전장 일반 IMD 매뉴얼 읽기-제품과 기능에 관하여

[23 문하린]

안녕하세요? LV팀 문하린입니다. 오늘은 IMD 메뉴얼 읽기를 해보겠습니다. 

우선 IMD는 Insulation Monitoring Device로, 우리말로는 절연 감시 장치입니다. 우리 자작차는 120V에 달하는 높은 전압을 이용하는데요, 만약 절연이 제대로 되지 않아 사고로 인해 드라이버, 혹은 차를 만지는 팀원들이 감전당하면 큰일나겠죠? 안전을 위해 절연 절차를 꼼꼼히 하더라도, 우리의 실수로 인해, 기계적 결함으로 인해 절연이 정상적으로 이루어지지 않을 수 있습니다. 그래서 IMD로 절연이 제대로 되고 있는지 실시간으로 확인하고, 만약!!! 절연이 파괴되었다면 바로 HV 시스템을 차단하게 됩니다.

우리는 BENDER사의 IR155-3203/IR155-3204 제품을 사용합니다.

이제 본격적으로 메뉴얼을 읽어볼까요?

원문 파일은 함께 업로드해두었습니다.

제품 설명과 기능 설명에 쉽게 알아보기 어려운 약자들이 있습니다. 공부를 해보니 일일히 그 뜻을 알아내는 것보다 배선 도면과 설치 도면을 보고 이해하는 것이 좋을 듯 합니다.

(IMD) IR155 Datasheets .pdf

548.84KB

Wiring Diagrams (배선 도면)

Typical Application (설치 도면)

Product Description (제품설명)

ISOMITER® IR155-3203/-3204는 전기 구동 시스템의 절연 및 능동 HV 도체(Un = DC 0 V...1000 V)와 기준 접지(chassis 접지 Kl.31) 사이의 절연 저항을 모니터링합니다. 특허 받은 측정 기술은 전기 구동 시스템의 AC 모터 측뿐만 아니라 DC 측의 절연 상태를 모니터링하는 데 사용됩니다. 기존의 절연 고장은 높은 시스템 간섭에서도 안정적으로 신호를 보내며, 이는 모터 제어 프로세스, 가속, 에너지 회수 등에 의해 발생할 수 있습니다.

이 장치는 공간 절약형 설계와 최적화된 측정 기술로 인해 하이브리드 자동차 또는 완전 전기 자동차에 사용하도록 최적화되어 있습니다. 이 장치는 환경 조건(예: 온도 및 진동, EMC...)과 관련하여 증가된 자동차 요구 사항을 충족합니다.

Fault 메시지(HV-시스템의 절연 고장, 연결 또는 장치 오류) IMD)는 통합 및 갈바닉 절연 인터페이스(하이 측 또는 로우 측)에서 제공됩니다 드라이버). 인터페이스는 상태 출력(OKHS 출력)과 측정 출력으로 구성됩니다 (MHS/MLS 출력). 상태 출력은 오류를 발생시키거나 시스템에 오류가 없음을 나타냅니다 5페이지의 "작동 원리 PWM 드라이버" 다이어그램에 표시된 바와 같이 "좋음" 조건. 측정 출력은 실제 절연 저항을 신호화합니다. 또한 서로 다른 고장 메시지와 장치 조건을 구별할 수 있습니다 기본 주파수로 인코딩됩니다.

Function (기능)

ISOMITER® iso-F1 IR155-3203/-3204는 펄스 측정 전압을 생성하고, 이 전압은 단자 L+/L- 및 E/KE를 통해 IT 시스템에 중첩됩니다. 가장 최근에 측정된 절연 조건은 단자 MHS(IRI55-3204의 경우) 또는 MLS(IR155-3203의 경우)에서 펄스 폭 modulated(PWM) 신호로 사용할 수 있습니다. 단자 E/KE와 섀시 접지(Kl.31) 사이의 연결은 지속적으로 모니터링됩니다. 따라서 단자 E 또는 KE에서 섀시 접지로 분리된 두 개의 도체를 설치해야 합니다.

