ES2945143T3 - Sistema y método para calcular la resistencia de aislamiento - Google Patents

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ES2945143T3 ES18825440T ES18825440T ES2945143T3 ES 2945143 T3 ES2945143 T3 ES 2945143T3 ES 18825440 T ES18825440 T ES 18825440T ES 18825440 T ES18825440 T ES 18825440T ES 2945143 T3 ES2945143 T3 ES 2945143T3
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Jaedong Park
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Abstract

La presente invención se refiere a un sistema y un método para calcular la resistencia de aislamiento y, más específicamente, a un sistema y un método para calcular una resistencia de aislamiento, en el que la resistencia de aislamiento entre un terminal de electrodo positivo y un terminal de electrodo negativo de una batería, y un chasis puede calcularse sobre la base de un voltaje de batería aplicado a una resistencia que conecta el terminal del electrodo positivo de la batería y el chasis, y a una resistencia que conecta el terminal del electrodo negativo de la batería y el chasis. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema y método para calcular la resistencia de aislamiento
Campo técnico
Esta solicitud reivindica la prioridad a y el beneficio de la solicitud de patente coreana n.° 10-2017-0081172 presentada en la Oficina de Propiedad Intelectual Coreana el 27 de junio de 2017.
La presente invención se refiere a un sistema y a un método para calcular la resistencia de aislamiento, y más particularmente, a un sistema y a un método para calcular la resistencia de aislamiento, que calculan la resistencia de aislamiento entre un terminal positivo y un terminal negativo de una batería y un chasis basándose en las tensiones de la batería aplicadas a una resistencia que conecta el terminal positivo de la batería y el chasis y una resistencia que conecta el terminal negativo de la batería y el chasis.
Antecedentes de la técnica
En general, una batería secundaria puede usarse como módulo de batería uniendo una pluralidad de celdas unitarias de baterías secundarias en un entorno que requiere una alta capacidad, tal como un vehículo eléctrico, un sistema de almacenamiento de energía y una fuente de alimentación no interrumpible, y la pluralidad de módulos de batería pueden unirse y usarse dependiendo del caso.
Cuando se une la pluralidad de módulos de batería y se usa como batería de alta tensión, es necesario mantener la resistencia de aislamiento de un nivel predeterminado o más para impedir que el usuario reciba un choque eléctrico e impedir que una batería se descargue de manera no deseada. Por ejemplo, cuando una batería de alta tensión que incluye la pluralidad de módulos de batería unidos se aplica a y se usa en un vehículo, es necesario medir la resistencia de aislamiento entre un electrodo positivo de una batería y un chasis de un vehículo y la resistencia de aislamiento entre un electrodo negativo de una batería y un chasis de un vehículo y mantener la resistencia de aislamiento en un nivel predeterminado o mayor.
En un método de medición de la resistencia de aislamiento entre un electrodo positivo y un electrodo negativo de una batería y un chasis en un sistema de gestión de batería (BMS) en la técnica relacionada, la resistencia de medición dentro de un BMS está conectada a un electrodo positivo y un electrodo negativo de una batería y basándose en el chasis y un estado de conexión de la resistencia de medición dentro del BMS se cambia de manera secuencial para controlar la conmutación para calcular la resistencia de aislamiento.
Mientras tanto, el método de cálculo de la resistencia de aislamiento en la técnica relacionada tiene el problema de que el método puede aplicarse sólo a un BMS que usa un chasis como tensión de referencia, y es imposible calcular la resistencia de aislamiento en un dispositivo, tal como una unidad de desconexión de batería (BDU) que no está conectada con un chasis.
A este respecto, para resolver los problemas del método de cálculo de la resistencia de aislamiento en la técnica relacionada, el presente inventor desarrolló un sistema y un método para calcular la resistencia de aislamiento que puede calcular la resistencia de aislamiento entre un terminal positivo de una batería y un chasis y la resistencia de aislamiento entre un terminal negativo de la batería y un chasis basándose en una tensión del lado de terminal negativo de la batería sin basarse en el chasis.
El documento KR101619420B1 se refiere a un dispositivo y a un método para medir la resistencia de aislamiento en un sistema de gestión de batería de alta tensión usado en un vehículo híbrido y un vehículo eléctrico.
Descripción detallada de la invención
Problema técnico
La presente invención se concibe para resolver los problemas anteriores, y proporciona un sistema y un método para calcular la resistencia de aislamiento que puede calcular la resistencia de aislamiento entre un terminal positivo de una batería y un chasis y la resistencia de aislamiento entre un terminal negativo de la batería y un chasis calculando la resistencia de aislamiento usando tensiones de una batería medidas según los estados de conducción de la primera unidad de resistencia a la tercera unidad de resistencia conectadas entre el terminal positivo y el terminal negativo de la batería y el chasis basándose en una tensión del lado de terminal negativo de la batería. Solución técnica
Una realización a modo de ejemplo de la presente invención proporciona un sistema para calcular la resistencia de aislamiento, incluyendo el sistema: una primera unidad de resistencia que conecta un terminal positivo de una batería y un chasis; una segunda unidad de resistencia que conecta un terminal negativo de la batería y el chasis; una tercera unidad de resistencia que conecta el terminal negativo de la batería y el chasis y está conectada con la segunda unidad de resistencia en paralelo; y una unidad de control que controla los estados de conducción de la primera unidad de resistencia a la tercera unidad de resistencia, en el que la unidad de control calcula la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo de la batería y el chasis y el terminal negativo de la batería y el chasis usando la tensión de la batería aplicada a la segunda unidad de resistencia según los estados de conducción de la primera unidad de resistencia a la tercera unidad de resistencia, en el que la tensión del lado de terminal negativo de la batería se usa como tensión de referencia.
