Bender iso165C, iso165C-1 User guide [de]

ISOMETER® iso165C + iso165C-1

Isolationsüberwachungsgerät (IMD) für ungeerdete

DC-Antriebssysteme (IT-Systeme) in Elektrofahrzeugen

Handbuch DEiso165C_C1_D00154_06_M_XXDE / 03.2021

Service und Support für Bender-Produkte

Kundenservice
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ISOMETER® iso165C + iso165C-1

Inhaltsverzeichnis

1 Allgemeine Hinweise ........................................................................7

1.1 Benutzung des Handbuchs .......................................................................................7

1.2 Kennzeichnung wichtiger Hinweise und Informationen ..............................7

1.2.1 Zeichen und Symbole .................................................................................................7

1.3 Schulungen und Seminare ........................................................................................7

1.4 Lieferbedingungen .......................................................................................................7

1.5 Kontrolle, Transport und Lagerung ........................................................................7

1.6 Gewährleistung und Haftung ...................................................................................8

1.7 Entsorgung von Bender Geräten ............................................................................8

1.8 Sicherheit .........................................................................................................................8

2 Bestimmungsgemäße Verwendung ..............................................9

2.1 Vergleich ISOMETER® iso165C und ISOMETER® iso165C-1 ............................9

3 Funktion ............................................................................................ 10

3.1 Gerätemerkmale ......................................................................................................... 10

3.2 Produktbeschreibung ...............................................................................................10

3.3 Funktionsbeschreibung ........................................................................................... 11

3.4 Selbsttest ....................................................................................................................... 12

4 Maße .................................................................................................. 13

4.1 Geräteabmessungen .................................................................................................13

4.2 Gehäuse und Montage ............................................................................................ 14

5 Anschluss .......................................................................................... 15

5.1 Anschlussbedingungen ........................................................................................... 15

5.2 Konnektivität ................................................................................................................15

5.2.1 Steckerbelegung ........................................................................................................ 16

5.2.2 Anschlussbild 100 Ω-/2,2 kΩ-Widerstand an HST_1/HST_2 .......................17

5.3 Typische Anwendung ...............................................................................................17

5.4 Spezielle Anwendungshinweise ...........................................................................17

6 Bedienung ........................................................................................ 18

6.1 Meldungen ................................................................................................................... 18

6.2 IMD_Info ........................................................................................................................ 18

6.3 IMD_Request ................................................................................................................19

6.3.1 Beispiel ........................................................................................................................... 20

6.4 IMD_Response .............................................................................................................21

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7 Befehl- und Datenwertbeschreibungen ..................................... 22

7.1 Benennungszuordnung ...........................................................................................22

7.1.1 Signalbenennung .......................................................................................................22

7.1.2 DBC-Signalbenennung ............................................................................................ 22

7.2 Befehlbeschreibungen ............................................................................................. 22

7.2.1 Steuerbefehle (CTL) ................................................................................................... 22

7.2.1.1 S_IMC_CTL_SELFTEST ..........................................................................................................22

7.2.1.2 S_VIFC_CTL_IMC_RESET .....................................................................................................23

7.2.1.3 S_VIFC_CTL_LOCK .................................................................................................................23

7.2.1.4 S_VIFC_CTL_MEASUREMENT ............................................................................................23

7.2.2 SET-Befehle ................................................................................................................... 24

7.2.2.1 S_IMC_SET_R_ISO_ERR_THR .............................................................................................24

7.2.2.2 S_IMC_SET_R_ISO_WRN_THR ...........................................................................................24

7.2.2.3 S_IMC_SET_MEAN_FACTOR ..............................................................................................24

7.2.2.4 S_VIFC_SET_HV_RELAIS ......................................................................................................24

7.2.3 GET-Befehle .................................................................................................................. 25

7.2.3.1 S_VIFC_DUMMY .....................................................................................................................25

7.2.3.2 S_IMC_GET_STATUS .............................................................................................................25

7.2.3.3 S_IMC_GET_R_ISO .................................................................................................................25

7.2.3.4 S_IMC_GET_R_ISO_ERR_THR ............................................................................................25

7.2.3.5 S_IMC_GET_R_ISO_WRN_THR ..........................................................................................26

7.2.3.6 S_IMC_GET_MEAN_FACTOR .............................................................................................26

7.2.3.7 S_IMC_GET_HV_1 ..................................................................................................................26

7.2.3.8 S_IMC_GET_HV_2 ..................................................................................................................26

7.2.3.9 S_IMC_GET_VERSION ...........................................................................................................27

