鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:309次 | 2024年01月16日
動(dòng)力鋰離子電池包高壓繼電器怎么樣考慮分?jǐn)嗄芰δ?/h1>
動(dòng)力鋰電池包高壓回路,BMS通過(guò)主正主副兩個(gè)繼電器控制回路通斷。理想的高壓上下電策略,高壓回路下電后,繼電器再執(zhí)行斷開(kāi)回路的動(dòng)作。但在很多系統(tǒng)中,并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)這種理想,繼電器總會(huì)遇到帶載分?jǐn)嗟那樾巍鹘y(tǒng)低壓電氣回路,分?jǐn)嘤蓴嗦菲鲌?zhí)行。無(wú)論從空間還是結(jié)構(gòu)設(shè)置,斷路器才是最適應(yīng)分?jǐn)嗟碾娖髟?。而傳統(tǒng)繼電器并沒(méi)有分?jǐn)嗟氖姑皇怯脕?lái)實(shí)現(xiàn)控制功能。
設(shè)計(jì)合理的上下電策略,是內(nèi)功,練好了,以柔克剛;玩命提高繼電器的分?jǐn)嗄芰?,練的是硬氣功,遇到打擊,就靠一口氣死杠??傅眠^(guò)去也會(huì)受點(diǎn)傷,影響后面的戰(zhàn)斗力;扛不過(guò)去,武功盡廢。
繼電器含義
繼電器是一種電控器件,當(dāng)輸入激勵(lì)達(dá)到某個(gè)閾值時(shí),觸發(fā)輸出發(fā)生變化。通常用法就是用低壓控制高壓,用小電流控制大電流回路。
繼電器種類
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
繼電器是低壓電器行業(yè)的一個(gè)主流產(chǎn)品,種類繁多,類型劃分的角度也多有不同。這里只體現(xiàn)與動(dòng)力鋰電池包中用到的繼電器相關(guān)的分類。
按照輸入控制信號(hào)的不同,繼電器可以分為電電磁繼電器、熱控制繼電器、時(shí)間控制繼電器、光繼電器、速度繼電器等,其中電磁繼電器是應(yīng)用最普遍,適用場(chǎng)合也最多的一種。
按照額定電壓不同劃分等級(jí),比如250V,500V,750V等,不同廠家的劃分節(jié)點(diǎn)有所不同。額定電壓不是繼電器高壓回路的工作電壓,是與標(biāo)稱的分?jǐn)嚯娏飨鄬?duì)應(yīng)的分?jǐn)嚯妷褐?,同樣的短路電流,系統(tǒng)電壓越高,分?jǐn)嗟碾y度越大。出于對(duì)電池包總電量的追求,動(dòng)力鋰電池包內(nèi)電池串?dāng)?shù)越來(lái)越多,標(biāo)準(zhǔn)最高電壓已經(jīng)達(dá)到750V,相應(yīng)的充電機(jī)系統(tǒng)也跟隨這個(gè)電壓要求,并且1000V高壓系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題已經(jīng)正在討論中。
按照主觸點(diǎn)狀態(tài)不同,劃分成常開(kāi)、常閉、和Z字型觸點(diǎn)3種。電池包內(nèi)選用較多的是常開(kāi)觸點(diǎn),閉合動(dòng)作要命令信號(hào)觸發(fā)才會(huì)執(zhí)行。
電磁繼電器結(jié)構(gòu)和工作原
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
回路閉合:控制電路的控制端口連接線圈兩端,線圈和鐵芯共同構(gòu)成一個(gè)電磁鐵。當(dāng)控制電路給線圈供電,鐵芯獲得了磁性,銜鐵被吸合,動(dòng)觸頭跟隨銜鐵同步運(yùn)動(dòng),與靜觸頭接觸,強(qiáng)電回路閉合。同時(shí)反力彈簧被拉伸。
吸合狀態(tài)的保持:控制端口的輸出電流必須大于某個(gè)臨界值,否則,假如反力彈簧的拉力大于電磁鐵的吸引力,則動(dòng)觸頭發(fā)生顫動(dòng),動(dòng)靜觸頭之間的電阻增大。假如電流足夠大,接觸電阻發(fā)熱積累在觸頭上,會(huì)造成觸頭表面損毀甚至動(dòng)靜觸頭融焊在一起。