En la realización a modo de ejemplo, el sistema puede incluir además: una unidad de medición de tensión que mide una tensión de la batería aplicada a la segunda unidad de resistencia según los estados de conducción de la primera unidad de resistencia a la tercera unidad de resistencia; y una unidad de almacenamiento que almacena la tensión medida de la batería.
En la realización a modo de ejemplo, la unidad de medición de tensión puede medir de manera secuencial una tensión de la batería, una tensión de la batería aplicada a la segunda unidad de resistencia cuando los estados de conducción de la primera unidad de resistencia y la segunda unidad de resistencia son los estados conectados, y una tensión de la batería aplicada a la segunda unidad de resistencia cuando los estados de conducción de la primera unidad de resistencia a la tercera unidad de resistencia son los estados conectados, y la unidad de control puede controlar la unidad de medición de tensión para medirla tensión en un intervalo de tiempo predeterminado. En la realización a modo de ejemplo, la unidad de medición de tensión puede medir la tensión de la batería independientemente de los estados de conducción de la primera unidad de resistencia a la tercera unidad de resistencia, y la unidad de control puede calcular una tensión promedio de la batería basándose en la tensión medida de la batería, y calcular la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo de la batería y el chasis y la resistencia de aislamiento entre el terminal negativo de la batería y el chasis usando la tensión promedio calculada. En la realización a modo de ejemplo, la unidad de control puede calcular la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo de la batería y el chasis basándose en la ecuación 1 a continuación.
<Ecuación 1>
Figure imgf000003_0001
En el presente documento, Rn es la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo de la batería y el chasis, Re es un valor de resistencia de la segunda unidad de resistencia, Rf es un valor de resistencia de la tercera unidad de resistencia, V es un valor de tensión de la batería, Vgef es un valor de tensión aplicada a la segunda unidad de resistencia cuando de la primera unidad de resistencia a la tercera unidad de resistencia están en los estados conectados y Vge es un valor de tensión aplicada a la segunda unidad de resistencia cuando la primera unidad de resistencia y la segunda unidad de resistencia están en los estados conectados.
En la realización a modo de ejemplo, la unidad de control puede calcular la resistencia de aislamiento entre el terminal negativo de la batería y el chasis basándose en la ecuación 2 a continuación.
<Ecuación 2>
Figure imgf000003_0002
En el presente documento, Rp es la resistencia de aislamiento entre el terminal negativo de la batería y el chasis, R9 es un valor de resistencia de la primera unidad de resistencia, Rf es un valor de resistencia de la tercera unidad de resistencia, V es un valor de tensión de la batería, Vgef es un valor de tensión aplicada a la segunda unidad de resistencia cuando de la primera unidad de resistencia a la tercera unidad de resistencia están en los estados conectados y Vge es un valor de tensión aplicada a la segunda unidad de resistencia cuando la primera unidad de resistencia y la segunda unidad de resistencia están en los estados conectados.
En la realización a modo de ejemplo, cada de una de la primera unidad de resistencia a la tercera unidad de resistencia puede incluir una o más resistencias y unidades de conmutación, y la una o más resistencias puede incorporarse en un sistema de gestión de batería (BMS) que gestiona la batería.
Otra realización a modo de ejemplo de la presente invención proporciona un método de cálculo de la resistencia de aislamiento, incluyendo el método: controlar los estados de conducción de una primera unidad de resistencia que conecta un terminal positivo de una batería y un chasis de un vehículo, una segunda unidad de resistencia que conecta un terminal negativo de la batería y el chasis, y una tercera unidad de resistencia que está conectada con la segunda unidad de resistencia en paralelo; medir una tensión de la batería aplicada a la segunda unidad de resistencia; y calcular la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo de la batería y el chasis y la resistencia de aislamiento entre el terminal negativo de la batería y el chasis, en el que el cálculo incluye calcular la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo de la batería y el chasis y el terminal negativo de la batería y el chasis usando la tensión de la batería aplicada a la segunda unidad de resistencia según los estados de conducción de la primera unidad de resistencia a la tercera unidad de resistencia en el que la tensión del lado de terminal negativo de la batería se usa como tensión de referencia.
En la realización a modo de ejemplo, la medición puede incluir medir la tensión de la batería aplicada a la segunda unidad de resistencia según los estados de conducción de la primera unidad de resistencia a la tercera unidad de resistencia, y el método puede incluir además almacenar la tensión medida de la batería.
En la realización a modo de ejemplo, la medición puede incluir además medir de manera secuencial, mediante la unidad de medición de tensión, una tensión de la batería, una tensión de la batería aplicada a la segunda unidad de resistencia cuando los estados de conducción de la primera unidad de resistencia y la segunda unidad de resistencia son los estados conectados, y una tensión de la batería aplicada a la segunda unidad de resistencia cuando los estados de conducción de la primera unidad de resistencia a la tercera unidad de resistencia son los estados conectados, y el cálculo puede incluir además controlar la unidad de medición de tensión para medir la tensión en un intervalo de tiempo predeterminado.
En la realización a modo de ejemplo, la medición puede incluir adicionalmente medir la tensión de la batería independientemente de los estados de conducción de la primera unidad de resistencia a la tercera unidad de resistencia, y el cálculo puede incluir además calcular una tensión promedio de la batería basándose en la tensión medida de la batería, y calcular la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo de la batería y el chasis y resistencia de aislamiento entre el terminal negativo de la batería y el chasis usando la tensión promedio calculada. En la realización a modo de ejemplo, el cálculo puede incluir calcular la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo de la batería y el chasis basándose en la ecuación 1 a continuación.
