Isolationswiderstandstest — ISO 6469-3 / UNECE R100

Was ist Insulation?

Bei der Isolationswiderstandsprüfung wird bei Elektrofahrzeugen der Widerstand zwischen dem Hochspannungskreis und dem Fahrzeugchassis (Elektrochassis) gemessen. Dieser Widerstand stellt den Grundschutz gegen die Gefahr des Berührens von Hochspannung dar und ist ein Sicherheitsparameter, der während der gesamten Lebensdauer des Fahrzeugs überwacht werden muss.

Zweck von Insulation

Ziel ist es, die ausreichende Isolierung des Hochspannungssystems gegenüber dem Chassis zu überprüfen und die für die Typgenehmigung erforderlichen Nachweise zu erbringen.

Bei welchen Produkten wird Insulation angewendet?

Elektro- und Hybridfahrzeuge
Akkupacks
Wechselrichter und DC/DC-Wandler
Hochvolt-Kabelbäume
Ladesysteme

In welchen Branchen wird Insulation eingesetzt?

AutomobilElektrik und Elektronik

Normen zu Insulation

ISO 6469-3
UNECE R100Sicherheit von Elektrofahrzeugen und Batterien prüfen
IEC 60664-1
ISO 6469-1

Prüfbedingungen für Insulation

Messspannung: Abhängig von der Betriebsspannung des Systems wird Gleichstrom mit dem von der Norm vorgeschriebenen Wert angelegt
Messpunkte: Getrennt zwischen Plus- und Minuspol und dem elektrischen Chassis
Umfeld: Da die Messung von der Luftfeuchtigkeit beeinflusst wird, werden die Umgebungsbedingungen erfasst

Prüfgerät für Insulation

Hochspannungs-Isolationswiderstandsmessgerät (Megohmmeter)
Sicherheitsbarrieren und persönliche Schutzausrüstung
Klimakammer (zur Beurteilung der Wirkung von Luftfeuchtigkeit)
Datenlogger

Probenanforderungen für Insulation

Komplettes Fahrzeug oder Hochvoltkomponente
Vor der Messung muss die Anlage spannungsfrei und betriebssicher gemacht werden
Es müssen Informationen zur Systemspannung und -topologie bereitgestellt werden
Der Zugang zu den Messstellen muss geplant werden

Dauer von Insulation

Die Messung selbst ist kurz; Ist eine Messung nach einer Feuchtekonditionierung oder einem Umwelttest erforderlich, verlängert sich die Dauer entsprechend.

Ablauf von Insulation

1Die Anlage wird spannungsfrei geschaltet und Sicherheitsmaßnahmen getroffen.
2Messpunkte werden ermittelt und der Zugang bereitgestellt.
3Es wird die von der Norm vorgeschriebene Messspannung angelegt.
4Gemessen wird der Widerstand zwischen Pluspol und Chassis.
5Gemessen wird der Widerstand zwischen Minuspol und Chassis.
6Umgebungstemperatur und relative Luftfeuchtigkeit werden aufgezeichnet.
7Bei Bedarf wird die Messung nach Umwelttests wiederholt.

Annahmekriterien für Insulation

Gemäß UNECE R100 und ISO 6469-3 muss der Isolationswiderstand über einem Mindestwert (in Ω/V) bezogen auf die Betriebsspannung des Systems liegen. Der anwendbare Wert wird dem Text der Norm entnommen, je nachdem, ob es sich bei dem System um ein Gleich- oder Wechselstromsystem handelt und welche Topologie es hat.

Auswertung der Ergebnisse

Der gemessene Widerstand wird mit dem für die Systemspannung erforderlichen Mindestwert verglichen. Da Feuchtigkeit und Verschmutzung die Werte deutlich senken, zeigen Messungen nach Umwelttests die echte Robustheit des Designs.