7.2.3.10 S_IMC_GET_TEST_CNT ........................................................................................................27

7.2.3.11 S_IMC_GET_MANUFACTURER ..........................................................................................27

7.2.3.12 S_VIFC_GET_STATUS ............................................................................................................27

7.2.3.13 S_VIFC_GET_HV_RELAIS .....................................................................................................28

7.2.3.14 S_VIFC_GET_IMC_ALIVE ......................................................................................................28

7.2.3.15 S_VIFC_GET_VERSION ..........................................................................................................28

7.2.3.16 S_VIFC_GET_LOCK ................................................................................................................28

7.3 Datenwertbeschreibungen .................................................................................... 29

7.3.1 D_IMC_SELFTEST_SCR ..............................................................................................29

7.3.2 D_IMC_R_ISO_ERR_THR .......................................................................................... 29

7.3.3 D_IMC_R_ISO_WRN_THR ........................................................................................ 29

7.3.4 D_IMC_MEAN_FACTOR ........................................................................................... 29

7.3.5 D_IMC_STATUS ........................................................................................................... 30

7.3.6 D_IMC_STATUS_EXT ................................................................................................. 31

7.3.7 D_IMC_R_ISO ............................................................................................................... 32

7.3.8 D_IMC_R_ISO_BIAS ................................................................................................... 32

7.3.9 D_IMC_R_ISO_CNT .................................................................................................... 32

4 iso165C_C1_D00154_06_M_XXDE / 03.2021

ISOMETER® iso165C + iso165C-1

7.3.10 D_IMC_MANUFACT_INDEX .................................................................................... 32

7.3.11 D_IMC_MANUFACT_DATA ..................................................................................... 33

7.3.12 D_IMC_HV_1 ................................................................................................................ 33

7.3.13 D_IMC_HV_2 ................................................................................................................ 33

7.3.14 D_IMC_VERSION_INDEX .......................................................................................... 33

7.3.15 D_IMC_VERSION ......................................................................................................... 34

7.3.16 D_IMC_TEST_CNT ...................................................................................................... 34

7.3.17 D_VIFC_HV_RELAIS....................................................................................................34

7.3.18 D_VIFC_MEASURE_MODE .......................................................................................34

7.3.19 D_VIFC_LOCK_MODE ............................................................................................... 35

7.3.20 D_VIFC_LOCK_PWD .................................................................................................. 35

7.3.21 D_VIFC_HV_RELAIS_STATE .....................................................................................35

7.3.22 D_VIFC_VERSION_INDEX .........................................................................................35

7.3.23 D_VIFC_VERSION ........................................................................................................ 36

7.3.24 D_VIFC_IMC_ALIVE .................................................................................................... 36

7.3.25 D_VIFC_STATUS .......................................................................................................... 37

7.3.26 D_IMD_ERROR_CODE ...............................................................................................38

7.3.27 D_IMD_FAILED_CMD ................................................................................................38

8 Daten ................................................................................................. 39

8.1 Technische Daten .......................................................................................................39

8.2 Bestellangaben ........................................................................................................... 41

8.2.1 Zubehör ......................................................................................................................... 41

8.3 Normen und Vorschriften ....................................................................................... 42

8.3.1 Allgemein ...................................................................................................................... 42

8.3.2 EMV ..................................................................................................................................42

8.3.3 Umwelt ...........................................................................................................................42

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ISOMETER® iso165C + iso165C-1

Die Elektroindustrie

1 Allgemeine Hinweise

1.1 Benutzung des Handbuchs

Dieses Handbuch richtet sich an Fachpersonal der Elektrotechnik und Elektronik!
Bestandteil der Gerätedokumentation ist neben diesem Handbuch die Verpackungsbeilage
„Sicherheitshinweise für Bender-Produkte“.

Lesen Sie das Handbuch vor Montage, Anschluss und Inbetriebnahme des Geräts.
Bewahren Sie das Handbuch zum Nachschlagen griffbereit auf.

1.2 Kennzeichnung wichtiger Hinweise und Informationen

Gefahr! bezeichnet einen hohen Risikograd, der den Tod oder eine schwere Verletzung zur Folge
hat.

I

WarnunG! bezeichnet einen mittleren Risikograd, der den Tod oder eine schwere Verletzung zur
Folge haben kann.

I

Vorsicht! bezeichnet einen niedrigen Risikograd, der eine leichte oder mittelschwere Verletzung
oder Sachschaden zur Folge haben kann.