<Ecuación 1>
Figure imgf000004_0001
En el presente documento, Rn es la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo de la batería y el chasis, Re es un valor de resistencia de la segunda unidad de resistencia, RF es un valor de resistencia de la tercera unidad de resistencia, V es un valor de tensión de la batería, Vgef es un valor de tensión aplicada a la segunda unidad de resistencia cuando de la primera unidad de resistencia a la tercera unidad de resistencia están en los estados conectados y Vge es un valor de tensión aplicada a la segunda unidad de resistencia cuando la primera unidad de resistencia y la segunda unidad de resistencia están en los estados conectados.
En la realización a modo de ejemplo, el cálculo puede incluir calcular la resistencia de aislamiento entre el terminal negativo de la batería y el chasis basándose en la ecuación 2 a continuación.
<Ecuación 2>
Figure imgf000005_0001
En el presente documento, Rp es la resistencia de aislamiento entre el terminal negativo de la batería y el chasis, R9 es un valor de resistencia de la primera unidad de resistencia, Rf es un valor de resistencia de la tercera unidad de resistencia, V es un valor de tensión de la batería, Vgef es un valor de tensión aplicada a la segunda unidad de resistencia cuando de la primera unidad de resistencia a la tercera unidad de resistencia están en los estados conectados y Vge es un valor de tensión aplicada a la segunda unidad de resistencia cuando la primera unidad de resistencia y la segunda unidad de resistencia están en los estados conectados.
En la realización a modo de ejemplo, cada una de la primera unidad de resistencia a la tercera unidad de resistencia puede incluir una o más resistencias y unidades de conmutación, y la una o más resistencias puede incorporarse en un sistema de gestión de batería (BMS) que gestiona la batería.
Efectos ventajosos
La presente invención puede calcular la resistencia de aislamiento entre un terminal positivo de una batería y un chasis y la resistencia de aislamiento entre un terminal negativo de la batería y el chasis calculando la resistencia de aislamiento usando una tensión de la batería medida según los estados de conducción de la primera unidad de resistencia a la tercera unidad de resistencia conectadas entre el terminal positivo y el terminal negativo de la batería y el chasis basándose en una tensión del lado de terminal negativo de la batería.
Además, la presente invención puede calcular la resistencia de aislamiento usando una resistencia incorporada en un sistema de gestión de batería (BMS) que gestiona una batería, logrando de ese modo una ventaja ya que es posible calcular incluso la resistencia de aislamiento entre un producto que no está conectado a un chasis y la batería.
Además, la presente invención usa una tensión de un lado de terminal negativo de una batería como referencia, logrando de ese modo una ventaja ya que es posible calcular incluso la resistencia de aislamiento de otro producto de BMS conectado al lado de terminal negativo de la batería.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama que ilustra esquemáticamente elementos de constitución de un sistema 100 de cálculo de resistencia de aislamiento según una realización a modo de ejemplo de la presente invención.
La figura 2 es un diagrama que ilustra esquemáticamente un caso en el que los estados de conducción de la primera y segunda unidades 110 y 120 de resistencia son los estados conectados en el sistema 100 de cálculo de resistencia de aislamiento según la realización a modo de ejemplo de la presente invención.
La figura 3 es un diagrama que ilustra esquemáticamente un caso en el que los estados de conducción de la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia son los estados conectados en el sistema 100 de cálculo de resistencia de aislamiento según la realización a modo de ejemplo de la presente invención.
La figura 4 es un diagrama de flujo para describir una serie de procedimientos para calcular la resistencia de aislamiento entre un terminal positivo y un terminal negativo de una batería y un chasis usando el sistema 100 de cálculo de resistencia de aislamiento según la realización a modo de ejemplo de la presente invención.
Modo para llevar a cabo la invención
A continuación en el presente documento, se presenta una realización a modo de ejemplo para ayudar a entender la presente invención. Sin embargo, la realización a modo de ejemplo a continuación se proporciona simplemente para entender fácilmente la presente invención, y el contenido de la presente invención no está limitado por la realización a modo de ejemplo.
La figura 1 es un diagrama que ilustra esquemáticamente elementos de constitución de un sistema 100 de cálculo de resistencia de aislamiento según una realización a modo de ejemplo de la presente invención, la figura 2 es un diagrama que ilustra esquemáticamente un caso en el que los estados de conducción de la primera y segunda unidades 110 y 120 de resistencia son los estados conectados en el sistema 100 de cálculo de resistencia de aislamiento según la realización a modo de ejemplo de la presente invención, y la figura 3 es un diagrama que ilustra esquemáticamente un caso en el que los estados de conducción de la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia son los estados conectados en el sistema 100 de cálculo de resistencia de aislamiento según la realización a modo de ejemplo de la presente invención.
Haciendo referencia a las figuras 1 a 3, el sistema 100 de cálculo de resistencia de aislamiento según la realización a modo de ejemplo de la presente invención puede incluir una primera unidad 110 de resistencia, una segunda unidad de resistencia 120, una tercera unidad 130 de resistencia, una unidad 140 de medición de tensión, una unidad 150 de almacenamiento y una unidad 160 de control.
El sistema 100 de cálculo de resistencia de aislamiento ilustrado en las figuras 1 a 3 se describe basándose en la realización a modo de ejemplo, y los elementos de constitución del mismo no se limitan a la realización a modo de ejemplo ilustrada en las figuras 1 a 3, y pueden añadirse, cambiarse o ser necesarios dentro del alcance de las reivindicaciones.
