刻行われないという問題点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、バッテリーパックに存在する寄生コンデンサー成分にもかかわらず、迅速かつ正確に絶縁抵抗を算出できる絶縁抵抗測定装置及び方法を提供することを目的とする。
【００１６】
本発明の他の目的及び長所は、下記する説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の課題を達成するため、本発明の一面による絶縁抵抗測定装置は、バッテリーアセンブリの正極ノードに接続される正極テスト抵抗と、前記バッテリーアセンブリの負極ノードに接続される負極テスト抵抗と、前記正極テスト抵抗及び前記負極テスト抵抗を、それぞれ前記バッテリーアセンブリの正極ノード及び負極ノードに接続し、所定の回路が形成されるようにするスイッチ部と、前記スイッチ部を制御するスイッチ制御部と、前記正極テスト抵抗に印加される第１電圧及び前記負極テスト抵抗に印加される第２電圧を測定する電圧測定部と、前記スイッチ制御部の制御によって前記所定の回路が形成された後、前記電圧測定部が測定した前記第１電圧及び前記第２電圧のうち少なくとも一つの電圧を、予め決められた周期に応じて少なくとも２周期以上読み出し、前記読み出した電圧を用いて、前記第１電圧及び前記第２電圧のうち少なくとも一つの電圧の最終収斂値を推定する電圧推定部と、を含むことを特徴とする。
【００１８】
前記スイッチ部は、前記バッテリーアセンブリの正極ノードと前記正極テスト抵抗とを連結する第１線路上に設けられ、選択的にターンオンまたはターンオフされる第１スイッチと、前記バッテリーアセンブリの負極ノードと前記負極テスト抵抗とを連結する第２線路上に設けられ、選択的にターンオンまたはターンオフされる第２スイッチと、を含むことができる。
【００１９】
前記所定の回路は、前記第１スイッチと前記第２スイッチとがターンオンされた第１回路、前記第１スイッチがターンオンされ、前記第２スイッチがターンオフされた第２回路、前記第１スイッチがターンオフされ、前記第２スイッチがターンオンされた第３回路、及び前記第１スイッチと前記第２スイッチとがターンオフされた第４回路のうちいずれか一つの回路であり得る。
【００２０】
前記電圧推定部は、前記第２回路が形成された後、前記電圧測定部が測定した前記第１電圧を、前記予め決められた周期に応じて少なくとも２周期以上読み出し、前記読み出した電圧を用いて第１推定値を算出し、前記第１推定値を前記第１電圧の最終収斂値として推定することができる。
【００２１】
前記電圧推定部は、前記第３回路が形成された後、前記電圧測定部が測定した前記第２電圧を、前記予め決められた周期に応じて少なくとも２周期以上読み出し、前記読み出した電圧を用いて第２推定値を算出し、前記第２推定値を前記第２電圧の最終収斂値として推定することができる。
【００２２】
前記絶縁抵抗測定装置は、前記第２回路についての回路方程式である第２回路方程式、前記第３回路についての回路方程式である第３回路方程式、及び前記第１推定値及び前記第２推定値を用いて、前記バッテリーアセンブリの正極側絶縁抵抗及び前記バッテリーアセンブリの負極側絶縁抵抗を算出する絶縁抵抗算出部をさらに含むことができる。
【００２３】
前記絶縁抵抗算出部は、前記第２回路方程式に前記第１推定値を代入し、前記第３回路方程式に前記第２推定値を代入した後、前記第２回路方程式及び前記第３回路方程式から構成された連立２次方程式の解を求め、前記バッテリーアセンブリの正極側絶縁抵抗及び前記バッテリーアセンブリの負極側絶縁抵抗を算出することができる。
【００２４】
前記電圧推定部は、前記電圧測定部が測定した前記第１電圧及び前記第２電圧のうち少なくとも一つの電圧を、予め決められた周期に応じて少なくとも３周期以上読み出し、前記読み出した電圧を用いて、前記第１電圧及び前記第２電圧のうち少なくとも一つの電圧の最終収斂値を推定することができる。
【００２５】
前記電圧推定部は、第１周期で読み出した第１読出電圧、第２周期で読み出した第２読出電圧及び第３周期で読み出した第３読出電圧を用いて、下記の数式によって前記最終収斂値を推定することができる。
【数１】
0006471179.tif 000002
〔上記式中、ｙfは最終収斂値を示し、ｙ1は第１読出電圧を示し、ｙ2は第２読出電圧を示し、ｙ3は第３読出電圧を示す。〕
前記絶縁抵抗測定装置が、前記第１線路上に設けられた正極分配抵抗と、前記第２線路上に設けられた負極分配抵抗と、をさらに含むことができる。
前記絶縁抵抗測定装置が、前記第２線路上に設けられた直流電源部をさらに含むことができる。
前記直流電源部が出力する電圧の大きさは、前記電圧測定部が測定する前記第２電圧が正数値になるように設定することができる。
上記の目的を達成するための本発明の他面によるバッテリーパックは、上述の絶縁抵抗装置を含む。
上記の目的を達成するための本発明のさらなる他面による電気自動車は、上述の絶縁抵抗測定装置を含む。
【００２６】
