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汽车|新能源汽车高压直流继电器技术发展趋势及设计理念( 二 )


对于高压直流继电器而言 ， 其轻量化发展要求 ， 在目前高压直流继电器现有高压和负载等技术参数同等的条件下 ， 产品的体积和重量应尽可能小；或者在相同体积和重量的条件下 ， 产品可以做到更高的耐压和更大的负载电流 。
2. 节能
所谓节能 ， 就是尽可能减少能源的消耗量 ， 延长整个系统的运行时间 。 节能要求技术可靠、经济可行、环境和社会都可接受 。 对于新能源汽车高压直流继电器来说 ， 要保证产品具有良好的耐负载、耐高压及抗冲击能力 ， 增大继电器触点间隙 ， 又要求产品的体积和线圈功率减小 ， 才能符合新能源汽车轻量化及节能要求 ， 这就需要有核心技术来解决这一矛盾 。
3. 智能化
目前 ， 高压直流继电器经历过了一定的发展周期 ， 基本已经形成了一个比较完整的产品系列 。 但是 ， 单一功能（通、断）的直流继电器不能充分满足当今时代新能源汽车智能化的发展要求 。 新能源汽车技术发展要求单一功能的继电器中增加触点闭合状态检测与显示 ， 触点寿命监测等相关自检功能 ， 做成具有电子辅助功能的智能继电器 ， 这将成为高压直流继电器又一全新的发展思路 。
4. 低成本
随着新能源汽车国家补贴额度下降 ， 有利于引导新能源汽车整车制造商及产业链中的各级供应商 “去补贴化” ， 尽快生产出性价比更具市场竞争力的产品 。 因此 ， 只有通过优化产品结构及零部件的加工、简化生产工艺等技术实现这一发展目标 ， 而非降低产品品质 。
三、 设计理念
为了实现高压直流继电器的安全性能指标及上述发展趋势 ， 在进行产品的设计时应充分考虑各部件的工艺简化、可行性、科学性及可靠性的设计 。 下面针对于高压直流继电器的设计理念进行阐述 。
1. 继电器须具备良好的耐负载能力、灭弧能力、分断能力和抗冲击能力 。
继电器的耐负载能力、灭弧能力、分断能力和抗冲击能力是继电器的基本性能要求 ， 直接影响继电器的电气寿命性能 ， 而触点结构及材料是影响性能的最为关键的因素之一 ， 触点的熔断、粘连将会导致产品寿命的终结 。 继电器的触点应具有良好的导电性、导热率、抗氧化和耐烧蚀性 ， 当电路中存在浪涌电流时 ， 不易发生触点瞬间粘连 。 其次 ， 继电器的触点的运动部件应具备摩擦小、动作顺畅、无卡滞 ， 机械寿命长的特性 。
目前 ， 高压直流继电器大部分采用铜基触点 ， 该类触点在空气中极易发生氧化而导致产品性能下降 ， 需采用密封腔体来防止触点氧化；有部分继电器选用银合金触点 ， 可弥补这一缺陷 ， 银合金触点还具有耐粘连、耐电弧烧损的特点 。 两种触点的对比情况详见表1 。
表1 触点对比
序号
触点类型
图示
说明
1
铜基触点
l 抗氧化能力差 ， 电弧的高温加速触点氧化 ， 触点性能不稳定 ， 容易粘连 ， 使用寿命短；
l 高压继电器中不是最理想的触点选择方案 。
l 抗陶瓷钎焊能力强 ， 采用陶瓷钎焊技术的一般采用铜触点 。
2
银合金触点
汽车|新能源汽车高压直流继电器技术发展趋势及设计理念
本文图片

l 抗氧化能力强 ， 可以抵抗更高的电弧温度 ， 触点性能稳定 ， 不易粘连 ， 使用寿命长；
l 高压继电器中较理想的抗弧触点
l 抗陶瓷钎焊能力差 ， 无法应用于陶瓷钎焊工艺的高压直流继电器 。
2. 产品需具备耐高压的能力 。
为保证产品的耐负载能力 ， 除上述提到的选用银合金触点外 ， 产品负载连接件（如：动簧片 ， 负载引出端）的载流面积也显得十分重要 ， 载流密度过大 ， 单位时间内产生的能量得不到有效的释放 ， 易造成产品过热而失效 ， 浙江英洛华新能源科技有限公司（以下简称：英洛华）在高压直流继电器产品设计初期 ， 进行了大量的计算分析和工艺验证 ， 采用了陶瓷非钎焊冷装工艺 ， 工艺简洁 ， 成本可控 ， 质量可靠；采用银合金触点 ， 触点的抗氧化能力强 ， 可以抵抗较高的电弧温度 ， 且触点不易粘连；另外 ， 动簧片及负载引出端设计的载流面积均超过同行水平 ， 进而保证产品具有较强的耐负载能力 。


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