Høy-relévalg og applikasjonsanalyse

Ettersom den nye energibilindustrien fortsetter å utvikle seg mot høyere spenning og høyere effekt, har høyspente DC-releer blitt en av kjernekontrollkomponentene i høyspenningssystemer for elektriske kjøretøyer. Riktig valg av høyspentreléer påvirker direkte sikkerheten, påliteligheten og langsiktig-stabil drift av hele kjøretøyets høyspentsystem. Spesielt i kritiske kretser som strømbatteriet, motorkontrolleren og lade-/utladingssystemet, bærer høyspenningsreléer det viktige ansvaret for på/av-kontroll, systembeskyttelse og feilisolering; ytelsesgrensene deres har blitt en betydelig begrensning for utformingen av kjøretøyets-høyspenningsarkitektur.

 

I et typisk høyspenningssystem for elektriske kjøretøy er det vanligvis nødvendig med 5 til 8 høyspente likespenningsreleer, som dekker ulike funksjonelle roller som hovedreleer, for-ladereleer, nødladingsreleer, konvensjonelle ladereleer og høyspenningssystemers hjelpereleer. Ulike releer har betydelige forskjeller i driftsfrekvens, elektrisk stress og sikkerhetsnivå i systemet, som bestemmer de forskjellige fokusene i deres valg og strukturelle design. De interne elektriske kontaktene, elektriske kontaktene og høy-strømkontaktene til reléet er nøkkelgrunnlaget for å bestemme øvre grense for ytelse.

 

 

Et relé er et automatisk kontrollelement som kobler til, kobler fra eller bytter kretser basert på endringer i inngangssignaler. Det er mye brukt i automatisk kontroll, fjernkontroll og signalisolasjonssystemer. Dens grunnleggende karakteristikk er å kontrollere kretser med høy-strøm og høy-effekt med liten strøm eller lav effekt, og oppnå effektiv isolasjon mellom kontrollen og belastningen.

 

I høyspenningssystemene til nye energikjøretøyer er hovedoppgaven til reléer å trygt koble til eller fra høyspentstrøm, og forhindre irreversibel skade på kjernekomponenter som batteriet og motorkontrolleren under unormale forhold. Kobberkontaktene og kontaktmaterialene av edelt metall inne i reléet bærer den elektriske belastningen fra hyppige vekslinger, og danner et avgjørende fysisk grunnlag for sikker drift av høyspentsystemet.

 

 

Under kaldstartsprosessen til elektriske kjøretøyer inneholder motorkontrolleren vanligvis en stor DC-busskondensator. Hvis hovedreléet lukkes direkte uten for-lading, vil høyspentbatteriet umiddelbart lades ut i den tomme kondensatoren, noe som skaper en enorm startstrøm som lett kan føre til kontakterosjon, adhesjon eller til og med strukturell feil.

 

Derfor bruker høyspentsystemer vanligvis et for-ladeskjema: et for-laderelé og en strøm-begrensende motstand danner en myk-startkrets, som lar kondensatorspenningen gradvis øke. Når bussspenningen nærmer seg en viss andel av batterispenningen, lukkes hovedreléet og kobles til hovedkretsen, noe som reduserer innkoblingsstrømmen betydelig i lukkingsøyeblikket. Denne prosessen stiller høyere krav til overspenningsmotstanden til reléets interne kontaktorkontakter og sølvelektriske kontakter.

 

 

Fra et funksjonelt perspektiv og -bærende kapasitet kan reléer for biler deles inn i signalreleer og kraftreleer, med nesten alle nye energikjøretøyer som bruker kraftreleer. Fra et strukturelt implementeringsperspektiv kan de deles inn i elektromagnetiske reléer og solid{2}}reléer; fra et driftsspenningsperspektiv kan de deles inn i lavspente-releer og høyspenningsreleer.

 

I høyspente DC-systemer forblir elektromagnetiske høyspenningsreléer hovedløsningen på grunn av deres høye modenhet, sterke brytekapasitet og evne til å møte sikkerhetskrav under komplekse driftsforhold. De interne strukturene til reléet, som sølvkontakter, sølvkontakter i brytere og bimetalliske kontakt-brytere, er viktige designfundamenter for deres tilpasningsevne til høyspente DC-miljøer.

 

 

Elektromagnetiske høyspentreléer består hovedsakelig av en spole, jernkjerne, ankermekanisme, kontaktsystem og returfjær. Når spolen er energisert, genererer den et magnetisk felt som tiltrekker ankeret og får den bevegelige kontakten til å lukke med den stasjonære kontakten, og dermed fullføre kretsforbindelsen. Når spolen er av-energi, forsvinner magnetfeltet, og ankeret tilbakestilles under påvirkning av fjæren, og bryter kretsen.

 

Basert på starttilstanden til kontaktene i de-aktivert tilstand, kan releer klassifiseres som normalt åpne kontakter og normalt lukkede kontakter.

 

Høyspentreléer bruker vanligvis en normalt åpen struktur for å sikre at høyspentkretsen automatisk kobles fra i tilfelle strømbrudd eller feil, noe som forbedrer systemets egensikkerhetsnivå. Kontaktmaterialene er for det meste laget av edle materialer for å balansere ledningsevne, slitestyrke og lysbuemotstand.

