環(huán)方電器自創(chuàng)立以來，一直專注專注汽車?yán)^電器，電磁開關(guān)的制造，是電磁開關(guān)和繼電器國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)起草單位，近年來，新能源汽車在全球快速發(fā)展，環(huán)方開發(fā)出專門用于新能源汽車內(nèi)部電路控制，新能源汽車充電樁，新能源汽車充電站的高壓直流接觸器。并融合多項(xiàng)國(guó)家專利，同時(shí)還積極和全球知名汽車配件供應(yīng)商開發(fā)新一代的高壓直流接觸器。為人類的綠色出行貢獻(xiàn)我們最大的力量。

高壓繼電器在新能源汽車上的作用

繼電器作為新能源汽車重要的零部件之一，新能源汽車主電路電壓一般都大于200V,遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)汽車的12-48V,新能源汽車除需要傳統(tǒng)汽車所需的低電壓繼電器或接觸器以外,還需配備特殊的高壓直流接觸器。

新能源汽車一般采用高壓電池組為電動(dòng)車提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，為保證電氣系統(tǒng)正常通斷，在電動(dòng)汽車的電池系統(tǒng)和電機(jī)控制器之間需配置高壓直流繼電器，當(dāng)系統(tǒng)停止運(yùn)行后起隔離作用，系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)起連接作用，當(dāng)車輛關(guān)閉或發(fā)生故障時(shí)，能安全的將儲(chǔ)能系統(tǒng)從車輛電氣系統(tǒng)中分離，起到分?jǐn)嚯娐返淖饔?，因此，高壓直流繼電器是新能源汽車關(guān)鍵安全器件，如果沒有它，電動(dòng)車將不能啟動(dòng)、行駛及停車。

一、高壓繼電器在新能源汽車上的應(yīng)用

根據(jù)車型及動(dòng)力系統(tǒng)的不同，繼電器有汽車上使用的數(shù)量及規(guī)模也存在較大差。平均而言，每臺(tái)新能源汽車需配備5-8只高壓直流繼電器——2個(gè)主繼電器、1個(gè)預(yù)充繼電器、2個(gè)快充繼電器、2個(gè)普通充電繼電器和1個(gè)高壓系統(tǒng)輔助設(shè)備繼電器。

二、 高壓直流繼電器的基本功能

作為新能源汽車中關(guān)鍵的安全器件——高壓直流繼電器，需具備耐高壓、耐負(fù)載、抗沖擊、滅弧能力強(qiáng)和分?jǐn)嗄芰?qiáng)的基本功能。

1. 耐高壓

新能源電動(dòng)汽車的工作平臺(tái)電壓都較高，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)汽車的12V/24V，因此要求其配套的高壓直流繼電器能夠承受較高的工作電壓和高壓帶載中可靠的閉合與分?jǐn)唷?/p>

2. 耐負(fù)載能力強(qiáng)

新能源乘用車和大巴車的電動(dòng)機(jī)額定功率一般為30KW和80KW以上，峰值達(dá)到60KW和160KW以上，按上述提到的電壓平臺(tái)來看，其電流將分別達(dá)到200A和300A左右，在產(chǎn)品性能、成本的雙重壓力下，要求相同的體積下，產(chǎn)品的耐負(fù)載能力強(qiáng)，同時(shí)還要具備額定負(fù)載電流數(shù)倍的瞬時(shí)過載能力；或者在相同的耐負(fù)載能力下，產(chǎn)品的體積越小越好。

3. 抗沖擊

新能源汽車用高壓直流繼電器不僅要具備耐受較高的電壓和承載足夠電流的基本功能，還要抵抗閉合瞬間電容性負(fù)載巨大電流的沖擊，這個(gè)電流一般是負(fù)載額定電流的數(shù)倍至數(shù)十倍等，常規(guī)的繼電器都無法承受這一瞬間電流的沖擊，這個(gè)沖擊電流的危害就是極易導(dǎo)致繼電器觸點(diǎn)粘聯(lián)，繼電器觸點(diǎn)分離失效，電源切斷失控，嚴(yán)重時(shí)可造成車毀人亡等安全事故，危害極大。因此新能源車用的直流繼電器產(chǎn)品應(yīng)具有良好的抗沖擊性能。