Por ejemplo, en el sistema 100 de cálculo de resistencia de aislamiento según la realización a modo de ejemplo de la presente invención, una tensión de una batería 10 medida mediante la unidad 140 de medición de tensión puede transmitirse a la unidad 160 de control para calcular la resistencia de aislamiento sin incluir la unidad 150 de almacenamiento independiente. Además, el sistema 100 de cálculo de resistencia de aislamiento según la realización a modo de ejemplo de la presente invención puede configurarse de modo que la unidad 140 de medición de tensión no esté incluida, y una tensión de la batería 10 aplicada a la segunda unidad 120 de resistencia se transmite a la unidad 160 de control, la tensión transmitida de la batería 10 se almacena en la unidad 150 de almacenamiento, y luego los datos almacenados en la unidad 150 de almacenamiento se usan cuando se calcula posteriormente la resistencia de aislamiento.
En primer lugar, la primera unidad 110 de resistencia puede conectar un terminal positivo de la batería 10 y un chasis 20 de un vehículo, la segunda unidad 120 de resistencia puede conectar un terminal negativo de la batería 10 y el chasis 20, y la tercera unidad 130 de resistencia puede conectar el terminal negativo de la batería y el chasis 20 y está conectada con la segunda unidad 120 de resistencia en paralelo.
En el presente documento, el chasis 20 significa una carrocería que forma la base del vehículo y puede significar un chasis en un estado en el que la carrocería del vehículo no está montada en una estructura del vehículo. Además, el chasis 20 puede significar una forma en la que diversos elementos constituyentes, tales como un motor, una transmisión y un embrague, se combinan con un bastidor que es un bastidor básico. En el sistema 100 de cálculo de resistencia de aislamiento según la realización a modo de ejemplo de la presente invención, la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia están configuradas para conectarse con el chasis 20 del vehículo, pero no se limitan a lo mismo, y la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia pueden aplicarse y conectarse a otro producto y dispositivo, no al vehículo.
La primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia se controlan mediante la unidad 160 de control que va a describirse a continuación, de modo que pueden cambiarse los estados de conducción de las mismas. Con este fin, cada de una de la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia puede incluir una o más resistencias y unidades de conmutación.
En el presente documento, el estado de conducción puede significar un estado conectado en el que la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia conectan el terminal positivo y el terminal negativo de la batería 10 y el chasis 20, y un estado desconectado en el que la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia desconectan el terminal positivo y el terminal negativo de la batería 10 y el chasis 20.
En el presente documento, la una o más resistencias puede determinar el número de resistencias y el tamaño de la resistencia teniendo en cuenta el entorno de uso por un fabricante o un usuario del sistema 100 de cálculo de resistencia de aislamiento según la realización a modo de ejemplo de la presente invención. Por ejemplo, cada una de la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia puede incluir únicamente una resistencia, y el tamaño de una resistencia incluida en cada una de la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia puede ser igual. En la realización a modo de ejemplo, cuando el sistema 100 de cálculo de resistencia de aislamiento según la realización a modo de ejemplo de la presente invención se aplica a un vehículo que usa una batería de alta tensión, la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia pueden incorporarse en un sistema de gestión de batería (BMS) que monitoriza y gestiona la batería 10. Por consiguiente, no se requiere un espacio independiente para proporcionar la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia, mejorando de ese modo la utilización del espacio. Además, un producto que no está conectado con el chasis 20 también está conectado con la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia incorporadas en el BMS, logrando de ese modo una ventaja ya que es posible calcular la resistencia de aislamiento entre la batería 10 y el producto.
La unidad 140 de medición de tensión puede medir una tensión aplicada a la segunda unidad 120 de resistencia según los estados de conducción de la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia.
La unidad 140 de medición de tensión puede medir de manera secuencial una tensión de la batería 10, una tensión de la batería 10 aplicada a la segunda unidad 120 de resistencia cuando los estados de conducción de la primera y la segunda unidades 110 y 120 de resistencia son los estados conectados, y una tensión de la batería 10 aplicada a la segunda unidad 120 de resistencia cuando los estados de conducción de la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia son los estados conectados en un orden predeterminado.
En el presente documento, el orden predeterminado puede ser el orden de controlar los estados de conducción de la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia para medir la tensión de la batería 10, la tensión de la batería 10 aplicada a la segunda unidad 120 de resistencia cuando los estados de conducción de la primera y la segunda unidades 110 y 120 de resistencia son los estados conectados, y la tensión de la batería 10 aplicada a la segunda unidad 120 de resistencia cuando los estados de conducción de la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia son los estados conectados. Por ejemplo, el orden predeterminado puede ser el orden de una operación de medición de la tensión de la batería 10, una operación de cambio de los estados de conducción de la primera y la segunda unidades 110 y 120 de resistencia a los estados conectados y medición de la tensión de la batería 10 aplicada a la segunda unidad 120 de resistencia, y una operación de cambio del estado de conducción de la tercera unidad 130 de resistencia al estado conectado y medición de la tensión de la batería 10 aplicada a la segunda unidad 120 de resistencia, y la unidad 140 de medición de tensión puede medir las tensiones basándose en el orden predeterminado.
La unidad 140 de medición de tensión puede medir la tensión aplicada a la segunda unidad 120 de resistencia según los estados de conducción de la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia, y puede medir la tensión aplicada a la segunda unidad 120 de resistencia en un intervalo de tiempo predeterminado siempre que se cambien los estados de conducción de la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia.