Prüfbericht zu Insulation

Standard angewendet
Systembeschreibung und Betriebsspannung
Messspannung und -punkte
Umgebungstemperatur und Luftfeuchtigkeit
Gemessene Widerstandswerte
Vergleich mit der Mindestanforderung

Akkreditierung

EUROLAB verfügt über eine international anerkannte Akkreditierung, die von Akkreditierungsstellen erhalten wurde, die Vertragspartei der multilateralen Anerkennungsvereinbarungen IAF und ILAC sind, gemäß ISO/IEC 17025 für Labortests, ISO/IEC 17020 für Inspektion und Überwachung sowie ISO/IEC 17021-1 und ISO/IEC 17065 für System- und Produktzertifizierung. Diese Kette stellt sicher, dass die ausgestellten Berichte und Zertifikate weltweit akzeptiert werden.

Ob dieser Test im akkreditierten Rahmen angeboten werden kann, hängt von Ihrem Produkt und der angewandten Norm ab; Da die Akkreditierung methodenbasiert erfolgt, wird der Umfang bereits im Angebotsstadium schriftlich bestätigt.

Geltungsbereich und Berechtigungen

Otomotiv Testleri — Was umfasst dieser Prüfbereich?

Der folgende Abschnitt beschreibt das Gebiet, zu dem der Test Insulation gehört; die Bedingungen und Abnahmekriterien dieses konkreten Tests stehen in den obigen Abschnitten. Der für Ihr Produkt spezifische Umfang wird schriftlich im Angebotsstadium festgelegt.

Automobilprüfungen zeigen, dass ein Bauteil unter Bedingungen weiterarbeitet, die den Belastungen entsprechen, denen es über die Fahrzeuglebensdauer begegnet. Ein Fahrzeug ist kein einzelnes Produkt, sondern eine UMGEBUNG: Vibration, Temperaturwechsel, Salzwasser, Steinschlag, elektrische Transienten und elektromagnetisches Rauschen sind gleichzeitig und über Jahre vorhanden.

Das Besondere an dieser Familie ist, dass HERSTELLERSPEZIFIKATIONEN über den Normen stehen. ISO- und SAE-Veröffentlichungen schaffen die gemeinsame Grundlage; aber Volkswagen, BMW, Ford, Stellantis, Toyota und Renault definieren in ihren eigenen Spezifikationen unterschiedliche Schweregrade, zusätzliche Prüfungen und abweichende Abnahmekriterien. Für ein Bauteil reicht die Aussage "erfüllt Automobilnormen" allein nicht aus; es muss geklärt werden, welche Spezifikation welches Herstellers und welche Revision davon gemeint ist.

Die Familie umfasst drei getrennte Prozesse, die oft verwechselt werden. Die Homologation betrifft die Typgenehmigungen, die ein Fahrzeug für die Zulassung zum Straßenverkehr benötigt, und läuft unter staatlicher Hoheit. Die Lieferantenfreigabe bedeutet das Bestehen der eigenen Qualitäts- und Prüfanforderungen des Fahrzeugherstellers und ist eine geschäftliche Beziehung. Das dritte ist die Konstruktionsverifikation: Das Ingenieurteam weist nach, dass sein eigener Entwurf die Ziele erfüllt.

Auf Bauteilebene wird der Prüfplan um den EINBAUORT herum aufgebaut. Ein Modul im Motorraum und eines im Kofferraum durchlaufen nicht dasselbe Temperatur- und Vibrationsprofil; ein Bauteil in der Tür und eines in der Dachkonsole sind nicht derselben Wasser- und Staubbelastung ausgesetzt. Die Normenreihe ISO 16750 ist der gemeinsame Rahmen für diesen einbauortbasierten Ansatz.

Der Übergang zum Elektrofahrzeug hat das Feld neu geformt. Hochspannungssicherheit, Isolationskoordination, Batteriesicherheit, Konformität der Ladeschnittstelle und das elektromagnetische Verhalten hochspannungsführender Bauteile wurden dem klassischen Automobilprüfsatz hinzugefügt. Bei einem leise laufenden Fahrzeug haben sich auch die akustischen und Vibrationserwartungen geändert; vom Verbrennungsmotor überdeckte Geräusche sind nun hörbar.

