共模噪声模拟器的制作方法

本申请要求于2014年11月20日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2014-0162870的优先权和权益，其全部内容通过引用被合并在此。

本发明涉及一种共模噪声模拟器，并且更加具体地，涉及一种共模噪声模拟器，其通过控制电感器、电容器以及电阻器的阻抗去除高频分量并且通过取决于振幅调制的共模噪声(CMN)测量电池的漏电流来评估电池的绝缘性能。

背景技术：

被安装在驱动大规模电力网络的发电厂和具有大功耗的建筑物中的蓄能系统(ESS)通常可以被配置成包括通过多个电池模块组成的电池架，并且因此，大量的电池可以被聚集并且安装在诸如空调建筑或者容器的特殊空间中。在这样的情况下，电池管理系统(BMS)被安装在电池模块和电池架中用于监测和控制包括电压、电流、温度、断路器等等的控制目标。

同时，被安装在蓄能系统中的电力转换系统(PCS)控制从外部供应的电力和从电池架供应到外部的电力以控制电池架的充电/放电，并且与电力转换系统连接的能量管理系统(EMS)基于电池管理系统的监测和控制结果来控制电力转换系统的输出。

即，蓄能系统通过电池管理系统实时监测和控制电池架以便于增强电池架的电力效率，并且诊断和防止在高输出环境中可能出现的障碍，并且基于被监测和控制的电池架通过能量管理系统来控制电力转换系统的输出以控制电池架的充电/放电。

结果，重要的是，在蓄能系统中的电池架、电池管理系统、能量管理系统以及电力转换系统当中稳定地执行使用信号的通信，并且为此，要求对于被感应到蓄能系统中而造成通信失败和故障的传导噪声的对策。

传导噪声的传输模式包括差模和共模两种模式并且噪声对策取决于不同模式而变化。特别地，因为通过布线系统的阻抗的不平衡等等产生通过共模感应的共模噪声，并且在较高的频率处变得显著并且被传输到地面等等以返回同时形成大的回路，所以共模噪声甚至对遥远的电子设备也造成各种通信失败，并且结果，对于共模噪声的对策变得重要。

在电池架的绝缘性能优异时，由于被感应到蓄能系统的共模噪声造成的通信失败和故障的出现频率被减少，并且结果，要求用于取决于共模噪声评估电池架的绝缘性能的共模噪声模拟器的开发。

因此，本发明已经发明共模噪声模拟器，其通过控制电感器、电容器以及电阻器的阻抗去除高频分量并且通过取决于振幅调制的共模噪声测量电池的漏电流来评估电池的绝缘性能。

技术实现要素：

技术问题

本发明的目的是为了提供一种共模噪声模拟器，该共模噪声模拟器能够通过控制被包括在高频去除单元中的第一电感器、第二电感器、第一电容器以及第二电容器中的至少一个的阻抗从共模噪声去除具有设定范围的高频分量。

此外，本发明的另一目的是为了提供一种共模噪声模拟器，该共模噪声模拟器能够通过控制被包括在振幅调制单元中的第一电阻器和第二电阻器中的至少一个的阻抗来控制在设定振幅调制范围内的共模噪声的振幅。

另外，本发明的又一目的是为了提供一种共模噪声模拟器，该共模噪声模拟器能够基于当高频分量被去除时被感应到电池的共模噪声的波形信息和电池的漏电流的波形信息来评估电池的绝缘性能。

技术解决方案

根据本发明的实施例，共模噪声模拟器被配置成包括：高频去除单元，该高频去除单元去除从控制对电池充电/放电的电力转换系统和接地感应的共模噪声的高频分量；振幅调制单元，该振幅调制单元调制共模噪声的振幅；以及绝缘评估单元，该绝缘评估单元基于当通过高频去除单元去除高频分量并且通过振幅调制单元调制振幅时被感应到电池的共模噪声的波形信息和电池的漏电流的波形信息来评估电池的绝缘性能。

高频去除单元可以包括：第一电感器，该第一电感器被连接在电池的负极(anode)端子和电力转换器件的负极端子之间；和第一电容器，该第一电容器被连接在电力转换器件的负极端子和接地之间。