En el presente documento, el intervalo de tiempo predeterminado puede ser un valor de tiempo establecido por un fabricante o un usuario del sistema 100 de cálculo de resistencia de aislamiento según la realización a modo de ejemplo de la presente invención basándose en el tamaño de la capacitancia y los tamaños de la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia. Por ejemplo, en el caso en el que el tamaño de la resistencia y el tamaño de la capacitancia son grandes, cuando se aplica súbitamente una tensión a la resistencia (cuando se cambia un estado de un conmutador a un estado conectado y se aplica una tensión), puede aplicarse una baja tensión a la resistencia en lugar de una tensión completa, y la tensión aplicada se aumenta gradualmente a lo largo del tiempo y alcanza una tensión que tiene la magnitud que había que aplicar originalmente. Es decir, puede requerirse un tiempo predeterminado para medir la tensión que tiene la magnitud que había que aplicar originalmente.
Por consiguiente, la unidad 140 de medición de tensión puede medir la tensión cuando la tensión que tiene la magnitud que había que aplicar originalmente a la segunda unidad 120 de resistencia se aplica midiendo la tensión aplicada a la segunda unidad 120 de resistencia en el intervalo de tiempo predeterminado, impidiendo de ese modo un error de un valor de medición.
En la realización a modo de ejemplo, la unidad 140 de medición de tensión puede medir la tensión de la batería 10 independientemente de los estados de conducción de la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia, y puede calcularse una tensión promedio de las tensiones de la batería 10 medidas mediante la unidad 140 de medición de tensión y usarse para calcular la resistencia de aislamiento a través de la unidad 160 de control que va a describirse a continuación.
La unidad 150 de almacenamiento puede almacenar la tensión de la batería 10 medida mediante la unidad 140 de medición de tensión. Además, la unidad 150 de almacenamiento puede almacenar la resistencia de aislamiento calculada a través de la unidad 160 de control que va a describirse a continuación. Por ejemplo, la unidad 150 de almacenamiento puede ser una base de datos DB que convierte la tensión de la batería 10 medida mediante la unidad 140 de medición de tensión y la resistencia de aislamiento calculada mediante la unidad 160 de control en datos y almacena la tensión de la batería 10 y la resistencia de aislamiento en forma de datos.
En el presente documento, la unidad 150 de almacenamiento puede almacenar todos los elementos, tales como la tensión aplicada a la segunda unidad 120 de resistencia medida mediante la unidad 140 de medición de tensión, la tensión de la batería 10, la resistencia de aislamiento calculada, una ecuación para calcular la resistencia de aislamiento, medida y calculada en el sistema 100 de cálculo de resistencia de aislamiento según la realización a modo de ejemplo de la presente invención.
La unidad 160 de control puede controlar los estados de conducción de la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia. Por ejemplo, la unidad 160 de control puede emitir una señal de control que controla una operación de conexión/desconexión de la unidad de conmutación incluida en cada una de la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia, y la unidad de conmutación incluida en cada una de la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia realiza la operación de conexión/desconexión basándose en la señal de control recibida, cambiando de ese modo los estados de conducción de la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia.
La unidad 160 de control calcula la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo de la batería 10 y el chasis 20 y la resistencia de aislamiento entre el terminal negativo de la batería 10 y el chasis 20 usando la tensión de la batería 10 aplicada a la segunda unidad 120 de resistencia según los estados de conducción de la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia, basándose en la tensión del lado de terminal negativo de la batería 10. A continuación en el presente documento, se describirá un procedimiento de cálculo de la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo de la batería 10 y el chasis 20 y la resistencia de aislamiento entre el terminal negativo de la batería 10 y el chasis 20 basándose en las ecuaciones 1 a 10.
En primer lugar, la unidad 160 de control puede calcular la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo de la batería 10 y el chasis 20 basándose en la ecuación 1 a continuación.
<Ecuación 1>
Figure imgf000008_0001
En el presente documento, Rn es la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo de la batería 10 y el chasis 20, Re es un valor de resistencia de la segunda unidad 120 de resistencia, Rf es un valor de resistencia de la tercera unidad 130 de resistencia, V es un valor de tensión de la batería 10, Vgef es un valor de tensión aplicada a la segunda unidad 120 de resistencia cuando de la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia están en los estados conectados y Vge es un valor de tensión aplicada a la segunda unidad 120 de resistencia cuando la primera y la segunda unidades 110 y 120 de resistencia están en los estados conectados.
Más particularmente, tal como se ilustra en la figura 2, cuando la primera unidad 110 de resistencia y la segunda unidad 120 de resistencia están en los estados conectados y la tercera unidad 130 de resistencia está en el estado desconectado, la tensión aplicada a la segunda unidad 120 de resistencia puede calcularse usando la ecuación 3 a continuación.
<Ecuación 3>
Figure imgf000008_0002
En el presente documento, R9 es un valor de resistencia de la primera unidad 110 de resistencia.
Además, tal como se ilustra en la figura 3, cuando la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia están en los estados conectados, la tensión aplicada a la segunda unidad 120 de resistencia puede calcularse usando la ecuación 4 a continuación.
<Ecuación 4>
Figure imgf000009_0001
En el presente documento, cuando (Rn//RE) escrito en las ecuaciones 3 y 4 se sustituye por X, (Rp//Rg) escrito en las ecuaciones 3 y 4 se sustituye por Y, y las X e Y sustituidas se introducen en la ecuación 3, puede derivarse la ecuación 5 a continuación.
