动力电池系统继电器基础知识

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动力电池系统继电器基础知识。

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。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/basic-knowledge-of-relay-in-power-battery-system/

电磁继电器的工作原理和特性:文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/basic-knowledge-of-relay-in-power-battery-system/

电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/basic-knowledge-of-relay-in-power-battery-system/

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。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/basic-knowledge-of-relay-in-power-battery-system/

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。
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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;文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/basic-knowledge-of-relay-in-power-battery-system/

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。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/basic-knowledge-of-relay-in-power-battery-system/

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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。文章源自线束工程师之家-https://www.suncve.com/basic-knowledge-of-relay-in-power-battery-system/

继电器图片动力电池系统继电器基础知识
继电器主要结构
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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
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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。
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继电器主要分类(按照有无极性)

动力电池系统继电器基础知识
继电器主要分类(按照有无极性)

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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)
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继电器主要失效模式

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失效图片

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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

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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
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。
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