高频去除单元可以进一步包括：第二电感器，该第二电感器被连接在电池的正极(cathode)端子和电力转换器件的正极端子之间；和第二电容器，该第二电容器被连接在电力转换器件的正极端子和接地之间。

振幅调制单元可以包括第一电阻器，该第一电阻器被连接在电力转换器件的负极端子和接地之间。

振幅调制单元可以进一步包括第二电阻器，该第二电阻器被连接在电力转换器件的正极端子和接地之间。

共模噪声模拟器可以进一步包括控制单元，该控制单元控制第一电感器、第二电感器、第一电容器以及第二电容器中的至少一个的阻抗以设定从共模噪声去除的高频分量的范围。

控制单元可以控制第一电阻器和第二电阻器的至少一个的阻抗以设定共模噪声的振幅调制范围。

绝缘评估单元可以将漏电流的电流值和与被感应到电池的共模噪声的波形信息对应的预定电流值进行比较，并且当漏电流的电流值等于或者小于预定电流值时确定电池的绝缘性能是优异的。

共模噪声模拟器可以进一步包括电流测量单元，该电流测量单元测量电池的漏电流。

有益效果

根据本发明的实施例的共模噪声模拟器基于当高频分量被去除并且振幅被调制时被感应到电池的共模噪声的波形信息和电池的漏电流的波形信息来评估电池的绝缘性能，以在释放电池之后节省质量管理成本。

附图说明

图1是图示根据本发明的实施例的共模噪声模拟器的配置的框图。

图2是图示根据本发明的实施例的共模噪声模拟器的详细配置的一个示例的图。

具体实施方式

将会在下面参考附图详细地描述本发明。在此，将会略过可能不必要地晦涩本发明的精神的已知功能和已知组成的重复描述、详细描述。向本领域的技术人员提供本发明的实施例以更加全面地描述本发明。因此，为了更加明确的理解，在附图中的元件的形状、大小等等可能被放大。

贯穿说明书，除非相反地明确描述，词语“包括”和诸如“包含”或者“含有”的变化将会被理解以意指被陈述的元件的包括但是没有排除任何其它元件。

另外，在说明书中公开的术语“单元”意指处理至少一个功能或者操作的单元并且可以通过硬件或者软件或者硬件和软件的组合来实现。

图1是图示根据本发明的实施例的共模噪声模拟器的配置的框图并且图2是图示根据本发明的实施例的共模噪声模拟器的详细配置的一个示例的图。

参考图1和图2，共模噪声模拟器100可以被配置成包括高频去除单元110、振幅调制单元120、控制单元130、电流测量单元140以及绝缘评估单元150。在图1和图2中图示的共模噪声模拟器100以实施例为基础并且部件不限于在图1和图2中图示的实施例，并且必要时可以被添加、改变或者删除。

共模噪声模拟器100被设置在电力转换系统(PCS)300和被包括在蓄能系统(ESS)中的电池200之间以用于去除被感应到电池200的共模噪声的高频分量或者调制在电力转换器件300和接地中的共模噪声的振幅。

此外，共模噪声模拟器100可以用于通过测量来自电池的漏电流来评估电池的绝缘性能，其中被感应到该电池的共模噪声中的高频分量被去除并且振幅被调制。

高频去除单元110可以用于去除从电力转换器件300和接地感应的共模噪声的高频分量。

为此，高频去除单元110可以包括第一电感器111，该第一电感器111被连接在电池200的负极端子和电力转换器件300的负极端子之间；和第一电容器112，该第一电容器112被连接在电力转换器件300的负极端子和接地之间。

高频去除单元110的第一电感器111和第一电容器112可以去除从电力转换器件300的负极端子和接地感应的共模噪声的高频分量。

此外，高频去除单元110可以包括第二电感器113，该第二电感器113被连接在电池200的负极端子与电力转换器件300的负极端子之间；和第二电容器114，该第二电容器114被连接在电力转换器件300的负极端子和接地之间。

