ISOMETER® iso165C ‒ das Isolationsüberwachungsgerät (IMD) für ungeerdete DC-Antriebssysteme (IT-Systeme) in Elektrofahrzeugen

Das ISOMETER® iso165C überwacht den Isolationswiderstand zwischen den aktiven Hochvoltkomponenten eines elektrischen Antriebssystems (Un = DC 0 V…600 V) und der Messerde (Fahrzeugmasse). Durch das angewendete patentierte Messverfahren kann der Isolationszustand sowohl die Gleichspannungsseite als auch die Wechselspannungsseite des Motors des elektrischen Antriebssystems überwachen. Das iso165C wird mit drei Steckverbindern montiert. Um eine interne galvanische Trennung zu erreichen, wird Steckverbinder 1 an die Niederspannungsbereiche angeschlossen, Steckverbinder 2 und 3 werden an die Hochvoltbatterie (HV Batterie) im Fahrzeug angeschlossen. Aufgrund seines geringen Platzbedarfs und der optimierten Messtechnik ist das Gerät bestens für den Einsatz in Hybridfahrzeugen oder vollelektrischen Fahrzeugen geeignet. Das Gerät erfüllt die erhöhten Anforderungen an die Umweltbedingungen im Automobilbereich (z. B. Temperaturen und Erschütterungen, EMV). Mit der CAN-Schnittstelle des iso165C kann es nahtlos in die bestehende CAN-Umgebung integriert werden.

Das ISOMETER® iso165 besteht aus zwei Hauptkomponenten, der Fahrzeug-Schnittstellen-Controller (Vehicle Interface Controller = VIFC) und dem Isolationsüberwachungs-Controller (Insulation Monitoring Controller = IMC). Der VIFC besteht aus einem Mikrocontroller mit einer UART-Kommunikationsschnittstelle, der die Anfragen von dem HS-CAN-Bus transparent übersetzt und an die IMC überträgt. Die entsprechenden IMC-Antworten werden an die anfragende Instanz über den HS-CAN-Bus zurückgeschickt. Der VIFC überwacht den laufenden Zustand der IMC über ein sogenanntes „Alive“-Signal und fragt intern und zyklisch den Isolationswert und den laufenden Zustand des IMC ab. Die Ergebnisse werden zyklisch als eine formlose Nachricht über den HS-CAN-Bus versandt. Der IMC besteht aus den HV-Steckverbindern mit HV-Ankopplungsgeräten, dem Messkreis und einem Mikrocontroller für die Analyse der Messergebnisse. Mit Hilfe der Messergebnisse erzeugt es eine interne Alarminformation, die kodiert wird, um das vorher erwähnte „Alive“-Signal zu generieren. Das Signal wird parallel zu den Messungen und der Statusinformation an den VIFC übertragen und von dort über den HS-CAN-Bus. Der IMC ist galvanisch von der Fahrzeugumgebung getrennt.

Beim ersten Einschalten, führt das iso165C solange keine Messungen durch, bis die Kommunikation zwischen dem VIFC und IMC aufgebaut ist. Außerdem, sind die HV-Ankopplungsrelais des HV1-Spannungspfads standardmäßig offen und deshalb ist keine gültige Messung der Spannung HV1 und des Isolationswiderstands möglich bis diese Relais durch einen externen Befehl geschlossen werden. Sobald die Kommunikation zwischen dem VIFC und IMC wieder aufgebaut ist und die HV1-Pfad-Relais geschlossen sind, kann das iso165C sofort mit der Messung der Spannungen HV1, HV2 und des Isolationswiderstands beginnen.

Das ISOMETER® iso165 erzeugt eine pulsierende Messspannung, die dem IT-System über die Klemmen T_31_E/KE (Chassis) überlagert wird. Da der Anschluss zwischen den Klemmen E/KE und der Fahrzeugmasse (T-31) kontinuierlich überwacht wird, ist es notwendig zwei separate Leiter zwischen den Klemmen T_31_E/KE und der Fahrzeugmasse zu installieren.