<Ecuación 5>
Figure imgf000009_0002
Además, cuando las X e Y sustituidas se introducen en la ecuación 4, puede derivarse la ecuación 6 a continuación. <Ecuación 6>
Figure imgf000009_0003
En este caso, cuando se organizan respectivamente las ecuaciones 5 y 6.
<Ecuación 7>
Figure imgf000009_0005
Cuando se combinan las ecuaciones 7 y 8 derivadas mediante el método anterior, la Y sustituida se anula, de modo que puede derivarse la ecuación 9, y cuando la ecuación 9 a continuación se organiza basándose en X, puede derivarse la ecuación 10 a continuación.
<Ecuación 9>
Figure imgf000009_0004
<Ecuación 10>
Figure imgf000010_0001
En el presente documento, cuando se anula X combinando las ecuaciones 3 y 10 y la ecuación combinada se organiza basándose en Rn, puede derivarse la ecuación 1 anterior.
Es decir, la unidad 160 de control puede calcular la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo de la batería 10 y el chasis 20 introduciendo la tensión V de la batería 10, la tensión Vge de la batería aplicada a la segunda unidad 120 de resistencia cuando los estados de conducción de la primera y la segunda unidades 110 y 120 de resistencia son los estados conectados, y la tensión Vgef de la batería 10 aplicada a la segunda unidad 120 de resistencia cuando los estados de conducción de la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia son los estados conectados medidos mediante la unidad 140 de medición de tensión en la ecuación 1 anterior.
En la realización a modo de ejemplo, cuando el sistema 100 de cálculo de resistencia de aislamiento según la realización a modo de ejemplo de la presente invención no incluye la unidad 140 de medición de tensión y directamente transmite la tensión de la batería 10 aplicada a la segunda unidad 120 de resistencia a la unidad 160 de control, la tensión V de la batería 10 incluida en las ecuaciones 1 a 10 anteriores puede ser un valor obtenido multiplicando una magnitud C de la tensión real de la batería 10 por una razón de presiones parciales predeterminada D. Por ejemplo, cuando la unidad 160 de control es una unidad de microcontrolador (MCU) incluida en el BMS y la tensión real C de la batería se aplica completamente a la MCU, la tensión aplicada supera el intervalo de tensión permitido de la MCU, provocando de ese modo un funcionamiento erróneo de la MCU. Por consiguiente, para ajustar la tensión de la batería 10 aplicada a la segunda unidad 120 de resistencia a un valor dentro del intervalo permitido por la MCU, la tensión V de la batería 10 puede ser un valor obtenido multiplicando la magnitud de la tensión real C de la batería por la razón de presiones parciales predeterminada D.
En el presente documento, la razón de presiones parciales predeterminada D puede significar una razón por la que la tensión C de la batería 10 se distribuye a través de la distribución de tensión, y puede establecerse un valor de la razón de presiones parciales según la clase y el rendimiento de la MCU usada.
A continuación, la unidad 160 de control puede calcular la resistencia de aislamiento entre el terminal negativo de la batería 10 y el chasis 20 basándose en la ecuación 2 a continuación.
<Ecuación 2>
Figure imgf000010_0002
En el presente documento, Rp es la resistencia de aislamiento entre el terminal negativo de la batería 10 y el chasis 20.
La ecuación 2 mediante la cual puede calcularse la resistencia de aislamiento Rp entre el terminal negativo de la batería 10 y el chasis 20 puede derivarse anulando X e Y combinando las ecuaciones 4, 7 y 10 entre las ecuaciones 3 a 10 y organizando la ecuación combinada basándose en Rp.
Es decir, la unidad 160 de control puede calcular la resistencia de aislamiento entre el terminal negativo de la batería 10 y el chasis 20 introduciendo la tensión V de la batería 10, la tensión Vge de la batería aplicada a la segunda unidad 120 de resistencia cuando los estados de conducción de la primera y la segunda unidades 110 y 120 de resistencia son los estados conectados, y la tensión Vgef de la batería 10 aplicada a la segunda unidad 120 de resistencia cuando los estados de conducción de la primera a la tercera unidades 110 a 130 de resistencia son los estados conectados medidos mediante la unidad de medición de tensión en la ecuación 2 anterior. A continuación en el presente documento, se describirá un método de cálculo de la resistencia de aislamiento usando el sistema 100 de cálculo de resistencia de aislamiento según la realización a modo de ejemplo de la presente invención con referencia a la figura 4.
La figura 4 es un diagrama de flujo para describir una serie de procedimientos para calcular la resistencia de aislamiento entre un terminal positivo y un terminal negativo de una batería y un chasis usando el sistema 100 de cálculo de resistencia de aislamiento según la realización a modo de ejemplo de la presente invención.
Haciendo referencia a la figura 4, en primer lugar, una tensión de una batería comienza a medirse en el estado en el que el de la primera unidad de resistencia a la tercera unidad de resistencia están en los estados desconectados (S110). Después de la operación S110, los estados de conducción de la primera unidad de resistencia y la segunda unidad de resistencia se cambian a los estados conectados (S120), y se mide la tensión aplicada a la segunda unidad de resistencia (S130). A continuación, se cambia el estado de conducción de la tercera unidad de resistencia al estado conectado (S140) y se mide la tensión aplicada a la segunda unidad de resistencia (S150). Además, se calcula la tensión promedio de la batería en la tensión de la batería medida en la operación S110 (S160).
Se calcula la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo y el terminal negativo de la batería y el chasis basándose en la tensión de la batería aplicada a la segunda unidad de resistencia cuando los estados de conducción de la primera unidad de resistencia y la segunda unidad de resistencia son los estados conectados, la tensión de la batería aplicada a la segunda unidad de resistencia cuando los estados de conducción de la primera unidad de resistencia a la tercera unidad de resistencia son los estados conectados, y la tensión promedio de la batería medida y calculada en las operaciones S130, S150 y S160. Después de la operación S170, se cambia el estado de conducción de la tercera unidad de resistencia al estado desconectado (S180).
