汽车|动力电池系统继电器基础知识


来源 |线束世界
继电器基本原理
什么是继电器:
继电器是一种电子控制器件 , 它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路) , 通常应用于自动控制电路中 , 它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关” 。 故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用 。
电磁继电器的工作原理和特性:
电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的 。
只要在线圈两端加上一定的电压 , 线圈中就会流过一定的电流 , 从而产生电磁效应 , 衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯 ,从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合 。
当线圈断电后 ,电磁的吸力也随之消失 , 衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置 , 使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合 。 这样吸合、释放 , 从而达到了在电路中的导通、切断的目的 。

汽车|动力电池系统继电器基础知识
本文插图
继电器使用原因
新能源汽车为什么使用继电器
根据安全及相应的标准、法规要求 , 新能源汽车的动力电池与电机、电气系统之间必须通过高压直流继电器隔离;
高压直流继电器能根据要求可靠地进行接通与分断 , 迅速灭弧 , 并能承载或隔离过电流 。

汽车|动力电池系统继电器基础知识
本文插图
高压直流继电器可安全断开电源主回路断 。
开高压大电流时产生的电弧 , 电弧不外泄 。
继电器图片

汽车|动力电池系统继电器基础知识
本文插图
继电器主要结构

汽车|动力电池系统继电器基础知识
本文插图
继电器主要结构

汽车|动力电池系统继电器基础知识
本文插图
电弧原理
电弧
?当接通和断开负载时 , 触点之间会产生电弧
?电压和/或电流越高 , 电弧越强
?电弧如果不能及时熄灭 , 将会对接触器产生破坏性的影响 。
?电弧是带电粒子组成的等离子体

汽车|动力电池系统继电器基础知识
本文插图
电弧熄灭原理
气体中直流电弧的电压正比于电弧的长度 , 当电源提供的电压低于电弧的维持电压时 , 电弧将会变弱并熄灭 。

汽车|动力电池系统继电器基础知识
本文插图
继电器主要分类(按照有无极性)

汽车|动力电池系统继电器基础知识
本文插图
继电器主要分类(按照有无极性)

汽车|动力电池系统继电器基础知识
本文插图
有极性的继电器 , 在安装过程中一定要严格遵守标明的正负极 , 由于电池包放电为主要使用过程 , 因此需要在放电时 , 继电器具有灭弧能力 。 如果反接 , 在回路发生异常需要切断时 , 可能导致烧毁或者爆炸 。
目前所使用的TE EVC500 以及TE EV200均为环氧树脂密封 , 且有极性的产品 。
无极性产品安装不需要区分正负极 。
继电器主要分类(根据密封方式)

汽车|动力电池系统继电器基础知识
本文插图
继电器主要失效模式

汽车|动力电池系统继电器基础知识分页标题
本文插图
失效图片

汽车|动力电池系统继电器基础知识
本文插图
继电器在寿命末期 , 长期的接通、耐受、分断造成老化 , 会在触点表面造成烧蚀 , 造成表面缺损、凹凸不平(如左图) , 可能导致接触不稳定或不导通失效 。 正向分断触点貌,正向大电流分断触点形貌,反向分断触点形貌

汽车|动力电池系统继电器基础知识
本文插图
容性粘接常见原因是预充回路失效 , 回路没有预充 , 主正继电器闭合瞬间 , 电容相当于短路 , 对继电器冲击较大 。
继电器主要参数
序号
主要参数
主要相关因素
要求
1
额定电压
电池包最高电压
额定电压>系统最高电压
2
额定电流
电池包持续电流
额定电流≥电池包持续电流
3
线圈电压
蓄电池供电电压
线圈供电电压范围>蓄电池供电电压
4
动作时间
策略对继电器状态检测
满足策略对继电器状态的检测要求
5
保持时间
峰值电流、熔断器动作时间
峰值电流/时间时不会弹开
短路或过载与熔断器配合使用
6
【汽车|动力电池系统继电器基础知识】机械寿命
满足正常上下电使用
机械寿命满足电池包设计寿命
7
电气寿命
满足异常切断时使用
电气寿命满足电池包设计寿命
8
抗短路能力
系统短路
系统发生短路时 , 继电器不爆炸不起火
继电器测试
综合松下、 TE、宏发、 SCII、国力等业内13家继电器厂家的产品性能测试;
1. 继电器的基本特性;
2. 结合汽车回路的复杂性;
3. 综合考虑实际使用工况的复杂性;
4. 测试过程采用了不同工况下的排列组合 。

汽车|动力电池系统继电器基础知识
本文插图