高压直流继电器工作原理如图1所示,高压直流继电器主要由线圈、衔铁、触点、灭弧室、弹簧、外壳等部位组成。目前电动车用继电器需具有带载切断功能。由于带载切断过程中会产生高温高压电弧对继电器的触点造成损伤,导致触点粘连,严重时还会导致继电器爆炸,严重影响电动汽车的安全。为降低电弧对继电器触点的伤害,车载高压直流继电器的触点一般都置于灭弧室内。在大多数情况下,灭弧室内采用真空、氢气或其他混合气体作为绝缘介质,虽然以氢气和其他气体适当混合的气体作为绝缘介质不如真空型或六佩化硫型继电器器那样具有高绝缘性和低泄露电流,但氢气具有还原性可以有效预防触点氧化,并且其优异的导热性也容易降低电弧产生过程中触点的温升高,从而保护触点灭弧室通常还会结合电磁吹弧的方式来加强灭弧能力,但继电器设计过程中灭弧磁场的分布位置不同,有的继电器的高压触点是存在正负极之分的。若使用过程中高压正负极接反的话,反而会降低继电器的带载切断能力,这是在使用过程中需要注意的。 主要技术参数表1列出了继电器线圈主要技术参数。电动汽车用继电器的线圈的额定工作电压通常分为12V和24V,其需要根据车辆控制电源的规格进行选择。而不同规格的继电器,其动作电压、释放电压、线圈电阻和功耗等是存在差异的。目前市面上常用的继电器中,无论是12V还是24V,其线圈功耗基本都:S6W。不过12V规格的线圈电阻一般约24Ω,而24V规格的线圈电阻约96Ω。 表2为继电器触点的主要技术参数。其中电流过载能力、电气寿命和最大分断电流是选型匹配过程中需要重点考虑的对象。 如图2所示,电流过载能力为继电器能在一定电流条件下正常通电的时间。继电器在满足车辆额定电流工况的条件下,还需考虑是否能够承受短时的大电流工况,例如车辆均速行驶额定工作电流为190A,那么可选择额定电流为200A的继电器,然后需要根据该200A规格继电器的电流耐受曲线校核是否能够承受车辆短时的过载电流,如百米加速、加速超车等工况。 图3为继电器的电气寿命曲线,其表示继电器触点能在对应电流下带载通断的次数。通常位于容性负载回路的继电器在预充过程中易出现大电流条件下的动作,如动力电池上高压电过程中,当预充结束后,电容与电池间仍有几伏的压差,而此时回路中的电阻仅有几十微欧,在主正继电器闭合过程中,继电器会通过上百安培的电流。因此,需要根据车辆整个生命周期内的上下电次数评估继电器的电气寿命是否满足要求。 最大分断电流为继电器能够正常切断的最大电流。其主要为了确保车辆在短路时,继电器能够在信号控制下正常切断1次,以保证能够安全断开高压电。最大分段电流对车辆的电气安全起着重要的作用。 继电器的外观尺寸、布置方式、密封性、使用温度、湿度、压力范围、力学条件也都需要根据车辆实际使用场景进行确定。 高压直流继电器应用分析 |
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