Selectie van hoogspanningsrelais en toepassingsanalyse

Terwijl de industrie voor nieuwe energievoertuigen blijft evolueren naar hogere spanning en meer vermogen, zijn hoog-DC-relais een van de belangrijkste besturingscomponenten geworden in hoogspanningssystemen voor elektrische voertuigen-. De juiste selectie van hoog-spanningsrelais heeft rechtstreeks invloed op de veiligheid, betrouwbaarheid en langdurige- stabiele werking van het gehele hoog- voertuighoogspanningssysteem. Vooral in kritieke circuits zoals de accu, de motorcontroller en het laad-/ontlaadsysteem dragen hoogspanningsrelais de belangrijke verantwoordelijkheden op het gebied van aan/uit-regeling, systeembescherming en foutisolatie; hun prestatielimieten zijn een aanzienlijke beperking geworden voor het ontwerp van de hoogspanningsarchitectuur van het voertuig.

 

In een typisch hoogspanningssysteem voor elektrische voertuigen zijn doorgaans 5 tot 8 hoog-gelijkstroomrelais met hoge spanning vereist, die verschillende functionele functies dekken, zoals hoofdrelais, voor-voorlaadrelais, noodlaadrelais, conventionele laadrelais en hulprelais voor hoog-spanningsystemen. Verschillende relais hebben aanzienlijke verschillen in werkfrequentie, elektrische spanning en veiligheidsniveau binnen het systeem, wat de verschillende aandachtspunten bij hun selectie en structureel ontwerp bepaalt. De interne elektrische contacten, elektrische contacten en hogestroomcontacten van het relais vormen de belangrijkste basis voor het bepalen van de bovengrens voor de prestaties.

 

 

Een relais is een automatisch bedieningselement dat circuits verbindt, ontkoppelt of schakelt op basis van veranderingen in ingangssignalen. Het wordt veel gebruikt in automatische besturing, afstandsbediening en signaalisolatiesystemen. Het fundamentele kenmerk is het besturen van circuits met hoge-stroom en hoog-vermogen met een kleine stroom of laag vermogen, waardoor een effectieve isolatie tussen de besturing en de belasting wordt bereikt.

 

In de hoog-systemen van nieuwe energievoertuigen is de primaire taak van relais het veilig aansluiten of loskoppelen van hoog-stroom, waardoor onomkeerbare schade aan kerncomponenten zoals de accu en de motorcontroller onder abnormale omstandigheden wordt voorkomen. De koperen contacten en edelmetalen contactmaterialen in het relais dragen de elektrische spanning van frequent schakelen over en vormen een cruciale fysieke basis voor de veilige werking van het hoogspanningssysteem.

 

 

Tijdens het koude startproces van elektrische voertuigen bevat de motorcontroller doorgaans een grote DC-buscondensator. Als het hoofdrelais direct sluit zonder voor-opladen, zal de hoog-accu onmiddellijk ontladen in de lege condensator, waardoor een enorme inschakelstroom ontstaat die gemakkelijk kan leiden tot contacterosie, adhesie of zelfs structureel falen.

 

Daarom maken hoog-systemen met hoge spanning doorgaans gebruik van een voor-voorlaadschema: een voor-voorlaadrelais en een stroom-begrenzende weerstand vormen een zacht-startcircuit, waardoor de condensatorspanning geleidelijk kan toenemen. Wanneer de busspanning een bepaald deel van de accuspanning nadert, sluit het hoofdrelais en wordt verbinding gemaakt met het hoofdcircuit, waardoor de inschakelstroom op het moment van sluiting aanzienlijk wordt verminderd. Dit proces stelt hogere eisen aan de stootweerstand van de interne contactorcontacten en zilveren elektrische contacten van het relais.

 

 

Vanuit functioneel en draagvermogen-perspectief kunnen autorelais worden onderverdeeld in signaalrelais en vermogensrelais, waarbij bijna alle nieuwe energievoertuigen vermogensrelais gebruiken. Vanuit een structureel implementatieperspectief kunnen ze worden onderverdeeld in elektromagnetische relais en solid{2}}solid-state relais; vanuit het perspectief van de bedrijfsspanning kunnen ze worden onderverdeeld in laag-spanningsrelais en hoog-spanningsrelais.

