Hög-reläval och applikationsanalys

När den nya energifordonsindustrin fortsätter att utvecklas mot högre spänning och högre effekt, har hög-likspänningsreläer blivit en av de centrala styrkomponenterna i högspänningssystem för elfordon-. Rätt val av hög-högspänningsreläer påverkar direkt säkerheten, tillförlitligheten och långsiktigt-stabil drift av hela fordonets- högspänningssystem. Speciellt i kritiska kretsar som strömbatteriet, motorstyrningen och laddnings-/urladdningssystem, bär högspänningsreläer det viktiga ansvaret för på/av-kontroll, systemskydd och felisolering; deras prestandagränser har blivit en betydande begränsning för utformningen av fordonets- högspänningsarkitektur.

 

I ett typiskt högspänningssystem för elfordon krävs vanligtvis 5 till 8 hög-likspänningsreläer, som täcker olika funktionella roller som huvudreläer, för-laddningsreläer, nödladdningsreläer, konventionella laddningsreläer och hög-hjälpreläer för systemet. Olika reläer har betydande skillnader i driftfrekvens, elektrisk stress och säkerhetsnivå inom systemet, vilket bestämmer de olika fokuserna i deras val och strukturella design. Reläets interna elektriska kontakter, elektriska kontakter och hög-strömkontakter är nyckelgrunden för att bestämma dess övre gräns för prestanda.

 

 

Ett relä är ett automatiskt kontrollelement som ansluter, kopplar bort eller växlar kretsar baserat på förändringar i insignaler. Det används ofta i system för automatisk kontroll, fjärrkontroll och signalisolering. Dess grundläggande egenskap är att styra hög-ström, hög-strömkretsar med liten ström eller låg effekt, vilket uppnår effektiv isolering mellan styrningen och lasten.

 

I hög-högspänningssystemen i nya energifordon är reläernas primära uppgift att på ett säkert sätt ansluta eller koppla från hög-ström, vilket förhindrar oåterkalleliga skador på kärnkomponenter som batteriet och motorstyrningen under onormala förhållanden. Kopparkontakterna och ädelmetallkontaktmaterialen inuti reläet bär den elektriska påfrestningen från frekventa omkopplingar, vilket utgör en avgörande fysisk grund för säker drift av högspänningssystemet.

 

 

Under kallstartsprocessen för elfordon innehåller motorstyrenheten vanligtvis en stor DC-busskondensator. Om huvudreläet stänger direkt utan för-förladdning kommer hög-batteriet omedelbart att laddas ur i den tomma kondensatorn, vilket skapar en enorm inkopplingsström som lätt kan leda till kontakterosion, vidhäftning eller till och med strukturella fel.

 

Därför använder hög-system i allmänhet ett för-laddningsschema: ett för-laddningsrelä och ett ström-begränsande motstånd bildar en mjuk-startkrets, vilket tillåter kondensatorspänningen att gradvis öka. När bussspänningen närmar sig en viss andel av batterispänningen stänger huvudreläet och ansluts till huvudkretsen, vilket avsevärt minskar inkopplingsströmmen vid stängningsögonblicket. Denna process ställer högre krav på överspänningsmotståndet hos reläets interna kontaktorkontakter och silverelektriska kontakter.

 

 

Ur ett funktionellt och lastbärande perspektiv kan bilreläer delas in i signalreläer och effektreläer, där nästan alla nya energifordon använder kraftreläer. Ur ett strukturellt implementeringsperspektiv kan de delas in i elektromagnetiska reläer och halvledarreläer; ur ett driftspänningsperspektiv kan de delas in i låg-reläer och hög-spänningsreläer.

 

I hög-likspänningssystem förblir elektromagnetiska högspänningsreläer den vanliga lösningen på grund av deras höga mognad, starka brytkapacitet och förmåga att uppfylla säkerhetskrav under komplexa driftsförhållanden. De interna strukturerna i reläet, såsom silverkontakter, silverkontakter i brytare och bimetalliska kontaktbrytare, är viktiga designgrunder för deras anpassningsförmåga till hög-likspänningsmiljöer.

 

 

Elektromagnetiska högspänningsreläer- består huvudsakligen av en spole, järnkärna, ankarmekanism, kontaktsystem och returfjäder. När spolen aktiveras genererar den ett magnetiskt fält som attraherar ankaret och får den rörliga kontakten att sluta med den stationära kontakten, vilket fullbordar kretsanslutningen. När spolen är urladdad-försvinner magnetfältet och ankaret återställs under inverkan av fjädern, vilket bryter kretsen.

 

Baserat på starttillståndet för kontakterna i det-strömlösa tillståndet kan reläer klassificeras som normalt öppna kontakter och normalt slutna kontakter.

 

Hög-reläer använder vanligtvis en normalt öppen struktur för att säkerställa att hög-spänningskretsen automatiskt kopplas bort i händelse av strömavbrott eller fel, vilket förbättrar systemets inneboende säkerhetsnivå. Kontaktmaterialen är mestadels gjorda av ädla material för att balansera konduktivitet, slitstyrka och ljusbågsmotstånd.