上記の目的を達成するための本発明のさらなる他面による絶縁抵抗測定方法は、バッテリーアセンブリの正極ノードに接続される正極テスト抵抗と、前記バッテリーアセンブリの負極ノードに接続される負極テスト抵抗と、前記正極テスト抵抗及び前記負極テスト抵抗を、それぞれ前記バッテリーアセンブリの正極ノード及び負極ノードに接続し、所定の回路が形成されるようにするスイッチ部と、前記正極テスト抵抗に印加される第１電圧及び前記負極テスト抵抗に印加される第２電圧を測定する電圧測定部と、を含む絶縁抵抗測定装置を備える段階と、前記スイッチ部を制御して所定の回路を形成する段階と、前記所定の回路が形成された後、前記電圧測定部が測定した前記第１電圧及び前記第２電圧のうち少なくとも一つの電圧を、予め決められた周期に応じて少なくとも２周期以上読み出す段階と、前記読出段階で読み出した電圧を用いて、前記第１電圧及び前記第２電圧のうち少なくとも一つの電圧の最終収斂値を推定する段階と、を含むことを特徴とする。
【００２７】
前記スイッチ部は、前記バッテリーアセンブリの正極ノードと前記正極テスト抵抗とを連結する第１線路上に設けられ、選択的にターンオンまたはターンオフされる第１スイッチと、前記バッテリーアセンブリの負極ノードと前記負極テスト抵抗とを連結する第２線路上に設けられ、選択的にターンオンまたはターンオフされる第２スイッチと、を含むことができる。
【００２８】
前記所定の回路は、前記第１スイッチと前記第２スイッチとがターンオンされた第１回路、前記第１スイッチがターンオンされ、前記第２スイッチがターンオフされた第２回路、前記第１スイッチがターンオフされ、前記第２スイッチがターンオンされた第３回路、及び前記第１スイッチと前記第２スイッチとがターンオフされた第４回路のうちいずれか一つの回路であり得る。
【００２９】
前記所定の回路の形成段階は、前記第２回路を形成する段階を含み、前記読出段階は、前記第２回路が形成された後、前記第１電圧を前記予め決められた周期に応じて少なくとも２周期以上読み出す段階を含み、前記推定段階は、前記読出段階で読み出した電圧を用いて第１推定値を算出し、前記第１推定値を前記第１電圧の最終収斂値として推定する段階を含むことができる。
【００３０】
前記所定の回路の形成段階は、前記第３回路を形成する段階を含み、前記読出段階は、前記第３回路が形成された後、前記第２電圧を前記予め決められた周期に応じて少なくとも２周期以上読み出す段階を含み、前記推定段階は、前記読出段階で読み出した電圧を用いて第２推定値を算出し、前記第２推定値を前記第２電圧の最終収斂値として推定する段階を含み、前記第３回路形成段階、前記第２電圧読出段階及び前記第２推定値を前記第２電圧の最終収斂値として推定する段階は、前記第２回路形成段階、前記第１電圧測定段階及び前記第１推定値を前記第１電圧の最終収斂値として推定する段階の前または後に行われ得る。
【００３１】
前記絶縁抵抗測定方法は、前記第２回路についての回路方程式である第２回路方程式、前記第３回路についての回路方程式である第３回路方程式、及び前記第１推定値及び前記第２推定値を用いて、前記バッテリーアセンブリの正極側絶縁抵抗及び前記バッテリーアセンブリの負極側絶縁抵抗を算出する段階をさらに含むことができる。
【００３２】
前記絶縁抵抗算出段階は、前記第２回路方程式に前記第１推定値を代入し、前記第３回路方程式に前記第２推定値を代入した後、前記第２回路方程式及び前記第３回路方程式から構成された連立２次方程式の解を求め、前記バッテリーアセンブリの正極側絶縁抵抗及び前記バッテリーアセンブリの負極側絶縁抵抗を算出することができる。
【００３３】
前記読出段階は、前記第１電圧及び前記第２電圧のうち少なくとも一つの電圧を、予め決められた周期に応じて少なくとも３周期以上読み出し、前記推定段階は、前記読み出した電圧を用いて、前記第１電圧及び前記第２電圧のうち少なくとも一つの電圧の最終収斂値を推定することができる。
【００３４】
前記推定段階は、第１周期で読み出した第１読出電圧、第２周期で読み出した第２読出電圧及び第３周期で読み出した第３読出電圧を用いて、下記の数式によって前記最終収斂値を推定することができる。
【数２】
0006471179.tif 000003
〔上記式中、ｙfは最終収斂値を示し、ｙ1は第１読出電圧を示し、ｙ2は第２出電圧を示し、ｙ3は第３読出電圧を示す。〕
【発明の効果】
【００３５】
本発明の一面によれば、一定な時間間隔で電圧を読み出し、読み出した電圧を用いて電圧の最終収斂値を予測することができる。即ち、電圧が安定状態に達する前に、安定状態の電圧値である最終収斂値を予測し、これを用いて迅速に絶縁抵抗を測定することができる。
【００３６】
この他にも、本発明は他の多様な効果を奏することができ、かかる本発明の他の効果は、下記の説明によって理解され、本発明の実施例よってより明らかに分かるはずである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
【図１】従来技術による絶縁抵抗測定装置を備えたバッテリーパックの構成を概略的に示した図である。
【図２】絶縁抵抗及び寄生コンデンサー成分が表されたバッテリーパックの等価回路を概略的に示した図である。
【図３】本発明の一実施例による絶縁抵抗測定装置の機能的構成を概略的に示した図である。
