Korkean{0}}jännitteen releen valinta ja sovellusanalyysi

Kun uusi energiaajoneuvoteollisuus kehittyy edelleen kohti korkeampaa jännitettä ja suurempaa tehoa, korkeajännitteisistä DC-releistä on tullut yksi sähköajoneuvojen korkeajännitejärjestelmien keskeisistä ohjauskomponenteista-. Korkeajännitereleiden oikea valinta vaikuttaa suoraan koko ajoneuvon korkeajännitejärjestelmän -turvallisuuteen, luotettavuuteen ja{4}}pitkäaikaiseen vakaaseen toimintaan. Erityisesti kriittisissä piireissä, kuten tehoakussa, moottorin ohjaimessa ja lataus-/purkausjärjestelmässä, korkeajännitereleillä on tärkeät vastuut päälle/pois-ohjauksesta, järjestelmän suojauksesta ja vikojen eristämisestä. niiden suorituskykyrajoituksista on tullut merkittävä rajoite ajoneuvon korkeajännitearkkitehtuurin{8}}suunnittelulle.

 

Tyypillisessä sähköajoneuvon suurjännitejärjestelmässä tarvitaan yleensä 5-8 korkeajännitteistä Eri releillä on merkittäviä eroja järjestelmän toimintataajuudessa, sähkörasituksessa ja turvallisuustasossa, mikä määrää niiden valinnan ja rakennesuunnittelun erilaiset painopisteet. Releen sisäiset sähkökoskettimet, sähkökoskettimet ja suurvirtakoskettimet{8}} ovat keskeinen perusta sen suorituskyvyn ylärajan määrittämiselle.

 

 

Rele on automaattinen ohjauselementti, joka kytkee, katkaisee tai kytkee piirejä tulosignaalien muutosten perusteella. Sitä käytetään laajalti automaattiohjauksessa, kauko-ohjauksessa ja signaalin eristysjärjestelmissä. Sen perusominaisuus on ohjata suuria-virtaa, suuritehoisia-virtapiirejä pienellä virralla tai pienellä teholla, mikä saavuttaa tehokkaan eristyksen ohjauksen ja kuorman välillä.

 

Uusien energiaajoneuvojen{0}}suurjännitejärjestelmissä releiden ensisijainen tehtävä on liittää tai irrottaa turvallisesti korkea-jänniteteho, mikä estää ydinkomponenttien, kuten akun ja moottorin ohjaimen, peruuttamattomat vauriot epänormaaleissa olosuhteissa. Releen sisällä olevat kuparikoskettimet ja jalometalliset kosketinmateriaalit kestävät toistuvasta kytkennästä johtuvan sähköisen rasituksen, mikä muodostaa tärkeän fyysisen perustan korkeajännitejärjestelmän turvalliselle toiminnalle.

 

 

Sähköajoneuvojen kylmäkäynnistyksen aikana moottorin ohjain sisältää tyypillisesti suuren tasavirtaväylän kondensaattorin. Jos päärele sulkeutuu suoraan ilman esilatausta-, korkea-jänniteakku purkautuu välittömästi tyhjään kondensaattoriin muodostaen valtavan syöttövirran, joka voi helposti johtaa koskettimien kulumiseen, tarttumiseen tai jopa rakenteellisiin vaurioihin.

 

Siksi korkea{0}}jännitteiset järjestelmät käyttävät yleensä esi-varausjärjestelmää: esilatausrele ja virtaa-rajoittava vastus muodostavat pehmeän-käynnistyspiirin, jolloin kondensaattorin jännite kasvaa asteittain. Kun väylän jännite lähestyy tiettyä osuutta akun jännitteestä, päärele sulkeutuu ja kytkeytyy päävirtapiiriin, mikä vähentää merkittävästi käynnistysvirtaa sulkemishetkellä. Tämä prosessi asettaa korkeammat vaatimukset releen sisäisten kontaktorin koskettimien ja hopeanväristen sähkökoskettimien ylijänniteresistanssille.

