动力电池系统继电器基础知识

来源 |线束世界

继电器基本原理

什么是继电器：

继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。

电磁继电器的工作原理和特性：

电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。

只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯， 从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。

当线圈断电后， 电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。

继电器使用原因

新能源汽车为什么使用继电器

根据安全及相应的标准、法规要求，新能源汽车的动力电池与电机、电气系统之间必须通过高压直流继电器隔离；

高压直流继电器能根据要求可靠地进行接通与分断，迅速灭弧，并能承载或隔离过电流。

高压直流继电器可安全断开电源主回路断。

开高压大电流时产生的电弧，电弧不外泄。

继电器图片

继电器主要结构

继电器主要结构

电弧原理

电弧

•当接通和断开负载时，触点之间会产生电弧

•电压和/或电流越高，电弧越强

•电弧如果不能及时熄灭，将会对接触器产生破坏性的影响。

•电弧是带电粒子组成的等离子体

电弧熄灭原理

气体中直流电弧的电压正比于电弧的长度，当电源提供的电压低于电弧的维持电压时，电弧将会变弱并熄灭。

继电器主要分类（按照有无极性）

继电器主要分类（按照有无极性）

有极性的继电器，在安装过程中一定要严格遵守标明的正负极，由于电池包放电为主要使用过程，因此需要在放电时，继电器具有灭弧能力。如果反接，在回路发生异常需要切断时，可能导致烧毁或者爆炸。

目前所使用的TE EVC500 以及TE EV200均为环氧树脂密封，且有极性的产品。

无极性产品安装不需要区分正负极。

继电器主要分类（根据密封方式）

继电器主要失效模式

失效图片

继电器在寿命末期，长期的接通、耐受、分断造成老化，会在触点表面造成烧蚀，造成表面缺损、凹凸不平（如左图），可能导致接触不稳定或不导通失效。正向分断触点貌,正向大电流分断触点形貌,反向分断触点形貌

容性粘接常见原因是预充回路失效，回路没有预充，主正继电器闭合瞬间，电容相当于短路，对继电器冲击较大。

继电器主要参数

序号	主要参数	主要相关因素	要求
1	额定电压	电池包最高电压	额定电压＞系统最高电压
2	额定电流	电池包持续电流	额定电流≥电池包持续电流
3	线圈电压	蓄电池供电电压	线圈供电电压范围＞蓄电池供电电压
4	动作时间	策略对继电器状态检测	满足策略对继电器状态的检测要求
5	保持时间	峰值电流、熔断器动作时间	峰值电流/时间时不会弹开 短路或过载与熔断器配合使用
6	机械寿命	满足正常上下电使用	机械寿命满足电池包设计寿命
7	电气寿命	满足异常切断时使用	电气寿命满足电池包设计寿命
8	抗短路能力	系统短路	系统发生短路时，继电器不爆炸不起火

继电器测试

综合松下、 TE、宏发、 SCII、国力等业内13家继电器厂家的产品性能测试；

1. 继电器的基本特性；

2. 结合汽车回路的复杂性；

3. 综合考虑实际使用工况的复杂性；

4. 测试过程采用了不同工况下的排列组合。