【図４】本発明の一実施例による絶縁抵抗測定装置が設けられたバッテリーパックの回路構成を概略的に示した図である。
【図５】図４の回路構成における第２回路を示した図である。
【図６】図４の回路構成における第３回路を示した図である。
【図７】本発明の一実施例による絶縁抵抗測定方法を示したフローチャートである。
【図８】本発明の他の実施例による絶縁抵抗測定方法を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。
【００３９】
したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
なお、本発明の説明にあたり、本発明に関連する公知技術ついての具体的な説明が、不要に本発明の要旨をぼやかすと判断される場合、その詳細な説明を略する。
【００４０】
図３は、本発明の一事実施例による絶縁抵抗測定装置の機能的構成を概略的に示した図であり、図４は、本発明の一実施例による絶縁抵抗測定装置を備えたバッテリーパックの回路構成を概略的に示した図である。
【００４１】
図３及び図４を参照すれば、本発明の一実施例による絶縁抵抗測定装置１００は、バッテリーパックに設けられたバッテリーアセンブリ２００の正極ノードＮP及び負極ノードＮNに接続されている。
【００４２】
ここで、前記バッテリーアセンブリ２００とは、単一のバッテリーセル２１０またはバッテリーセル２１０の集合体をいい、前記バッテリーセルの集合体は、直列及び／または並列に接続したバッテリーセル２１０で構成することができる。
【００４３】
前記バッテリーセル２１０は、ウルトラキャパシタを含む電気二重層キャパシタまたはリチウムイオン電池、リチウムポリマー電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、ニッケル亜鉛電池などのような二次電池であり得る。
【００４４】
一方、前記バッテリーアセンブリ２００の正極ノードＮP及び負極ノードＮNには、絶縁抵抗（ＲLeak(+)，ＲLeak(-)）が接続されている。即ち、前記バッテリーアセンブリ２００の正極ノードＮPには、正極側絶縁抵抗（ＲLeak(+)）が接続され、前記バッテリーアセンブリ２００の負極ノードＮNには、負極側絶縁抵抗（ＲLeak(-)）が接続している。このような絶縁抵抗（ＲLeak(+)，ＲLeak(-)）は、バッテリーパックの絶縁状態を示すための等価抵抗であるといえる。もし、バッテリーパックの絶縁状態がよく維持される場合、前記絶縁抵抗の抵抗値は充分大きい値を有し、これに対し、絶縁状態が壊れる場合、前記絶縁抵抗の抵抗値は臨界値以下の低い値を有するはずである。
【００４５】
また、前記バッテリーアセンブリ２００の正極ノードＮP及び負極ノードＮNには、寄生コンデンサー（ＣP(+)，ＣP(-)）が接続している。即ち、前記バッテリーアセンブリ２００の正極ノードＮPには正極側寄生コンデンサー（ＣP(+)）が接続し、前記バッテリーアセンブリ２００の負極ノードＮNには負極側寄生コンデンサー（ＣP(-)）が接続している。このような寄生コンデンサー（ＣP(+)，ＣP(-)）は、上述の絶縁抵抗（ＲLeak(+)，ＲLeak(-)）と同様にコンデンサー成分を示すための等価コンデンサーであるといえる。前記寄生コンデンサー（ＣP(+)，ＣP(-)）は、図４に示したように、バッテリーアセンブリ２００の絶縁抵抗（ＲLeak(+)，ＲLeak(-)）に並列に接続した形態にモデリングされ得る。
【００４６】
また、図３及び図４を参照すれば、本発明の一実施例による絶縁抵抗測定装置１００は、正極テスト抵抗１１０、負極テスト抵抗１２０、スイッチ部１３０、電圧測定部１５０、スイッチ制御部１４０、電圧推定部１６０及び絶縁抵抗算出部１７０を含むことができる。
【００４７】
前記正極テスト抵抗１１０は、バッテリーアセンブリ２００の正極ノードＮPに接続することができる。前記正極テスト抵抗１１０は、一端がバッテリーアセンブリ２００の正極ノードＮPに接続し、他端は接地ノードに接続し得る。即ち、図４に示したように、前記正極テスト抵抗１１０は、バッテリーアセンブリ２００の正極ノードＮPと接地ノードであるグラウンドとの間に設けることができる。
【００４８】
前記負極テスト抵抗１２０は、バッテリーアセンブリ２００の負極ノードＮNに接続することができる。前記負極テスト抵抗１２０は、一端がバッテリーアセンブリ２００の負極ノードＮNに接続し、他端は接地ノードに接続することができる。即ち、図４に示したように、前記負極テスト抵抗１２０は、バッテリーアセンブリ２００の負極ノードＮNと接地ノードであるグラウンドとの間に設けることができる。
【００４９】
前記スイッチ部１３０は、前記テスト抵抗とバッテリーアセンブリ２００とを電気的に接続または遮断することができる。即ち、前記スイッチ部１３０は、正極テスト抵抗１１０をバッテリーアセンブリ２００の正極ノードＮPに接続または遮断することができ、負極テスト抵抗１２０をバッテリーアセンブリ２００の負極ノードＮNに接続または遮断することができる。このようなスイッチ部１３０のスイチング動作によって、正極テスト抵抗１１０とバッテリーアセンブリ２００の正極端子とを接続または遮断し、負極テスト抵抗１２０とバッテリーアセンブリ２００の負極端子とを接続または遮断することができ、これによって所定の回路を形成することができる。