 

 

Toiminnallisen ja{0}}kantokyvyn näkökulmasta autojen releet voidaan jakaa signaalireleisiin ja tehoreleisiin, ja lähes kaikki uudet energiaajoneuvot käyttävät tehoreleitä. Rakenteellisen toteutuksen näkökulmasta ne voidaan jakaa sähkömagneettisiin releisiin ja puolijoh{2}}releisiin; Käyttöjännitteen näkökulmasta ne voidaan jakaa pienjännitereleisiin-ja korkeajännitereleisiin-.

 

Korkeajännitteisissä tasajännitteisissä järjestelmissä sähkömagneettiset korkeajännitteiset Releen sisäiset rakenteet, kuten hopeiset koskettimet, katkaisijoiden hopeiset koskettimet ja bimetalliset koskettimet{3}}, ovat tärkeitä suunnittelun perustaa niiden sopeutumiselle korkeajännitteisiin tasajännitteisiin.

 

 

Sähkömagneettiset korkeajännitereleet koostuvat pääasiassa kelasta, rautasydämestä, ankkurimekanismista, kosketusjärjestelmästä ja palautusjousesta. Kun kela on jännitteellinen, se muodostaa magneettikentän, joka vetää puoleensa ankkuria ja saa liikkuvan koskettimen sulkeutumaan kiinteän koskettimen kanssa, jolloin piirikytkennät ovat valmiit. Kun kela on jännitteetön, magneettikenttä katoaa ja ankkuri palautuu jousen vaikutuksesta, mikä katkaisee piirin.

 

Koskettimien alkutilan perusteella jännitteettömässä tilassa releet voidaan luokitella normaalisti avoimiin koskettimiin ja normaalisti suljettuihin koskettimiin.

 

Korkea{0}}jännitereleet käyttävät yleensä normaalisti avointa rakennetta sen varmistamiseksi, että korkea-jännitepiiri katkeaa automaattisesti sähkökatkon tai vian sattuessa, mikä parantaa järjestelmän luontaista turvallisuustasoa. Kosketusmateriaalit on enimmäkseen valmistettu jaloista materiaaleista johtavuuden, kulutuskestävyyden ja kaarenkestävyyden tasapainottamiseksi.

 

 

Tavallisiin releisiin verrattuna suurin rakenteellinen ero suurjännitteisten{0}}DC-releiden välillä on niiden tiivistys- ja kaarisammutus{1}}. Korkeajännitteiset koskettimet on tyypillisesti kapseloitu suljettuun onteloon, joka on eristetty ulkoilmasta, mikä parantaa merkittävästi kestävyyttä ja vaimentaa valokaaren etenemistä.

 

Koskettimien kytkennän aikana korkeajännitereleet tyypillisesti välttävät katkaisun kuormituksen alaisena, mikä vähentää valokaaren energiaa järjestelmätason ohjausstrategioiden avulla. Sisäisesti se käyttää laajasti katkaisijoiden hopeakoskettimia, magneettista puhalluskaaren -sammutusrakennetta ja lujia eristemateriaaleja yleisen katkaisuvarmuuden parantamiseksi.

 

 

Uudet energiaajoneuvot asettavat korkeajännitteisille tasajännitteisille releille huomattavasti korkeampia suorituskykyvaatimuksia kuin perinteiset ajoneuvot, pääasiassa korkean jännitteen vastuksen, suuren virrankestävyyden, iskunkestävyyden, voimakkaan valokaaren sammutuksen ja luotettavan katkaisukyvyn suhteen.

 

Mitä tulee korkeajänniteresistanssiin, releen tulee kestää satoja voltteja tasajännitettä pitkiä aikoja ja luotettavasti sulkeutua ja avautua kuormituksen alaisena. Mitä tulee kuormitukseen, taajuusmuuttajien nimellisvirta ylittää tyypillisesti 200A ja huippuvirrat yli 300A. Releellä on oltava riittävät virran-siirto- ja lämmönpoistoominaisuudet rajoitetussa tilavuudessa.