 

 

Sammenlignet med vanlige releer, ligger den største strukturelle forskjellen i høyspennings-DC-releer i deres forseglings- og-bueslukkende design. Høyspenningskontakter er vanligvis innkapslet i et forseglet hulrom, isolert fra uteluften, og forbedrer dermed motstandsspenningen betydelig og undertrykker bueutbredelsen.

 

Under kontaktbytte unngår høyspenningsreléer vanligvis frakobling under belastning, noe som reduserer lysbueenergien gjennom systemkontrollstrategier på-nivå. Internt bruker den i stor utstrekning sølvkontakter i kretsbrytere, en magnetisk utblåsningsbue-slukningsstruktur og isolasjonsmaterialer med høy-styrke for å forbedre den generelle bruddpåliteligheten.

 

 

Nye energikjøretøyer stiller betydelig høyere ytelseskrav til høyspente likestrømsreleer enn tradisjonelle kjøretøyer, først og fremst når det gjelder høyspenningsmotstand, høy strømmotstand, slagmotstand, sterk lysbueslukking og pålitelig bryteevne.

 

Når det gjelder høyspenningsmotstand, må reléet tåle hundrevis av volt likespenning i lengre perioder og pålitelig lukke og åpne under belastning. Når det gjelder belastningskapasitet, overstiger merkestrømmen til drivsystemer typisk 200A, med toppstrømmer over 300A. Reléet må ha tilstrekkelig-strømføring og varmeavledningsevne innenfor et begrenset volum.

 

Slagmotstand er en av kjernesikkerhetsindikatorene for høyspenningsreléer. Den kapasitive overspenningsstrømmen i lukkeøyeblikket er ofte flere ganger eller til og med titalls ganger nominell strøm. Hvis kontaktens slagfasthet er utilstrekkelig, kan det lett oppstå adhesjonssvikt, noe som utgjør en alvorlig sikkerhetsrisiko. Derfor bruker reléer ofte elektriske kontakter i sølv, magnetiske utblåsningsstrukturer og legeringssystemer med høy-stabilitet for å forbedre slagmotstanden.

 

Når det gjelder lysbueslukking og bruddytelse, er det ikke lett å slukke elektriske lysbuer naturlig i høyspente DC-miljøer. Reléer må raskt svekke lysbueenergien gjennom strukturell og materialdesign for å forhindre kontaktutbrenthet. Noen høyytelsesreléer har også roterende elektriske kontakter eller parallelle fler-kontakter for å forlenge levetiden.

 

 

Å velge et høyspenningsrelé er et systematisk prosjekt som krever gradvis konvergens basert på kjøretøyets generelle elektriske arkitektur. I den innledende designfasen må spennings- og strømkapasiteten til kontrollkretsen, samt nominell spenning, strøm og kontakttypekrav til den kontrollerte kretsen, være klart definert. Basert på dette velges et foreløpig produktspekter i henhold til spennings- og strømklassifiseringene, og den endelige løsningen bestemmes ved å vurdere faktorer som lysbueslukkingsmetoder, hulromsstruktur og terminaltyper.

 

På det spesifikke parameternivået må seks nøkkelkontaktindikatorer evalueres: elektrisk levetid, merkestrøm, kort-tidsstrøm-bærekapasitet, maksimal bruddstrøm, overbelastningsbrytekapasitet og reverseringskapasitet. Disse indikatorene bestemmer direkte reléets pålitelighetsytelse gjennom kjøretøyets livssyklus.

 

Elektrisk levetidsvurdering bør kombineres med kjøretøyets forhånds-ladestrategi og bruksscenarier for å sikre at kontaktytelsen ikke opplever uakseptabel forringelse under gjentatte belastnings-lukkingsforhold. Nominell strøm må dekke de langsiktige-stabile driftsforholdene til kjøretøyet, mens kort-strøm må møte de høye-lasttransientkravene til akselerasjon, bakkeklatring og andre forhold.

 

Maksimal bruddstrøm og overbelastningsbrytekapasitet er viktige sikkerhetsindikatorer for reléer, direkte relatert til systemets beskyttelsesevne under ekstreme forhold som kortslutning eller kollisjoner. For reléer med polarisert design, må deres reversbrytende kapasitet også evalueres, og balanserer kostnader og sikkerhetsredundans.

 

 

Ettersom høyspentsystemer i nye energikjøretøyer fortsetter å utvikle seg mot høyere effekt og høyere energitetthet, øker den tekniske terskelen og systemverdien til høyspente likestrømsreléer stadig. Deres interne nøkkelkomponenter, som f.eksTilpassede elektriske kontakter, Precision Cold Forming Contacts og Trimetallic Relay Contacts, har blitt avgjørende grunnlag for å bestemme kjøretøyets generelle-sikkerhetsytelse for høyspent.

 

I fremtiden, med akselerert stor-anvendelse av elektriske kjøretøy og energilagringssystemer, vil høyspentreléer fortsette å utvikle seg når det gjelder pålitelighet, levetid og sikkerhetsredundans. Valget og applikasjonsdesignet deres vil bli et kritisk aspekt ved den generelle høyspenningsarkitekturen for kjøretøyet som ikke kan ignoreres.