淺談直流接觸器在電動(dòng)汽車與充電樁中的應(yīng)用

新能源電網(wǎng)需要直流接觸器，新能源設(shè)備和裝備都需要直流接觸器來(lái)控制。近年來(lái)新能源汽車及充電設(shè)施發(fā)展迅猛，其關(guān)鍵電氣元件之一的直流接觸器的市場(chǎng)容量也隨之?dāng)U容。針對(duì)此新興行業(yè)的特殊需求，各汽車設(shè)計(jì)、充電樁等直流電氣裝備設(shè)計(jì)工程師們?nèi)绾螢槠湓O(shè)計(jì)理想選擇恰當(dāng)?shù)闹绷鹘佑|器產(chǎn)品？該關(guān)注哪些主要關(guān)鍵點(diǎn)？本文謹(jǐn)從產(chǎn)品應(yīng)用及產(chǎn)品適應(yīng)性方面拋磚引玉淺談一二。

一、電動(dòng)汽車充電設(shè)備[GB/T 18487.1 之4.4]的規(guī)定：

電動(dòng)汽車供電設(shè)備按照輸出電壓分類：

交流：?jiǎn)蜗?20V，三相380V；

直流：200V‐500V，350V‐700V，500V‐950V。

直流充電電流優(yōu)選值：80A，100A，125A，160A，200A，250A。

注：高于950V的供電設(shè)備由車輛制造商和供電設(shè)備制造商協(xié)商決定。

從以上標(biāo)準(zhǔn)中可以看出，使用于商用和乘用電動(dòng)汽車中的直流接觸器具有高電壓、大電流的的基本特點(diǎn)，所以需要具備很高的可靠性，較高的絕緣電壓。區(qū)別于普通工業(yè)用接觸器產(chǎn)品，其在制造中也要求具備抽真空、氣體填充、壓力密封、智能控制等專業(yè)制造工藝，對(duì)設(shè)計(jì)技術(shù)，制造技術(shù)要求很高。

二、直流接觸器在新能源汽車、充電樁（機(jī)）中的應(yīng)用

1. 在充電樁（機(jī)）中的應(yīng)用

用于直流充電樁、充電站的直流輸出側(cè)或用于車載充電機(jī)的輸出側(cè)。當(dāng)接觸器閉合時(shí)，起充電樁和汽車的連通作用；斷開時(shí)，隔離充電樁和外部的連接,起到安全防護(hù)作用。如圖1

2.在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用

在電動(dòng)汽車的電池系統(tǒng)和逆變器之間配置直流接觸器。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?。在其他輔助回路中作為用電控制器件。如圖2

圖2.直流接觸器在電動(dòng)汽車中的應(yīng)用

重要技術(shù)指標(biāo)：

a) 在系統(tǒng)停止運(yùn)行后起隔離電源端與負(fù)載端作用；（重要技術(shù)指標(biāo)：額定絕緣電壓Ui）

b) 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)起連接電源端與負(fù)載端作用；（重要技術(shù)指標(biāo)：約定發(fā)熱電流Ith）

c) 故障時(shí)起分?jǐn)嚯娐返淖饔谩＃ㄖ匾夹g(shù)指標(biāo)：最高運(yùn)行電壓U）

三、 產(chǎn)品的適應(yīng)性設(shè)計(jì)

1.環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)：

區(qū)別于一般工業(yè)用接觸器產(chǎn)品，使用環(huán)境條件對(duì)電動(dòng)汽車用接觸器的適應(yīng)性要求更加苛刻，必須同時(shí)滿足寬溫度范圍、高防護(hù)等級(jí)、高抗振動(dòng)性等基本條件。

1）高低溫度設(shè)計(jì)：需滿足電動(dòng)汽車和充電樁（機(jī)）在極端天氣下正常使用的溫度要求。產(chǎn)品儲(chǔ)存環(huán)境溫度：-55~+125℃，正常工作環(huán)境溫度為-25~+40℃，極限條件下環(huán)境溫度為-40~+85℃，

2）防護(hù)等級(jí)設(shè)計(jì)：需滿足惡劣環(huán)境條件下的正常工作，在雨水和塵土環(huán)境下正常使用，產(chǎn)品完全防止粉塵進(jìn)入，滿足短時(shí)浸水要求，防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP67。

3）抗振性能設(shè)計(jì)：產(chǎn)品需具備很強(qiáng)的抗振性和耐沖擊性。滿足汽車使用于各種路況顛簸振動(dòng)的特殊需求。

2.安全可靠性設(shè)計(jì)

安全可靠性是衡量電動(dòng)汽車直流接觸器的第一也是最關(guān)鍵的要素，主要體現(xiàn)在滅弧能力、絕緣電壓等方面。

直流電弧具有無(wú)過(guò)零點(diǎn)，燃弧后電弧難以熄滅的特點(diǎn)。而將產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為雙斷點(diǎn)直動(dòng)式運(yùn)動(dòng)形式。并在密封型滅弧腔內(nèi)填充壓縮氣體的滅弧技術(shù)手段可實(shí)現(xiàn)良好的滅弧能力。其主要原理是：在電弧加熱后與填充的氣體形成高壓氣體，氣體壓力的增大使得熱游離大幅下降，弧隙和滅弧室內(nèi)的壓力差使氣體運(yùn)動(dòng)加速，冷卻作用加劇，電弧快速熄滅。

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