Вибір-реле високої напруги та аналіз застосування

Оскільки індустрія транспортних засобів з новою енергією продовжує розвиватися в напрямку вищої напруги та потужності, реле постійного струму високої-напруги стали одним із основних компонентів керування високовольтними системами електромобілів-. Від правильного вибору-високовольтних реле безпосередньо залежить безпека, надійність і довгострокова-стабільна робота всієї високовольтної-системи автомобіля. Особливо в критичних колах, таких як батарея живлення, контролер двигуна та система заряджання/розряджання, реле високої-напруги несуть важливу відповідальність за керування вмиканням/вимкненням, захист системи та усунення несправностей; їхні межі продуктивності стали суттєвим обмеженням для конструкції високовольтної-архітектури автомобіля.

 

У типовій системі високої-напруги електромобіля зазвичай потрібно від 5 до 8 реле постійного струму високої{3}}напруги, які виконують різні функціональні ролі, як-от основні реле, реле-зарядки, реле аварійної зарядки, звичайні реле зарядки та допоміжні реле-системи високої напруги. Різні реле мають суттєві відмінності в робочій частоті, електричному навантаженні та рівні безпеки в системі, що визначає різні фокуси при їх виборі та структурному проектуванні. Внутрішні електричні контакти, електричні контакти та високо-контакти реле є основною основою для визначення верхньої межі продуктивності.

 

 

Реле — це елемент автоматичного керування, який з’єднує, роз’єднує або перемикає ланцюги на основі змін у вхідних сигналах. Він широко використовується в системах автоматичного керування, дистанційного керування та ізоляції сигналів. Його фундаментальною характеристикою є керування ланцюгами великого -струму, високої-потужності з малим струмом або низькою потужністю, досягнення ефективної ізоляції між керуванням і навантаженням.

 

У системах високої-напруги транспортних засобів із новими джерелами енергії основним завданням реле є безпечне підключення та від’єднання джерела високої-напруги, запобігаючи незворотному пошкодженню основних компонентів, таких як батарея та контролер двигуна, за ненормальних умов. Мідні контакти та дорогоцінні металеві контактні матеріали всередині реле зазнають електричних навантажень від частих перемикань, утворюючи важливу фізичну основу для безпечної роботи високовольтної-системи.

 

 

Під час холодного запуску електромобілів контролер двигуна зазвичай містить великий конденсатор шини постійного струму. Якщо головне реле замкнеться безпосередньо без-заряджання, високовольтна-батарея миттєво розрядиться в порожній конденсатор, створюючи величезний пусковий струм, який може легко призвести до ерозії контакту, адгезії або навіть структурної несправності.

 

Тому в системах-високої напруги зазвичай використовується схема попереднього-заряду: реле-заряду й резистор-обмежувача струму утворюють схему плавного-запуску, що дозволяє напрузі конденсатора поступово збільшуватися. Коли напруга шини наближається до певної частки напруги батареї, головне реле замикається та підключається до основного кола, значно зменшуючи пусковий струм у момент замикання. Цей процес висуває підвищені вимоги до стійкості до перенапруг внутрішніх контакторних контактів реле та срібних електричних контактів.

 

 

З точки зору функціональності та{0}}несучої здатності автомобільні реле можна розділити на сигнальні реле та реле живлення, причому майже всі нові транспортні засоби з енергоспоживанням використовують реле живлення. З точки зору структурної реалізації їх можна розділити на електромагнітні реле та твердотільні-реле; з точки зору робочої напруги їх можна розділити на реле низької-напруги та реле-високої напруги.

 

У системах постійного струму високої{0}}напруги електромагнітні реле високої{1}}напруги залишаються основним рішенням через їх високу зрілість, високу відключаючу здатність і здатність відповідати вимогам безпеки за складних робочих умов. Внутрішні структури реле, такі як срібні контакти, срібні контакти вимикачів і біметалічні контактні-вимикачі, є важливою основою конструкції для їх адаптації до високо-напруги постійного струму.

 

 

Електромагнітні реле високої-напруги в основному складаються з котушки, залізного сердечника, механізму якоря, контактної системи та зворотної пружини. Коли котушка знаходиться під напругою, вона створює магнітне поле, яке притягує арматуру та змушує рухомий контакт замикатися з нерухомим контактом, таким чином завершуючи з’єднання ланцюга. Коли котушка знеструмлюється, магнітне поле зникає, і якір під дією пружини скидається, розриваючи ланцюг.

 

На основі початкового стану контактів у знеструмленому стані реле можна класифікувати як нормально розімкнуті та нормально замкнуті контакти.

 

Реле-високої напруги зазвичай використовують нормально розімкнуту структуру, щоб забезпечити автоматичне від’єднання ланцюга високої{1}}напруги у разі збою живлення або несправності, покращуючи рівень внутрішньої безпеки системи. Контактні матеріали в основному виготовлені з благородних матеріалів, щоб збалансувати провідність, зносостійкість і стійкість до дуги.