I

Informationen können bei einer optimalen Nutzung des Produktes behilflich sein.

i

1.2.1 Zeichen und Symbole

Entsorgung Temperaturbereich Vor Staub schützen

Vor Nässe schützen Recycling RoHS Richtlinien

1.3 Schulungen und Seminare

www.bender.de -> Fachwissen -> Seminare.

1.4 Lieferbedingungen

Es gelten die Liefer- und Zahlungsbedingungen der Firma Bender. Sie sind gedruckt oder als Datei bei
Bender erhältlich. Für Softwareprodukte gilt:

„Softwareklausel zur Überlassung von Standard-Software als Teil von Lieferungen,
Ergänzung und Änderung der Allgemeinen Lieferbedingungen für Erzeugnisse und
Leistungen der Elektroindustrie“

1.5 Kontrolle, Transport und Lagerung

Kontrolle der Versand- und Geräteverpackung auf
Transportschäden und Lieferumfang. Bei Lagerung der
Geräte ist auf Folgendes zu achten:

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Allgemeine Hinweise

1.6 Gewährleistung und Haftung

Gewährleistungs- und Haftungsansprüche bei Personen- und Sachschäden sind ausgeschlossen bei:

• Nicht bestimmungsgemäßer Verwendung des Gerätes.

• Unsachgemäßem Montieren, Inbetriebnehmen, Bedienen und Warten des Gerätes.

• Nichtbeachten der Hinweise im Handbuch bezüglich Transport, Inbetriebnahme, Betrieb und
Wartung des Gerätes.

• Eigenmächtigen baulichen Veränderungen am Gerät.

• Nichtbeachten der technischen Daten.

• Unsachgemäß durchgeführten Reparaturen

• Verwendung von Zubehör und Ersatzteilen, die Bender nicht empfiehlt

• Katastrophenfällen durch Fremdkörpereinwirkung und höhere Gewalt.

• Montage und Installation mit nicht empfohlenen Gerätekombinationen.

Dieses Handbuch und die beigefügten Sicherheitshinweise sind von allen Personen zu beachten, die
mit dem Gerät arbeiten. Darüber hinaus sind die für den Einsatzort geltenden Regeln und Vorschriften
zur Unfallverhütung zu beachten.

1.7 Entsorgung von Bender Geräten

Beachten Sie die nationalen Vorschriften und Gesetze zur Entsorgung des Gerätes.

Weitere Hinweise zur Entsorgung von Bender-Geräten unter

www.bender.de -> Service & Support.

1.8 Sicherheit

Die Verwendung des Geräts außerhalb der Bundesrepublik Deutschland unterliegt den am Einsatzort
geltenden Normen und Regeln. Innerhalb Europas gilt die europäische Norm EN 50110.

Gefahr! Lebensgefahr durch Stromschlag!

Bei Berühren von unter Spannung stehenden Anlagenteilen besteht die Gefahr

I

• eines lebensgefährlichen elektrischen Schlages,

• von Sachschäden an der elektrischen Anlage,

• der Zerstörung des Gerätes.

Stellen Sie vor Einbau des Gerätes und vor Arbeiten an den Anschlüssen des Gerätes sicher, dass
die Anlage spannungsfrei ist. Beachten Sie die Regeln für das Arbeiten an elektrischen Anlagen.

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ISOMETER® iso165C + iso165C-1

2 Bestimmungsgemäße Verwendung

Das ISOMETER® iso165C und ISOMETER® iso165C-1 überwacht den Hochvolt (HV)-Isolationswiderstand
zwischen der Fahrzeugmasse und den aktiven Hochvoltkomponenten eines ungeerdeten DC­Antriebssystems (IT-System) in Elektrofahrzeugen mit Versorgungsspannungen von DC 0 V...600 V. Der
Isolationszustand wird sowohl auf der Gleichspannungsseite als auf der Wechselspannungsseite des
Motors des elektrischen Antriebssystems überwacht. Vorhandene Isolationsfehler werden zuverlässig
gemeldet, auch bei hohen Störbeeinflussungen, die durch Motorsteuerungsprozesse, Beschleunigung,
Energierückgewinnung etc. verursacht werden können.

Beide ISOMETER® verfügen über eine CAN-Bus-Schnittstelle und können einfach in eine bestehende
CAN-Umgebung in Hybridfahrzeugen oder vollelektrischen Fahrzeugen integriert werden.