Die Qualitätssystemseite lässt sich in diesem Bereich nicht von der Prüfung trennen. Ein Hersteller nach IATF 16949 legt Prüfergebnisse in der PPAP-Akte vor; Messsystemanalyse, Prozessfähigkeitsstudie und Kontrollplan stehen um den Prüfbericht herum. Ein einziges gutes Ergebnis reicht nicht aus — es muss gezeigt werden, dass der Prozess dieses Ergebnis wiederholen kann.

Methodengruppen in diesem Bereich

Umwelt und Klima
Temperaturwechsel, Thermoschock, feuchte Wärme, Salzsprühnebel, Staub- und Wassereintritt (IP), Sonneneinstrahlung. Die Schweregrade variieren je nach Einbauort.
Mechanisch
Sinus- und Zufallsschwingung, Stoß, mechanische Lasten, Befestigungsdrehmoment und Dauerhaftigkeitszyklen.
Elektrisch
Versorgungsspannungsschwankungen, Transienten (ISO 7637), Verpolung, Überspannung, Kurzschluss und Ruhestrommessungen.
EMV
Bauteilemission (CISPR 25), Strahlungs- und Leitungsstörfestigkeit (ISO-11452-Reihe), elektrostatische Entladung (ISO 10605).
Werkstoffe und Emissionen
Geruch, Fogging und VOC-Emission bei Innenraummaterialien; Entflammbarkeit; UV-Alterung; Beschichtungsbeständigkeit und Steinschlag.
Funktionale Sicherheit und Cybersicherheit
Nachweise funktionaler Sicherheit nach ISO 26262 und Cybersicherheitstechnik nach ISO/SAE 21434; diese sind über UNECE R155 und R156 an das Recht gebunden.

Häufig verwechselt in diesem Bereich

Ein Automobilbericht ohne Spezifikationsverweis wird in der Lieferkette nicht anerkannt; es muss angegeben werden, welche OEM-Spezifikation und -Revision angewendet wurde.
Typgenehmigung und Lieferantenfreigabe sind unterschiedliche Prozesse. Ein Bauteil mit E-Mark-Genehmigung gilt dadurch nicht als bestanden bei den eigenen Abnahmeprüfungen des OEM.
Ein an einem Prototyp erzieltes Ergebnis überträgt sich nicht auf die Serienfertigung; das PPAP erfolgt mit Serienfertigungsteilen.
Auf EMV-Seite reicht die alleinige Messung der Emission nicht aus; die Störfestigkeit ist ein eigenständiger Bereich und im Fahrzeug kritischer.
Bei Komponenten von Elektrofahrzeugen ist die Hochspannungssicherheit eine eigenständige Kompetenz; die klassische 12-V-Prüfinfrastruktur reicht nicht aus.

Welche Entscheidungen diese Ergebnisse unterstützen

Lieferanten-Bauteilfreigabe und die PPAP-Akte
UNECE-Typgenehmigung und E-Mark-Kennzeichnung
Konstruktionsverifikation und Dauerhaftigkeitsnachweis
Ursachenanalyse von Feldbeschwerden und Garantierückläufern
Bewertung der Auswirkung einer Konstruktions- oder Lieferantenänderung

Häufige Fragen zu Insulation

Das Fahrzeug überwacht seine eigene Isolierung – ist auch eine Prüfung erforderlich?

Ja. Das fahrzeuginterne Isolationsüberwachungssystem bietet Schutz während des Betriebs, während die Typgenehmigung eine Überprüfung durch eine unabhängige Messung erfordert. Die ordnungsgemäße Funktion des Überwachungssystems selbst wird ebenfalls gesondert überprüft.

Warum beeinflusst Luftfeuchtigkeit das Ergebnis?

Feuchtigkeit und Verunreinigungen auf der Oberfläche bilden einen leitenden Pfad über isolierende Oberflächen und verringern den gemessenen Widerstand. Daher werden die Umgebungsbedingungen im Bericht erfasst und kritische Bewertungen unter konditionierten Bedingungen durchgeführt.

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