 

Iskunkestävyys on yksi korkeajännitereleiden tärkeimmistä turvallisuusindikaattoreista. Kapasitiivinen ylijännitevirta sulkemishetkellä on usein useita kertoja tai jopa kymmeniä kertoja nimellisvirtaan verrattuna. Jos koskettimen iskunkestävyys on riittämätön, voi helposti tapahtua tartuntahäiriö, mikä aiheuttaa vakavan turvallisuusriskin. Siksi releissä käytetään usein hopeisia sähkökoskettimia, magneettisia puhallusrakenteita ja korkean -vakauden metalliseosjärjestelmiä iskunkestävyyden parantamiseksi.

 

Valokaarisammutus- ja katkaisuominaisuuksien kannalta sähkökaaret eivät ole helposti sammutettavissa luonnollisesti korkeajännitteisessä tasajännitteisessä ympäristössä. Releiden on heikennettävä nopeasti valokaaren energiaa rakenne- ja materiaalisuunnittelun avulla kontaktien palamisen estämiseksi. Joissakin -suorituskykyisissä releissä on myös pyörivät sähkökoskettimet tai usean-koskettimen rinnakkaiset rakenteet käyttöiän pidentämiseksi.

 

 

Korkeajännitereleen valitseminen{0}} on järjestelmällinen projekti, joka vaatii asteittaista lähentymistä ajoneuvon yleisen sähköarkkitehtuurin perusteella. Suunnittelun alkuvaiheessa ohjauspiirin jännite- ja virtaominaisuudet sekä ohjattavan piirin nimellisjännite-, virta- ja kosketintyyppivaatimukset on määriteltävä selkeästi. Tämän perusteella valitaan alustava tuotevalikoima jännite- ja virtaluokituksen mukaan ja lopullinen ratkaisu määritetään huomioiden muun muassa valokaaren sammutusmenetelmät, onkalorakenne ja liitintyypit.

 

Tietyllä parametritasolla on arvioitava kuusi avainkoskettimen ilmaisinta: sähköinen käyttöikä, nimellisvirta, lyhyt{0}}aikavirran-kantokyky, suurin katkaisuvirta, ylikuormituskatkaisukyky ja käänteinen katkaisukyky. Nämä indikaattorit määrittävät suoraan releen luotettavuuden ajoneuvon koko elinkaaren ajan.

 

Sähköisen käyttöiän arviointi tulee yhdistää ajoneuvon esilatausstrategiaan ja Nimellisvirran on katettava-ajoneuvon pitkäaikaiset vakaat käyttöolosuhteet, kun taas lyhytaikaisen-virran on täytettävä suuret-kuorman transienttivaatimukset, kuten kiihtyvyys, mäkikiipeily ja muut olosuhteet.

 

Suurin katkaisuvirta ja ylikuormituskatkaisukyky ovat tärkeitä turvallisuusindikaattoreita releille, jotka liittyvät suoraan järjestelmän suojauskykyyn äärimmäisissä olosuhteissa, kuten oikosulkuissa tai törmäyksissä. Polarisoiduilla releillä on myös arvioitava niiden käänteinen katkaisukyky, mikä tasapainottaa kustannukset ja turvallisuusredundanssin.

 

 

Kun uusien energiaajoneuvojen korkeajännitejärjestelmät-kehittävät edelleen kohti suurempaa tehoa ja suurempaa energiatiheyttä, korkeajännitteisten tasavirtareleiden tekninen kynnys ja järjestelmäarvo{1}}nousevat jatkuvasti. Niiden sisäiset avainkomponentit, kutenMukautetut sähköiset kontaktit, Tarkkuuskylmämuovauskoskettimet ja Trimetalliset relekoskettimet ovat tulleet keskeiseksi perustaksi määritettäessä ajoneuvon yleistä korkeajännitteistä turvallisuussuoritusta.

 

Tulevaisuudessa sähköajoneuvojen ja energian varastointijärjestelmien nopeutetun-laajuisen käytön myötä korkeajännitereleet kehittyvät jatkuvasti luotettavuuden, käyttöiän ja turvallisuuden suhteen. Niiden valinnasta ja sovellussuunnittelusta tulee kriittinen osa ajoneuvon yleistä korkeajännitearkkitehtuuria-, jota ei voida sivuuttaa.