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[5v电磁继电器]动力电池包高压继电器如何考虑分断能力

作者:希文      发布时间:2021-04-25      浏览量:0
动力电池包高压电路,再通过主正主副两个继

动力电池包高压电路,再通过主正主副两个继电器控制电路断开。理想的高压上下电策略,高压电路下电后,继电器再次切断电路。但是,在很多系统中,这种理想没有实现,继电器总是遇到负荷断裂的情况。传统的低压电路,断路由断路器执行。无论从空间还是结构设置,断路器都是最适合断路的电气部件。传统继电器没有切断的使命,只是为了实现控制功能。

设计合理的上下电战略,是内功,练习,用柔克刚的生命提高继电器的切断能力,练习硬气功,遇到打击,一口气死亡。扛过去也受了点伤,不能扛影响后面的战斗力,武功都废了。

继电器定义

继电器是一种电控器件,当输入激励达到某个阈值时,触发输出变化。一般用法是用低压控制高压,用小电流控制大电流回路。

继电器的种类

继电器是低压电器行业的主流产品,种类繁多,分类角度也有很多不同。这里只体现了动力电池包中使用的继电器的分类。

根据输入控制信号的不同,继电器可分为电磁继电器、热控继电器、时间控制继电器、光继电器、速度继电器等,其中电磁继电器是应用最普遍、适用场合也最多的一种。

根据额定电压的不同等级,例如250V、500V、750V等,制造商的不同节点也不同。额定电压并不是继电器高压电路的工作电压,它是标称的断路电流相对应的断路电压值,同样的短路电流,系统电压越高,断路难度越大。由于对电池包总电量的追求,动力电池包内的电池串数越来越多,标准的最高电压已经达到750V,相应的充电机系统也遵循这个电压要求,1000V高压系统的标准问题正在讨论中。

按主触点状态分为常开、常闭、z字型触点3种。电池包中经常选择接触点,闭合动作需要命令信号触发。

电磁继电器结构和工作原理

1线圈;2铁芯;2铁芯;3空气间隙;4电衔铁;5动触点;6固定触点;7弹簧;8阻挡。

如上图所示,是基本的电磁继电器结构,单触点继电器。其基本构成部件包括线圈、铁芯、电衔铁和动作接点。

回路闭合,控制回路的控制端口连接线圈两端,线圈和铁芯共同构成电磁铁。控制电路供电线圈时,铁芯获得磁性,电缆被吸收,动触头跟随电缆同步运动,与静触头接触,强电回路关闭。同时,反力弹簧被拉伸。

吸合状态的保持,控制端口的输出电流必须大于某个临界值。否则,反力弹簧的拉力比电磁铁的吸引力大的话,触头会颤抖,动触头之间的电阻会变大。如果电流足够大,接触电阻的发热会积累在接触头上,接触头的表面会破损,接触头会融化。

为了避免熔融焊接的发生,另一方面,电枢吸附的电流必须保持在要求的保持电流以上,另一方面,在动静触摸系统的设计中,另一方面,触摸器不是刚性体,而是可以产生超行程的结构,在电枢和铁没有被解除之前,动静触摸器接触的铁心与电枢达到紧密吸附的状态,动触摸器或静触摸器与触摸器的闭合方向相反的变形(变形可以通过转轴和另一组反力弹簧来实现)。

电路断裂,正常使用时,继电器切断回路时,回路中不应有电流。继电器关闭的过程如下:控制端口取消继电器触发关闭的信号,线圈上的电流消失,电衔铁在反力弹簧拉力的作用下,向远离铁芯的方向运动,同时将触头与静触头分开。

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当触头刚离开静触头一小段距离时,系统电压全部加载在动触头之间,高电压击穿小缝隙之间的气体,使其电离,动触头之间产生电弧。动触头继续向远离静触头的方向移动,电弧延长的同时,更多的周边气体被电离,触头上的金属融化,喷洒在周围环境中。相反,金属粒子增加了空气的导电性,同样的压差可以使距离更远的两个触点之间继续保持弧形状态。随着电弧的进行和蔓延,高温电弧使触头金属逐渐融化或气化。

动作触头的自然状态距离远,切断过程中,动作触头的距离速度快,系统电压低,负荷电流小,整个电弧过程停止在中间的某个步骤,影响停留在当时的状态,例如触头部分烧毁不同情况下继电器的损伤程度不同,但一般短路电流断裂时,继电器不建议继续使用。

上图为继电器说明书截图,红线框提示的内容,继电器持续电流500A,断电流在320V直流电压下达到2000A。在这个表现中,切断能力需要规定相应的电流和电压,两者都会影响切断结果。在右侧线框中声明,分割次数为1次。制造商认为遇到短路电流时,继电器需要更换。

车用继电器的特殊之处

壳体要求高压。与普通电力系统中的高压直流继电器相比,电动汽车使用的继电器最显着的不同之处在于,需要适应行驶状态的振动环境。现在的继电器为了提高灭弧效果,通常采用密封外壳的燃弧室内充满氮气和氢气的方式。在剧烈振动的使用环境下,是严格的密封要求,对继电器外壳提出了很高的要求。

无极性继设计之后,动力电池包的设计中充放电的同口现象广泛存在,放电电流和充电电流通过同一回路进出。这样,在切断大电流时,继电器的切断设计不能与电流方向有关(例如,永磁铁吹弧,电弧内的电流方向必须固定才能发挥吹的作用,电流反向的话,作用方向也会相反,变成拉)所谓的无极性。

传统的拉弧灭弧手段不能使用,一些声称是无极性的产品,采用两组动静触点串联的形式,在分断过程中,系统电压分别加载在两组触点上,每组触点的电压只是原来的一半,降低了分断难度。但是,双断点毕竟也需要空间,对载流密度的要求不断提高,不能采取成熟的灭弧措施,双断点的断裂能力需要测试验证。