4. 滅弧能力強(qiáng)

電弧是繼電器觸點(diǎn)閉合與分?jǐn)鄤?dòng)作過程中不可避免的問題，它大大降低了繼電器觸點(diǎn)的使用壽命。采用一些特殊的快速滅弧手段降低電弧能量，減少對(duì)繼電器觸點(diǎn)的損害，延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命。因此，滅弧能力強(qiáng)也是繼電器需具備的基本特點(diǎn)。

5. 分?jǐn)嗄芰?qiáng)

汽車在運(yùn)行過程使用工況復(fù)雜，在緊急情況下，如電氣系統(tǒng)短路時(shí)，回路中的瞬間電流驟升，此時(shí)要求繼電器在極限大電流下能夠順利的切斷電路，而不發(fā)生觸點(diǎn)粘連或繼電器爆炸等異常狀況的發(fā)生，防止電池過放短路起火或爆炸的安全危害，這就要求繼電器觸點(diǎn)具有良好的抗沖擊和抗粘連的能力。

三、 高壓直流繼電器的類型

從應(yīng)用類型來看，目前新能源汽車高壓直流繼電器應(yīng)用最多的是真空型和充氣型繼電器。

真空是理想的絕緣。由于高壓電弧產(chǎn)生于絕緣介質(zhì)的電離，而真空本身是沒有介質(zhì)，所以是觸點(diǎn)間有很好的隔離。完全的真空狀態(tài)只是理想狀態(tài)，實(shí)際會(huì)殘留一些雜氧，雜氧在有電弧情況下和銅電極生成氧化銅，接觸電阻增大，繼電器有失效風(fēng)險(xiǎn)。

目前主要是應(yīng)用充氣型繼電器，充氣型繼電器主要滅弧解決方案為氫氣和氮?dú)?。充純氫氣，加偏轉(zhuǎn)磁鐵輔助滅弧，相比抽真空及充氮?dú)鉁缁⌒Ч?，氫氣的絕緣性能好，難以電離。

高壓繼電器原理介紹：

高壓繼電器簡(jiǎn)單理解就是用較小的電流去控制較大電流的一種自動(dòng)開關(guān)。在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。高壓繼電器控制的主要目的是保證電池系統(tǒng)上下電的正常進(jìn)行，在汽車啟動(dòng)時(shí)閉合高壓繼電器上電，在汽車停車熄火時(shí)斷開高壓繼電器下電。高壓繼電器控制屬于汽車電子電氣系統(tǒng)，其失效形式可能會(huì)對(duì)駕駛員的生命安全造成傷害，因此應(yīng)該按照ISO26262標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行開發(fā)，以滿足功能安全要求。

高壓繼電器狀態(tài)監(jiān)控主要是通過檢查高壓繼電器的觸點(diǎn)狀態(tài)來判斷高壓繼電器工作狀態(tài)是否符合控制要求，避免在高壓繼電器打開的情況下給高壓回路施加電氣負(fù)載，以及在高壓回路有較大電氣負(fù)載的情況下斷開高壓繼電器。高壓繼電器的觸點(diǎn)檢測(cè)可以準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)高壓繼電器粘連情況，防止在高壓繼電器粘連情況下誤操作損壞高壓回路元器件，同時(shí)合理操作高壓繼電器（打開/閉合），延長(zhǎng)繼電器使用壽命。高壓繼電器觸點(diǎn)檢測(cè)方法采用帶輔助觸點(diǎn)檢測(cè)的高壓繼電器，也可以單獨(dú)設(shè)計(jì)輔助觸點(diǎn)檢測(cè)電路，通過檢測(cè)高壓繼電器兩段的電壓來判斷高壓繼電器觸點(diǎn)的打開/閉合狀況。