 

 

Порівняно зі звичайними реле, найбільша структурна відмінність реле постійного струму високої-напруги полягає в їх конструкції ущільнення та-гасіння дуги. Високовольтні-контакти зазвичай інкапсульовані в герметичній порожнині, ізольовані від зовнішнього повітря, таким чином значно покращуючи витримувану напругу та пригнічуючи поширення дуги.

 

Під час перемикання контактів реле високої-напруги зазвичай уникають від’єднання під навантаженням, зменшуючи енергію дуги завдяки-системним стратегіям керування на рівні. Внутрішньо широко використовуються срібні контакти в автоматичних вимикачах, конструкція-гасіння магнітної дуги та високо-ізоляційні матеріали для підвищення загальної надійності відключення.

 

 

Нові транспортні засоби висувають значно вищі вимоги до продуктивності реле постійного струму високої-напруги, ніж традиційні транспортні засоби, насамперед щодо стійкості до високої напруги, високого опору струму, стійкості до ударів, сильного гасіння дуги та надійної вимикальної здатності.

 

Що стосується стійкості до високої напруги, то реле має витримувати сотні вольт постійної напруги протягом тривалого часу та надійно замикатися та розмикатися під навантаженням. Щодо навантажувальної здатності, номінальний струм приводних систем зазвичай перевищує 200 А, а пікові струми перевищують 300 А. Реле має мати достатню -здібність до перенесення струму та розсіювання тепла в межах обмеженого об’єму.

 

Ударостійкість є одним із основних показників безпеки високовольтних реле-. Ємнісний імпульсний струм у момент замикання часто перевищує номінальний струм у декілька або навіть у десятки разів. Якщо ударостійкість контакту недостатня, може легко виникнути порушення адгезії, що створює серйозний ризик для безпеки. Тому в реле часто використовуються срібні електричні контакти, магнітні вибухові структури та високо-системи зі сплавів для підвищення стійкості до ударів.

 

З точки зору гасіння та відключення дуги, електричну дугу нелегко загасити природним шляхом у середовищах високої-напруги постійного струму. Реле повинні швидко послаблювати енергію дуги через конструкцію та конструкцію матеріалів, щоб запобігти вигоранню контакту. Деякі високопродуктивні реле також містять обертові електричні контакти або багатоконтактні паралельні структури, щоб подовжити термін служби.

 

 

Вибір-реле високої напруги є систематичним проектом, який вимагає поступового зближення на основі загальної архітектури електрообладнання автомобіля. На початковому етапі проектування мають бути чітко визначені характеристики напруги та струму схеми керування, а також вимоги до номінальної напруги, струму та типу контакту керованої схеми. На основі цього вибирається попередній асортимент продукції відповідно до номінальної напруги та струму, а остаточне рішення визначається з урахуванням таких факторів, як методи гасіння дуги, структура порожнини та типи клем.

 

На рівні конкретних параметрів необхідно оцінити шість ключових показників контакту: електричний термін служби, номінальний струм, короткочасну-час-навантажувальну здатність, максимальний струм відключення, відключаючу здатність від перевантаження та зворотну відключаючу здатність. Ці показники безпосередньо визначають показники надійності реле протягом усього життєвого циклу автомобіля.

 

Оцінку терміну служби електрики слід поєднувати зі стратегією попереднього-заряджання транспортного засобу та сценаріями використання, щоб переконатися, що характеристики контакту не зазнають неприйнятного погіршення під час повторних умов-замикання підшипників навантаження. Номінальний струм має задовольняти -довгострокові умови стабільної роботи транспортного засобу, тоді як короткочасний-струм має відповідати високим-перехідним вимогам до навантаження, пов’язаним із прискоренням, підйомом на пагорб та іншими умовами.

 

Максимальний струм відключення та вимикаюча здатність від перевантаження є важливими показниками безпеки для реле, безпосередньо пов’язаними із здатністю захисту системи в екстремальних умовах, таких як коротке замикання або зіткнення. Для реле з поляризованою конструкцією також необхідно оцінити їх зворотну вимикальну здатність, збалансувавши вартість і резервування безпеки.

 

 

Оскільки системи високої-напруги в транспортних засобах з новою енергією продовжують розвиватися до більшої потужності та вищої щільності енергії, технічний поріг і системне значення реле постійного струму високої{1}}напруги постійно зростають. Їх внутрішні ключові компоненти, як-отСпеціальні електричні контакти, прецизійні контакти холодного формування та триметалічні контакти реле стали вирішальною основою для визначення загальної -надійної безпеки автомобіля під високою напругою.

 

У майбутньому, із прискореним широкомасштабним-застосуванням електромобілів і систем накопичення енергії, високо-реле напруги продовжуватимуть розвиватися з точки зору надійності, терміну служби та резервування безпеки. Їх вибір і дизайн застосування стануть критичним аспектом загальної -архітектури високої напруги автомобіля, який не можна ігнорувати.