高频去除单元110的第二电感器113和第二电容器114可以去除从电力转换器件300的正极端子和接地感应的共模噪声的高频分量。

在这样的情况下，为了从共模噪声中去除在预定范围内的高频分量，可以通过下面要描述的控制单元控制高频去除单元110的第一电感器111、第一电容器112、第二电感器113以及第二电容器114中的至少一个的阻抗。

振幅调制单元120可以用于调制从电力转换器件300和接地感应的共模噪声的振幅。

为此，振幅调制单元120可以包括第一电阻器121，该第一电阻器121被连接在电力转换器件300的负极端子和接地之间。

振幅调制单元120的第一电阻器121可以调制从电力转换器件300的负极端子和接地感应并且通过高频去除单元110去除高频分量的共模噪声的振幅。

此外，振幅调制单元120可以包括第二电阻器122，该第二电阻器122被连接在电力转换器件300的正极端子和接地之间。

振幅调制单元120的第二电阻器122可以调制从电力转换器件300的正极端子和接地感应并且通过高频去除单元110去除高频分量的共模噪声的振幅。

在这样的情况下，为了调制在预定范围内的共模噪声的振幅，可以通过下面描述的控制单元控制振幅调制单元120的第一电阻器121和第二电阻器122中的至少一个的阻抗。

控制单元130控制高频去除单元110的第一电感器111、第一电容器112、第二电感器113以及第二电容器114中的至少一个的阻抗以设定从共模噪声去除的高频分量的范围。

在此，预定范围可以是具有高频带以引起在被包括在蓄能系统中的电池、电力转换器件、电池管理系统(BMS)以及能量管理系统(EMS)当中的通信失败和故障的共模噪声的频率范围。

此外，第一电感器111和第二电感器113的阻抗可以是电感器元件的电感，并且第一电容器112和第二电容器114的阻抗可以是电容器元件的电导。

控制单元130控制高频去除单元110的第一电阻器121和第二电阻器121中的至少一个的阻抗以设定共模噪声的振幅调制范围。

在此，振幅可以是共模噪声的峰值电压或者峰间(peak to peak)电压。

控制单元130控制振幅调制单元120的至少一个阻抗以设定共模噪声的振幅调制范围。

在此，振幅可以是共模噪声的峰值电压或者峰间电压。

此外，第一电阻器121和第二电阻器122的阻抗可以是可变电阻器元件的电阻值并且控制单元130可以通过改变可变电阻器的电阻值来控制第一电阻器121和第二电阻器122的阻抗。

同时，其中高频分量被去除并且通过频率去除单元110和振幅调制单元120调制振幅的共模噪声可以被感应到电池200，并且电池200的漏电流可以取决于电池200的绝缘性能和感应的共模噪声变化。

在这样的情况下，电流测量单元140被串联地连接在电池200和接地之间以用于测量从电池200泄漏的漏电流。此外，电流测量单元140可以将测量到的漏电流作为波形的信号发送到下面描述的控制单元150。

执行该任务的电流测量单元140可以使用与电流变压器型、霍尔元件型以及熔断器型中的至少一个相对应的电流传感器以便于测量电池200的漏电流，并且电流测量单元140包括至少一个开关元件、电容器、传导线等等并且进一步包括用于保护内部免受高电流的稳定器(例如，具有高电阻值的电阻器等等)(未示出)。

绝缘评估单元50可以用于基于当通过高频去除单元110去除高频分量并且和通过振幅调制单元120调制振幅时被感应到电池200的共模噪声的波形信息和通过电流测量单元140测量的电池200的漏电流的波形信息来评估电池200的绝缘性能。

更加详细地，绝缘评估单元150可以将与被感应到电池200的共模噪声的波形信息相对应的预定电流值与电池200的漏电流的电流值进行比较，并且当漏电流值等于或者小于预定电流值时确定电池200的绝缘性能是优异的。

在此，漏电流的电流值可以是漏电流的波形的峰值电流或者峰间电流。

此外，预定电流值可以是被感应到电池200的共模噪声的波形信息，即，取决于峰值电压或者峰间电压的电池200的可容许漏电流值。

已经参考本发明的优选实施例描述了本发明。然而，本领域的技术人员将会理解，在没有脱离在随附的权利要求和它们的等效物的本发明的精神和范围的情况下能够进行本发明的各种修改和变化。