一実施例によれば、前記スイッチ部１３０は、図４に示したように、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２を含むことができる。
【００５０】
前記第１スイッチＳＷ１は、前記バッテリーアセンブリ２００の正極ノードＮPと前記正極テスト抵抗１１０とを接続または遮断することができる。前記第１スイッチＳＷ１は、前記バッテリーアセンブリ２００の正極ノードＮPと前記正極テスト抵抗１１０とを連結する第１線路Ｌ１上に設けられ、選択的にターンオンまたはターンオフされ得る。
【００５１】
前記第２スイッチＳＷ２は、前記バッテリーアセンブリ２００の負極ノードＮNと前記負極テスト抵抗１２０とを接続または遮断することができる。前記第２スイッチＳＷ２は、前記バッテリーアセンブリ２００の負極ノードＮNと前記負極テスト抵抗１２０とを連結する第２線路Ｌ２上に設けられ、選択的にターンオンまたはターンオフされ得る。
【００５２】
前記スイッチ制御部１４０は、前記第１スイッチＳＷ１及び前記第２スイッチＳＷ２を制御することができる。即ち、前記スイッチ制御部１４０は、前記第１スイッチＳＷ１及び前記第２スイッチＳＷ２を選択的にターンオンまたはターンオフすることができる。前記スイッチ制御部１４０は、前記第１スイッチＳＷ１及び前記第２スイッチＳＷ２を制御することで、所定の回路を形成することができる。
【００５３】
より具体的に、前記スイッチ制御部１４０は、第１スイッチＳＷ１及び第２  スイッチＳＷ２を制御することで、下記のような多様な回路を形成することができる。
【００５４】
前記スイッチ制御部１４０は、前記第１スイッチＳＷ１と前記第２スイッチＳＷ２とをターンオンして第１回路を形成することができる。前記第１回路は、正極テスト抵抗１１０が正極ノードＮPに接続し、負極テスト抵抗１２０が負極ノードＮNに接続した回路となる。
【００５５】
また、前記スイッチ制御部１４０は、前記第１スイッチＳＷ１をターンオンし、前記第２スイッチＳＷ２をターンオフすることで、第２回路を形成することができる。前記第２回路は、正極テスト抵抗１１０が正極ノードＮPに接続し、負極テスト抵抗１２０が負極ノードＮNに接続していない回路となる。
【００５６】
また、前記スイッチ制御部１４０は、前記第１スイッチＳＷ１をターンオフし、前記第２スイッチＳＷ２をターンオンすることで第３回路を形成することができる。前記第３回路は、正極テスト抵抗１１０が正極ノードＮPに接続し、負極テスト抵抗１２０が負極ノードＮNに接続している回路となる。
【００５７】
また、前記スイッチ制御部１４０は、前記第１スイッチＳＷ１と前記第２スイッチＳＷ２とをターンオフすることで第４回路を形成することができる。前記第４回路は、正極テスト抵抗１１０が正極ノードＮPに接続せず、負極テスト抵抗１２０が負極ノードＮNに接続していない回路となる。
このように、前記スイッチ制御部１４０は、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２を制御することで、相違なる回路を多様に形成することができる。
【００５８】
前記電圧測定部１５０は、前記正極テスト抵抗１１０に印加される電圧及び前記負極テスト抵抗１２０に印加される電圧を測定することができる。ここで、正極テスト抵抗１１０に印加される電圧を第１電圧、負極テスト抵抗１２０に印加される電圧を第２電圧と称することができる。また、前記電圧測定部１５０は、正極電圧測定部１５０及び負極電圧測定部１５０から構成することができる。即ち、前記電圧測定部１５０は、正極テスト抵抗１１０に印加される電圧を測定する正極電圧測定部及び負極テスト抵抗１２０に印加される電圧を測定する負極電圧測定部に細分化することができる。
【００５９】
前記電圧推定部１６０は、スイッチ制御部１４０の制御によって所定の回路が形成された後、第１電圧及び第２電圧のうち少なくとも一つの電圧の最終収斂値を推定することができる。即ち、前記電圧推定部１６０は、スイッチ制御部１４０の制御によって所定の回路が形成された後、第１電圧が安定状態に達したときの電圧値を推定するか、または第２電圧が安定状態に達したときの電圧値を推定することができる。
【００６０】
発明の背景となる技術において、前述のように、バッテリーパックには寄生コンデンサー（ＣP(+)，ＣP(-)）が存在するため、スイッチ制御部１４０の制御によって所定の回路が形成された後、電圧測定部１５０が直ちに第１電圧または第２電圧を測定すれば、過渡状態の電圧値が測定される恐れがある。したがって、安定状態における第１電圧及び第２電圧を測定するためには、充分な時間が経過する必要がある。
【００６１】
前記電圧推定部１６０は、第１電圧または第２電圧が安定状態に達するまで待たず、第１電圧または第２電圧が安定状態に達したときの電圧値である最終収斂値を推定することで、迅速に絶縁抵抗を測定するようにすることができる。
【００６２】