高壓繼電器的兩種典型技術(shù)路線（陶瓷密封和環(huán)氧樹脂密封）

陶瓷密封，這個(gè)技術(shù)路線以松下為代表；另一種是環(huán)氧樹脂密封，這個(gè)以TE為代表。

高壓直流繼電器為什么要充氣體？氣體的滅弧原理是什么？陶瓷封裝的（松下）為什么充氫氣，而環(huán)氧封裝的（TE）為什么充氮?dú)?？直流電和交流電的區(qū)別主要在于直流電沒有過零點(diǎn)，一旦形成電弧，不會(huì)自己熄滅，會(huì)持續(xù)燃弧，這對(duì)觸點(diǎn)是致命的損傷！而電弧的本質(zhì)是什么？是電子在電場(chǎng)力作用下的逸出，是極端放電。因而滅弧有兩種方法，其中一種方法是加大觸點(diǎn)間隙（磁吹滅弧的本質(zhì)是利用洛倫茨力改變電弧的通路，可以理解為加大了觸點(diǎn)間隙，如果只是物理上加大觸點(diǎn)間隙，而不用磁吹滅弧，相應(yīng)的繼電器磁間隙也要很大，那同樣的負(fù)載能力下，體積和重量大的無法想象），另外一種方法就是在觸點(diǎn)之間有一種物質(zhì)，可以阻斷電子的路徑，能想到的最好的方法就是充氣體了。充氣就很講究了，第一要求氣體很活躍，氣體活躍就更容易與電弧逸出的電子碰撞，從而產(chǎn)生阻斷效應(yīng)，并且更容易帶走熱量。第二要求氣體本身的分子結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定，本身自帶的電子不容易逃逸。根據(jù)以上兩個(gè)要求，自然而然想到氫氣是滅弧的首選氣體，氫氣分子量在所有氣體里面最小，也最活躍，分子結(jié)構(gòu)也足夠穩(wěn)定。所以這是松下，宏發(fā)等的技術(shù)路線，因?yàn)樗麄冏叩氖翘沾煞庋b的路線。TE為什么不充氫氣，而是充氮?dú)?，因?yàn)樗麄兪黔h(huán)氧樹脂封裝。氫氣是最好的滅弧氣體，但他分子量小，要封住使之不泄露，環(huán)氧樹脂做不到，只能退而求其次選擇氮?dú)狻?/p>

目前環(huán)方電器擁有陶瓷密封高壓繼電器和環(huán)氧樹脂密封高壓接觸器兩個(gè)系列

高壓繼電器的初選：

1. 了解客戶初步需求：如額定電壓，額定電流，充放電峰值電流，峰值電流持續(xù)時(shí)間，抗震性能，工作環(huán)境要求，海拔高度，車輛的運(yùn)行模擬工況等等；

2. 高壓繼電器的常用參數(shù)：觸點(diǎn)參數(shù)、常開觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)、性能參數(shù)、絕緣電阻、耐壓、工作電流、工作電壓、安裝孔尺寸、安裝孔大小等等；

3. 先根據(jù)額定電壓選匹配型號(hào)，大多高壓繼電器電壓范圍很廣，可以匹配大多應(yīng)用場(chǎng)景，這個(gè)只是參考；

4. 根據(jù)額定電流繼續(xù)縮小范圍選擇型號(hào)，選擇比額定電流大，且接近的高壓繼電器，比如額定電流200A，比如某廠商額定電流200A高壓繼電器上面規(guī)格是額定電流250A繼電器，暫時(shí)選擇250A后；

5. 根據(jù)客戶提供峰值電流預(yù)估預(yù)期使用壽命；

6. 根據(jù)電池包電氣性能預(yù)估短路電流，根據(jù)預(yù)估短路電流估算短路電流，根據(jù)電路電流預(yù)估高壓繼電器失效時(shí)間；

7. 比較重要的一步：把短路時(shí)高壓繼電器失效時(shí)間和熔斷器失效時(shí)間做對(duì)比，短路時(shí)繼電器失效時(shí)間比熔斷器失效時(shí)間要長(zhǎng)，自行比對(duì)或者讓公司做比對(duì)都可以。