⚠️ 접지 터미널의 연결 모니터링은 E/K가 RF ≤ 4 MΩ 일때에 한정되며, ISOMETER®가 3페이지의 표에 나와 있는 것과 같이 연결되어 있는 경우에만 표시됩니다.

전원이 켜지면 장치가 초기화를 수행하고 시스템 상태 측정(SST)을 시작합니다. ISOMETER®는 최대 2초 동안 최대 추정 절연 저항을 제공합니다. DCP 측정(연속 측정 방법)은 나중에 시작됩니다. 전선 연결 탈락 또는 기능 고장이 자동으로 인식되고 표시됩니다.

⚠️ 공급 단자(Kl.15/Kl.31)가 섀시 접지(Kl.31)로부터 전기적으로 절연되지 않은 경우 RF > 4 MΩ일때 접지 단자 E/KE의 연결 모니터링이 의도대로 작동하지 않을 수 있습니다.

Device Feature (기기 특징)

• 12V, 24V 시스템에 적합함
• 자동 장치 자체 테스트
• 절연저항 연속측정 0~10MΩ
  -공급 전압을 켠 후 시스템 상태(SST)를 처음 측정할 때의 응답 시간이 < 2초입니다.
  -단열재 응답시간 < 20초 저항 측정(DCP)
• 시스템 누설 커패시턴스(≤ 1μF)에 자동 적응
• 접지 탈락과 접지 탈락에 대한 감지
• 접지되지 않은 시스템(IT 시스템)의 AC 및 DC 절연 결함에 대한 절연 모니터링 0~1000V
• 500V 미만 전압에 대한 저전압 감지(Bender에 의해 공장에서 조정 가능)
• 아래에 대한 합선 방지 출력: -탈락 감지 (High-side 출력) -High 또는 inverted low-side 드라이버에서의 측정값(PWM 5...95%) 및 상태(f = 10...50Hz)(MHS/MLS output)
• 보호 코팅 (SL 1301ECO-FLZ)

Wiring diagrams

1. Connector XLA+ Pin 1+2 L+ Line Voltage(선간전압)
2. Connector XLA+ Pin 1+2 L+ Line Voltage(선간전압)
3. Connector XK1A Pin 1 Kl.31 Chassis ground/electronic ground Pin 2 Kl.15 Supply voltage Pin 3 Kl. 31 Chassis ground Pin 4 Kl. 31 Chassis ground (separate line) Pin 5 MHS Data Out, PWM (high side) Pin 6 MLS Data Out, PWM (low side) Pin 7 n.c. Pin 8 OKHS Status Output (high side)

용어 정리

PVM: Pulse Width Modulation 펄스 폭 변조 마이크로프로세서의 디지털 출력을 통해 아날로그 회로를 제어하는 방식으로 측정, 통신, 전력 제어 및 여러 분야의 변환에 널리 사용되는 매우 효과적인 기술

Line Volatage: 선간전압 전력 시스템에서 두 개의 전력선 사이의 전압 차이

RF:

마무리

일단 IMD의 핵심 기능인 절연을 감시하는 기능을 구현하기 위해 이 제품이 어떤 방식을 취하는지는 알게 되었습니다. 섀시 접지와 구동 시스템 전압을 끌어오는 것까지는 이해가 되었지만, 차단회로를 비롯한 LV 시스템에 연결하는 핀들이 여러개 있는데, 이것들에 어떻게 연결하고, 어떤 조치를 취해주어야 하는지 잘 이해하지 못했습니다. 특히나 RF라는 용어가 반복적으로 등장하는데, 저항과 관련된 용어인 것으로 추정되나, 제 물리학 지식과 자료 조사를 통해서는 뭔지 정확히 모르겠습니다. 이런 스펙과 관련된 내용은 다음에 업로드할 IMD 스펙 시트 읽기를 통해 해결해야할 듯 합니다.

이어지는 다음 글입니다

https://cafe.daum.net/eoulsure/9s92/46?svc=cafeapi

[22 이강산]