より具体的に、前記電圧推定部１６０は、スイッチ制御部１４０の制御によって所定の回路が形成された後、前記電圧測定部１５０が測定した第１電圧及び第２電圧のうち少なくとも一つの電圧を、予め決められた周期に応じて少なくとも２周期以上読み出し、読み出した電圧を用いて第１電圧及び第２電圧のうち少なくとも一つの電圧の最終収斂値を推定することができる。
【００６３】
一例で、前記電圧推定部１６０は、スイッチ制御部１４０の制御によって第２回路が形成された後、第１電圧に対する最終収斂値を推定することができる。前記電圧推定部１６０は、第２回路が形成された後、前記電圧測定部１５０が測定した第１電圧を用いて第１電圧の最終収斂値を推定することができる。即ち、前記電圧推定部１６０は、前記電圧測定部１５０が測定した第１電圧を用いて、予め決められた周期に応じて第１電圧を２周期以上読み出すことができる。前記電圧推定部１６０は、予め決められた周期に応じて２周期以上読み出し、２周期以上読み出した第１電圧を用いて第１電圧の最終収斂値を推定することができる。ここで、第１電圧の最終収斂値として推定された値は、第１推定値と称することができる。
【００６４】
類似の方法で、前記電圧推定部１６０は、スイッチ制御部１４０の制御によって第３回路が形成された後、前記第２電圧に対する最終収斂値を推定することができる。前記電圧推定部１６０は、第３回路が形成された後、前記電圧測定部１５０が測定した第２電圧を用いて第２電圧の最終収斂値を推定することができる。即ち、前記電圧推定部１６０は、前記電圧測定部１５０が測定した第２電圧を用いて、予め決められた周期に応じて第２電圧を２周期以上読み出し、２周期以上読み出した第２電圧を用いて第２電圧の最終収斂値を推定することができる。ここで、第２電圧の最終収斂値として推定された値は、第２推定値と称することができる。
【００６５】
前記電圧推定部１６０によって第１電圧の最終収斂値及び第２電圧の最終収斂値が決められれば、絶縁抵抗測定装置１００は、第１電圧及び第２電圧の最終収斂値を用いてバッテリーアセンブリ２００の正極側絶縁抵抗（ＲLeak(+)）と負極側絶縁抵抗（ＲLeak(-)）を算出することができる。
【００６６】
前記絶縁抵抗算出部１７０は、第１電圧の最終収斂値及び第２電圧の最終収斂値を用いてバッテリーアセンブリ２００の正極側絶縁抵抗（ＲLeak(+)）及びバッテリーアセンブリ２００の負極側絶縁抵抗（ＲLeak(-)）を算出することができる。より具体的に、前記絶縁抵抗算出部１７０は、前記最終収斂値を算出する根拠となった回路についての回路方程式及び最終収斂値を用いて、バッテリーアセンブリ２００の正極側絶縁抵抗（ＲLeak(+)）及び負極側絶縁抵抗（ＲLeak(-)）を算出することができる。
【００６７】
なお、このように絶縁抵抗を算出するに際し、電圧の最終収斂値を予測してこれを用いることで、絶縁抵抗の算出を迅速に行うことができる。以下、具体的な絶縁抵抗算出過程の一実施例を説明する。
一実施例によれば、絶縁抵抗算出は、次のような過程によって行うことができる。
【００６８】
先ず、スイッチ制御部１４０はスイッチを制御し、図５に示したように、第２回路を形成する。即ち、スイッチ制御部１４０は、正極テスト抵抗１１０とバッテリーアセンブリ２００の正極ノードＮPとが電気的に接続し、負極テスト抵抗１２０とバッテリーアセンブリ２００の負極ノードＮNとは電気的に接続しないようにスイッチ部１３０を制御する。続いて、電圧測定部１５０は、第２回路が形成された後、正極テスト抵抗１１０に印加される電圧である第１  電圧を測定する。次に、電圧推定部１６０は、前記電圧測定部１５０が測定した第１電圧を、予め決められた周期に応じて２周期以上読み出す。例えば、電圧推定部１６０は、第２回路が形成された時点から任意の時間であるｔ１が経過した後から、予め決められた周期であるＤ１周期に応じて３周期にかけて第１電圧を読み出す。即ち、電圧推定部１６０は、ｔ１＋Ｄ１時点における第１電圧である第１読出電圧、ｔ１＋２×Ｄ１時点における第１電圧である第２読出電圧、及びｔ１＋３×Ｄ１時点における第１電圧である第３読出電圧を読み出す。その後、前記電圧推定部１６０は、前記読み出した第１電圧を用いて第１電圧の最終収斂値を推定する。このような過程によって第１電圧の最終収斂値が推定されれば、類似の方法を通じて第２電圧の最終収斂値を推定する。
【００６９】
スイッチ制御部１４０は、スイッチを制御し、図６に示したように、第３回路を形成する。即ち、スイッチ制御部１４０は、負極テスト抵抗１２０とバッテリーアセンブリ２００の負極ノードＮNとが電気的に接続し、正極テスト抵抗１１０とバッテリーアセンブリ２００の正極ノード（ＮP）とは電気的に接続しないようにスイッチ部１３０を制御する。続いて、電圧測定部１５０は、第３回路が形成された後、負極テスト抵抗１２０に印加される電圧である第２電圧を測定する。次に、電圧推定部１６０は、前記電圧測定部１５０が測定した第２電圧を、予め決められた周期に応じて２周期以上読み出す。なお、第２電圧を読み出す周期は、前記第１電圧を読み出す周期と同一であってもよく、相違に設定してもよい。電圧推定部１６０は、第１電圧を読み出すときと同様に、第３回路が形成された時点からの任意の時間であるｔ２が経過した以後から、予め決められた周期であるＤ２周期に応じて３周期にかけて第２電圧を読み出す。即ち、電圧推定部１６０は、ｔ２＋Ｄ２時点における第２電圧である第１読出電圧、ｔ２＋２×Ｄ２時点における第２電圧である第２読出電圧、及びｔ２＋３×Ｄ２時点における第２電圧である第３読出電圧を読み出す。その次に、前記電圧推定部１６０は、前記読み出した第２電圧を用いて第２電圧の最終収斂値を推定する。
