IMD 绝缘监测设备

人体平均电阻 1-10 kΩ,触碰 HV+ 与车身 (= HV-):

• 500V × (1/10kΩ + 1/Riso) = 几十 mA
• 10 mA 以上可致命

LV (12V) 系统电压低 → 漏电电流小 → 不电人,所以不监测。

各国法规对 Riso 都有最低要求,数值 ≈ 100 Ω/V DC + 500 Ω/V AC 是欧美中日共通门槛:

800V 系统计算:

• DC: 100 × 800 = 80 kΩ
• AC: 500 × 800 = 400 kΩ

整车 Hipot 静态测试无法覆盖运行中老化,必须在车辆运行中周期性测:

• 静态测量 (整车 Hipot 测试) 不够,车辆运行中绝缘可能下降
• 老化 / 振动 / 湿度 / 损坏 → Riso 下降
• 必须实时监测 (典型每 1-10 秒一次)

原理: 测 HV+ 对车身 + HV- 对车身两个电压,正常对称 (= Vbat/2):

• 如果不对称 → 一侧绝缘下降
• 计算 Riso = (Vbat/2) / Ileak

优点: 不打扰系统,简单 缺点: 对称下降测不到 (HV+/HV- 同时下降,电压仍对称)

应用: 老式 / 简化方案,EV 主流不用。

原理:

1. IMD 把 HV+ 通过一个测试电阻 Rtest 接到 PE (车身地)
2. 测电流 Itest = (VHV+) / (Rtest + R_iso_HV+)
3. 反推 R_iso_HV+ = VHV+ / Itest - Rtest
4. 切换到 HV- 测同样的
5. 总 Riso = R_iso_HV+ // R_iso_HV-

优点:

• 对称下降可测
• 精度高 (±5%)
• 不需要外部激励

缺点:

• 测量慢 (1-10 s,因为要等稳态)
• 测试期间会有小电流注入

应用: 主流 EV (90%+)——Bender IR155 系列。

原理: 注入 AC 测试信号 (1-100 Hz),用复阻抗法测 Riso + Ciso:

• 区分电阻性漏电 (真绝缘下降) vs 电容性漏电 (Y 电容,正常)
• 用 LIA (Lock-in Amplifier) 提高 SNR

优点:

• 精度最高 (±2%)
• 可分离 Y 电容 vs 真漏电
• 快 (典型 1 s 内出结果)

缺点:

• 复杂 + 成本高

应用: 高端 EV / 大功率储能——Bender ISO165 系列。

Bender 是行业标杆 — Tesla / 大众 / 比亚迪 / 蔚来 全用 IR155 系列,高端走 ISO165/685:

Bender IR155 是行业标杆——Tesla / 大众 / 比亚迪 / 蔚来全用。

国内 IMD 主要走 Active DC 路线,Sensata / Carku / CRRC 时代电气 等覆盖中低端 + 商用车:

EV 系统对地 Y 电容 (整车几十 nF-μF) → IMD 主动注入时 Y 电容短路测试电流 → 测得 Riso 偏低。

解决:

• AC 法分离电阻 vs 电容
• DC 法测稳态 (等 Y 电容充满)

整车有 inverter + OBC + DC-DC + 电池 multiple HV nodes → 总 Riso 是并联:

IMD 通常装一个,测总 Riso。故障定位 (Earth Fault Detection, EFD) 需要专门 IC (ISO685 等)。

DC 快充期间 (Vbus 注入) → IMD 测试信号被淹没。

解决: 充电期间用充电桩端 IMD,EV 端 IMD 暂停。