En el presente documento, pueden agruparse cada una de las operaciones S110 y S120, las operaciones S130 y S140, las operaciones S150 a S180 y S110, y las operaciones S130, S140 y S170, y las operaciones incluidas en el grupo pueden realizarse simultáneamente. Por ejemplo, cuando se realiza el grupo que incluye las operaciones S130, S140 y S170, pueden realizarse simultáneamente las operaciones S130, S140 y S170.
En otra realización a modo de ejemplo, cuando se realiza el grupo que incluye las operaciones S130, S140 y S170, las operaciones pueden realizarse de manera secuencial basándose en un orden en el que las operaciones se registran en el grupo correspondiente.
Además, la operación S110 se realiza de nuevo después de realizarse las operaciones desde la operación S110 hasta S180, y luego se realizan repetidamente únicamente el grupo que incluye las operaciones S130, S140 y S170 y el grupo que incluye las operaciones S150 a S180 y S110, impidiendo que se repita de ese modo una operación innecesaria y disminuyendo el tiempo.
El método de cálculo de la resistencia de aislamiento se ha descrito con referencia al diagrama de flujo ilustrado en el dibujo. Para la simple descripción, se ilustra el método y se describe con la serie de bloques, pero la presente invención no está limitada al orden de los bloques, y algunos bloques pueden tener lugar en un orden diferente del orden ilustrado y descrito en la presente memoria descriptiva o pueden tener lugar con otros bloques al mismo tiempo, y pueden implementarse diversas otras ramas, una trayectoria de flujo, y órdenes de los de bloques logrando un resultado igual o similar. Además, para la implementación del método descrito en la presente memoria descriptiva, pueden no requerirse todos los bloques ilustrados.
En lo anterior, la presente invención se ha descrito con referencia a la realización a modo de ejemplo de la presente invención, pero los expertos en la técnica pueden apreciar que la presente invención puede corregirse y cambiarse de varias maneras dentro del intervalo sin apartarse del área de la presente invención descrita en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (10)

REIVINDICACI0NES
1. Sistema para calcular la resistencia de aislamiento, comprendiendo el sistema:
una primera unidad (110) de resistencia que conecta un terminal positivo de una batería y un chasis; una segunda unidad (120) de resistencia que conecta un terminal negativo de la batería y el chasis; una tercera unidad (130) de resistencia que conecta el terminal negativo de la batería y el chasis y está conectada con la segunda unidad (120) de resistencia en paralelo; y
una unidad (160) de control que controla los estados de conducción de la primera unidad (110) de resistencia a la tercera unidad (130) de resistencia,
en el que la unidad (160) de control calcula la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo de la batería y el chasis y la resistencia de aislamiento entre el terminal negativo de la batería y el chasis usando la tensión de la batería aplicada a la segunda unidad (120) de resistencia según los estados de conducción de la primera unidad (110) de resistencia a la tercera unidad (130) de resistencia,
en el que la tensión del lado de terminal negativo de la batería se usa como tensión de referencia.
2. Sistema según la reivindicación 1, que comprende además:
una unidad (140) de medición de tensión que mide una tensión de la batería aplicada a la segunda unidad (120) de resistencia según los estados de conducción de la primera unidad (110) de resistencia a la tercera unidad (130) de resistencia; y
una unidad (150) de almacenamiento que almacena la tensión medida de la batería.
3. Sistema según la reivindicación 2, en el que la unidad (140) de medición de tensión mide de manera secuencial una tensión de la batería, una tensión de la batería aplicada a la segunda unidad (120) de resistencia cuando los estados de conducción de la primera unidad (110) de resistencia y la segunda unidad (120) de resistencia están en estados conectados, y una tensión de la batería aplicada a la segunda unidad (120) de resistencia cuando los estados de conducción de la primera unidad (110) de resistencia a la tercera unidad (130) de resistencia son los estados conectados, y
la unidad (160) de control controla la unidad (140) de medición de tensión para medir la tensión en un intervalo de tiempo predeterminado.
4. Sistema según la reivindicación 2, en el que la unidad (140) de medición de tensión mide la tensión de la batería independientemente de los estados de conducción de la primera unidad (110) de resistencia a la tercera unidad (130) de resistencia, y
la unidad (160) de control calcula una tensión promedio de la batería basándose en la tensión medida de la batería, y calcula la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo de la batería y el chasis y la resistencia de aislamiento entre el terminal negativo de la batería y el chasis usando la tensión promedio calculada.
5. Sistema según la reivindicación 1, en el que la unidad (160) de control calcula la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo de la batería y el chasis basándose en la ecuación 1 a continuación, <Ecuación 1>
Figure imgf000012_0001
en el presente documento, Rn es la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo de la batería y el chasis, Re es un valor de resistencia de la segunda unidad (120) de resistencia, Rf es un valor de resistencia de la tercera unidad (130) de resistencia, V es un valor de tensión de la batería, Vgef es un valor de tensión aplicada a la segunda unidad (120) de resistencia cuando la primera unidad (110) de resistencia a la tercera unidad (130) de resistencia están en los estados conectados y Vge es un valor de tensión aplicada a la segunda unidad (120) de resistencia cuando de la primera unidad (110) de resistencia y la segunda unidad (120) de resistencia están en los estados conectados.