為了防止融焊的發(fā)生,一方面,促使銜鐵吸合的電流必須保持在要求的保持電流以上;另一方面,動(dòng)靜觸頭系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,必須有一方面的觸頭不是剛體,而設(shè)計(jì)成能夠出現(xiàn)超行程的結(jié)構(gòu),即在銜鐵與鐵芯并未解除以前,動(dòng)靜觸頭已經(jīng)接觸;待鐵芯與銜鐵達(dá)到緊密吸合的狀態(tài),動(dòng)觸頭或者靜觸頭已經(jīng)出現(xiàn)了與觸頭閉合方向相反的變形(變形可以由轉(zhuǎn)軸和另一組反力彈簧實(shí)現(xiàn))。
回路斷開(kāi):在正常使用情形下,繼電器切斷電路時(shí),回路中不應(yīng)該有電流存在。繼電器斷開(kāi)的過(guò)程如下:控制端口取消繼電器觸發(fā)閉合的信號(hào),線圈上電流消失,銜鐵在反力彈簧拉力的用途下,向遠(yuǎn)離鐵芯的方向運(yùn)動(dòng),同時(shí)動(dòng)觸頭與靜觸頭分開(kāi)。
帶載分?jǐn)啵涸诠收匣蛘卟呗栽O(shè)計(jì)不合理的情況下,繼電器可能會(huì)遇到帶電分?jǐn)嗟臓顩r,即主回路中存在工作電流,而控制端口給線圈供電電流消失了;沒(méi)有電流鐵芯不再具有磁性,銜鐵被反力彈簧反向拉動(dòng)離開(kāi)鐵芯,動(dòng)靜觸頭分離。
動(dòng)觸頭剛剛離開(kāi)靜觸頭一小段距離的時(shí)候,系統(tǒng)電壓全部加載在動(dòng)靜觸頭之間,高電壓擊穿小縫隙之間的氣體,使之電離,于是動(dòng)靜觸頭之間出現(xiàn)了電弧。動(dòng)觸頭繼續(xù)向遠(yuǎn)離靜觸頭的方向移動(dòng),電弧隨之拉長(zhǎng),同時(shí)更大量的周邊氣體被電離,觸頭上的金屬融化并噴灑到周圍環(huán)境中。反過(guò)來(lái),金屬顆粒新增了空氣的導(dǎo)電性,同樣的壓差,可以使距離更遠(yuǎn)的兩個(gè)觸頭之間繼續(xù)維持拉弧狀態(tài)。隨著拉弧的進(jìn)行和蔓延,高溫電弧使觸頭金屬逐漸融化甚至氣化。
假如動(dòng)靜觸頭自然狀態(tài)距離比較遠(yuǎn),分?jǐn)嗟倪^(guò)程中,動(dòng)觸頭遠(yuǎn)離的速度比較快,系統(tǒng)電壓比較低,負(fù)載電流比較小,使得整個(gè)燃弧過(guò)程在中間的某一步就停止了,則造成的影響會(huì)停留在當(dāng)時(shí)狀態(tài),比如觸頭被部分燒損;或者電弧沒(méi)來(lái)的及燃起已經(jīng)被繼電器設(shè)計(jì)的滅弧措施撲滅,則可能只是在觸頭上留下一些痕跡。不同的情形對(duì)繼電器的傷害程度會(huì)有差別,但一般遇到短路電流分?jǐn)嗲樾危^電器不會(huì)建議繼續(xù)使用。
對(duì)殼體要求高:與普通電力系統(tǒng)中的高壓直流繼電器相比,電動(dòng)汽車使用的繼電器一個(gè)最顯著的不同是,要適應(yīng)行車狀態(tài)的震動(dòng)環(huán)境。當(dāng)前的繼電器,為了提高滅弧效果,一般都采用密封殼體燃弧腔內(nèi)充滿氮?dú)饣蛘邭錃獾姆绞健R贿吺莿×艺饎?dòng)的使用環(huán)境,一邊是嚴(yán)格的密封要求,這對(duì)繼電器殼體提出了很高的要求。
無(wú)極性繼設(shè)計(jì):動(dòng)力鋰電池包的設(shè)計(jì)中,廣泛存在著充放電同口的現(xiàn)象,放電電流和充電電流都通過(guò)同一段回路進(jìn)出。這樣,在分?jǐn)啻箅娏鲿r(shí),就要求繼電器的分?jǐn)嘣O(shè)計(jì)不能與電流方向有關(guān)(比如永磁鐵吹弧,電弧內(nèi)的電流方向必須是固定的才能出現(xiàn)吹的用途,假如電流反向,則用途方向也相反,變成拉了)所謂無(wú)極性。
傳統(tǒng)的拉弧滅弧手段不能使用,一些宣稱無(wú)極性的產(chǎn)品,采用兩組動(dòng)靜觸點(diǎn)串聯(lián)的形式,分?jǐn)噙^(guò)程中,讓系統(tǒng)電壓分別加載在兩組觸頭上,每組觸頭的電壓只是原來(lái)的一半,降低了分?jǐn)嚯y度。但雙斷點(diǎn)畢竟也要空間,對(duì)載流密度要求不斷提高,又不能采取成熟的滅弧措施,雙斷點(diǎn)的分?jǐn)嗄芰σ鲆恍y(cè)試驗(yàn)證。