【００７０】
このように第１電圧の最終収斂値及び第２電圧の最終収斂値が推定されれば、前記第１電圧の最終収斂値を決定する根拠となった回路である第２回路についての回路方程式である第２回路方程式と、前記第２電圧の最終収斂値を決定する根拠となった回路である第３回路についての回路方程式である第３回路方程式とを用いて、バッテリーアセンブリ２００の正極側絶縁抵抗（ＲLeak(+)）及び負極側絶縁抵抗（ＲLeak(-)）を算出する。即ち、絶縁抵抗算出部１７０は、第２回路方程式、第３回路方程式、及び第１電圧の最終収斂値である第１推定値及び第２電圧の最終収斂値である第２推定値を用いてバッテリーアセンブリ２００の正極側絶縁抵抗（ＲLeak(+)）及び負極側絶縁抵抗（ＲLeak(-)）を算出する。
【００７１】
より具体的には、前記絶縁抵抗算出部１７０は、第２回路方程式に第１推定値を代入し、第３回路方程式に第２推定値を代入し、正極絶縁抵抗（ＲLeak(+)）及び負極側絶縁抵抗（ＲLeak(-)）を未知数とする２つの方程式を導出することができる。即ち、前記絶縁抵抗算出部１７０は、第１推定値が代入された第２回路方程式及び第２推定値が代入された第３回路方程式から構成された連立２次方程式を導出することができる。前記絶縁抵抗算出部１７０は、このような連立２次方程式を解き、２個の未知数に対する解を求めることができる。即ち、前記絶縁抵抗算出部１７０は、前記連立２次方程式を解き、未知数である正極側絶縁抵抗（ＲLeak(+)）及び負極側絶縁抵抗（ＲLeak(-)）を算出することができる。
【００７２】
望ましくは、前記電圧推定部１６０は、電圧の最終収斂値を推定するに際し、３周期以上電圧を読み出し、３周期以上の電圧を用いることができる。即ち、前記電圧推定部１６０は、前記電圧測定部１５０が測定した前記第１電圧及び前記第２電圧のうち少なくとも一つの電圧を、予め決められた周期に応じて少なくとも３周期以上読み出し、前記読み出した電圧を用いて前記第１電圧及び第２電圧のうち少なくとも一つの電圧の最終収斂値を推定することができる。
【００７３】
一例で、前記電圧推定部１６０は、３周期の電圧を読み出し、下記の数式から最終収斂値を推定することができる。即ち、前記電圧推定部１６０は、第１周期で読み出した第１読出電圧、第２周期で読み出した第２読出電圧及び第３周期で読み出した第３読出電圧を下記の数式に代入して最終収斂値を推定することができる。
【数３】
0006471179.tif 000004
〔上記式中、ｙfは最終収斂値を示し、ｙ1は第１読出電圧を示し、ｙ2は第２読出電圧を示し、ｙ3は第３読出電圧を示す。〕
【００７４】
例えば、第１電圧の最終収斂値を推定するために、前記電圧推定部１６０は、第１電圧に対して３周期の電圧を読み出すことができる。即ち、前記電圧推定部１６０は、第１電圧に対する第１読出電圧、第２読出電圧及び第３読出電圧を読み出すことができる。そして、前記電圧推定部１６０は、読み出した電圧値を前記数式に代入して第１電圧に対する最終収斂値を推定することができる。
これと同様の方法で第２電圧の最終収斂値を推定することができ、反復的な説明は省略する。
一方、前記数式１によって電圧の最終収斂値が導出される過程は、以下のようである。
【００７５】
測定の対象となる電圧は、テスト抵抗に印加される電圧であって、テスト抵抗に印加される電圧はコンデンサー成分の影響によって、下記の数式で表すことができる。即ち、テスト抵抗に印加される電圧は、抵抗成分とコンデンサー成分の影響によって、１次ＲＣ回路に対する応答として表すことができる。
【数４】
0006471179.tif 000005
〔上記式中、ｖ（ｔ）はテスト抵抗に印加される電圧を示し、ｙfはｖ（ｔ）の最終収斂値を示し、ｙiはｖ（ｔ）の初期値を示し、Ｒは所定の回路の等価抵抗を示し、Ｃは所定の回路のコンデンサーまたはキャパシタンスを示す。〕
【００７６】
前記数式２の両辺からｙfを引けば、前記数式２は、下記の数式で表すことができる。
【数５】
0006471179.tif 000006
【００７７】
ｔ1、ｔ2、ｔ3で測定されたｖ（ｔ）をそれぞれｙ1、ｙ2、ｙ3とし、数式３のｔにそれぞれｔ1、ｔ2、ｔ3を代入すれば、下記の３つの数式が導出される。
【数６】
0006471179.tif 000007
【００７８】
前記数式４を前記数式５で割り、前記数式５を前記数式６で割ると、次のような数式が導出される。
【数７】
0006471179.tif 000008
【００７９】
前記数式７及び数式８において、ｔ1、ｔ2及びｔ3が等しい間隔として測定された場合、前記数式７の右辺である指数関数の部分と前記数式８の右辺である指数関数の部分とは、同じ値を有するようになる。したがって、数式７と数式８とは、下記のような関係を有する。