 

 

Jämfört med vanliga reläer ligger den största strukturella skillnaden mellan högspännings-DC-reläer i deras tätnings- och-bågsläckande design. Hög-spänningskontakter är vanligtvis inkapslade i en förseglad hålighet, isolerad från utomhusluften, vilket avsevärt förbättrar motståndsspänningen och undertrycker bågens utbredning.

 

Under kontaktbyte undviker högspänningsreläer vanligtvis frånkoppling under belastning, vilket minskar ljusbågsenergin genom system-nivåkontrollstrategier. Internt använder den i stor utsträckning silverkontakter i strömbrytare, en magnetisk bågsläckningsstruktur och isoleringsmaterial med hög-hållfasthet för att förbättra den övergripande brytsäkerheten.

 

 

Nya energifordon ställer betydligt högre prestandakrav på högspänningslikströmsreläer än traditionella fordon, främst när det gäller högspänningsresistans, hög strömresistans, slagtålighet, stark bågsläckning och tillförlitlig brytförmåga.

 

När det gäller högspänningsresistans måste reläet klara hundratals volt likspänning under längre perioder och på ett tillförlitligt sätt stänga och öppna under belastning. När det gäller belastningskapacitet överstiger drivsystems märkström vanligtvis 200A, med toppströmmar som överstiger 300A. Reläet måste ha tillräcklig-strömledning och värmeavledningsförmåga inom en begränsad volym.

 

Slaghållfasthet är en av kärnsäkerhetsindikatorerna för hög-reläer. Den kapacitiva överspänningsströmmen vid stängningsögonblicket är ofta flera gånger eller till och med tiotals gånger märkströmmen. Om kontaktens slaghållfasthet är otillräcklig kan vidhäftningsfel lätt uppstå, vilket utgör en allvarlig säkerhetsrisk. Därför använder reläer ofta elektriska kontakter i silver, magnetiska utblåsningsstrukturer och hög-legeringssystem för att förbättra slaghållfastheten.

 

När det gäller ljusbågssläckning och brytningsprestanda är det inte lätt att släcka ljusbågar naturligt i högspännings-likströmsmiljöer-. Reläer måste snabbt försvaga ljusbågsenergin genom strukturell och materialdesign för att förhindra kontaktutbränning. Vissa högpresterande reläer har även roterande elektriska kontakter eller parallella strukturer med flera-kontakter för att förlänga deras livslängd.

 

 

Att välja ett-högspänningsrelä är ett systematiskt projekt som kräver gradvis konvergens baserat på fordonets övergripande elektriska arkitektur. I den inledande konstruktionsfasen måste styrkretsens spänning och strömkapacitet, liksom kraven på märkspänning, ström och kontakttyp för den kontrollerade kretsen, vara tydligt definierade. Baserat på detta väljs ett preliminärt produktsortiment enligt spännings- och strömvärdena, och den slutliga lösningen bestäms genom att beakta faktorer som ljusbågssläckningsmetoder, kavitetsstruktur och terminaltyper.

 

På den specifika parameternivån måste sex nyckelkontaktindikatorer utvärderas: elektrisk livslängd, märkström, kort-tidsström-bärkapacitet, maximal brytström, överbelastningsbrytkapacitet och omvänd brytkapacitet. Dessa indikatorer bestämmer direkt reläets tillförlitlighetsprestanda under hela fordonets livscykel.

 

Elektrisk livslängdsbedömning bör kombineras med fordonets för-laddningsstrategi och användningsscenarier för att säkerställa att kontaktprestanda inte upplever oacceptabel försämring under upprepade belastnings-stängningsförhållanden. Märkström måste täcka fordonets långsiktiga-stabila driftsförhållanden, medan kort-ström måste uppfylla de höga-lasttransientkraven för acceleration, backe och andra förhållanden.

 

Maximal brytström och överbelastningsbrytförmåga är viktiga säkerhetsindikatorer för reläer, direkt relaterade till systemets skyddsförmåga under extrema förhållanden såsom kortslutning eller kollisioner. För reläer med polariserad konstruktion måste deras omvända brytningskapacitet också utvärderas, vilket balanserar kostnad och säkerhetsredundans.

 

 

Eftersom hög-system i nya energifordon fortsätter att utvecklas mot högre effekt och högre energitäthet, ökar den tekniska tröskeln och systemvärdet för högspänningslikströmsreläer ständigt. Deras interna nyckelkomponenter, som t.exAnpassade elektriska kontakter, Precision Cold Forming Contacts och Trimetallic Relay Contacts, har blivit avgörande grunder för att bestämma fordonets totala-säkerhetsprestanda vid hög spänning.

 

I framtiden, med den accelererade storskaliga tillämpningen av elfordon och energilagringssystem, kommer hög-reläer att fortsätta att utvecklas när det gäller tillförlitlighet, livslängd och säkerhetsredundans. Deras urval och applikationsdesign kommer att bli en kritisk aspekt av fordonets totala-högspänningsarkitektur som inte kan ignoreras.