 

In gelijkstroomsystemen met hoge- spanning blijven elektromagnetische hoog- hoogspanningsrelais de reguliere oplossing vanwege hun hoge volwassenheid, sterke uitschakelvermogen en het vermogen om te voldoen aan veiligheidseisen onder complexe bedrijfsomstandigheden. De interne structuren van het relais, zoals zilveren contacten, zilveren contacten in onderbrekers en bimetaalcontact-onderbrekers, zijn belangrijke ontwerpfundamenten voor hun aanpassingsvermogen aan gelijkstroomomgevingen met hoge- spanning.

 

 

Elektromagnetische hoog{0}}relais bestaan ​​hoofdzakelijk uit een spoel, ijzeren kern, ankermechanisme, contactsysteem en terugstelveer. Wanneer de spoel wordt bekrachtigd, genereert deze een magnetisch veld, trekt het anker aan en zorgt ervoor dat het bewegende contact sluit met het stationaire contact, waardoor de circuitverbinding wordt voltooid. Wanneer de spoel wordt uitgeschakeld-, verdwijnt het magnetische veld en wordt het anker gereset onder invloed van de veer, waardoor het circuit wordt verbroken.

 

Op basis van de beginstatus van de contacten in de-niet-bekrachtigde toestand kunnen relais worden geclassificeerd als normaal open contacten en normaal gesloten contacten.

 

Hoog{0}}hoogspanningsrelais maken doorgaans gebruik van een normaal open structuur om ervoor te zorgen dat het hoog-circuit automatisch wordt uitgeschakeld in het geval van een stroomstoring of storing, waardoor het intrinsieke veiligheidsniveau van het systeem wordt verbeterd. De contactmaterialen zijn meestal gemaakt van edele materialen om de geleidbaarheid, slijtvastheid en boogweerstand in evenwicht te brengen.

 

 

Vergeleken met gewone relais ligt het grootste structurele verschil bij hoog-DC-relais in hun afdichtings- en boogdovende- ontwerp. Hoogspanningscontacten zijn doorgaans ingekapseld in een afgesloten holte, geïsoleerd van de buitenlucht, waardoor de weerstand tegen spanning aanzienlijk wordt verbeterd en boogvoortplanting wordt onderdrukt.

 

Tijdens het schakelen van contacten voorkomen hoog{0}}hoogspanningsrelais doorgaans ontkoppeling onder belasting, waardoor de boogenergie wordt verminderd door systeem-niveauregelstrategieën. Intern wordt uitgebreid gebruik gemaakt van zilveren contacten in stroomonderbrekers, een magnetische uitblaasboog-blusstructuur en zeer- isolatiematerialen om de algehele betrouwbaarheid bij breuk te verbeteren.

 

 

Nieuwe energievoertuigen stellen aanzienlijk hogere prestatie-eisen aan hoog-DC-relais dan traditionele voertuigen, voornamelijk in termen van hoge spanningsweerstand, hoge stroomsterkte, slagvastheid, sterke boogdoving en betrouwbaar breekvermogen.

 

Wat de weerstand tegen hoge spanning betreft, moet het relais gedurende langere perioden honderden volt gelijkspanning kunnen weerstaan ​​en onder belasting betrouwbaar kunnen sluiten en openen. Wat het laadvermogen betreft, bedraagt ​​de nominale stroom van aandrijfsystemen doorgaans meer dan 200 A, met piekstromen van meer dan 300 A. Het relais moet binnen een beperkt volume over voldoende stroomvoerende en warmteafvoerende capaciteiten beschikken.