【数８】
0006471179.tif 000009
【００８０】
前記数式９をｙfに対してまとめれば、数式１が導出される。したがって、数式１に第１読出電圧、第２読出電圧及び第３読出電圧を代入し、電圧の最終収斂値を求めることができる。
【００８１】
選択的に、前記電圧推定部１６０は、最終収斂値を反復的に推定することができる。この際、電圧推定部１６０は、同一周期に対する最終収斂値を反復的に推定するもでき、これとは違って、他の周期に対する最終収斂値を反復的に推定することもできる。そして、反復的に推定された最終収斂値に対する算術平均値を算出することで最終収斂値を推定することもできる。
【００８２】
また、選択的に、本発明の一実施例による絶縁抵抗測定装置１００は、電圧分配抵抗をさらに含むことができる。また、図４を参照すれば、本発明の一実施例による絶縁抵抗測定装置１００は、第１線路Ｌ１上に設けられた正極分配抵抗ＲDP及び第２線路Ｌ２上に設けられた負極分配抵抗ＲDNを含む。前記正極分配抵抗ＲDP及び負極分配抵抗ＲDNは、それぞれ正極テスト抵抗１１０及び負極テスト抵抗１２０に直列接続される。即ち、前記正極分配抵抗ＲDPは、正極テスト抵抗１１０に直列接続され、正極テスト抵抗１１０に印加される電圧を適切な水準に調節することができる。同様に、前記負極分配抵抗ＲDNは、負極テスト抵抗１２０に直列接続され、負極テスト抵抗１２０に印加される電圧を適切な水準に調節することができる。
【００８３】
また、選択的に、本発明の一実施例による絶縁抵抗測定装置１００は、第２  線路Ｌ２上に設けられた直流電源部ＶDCをさらに含むことができる。即ち、絶縁抵抗測定装置１００は、負極テスト抵抗１２０に所定電圧を印加する直流電源部ＶDCをさらに含むことができる。負極テスト抵抗１２０は、バッテリーアセンブリ２００の負極ノードＮNに接続するため、負極テスト抵抗１２０に印加される電圧値は、正数値でないことがある。したがって、負極テスト抵抗１２０に印加される電圧値が正数値になるようにするために、第２線路Ｌ２上に直流電源部ＶDCを設けることができる。そして、このような直流電源部ＶDCが出力する電圧の大きさは、負極テスト抵抗１２０に印加される第２電圧が正数値になるように設定することができる。
【００８４】
本発明の他面によれば、上述の絶縁抵抗測定装置１００は、バッテリーパックに含まれ得る。即ち、本発明の他面によるバッテリーパックは、上述の絶縁抵抗測定装置１００を含むことができる。
【００８５】
また、本発明のさらなる他面によれば、上述の絶縁抵抗測定装置１００は、電気自動車に含まれ得る。即ち、本発明のさらなる他面による電気自動車は、上述の絶縁抵抗測定装置１００を含むことができる。ここで、電気自動車は、電気エネルギーを動力源とする運送手段であって、電気自動車のみならず、ハイブリッド自動車を含む。
【００８６】
以下、本発明のさらなる他面による絶縁抵抗測定方法について説明する。本発明のさらなる他面による絶縁抵抗測定方法については、上述の絶縁抵抗測定装置についての説明などをそのまま適用することができるため、反復的な部分の説明は省略する。
【００８７】
本発明の一面による絶縁抵抗測定方法は、上述の絶縁抵抗測定装置を用いて絶縁抵抗を測定する方法であって、前記絶縁抵抗測定方法を行う各段階の主体は、上述の絶縁抵抗測定装置の各構成要素となり得る。
図７は、本発明の一実施例による絶縁抵抗測定方法を示したフローチャートである。
【００８８】
図７を参照すれば、本発明の一実施例による絶縁抵抗測定方法は、先ず、正極テスト抵抗１１０、負極テスト抵抗１２０、スイッチ部１３０及び電圧測定部１５０を含む絶縁抵抗測定装置を準備する（Ｓ７１０）。ここで、正極テスト抵抗１１０は、バッテリーアセンブリ２００の正極ノードＮPに接続し、負極テスト抵抗１２０はバッテリーアセンブリ２００の負極ノードＮNに接続することができる。そして、スイッチ部１３０は、前記正極テスト抵抗１１０及び前記負極テスト抵抗１２０を、それぞれ前記バッテリーアセンブリ２００の正極ノードＮP及び負極ノードＮNに接続することで、所定の回路が形成されるようにすることができ、前記電圧測定部１５０は、前記正極テスト抵抗１１０に印加される第１電圧及び前記負極テスト抵抗１２０に印加される第２電圧を測定することができる。
【００８９】
前記スイッチ部１３０は、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２を含むことができる。ここで、前記第１スイッチＳＷ１は、前記バッテリーアセンブリ２００の正極ノードＮPと前記正極テスト抵抗１１０とを連結する第１線路Ｌ１上に設けれ、選択的にターンオンまたはターンオフされ得る。また、前記第２スイッチＳＷ２は、前記バッテリーアセンブリ２００の負極ノードＮNと前記負極テスト抵抗１２０とを連結する第２線路Ｌ２上に設けられ、選択的にターンオンまたはターンオフされ得る。
【００９０】
続いて、前記絶縁抵抗測定方法は、前記スイッチ部１３０を制御して所定の回路を形成する段階を行うことができる（Ｓ７２０）。ここで、前記所定の回路は、上述の第１回路、第２回路、第３回路及び第４回路のうちいずれか一つの回路であり得る。