In Bezug auf die allgemeine Anwendung eines IMDs (Isolationsüberwachungsgerätes) in einem IT-

i

System ist nur ein aktives IMD in einem galvanisch verbundenen System erlaubt. Wenn IT-Systeme
miteinander über einen Koppelschalter verbunden werden sollen, muss durch ein Steuergerät sicher­gestellt werden, dass alle anderen IMDs vom IT-System getrennt und inaktiv sind. IT-Systeme, die
über Kondensatoren oder Dioden gekoppelt sind, können das Isolationsüberwachungssystem auch
beeinflussen. Aus diesem Grund wird eine zentrale Steuerung der verschiedenen IMDs benötigt.

Eine andere oder darüberhinausgehende Benutzung gilt als nicht bestimmungsgemäß.

2.1 Vergleich ISOMETER® iso165C und ISOMETER® iso165C-1

Obwohl sich das ISOMETER® iso165C und das ISOMETER® iso165C-1 in vielen Aspekten ähneln (siehe
Liste der Merkmale auf Seite 10) sind die Hauptunterschiede in der nachfolgenden Tabelle darge­stellt:

Merkmal iso165C iso165C-1

Enthält einen Ausgangs­treiber

Ankopplungsrelais beim
Einschalten

Baudrate 250 kBaud 500 kBaud

Terminierungswiderstand 124 Ω intern Keiner

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Nein Ja. Fehler- und Warnsignale sind auf

dem getrennten High-Side-Treiber
verfügbar.

Die HV-Ankopplungsrelais des
HV1-Spannungspfads sind standard­mäßig offen und deshalb ist keine
gültige Messung der Spannung und des
Isolationswiderstands möglich, bis diese
Relais durch einen externen Befehl ge­schlossen werden.

Die HV-Ankopplungsrelais des
HV1-Spannungspfads werden wäh­rend des Einschaltens automatisch
geschlossen.

Funktion

3 Funktion

3.1 Gerätemerkmale

• Isolationsüberwachung von AC- und DC-Isolationsfehlern für ungeerdete Systeme
(IT-Systeme) im Bereich von 0 V…600 V Peak

• Stromversorgung für alle internen Spannungen

• Kontinuierliche Messung des Isolationswiderstandes von 0 Ω…50 MΩ

• Ansprechzeit von ≤ 20 s für gemessenen Isolationswiderstand (mittels Gleichstromimpulsen
(DCP)

• Automatische Anpassung an die vorhandene Netzableitkapazität (≤ 1 μF)

• Erkennung von Erdschlüssen und fehlender Erdung

• Zweite Spannungsmessung

• Das Gerät arbeitet, wenn:

– der Hochvolt-Spannungsbereich instabil ist
– der Hochvolt-Spannungsbereich abgeschaltet ist
– symmetrische oder unsymmetrische Fehler auftreten
– Fehler zwischen dem Hochvolt-Spannungsbereich und der Versorgungsspannung auftreten

• Galvanische Trennung aller Signale vom Hochvolt-Spannungsbereich

• HV-gekoppeltes System

• CAN-Bus-Schnittstelle

• Geringes Gewicht: < 220 g (einschließlich Gehäuse und Anschlussrahmen)

• Nur iso165C-1: Die iso165C-1-Ausführung verfügt über Fehler- und Warnsignale auf dem ge­trennten High-Side-Treiber

3.2 Produktbeschreibung

Das ISOMETER® überwacht den Isolationswiderstand zwischen den aktiven Hochvoltkomponenten ei­nes elektrischen Antriebssystems (U
patentierte Messverfahren wird der Isolationszustand auf der Gleichspannungs- und der
Wechselspannungsseite eines elektrischen Antriebssystems überwacht.

Das ISOMETER® wird mit drei Steckverbindern montiert. Um eine interne galvanische Trennung zu errei­chen, werden der Steckverbinder 1 an die Niederspannungsbereiche und die Steckverbinder 2 und 3 an
die Hochspannungsbereiche 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). Dank der CAN-Bus-Schnittstelle des ISOMETER®s kann es nahtlos in eine beste­hende CAN-Umgebung integriert werden.