 

Slagvastheid is een van de belangrijkste veiligheidsindicatoren van hoog-spanningsrelais. De capacitieve stootstroom op het moment van sluiting is vaak enkele malen of zelfs tientallen malen de nominale stroom. Als de slagvastheid van het contact onvoldoende is, kan er gemakkelijk een hechtingsfout optreden, wat een ernstig veiligheidsrisico met zich meebrengt. Daarom maken relais vaak gebruik van zilveren elektrische contacten, magnetische uitblaasstructuren en legeringssystemen met hoge stabiliteit om de slagvastheid te verbeteren.

 

Wat de prestaties bij het blussen en breken van vlambogen betreft, worden elektrische bogen niet gemakkelijk op natuurlijke wijze gedoofd in gelijkstroomomgevingen met hoge- spanning. Relais moeten de boogenergie snel verzwakken door middel van structureel en materiaalontwerp om contactdoorbranding te voorkomen. Sommige hoogwaardige relais- bevatten ook roterende elektrische contacten of parallelle structuren met meerdere- contacten om hun levensduur te verlengen.

 

 

Het selecteren van een hoog-spanningsrelais is een systematisch project dat een geleidelijke convergentie vereist op basis van de algehele elektrische architectuur van het voertuig. In de initiële ontwerpfase moeten de spannings- en stroommogelijkheden van het stuurcircuit, evenals de vereisten voor nominale spanning, stroom en contacttype van het bestuurde circuit, duidelijk worden gedefinieerd. Op basis hiervan wordt een voorlopig productassortiment geselecteerd op basis van de spannings- en stroomwaarden, en de uiteindelijke oplossing wordt bepaald door rekening te houden met factoren zoals boogdovingsmethoden, holtestructuur en terminaltypes.

 

Op specifiek parameterniveau moeten zes belangrijke contactindicatoren worden geëvalueerd: elektrische levensduur, nominale stroom, korte-tijdstroom-draagvermogen, maximale uitschakelstroom, uitschakelvermogen bij overbelasting en omgekeerd uitschakelvermogen. Deze indicatoren bepalen rechtstreeks de betrouwbaarheidsprestaties van het relais gedurende de hele levenscyclus van het voertuig.

 

Beoordeling van de elektrische levensduur moet worden gecombineerd met de voorlaadstrategie en gebruiksscenario's van het voertuig om ervoor te zorgen dat de contactprestaties geen onaanvaardbare verslechtering ondergaan bij herhaalde sluiting van de belasting-lagers. De nominale stroom moet de stabiele bedrijfsomstandigheden van het voertuig op de lange- termijn dekken, terwijl de stroom op korte- termijn moet voldoen aan de hoge- belastingstransiënte eisen van acceleratie, bergbeklimmen en andere omstandigheden.

 

Maximale uitschakelstroom en uitschakelvermogen bij overbelasting zijn belangrijke veiligheidsindicatoren voor relais, die rechtstreeks verband houden met de beschermingscapaciteit van het systeem onder extreme omstandigheden zoals kortsluiting of botsingen. Voor relais met gepolariseerde ontwerpen moet ook hun omgekeerde uitschakelvermogen worden geëvalueerd, waarbij de kosten en de veiligheidsredundantie in evenwicht worden gebracht.

 

 

Terwijl hoog-systemen in nieuwe energievoertuigen zich blijven ontwikkelen in de richting van een hoger vermogen en een hogere energiedichtheid, nemen de technische drempel en systeemwaarde van hoog-DC-relais voortdurend toe. Hun interne sleutelcomponenten, zoalsAangepaste elektrische contacten, Precisie koudgevormde contacten en Trimetallische relaiscontacten zijn cruciale fundamenten geworden voor het bepalen van de algemene hoog-veiligheidsprestaties van het voertuig.

 

In de toekomst, met de versnelde grootschalige toepassing van elektrische voertuigen en energieopslagsystemen, zullen hoogspanningsrelais zich blijven ontwikkelen op het gebied van betrouwbaarheid, levensduur en veiligheidsredundantie. Hun selectie en toepassingsontwerp zullen een cruciaal aspect worden van de algehele hoogspanningsarchitectuur van voertuigen, dat niet kan worden genegeerd.