【００９１】
次に、前記絶縁抵抗測定方法は、前記所定の回路が形成された後、前記第１電圧及び前記第２電圧のうち少なくとも一つの電圧を、予め決められた周期に応じて少なくとも２周期以上読み出す段階を行うことができる（Ｓ７３０）。
【００９２】
望ましくは、前記読出段階Ｓ７３０は、前記第１電圧及び前記第２電圧のうち少なくとも一つの電圧を、予め決められた周期に応じて少なくとも３周期以上読み出すことができる。一例で、前記読出段階Ｓ７３０は、前記第１電圧及び前記第２電圧のうち少なくとも一つの電圧を、予め決められた周期に応じて３回読み出すことができる。この際、第１周期で読み出された電圧を第１読出電圧、第２周期で読み出された電圧を第２読出電圧、第３周期で読み出された電圧を第３読出電圧とすることができる。
【００９３】
続いて、前記絶縁抵抗測定方法は、前記読出段階（Ｓ７３０）で読み出した電圧を用いて前記第１電圧及び前記第２電圧のうち少なくとも一つの電圧の最終収斂値を推定する段階を行うことができる（Ｓ７４０）。
望ましくは、前記推定段階Ｓ７４０は、前記読出段階で３周期にかけて読み出した電圧を用いて、下記の数式１によって最終収斂値を推定することができる。
【数９】
0006471179.tif 000010
〔上記式中、ｙfは最終収斂値を示し、ｙ1は第１読出電圧を示し、ｙ2は第２読出電圧を示し、ｙ3は第３読出電圧を示す。〕
【００９４】
次に、前記絶縁抵抗測定方法は、前記電圧の最終収斂値を用いてバッテリーアセンブリ２００の絶縁抵抗を算出する段階を行うことができる（Ｓ７５０）。
図８は、本発明の他の実施例による絶縁抵抗測定方法を示したフローチャートである。
【００９５】
図８に示した本発明の他の実施例による絶縁抵抗測定方法は、第２回路を形成し、第１電圧に対する最終収斂値を推定した後、第３回路を形成し、第２電圧に対する最終収斂値を推定することで絶縁抵抗を測定する方法である。
【００９６】
図８を参照すれば、本発明の他の実施例による絶縁抵抗測定方法は、先ず、正極テスト抵抗１１０、負極テスト抵抗１２０、スイッチ部１３０及び電圧測定部１５０を含む絶縁抵抗測定装置を準備する（Ｓ８１０）。
続いて、前記絶縁抵抗測定方法は、前記スイッチ部１３０を制御して第２回路を形成する（Ｓ８２０）。
その後、前記絶縁抵抗測定方法は、前記第２回路が形成された後、第１電圧を、予め決められた周期に応じて３周期読み出す（Ｓ８３０）。
【００９７】
その後、前記絶縁抵抗測定方法は、前記第１電圧に対する第１読出電圧、第２読出電圧及び第３読出電圧を、上述の数式１に代入して第１電圧に対する最終収斂値である第１推定値を推定する（Ｓ８４０）。
次に、前記絶縁抵抗測定方法は、前記スイッチ部１３０を制御して第３回路を形成する（Ｓ８５０）。
その後、前記絶縁抵抗測定方法は、前記第３回路が形成された後、第２電圧を、予め決められた周期に応じて３周期読み出す（Ｓ８６０）。
【００９８】
その次に、前記絶縁抵抗測定方法は、前記第２電圧に対する第１読出電圧、第２読出電圧及び第３読出電圧を上述の数式１に代入し、第２電圧に対する最終収斂値である第２推定値を推定する（Ｓ８７０）。
【００９９】
その後、前記絶縁抵抗測定方法は、前記第２回路についての回路方程式である第２回路方程式、前記第３回路についての回路方程式である第３回路方程式、及び前記第１推定値及び前記第２推定値を用いて、バッテリーアセンブリ２００の正極側絶縁抵抗（ＲLeak(+)）と負極側絶縁抵抗（ＲLeak(-)）を算出する（Ｓ８８０）。
【０１００】
選択的に、前記絶縁抵抗算出段階Ｓ８８０は、前記第２回路方程式に第１推定値を代入し、前記第３回路方程式に第２推定値を代入した後、前記第２回路方程式及び前記第３回路方程式から構成された連立２次方程式の解を求めることで、前記バッテリーアセンブリ２００の正極側絶縁抵抗（ＲLeak(+)）及び前記バッテリーアセンブリ２００の負極側絶縁抵抗（ＲLeak(-)）を算出することができる。
【０１０１】
なお、図８において、第１電圧に対する最終収斂値を推定するための段階（Ｓ８２０，Ｓ８３０，Ｓ８４０）は、第２電圧に対する最終収斂値を推定する段階（Ｓ８５０，Ｓ８６０，Ｓ８７０）よりも先行するように示したが、本発明は、かかる手順に限定されない。言い換えれば、第２電圧に対する最終収斂値を推定する段階（Ｓ８５０，Ｓ８６０，Ｓ８７０）を、第１電圧に対する最終収斂値を推定する段階（Ｓ８２０，Ｓ８３０，Ｓ８４０）よりも先行することもできる。
【０１０２】
以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
【０１０３】
本明細書における個別の実施例で説明された特徴は、単一実施例として組み合わされて具現され得る。逆に、本明細書で単一実施例として説明された多様な特徴は、別々に多様な実施例で具現されるか、または、適切に組み合わされて具現され得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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