10 iso165C_C1_D00154_06_M_XXDE / 03.2021

= DC 0 V…600 V) und der Messerde (Fahrzeugmasse). Durch das

n

ISOMETER® iso165C + iso165C-1

nur
ISOMETER
iso165C-1

R

Fehler

Warnung

HS_CAN_H

HS_CAN_L

T_31_KE

T_31_E

T_30

iso165

VCC_1

SBC

Reset

CAN
Phy

C
C

Galvanische Trennung

VIFC

Reset

Alive

GNDD

GNDD

INH

Tx

Rx

interne Stromversorgung

VCC_2

+12 V-12 V+5 V

GND_ISO

+ 40 V Mess-

spannungs-

Messpuls-

IMC

generator

schaltung 2

schaltung 1

quelle

Filter-

Filter-

HV 2

HV 1

HV-Relais

HV-Relais­Ansteuerung

HV_2_POS

HV_2_NEG

HV_1_POS

HV_1_NEG

3.3 Funktionsbeschreibung

Die ISOMETER® iso165C und iso165C-1 bestehen aus zwei Hauptkomponenten, dem Fahrzeug­Schnittstellen-Controller (VIFC) und dem Isolationsüberwachungs-Controller (IMC). Der VIFC besteht aus
einem Mikrocontroller mit UART-Kommunikationsschnittstelle, der die Anfragen von dem HS-CAN-Bus
transparent übersetzt und an den IMC überträgt. Die entsprechenden IMC-Antworten werden über den
HS-CAN-Bus an die anfragende Instanz zurückgeschickt. Der VIFC überwacht den Betriebszustand des
IMCs über ein sogenanntes „Alive“-Signal und fragt intern und zyklisch den Isolationswert und den
Betriebszustand des IMCs ab. Die Ergebnisse werden zyklisch als eine formlose Nachricht über den HS­CAN-Bus ausgesendet.

Der IMC besteht aus den HV-Steckverbindern mit HV-Ankopplungsrelais, dem Messkreis und einem
Mikrocontroller für die Analyse der Messergebnisse. Mit Hilfe der Messergebnisse erzeugt der IMC eine
interne Alarminformation, die kodiert wird, um das zuvor erwähnte „Alive“-Signal zu generieren. Dieses
Signal wird parallel zu den Messungen und der Statusinformation an den VIFC übertragen und von dort
über den HS-CAN-Bus. Der IMC ist von der Fahrzeugumgebung galvanisch getrennt.

Beim ersten Einschalten führt das ISOMETER® iso165C erst dann Messungen durch, wenn die
Kommunikation zwischen dem VIFC und dem IMC aufgebaut ist. Außerdem sind die HV­Ankopplungsrelais 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 diese Voraussetzungen erfüllt sind, kann das ISOMETER®
iso165C sofort mit der Messung der Spannungen HV1, HV2 und des Isolationswiderstands beginnen.

Bei dem ISOMETER® iso165C-1 werden die HV-Ankopplungsrelais des HV1-Spannungspfads allerdings
während des Einschaltens automatisch geschlossen.

iso165C_C1_D00154_06_M_XXDE / 03.2021 11

Funktion

Die ersten Messwerte nach dem Einschalten sind:

HV-Relais offen HV-Relais geschlossen

Isolationswiderstand 50.000 kΩ Wert in kΩ

Spannung HV1 0 V Wert in V

Spannung HV2 Wert in V Wert in V

Das ISOMETER® 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.

3.4 Selbsttest

Um die Anlaufzeit zu optimieren, führt das ISOMETER® keinen automatischen Selbsttest während des
Systemstarts durch. Der Selbsttest ist Aufgabe eines externen überwachenden Systems und muss über
die CAN-Schnittstelle ausgelöst werden. Ein Selbsttest muss angefragt werden und kann nur ausgeführt
werden, wenn die Ankopplungsrelais offen sind. Der Selbsttest kann lang (circa 10 s) oder kurz (circa
1-2 s) sein und innerhalb dieses Zeitraumes kann das ISOMETER® keine Isolationsüberwachung durch­führen.

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4 Maße

141,82 ±2

43,2 ±1

82 ±0,6

ø 6 (4x)

4.1 Geräteabmessungen

4

DMC

96 ±0,6

111,4 ±2

4x

A

A

max. zulässige Unebenheit zwischen den Befestigungspunkten

0,5

(92,01)

ISOMETER® iso165C + iso165C-1

(97,85)

Alle Maße in mm

iso165C_C1_D00154_06_M_XXDE / 03.2021 13

Maße

4.2 Gehäuse und Montage

Schnittansicht A-A
Maßstab: 2:1

1

3

(ø 11)

2

Empfohlene Schrauben (nicht enthalten)

4

Position Komponente Eigenschaften

1 Gehäuse PBT GF30 schwarz, UL-Norm: UL94 V0

2 Steckerkontakt Cu-Legierung, verzinnt

3 Typenschild weiße Polyester-Folie

4 Halterung PBT GF30 schwarz, UL-Norm: UL94 V0

4 x M5
Anzugsdrehmoment: 2,25 ± 0,25 Nm

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