6. Sistema según la reivindicación 1, en el que la unidad (160) de control calcula la resistencia de aislamiento entre el terminal negativo de la batería y el chasis basándose en la ecuación 2 a continuación,
<Ecuación 2>
Figure imgf000013_0001
en el presente documento, Rp es la resistencia de aislamiento entre el terminal negativo de la batería y el chasis, R9 es un valor de resistencia de la primera unidad (110) de resistencia, RF es un valor de resistencia de la tercera unidad (130) de resistencia, V es un valor de tensión de la batería, Vgef es un valor de tensión aplicada a la segunda unidad (120) de resistencia cuando de la primera unidad (110) de resistencia a la tercera unidad (130) de resistencia están en los estados conectados y Vge es un valor de tensión aplicada a la segunda unidad (120) de resistencia cuando la primera unidad (110) de resistencia y la segunda unidad (120) de resistencia están en los estados conectados.
7. Sistema según la reivindicación 1, en el que cada una de la primera unidad (110) de resistencia a la tercera unidad (130) de resistencia incluye una o más resistencias y unidades de conmutación, y
la una o más resistencias están incorporadas en un sistema de gestión de batería (BMS) que gestiona la batería.
8. Método de cálculo de la resistencia de aislamiento, comprendiendo el método:
controlar los estados de conducción de una primera unidad (110) de resistencia que conecta un terminal positivo de una batería y un chasis de un vehículo, una segunda unidad (120) de resistencia que conecta un terminal negativo de la batería y el chasis, y una tercera unidad (130) de resistencia que está conectada con la segunda unidad (120) de resistencia en paralelo;
medir una tensión de la batería aplicada a la segunda unidad (120) de resistencia; y
calcular la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo de la batería y el chasis y la resistencia de aislamiento entre el terminal negativo de la batería y el chasis,
en el que el cálculo incluye calcular la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo de la batería y el chasis y la resistencia de aislamiento entre el terminal negativo de la batería y el chasis usando la tensión de la batería aplicada a la segunda unidad (120) de resistencia según los estados de conducción de la primera unidad (110) de resistencia a la tercera unidad (130) de resistencia en el que la tensión del lado de terminal negativo de la batería se usa como tensión de referencia.
9. Método según la reivindicación 8, en el que la medición incluye medir la tensión de la batería aplicada a la segunda unidad (120) de resistencia según los estados de conducción de la primera unidad (110) de resistencia a la tercera unidad (130) de resistencia, y
el método incluye además almacenar la tensión medida de la batería.
10. Método según la reivindicación 9, que comprende además:
la medición incluye además medir de manera secuencial, mediante una unidad (140) de medición de tensión, una tensión de la batería, una tensión de la batería aplicada a la segunda unidad (120) de resistencia cuando los estados de conducción de la primera unidad (110) de resistencia y la segunda unidad (120) de resistencia son los estados conectados, y una tensión de la batería aplicada a la segunda unidad (120) de resistencia cuando los estados de conducción de la primera unidad (110) de resistencia a la tercera unidad (130) de resistencia son los estados conectados, y
el cálculo incluye además controlar la unidad (140) de medición de tensión para medir la tensión en un intervalo de tiempo predeterminado.
Método según la reivindicación 8, en el que la medición incluye medir la tensión de la batería independientemente de los estados de conducción de la primera unidad (110) de resistencia a la tercera unidad (130) de resistencia, y
el cálculo incluye además calcular una tensión promedio de la batería basándose en la tensión medida de la batería, y calcular la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo de la batería y el chasis y la resistencia de aislamiento entre el terminal negativo de la batería y el chasis usando la tensión promedio calculada.
Método según la reivindicación 8, en el que el cálculo incluye calcular la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo de la batería y el chasis basándose en la ecuación 1 a continuación,
<Ecuación 1>
Figure imgf000014_0001
en el presente documento, Rn es la resistencia de aislamiento entre el terminal positivo de la batería y el chasis, Re es un valor de resistencia de la segunda unidad (120) de resistencia, Rf es un valor de resistencia de la tercera unidad (130) de resistencia, V es un valor de tensión de la batería, Vgef es un valor de tensión aplicada a la segunda unidad (120) de resistencia cuando la primera unidad (110) de resistencia a la tercera unidad (130) de resistencia están en los estados conectados y Vge es un valor de tensión aplicada a la segunda unidad (120) de resistencia cuando la primera unidad (110) de resistencia y la segunda unidad (120) de resistencia están en los estados conectados.
Método según la reivindicación 8, en el que el cálculo incluye calcular la resistencia de aislamiento entre el terminal negativo de la batería y el chasis basándose en la ecuación 2 a continuación,
<Ecuación 2>
Figure imgf000014_0002
en el presente documento, Rp es la resistencia de aislamiento entre el terminal negativo de la batería y el chasis, R9 es un valor de resistencia de la primera unidad (110) de resistencia, Rf es un valor de resistencia de la tercera unidad (130) de resistencia, V es un valor de tensión de la batería, Vgef es un valor de tensión aplicada a la segunda unidad (120) de resistencia cuando la primera unidad (110) de resistencia a la tercera unidad (130) de resistencia están en los estados conectados y Vge es un valor de tensión aplicada a la segunda unidad (120) de resistencia cuando la primera unidad (110) de resistencia y la segunda unidad (120) de resistencia están en los estados conectados.
Método según la reivindicación 8, en el que cada una de la primera unidad (110) de resistencia a la tercera unidad (130) de resistencia incluye una o más resistencias y unidades de conmutación, y
la una o más resistencias están incorporadas en un sistema de gestión de batería (BMS) que gestiona la batería.
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