環(huán)方電器自創(chuàng)立以來，一直專注專注汽車繼電器，電磁開關(guān)的制造，是電磁開關(guān)和繼電器國家行業(yè)標準起草單位，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。并融合多項國家專利，同時還積極和全球知名汽車配件供應商開發(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車提供動力驅(qū)動，為保證電氣系統(tǒng)正常通斷，在電動汽車的電池系統(tǒng)和電機控制器之間需配置高壓直流繼電器，當系統(tǒng)停止運行后起隔離作用，系統(tǒng)運行時起連接作用，當車輛關(guān)閉或發(fā)生故障時，能安全的將儲能系統(tǒng)從車輛電氣系統(tǒng)中分離，起到分斷電路的作用，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，電動車將不能啟動、行駛及停車。

一、高壓繼電器在新能源汽車上的應用

根據(jù)車型及動力系統(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，每臺新能源汽車需配備5-8只高壓直流繼電器——2個主繼電器、1個預充繼電器、2個快充繼電器、2個普通充電繼電器和1個高壓系統(tǒng)輔助設備繼電器。

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、耐負載、抗沖擊、滅弧能力強和分斷能力強的基本功能。

1. 耐高壓

新能源電動汽車的工作平臺電壓都較高，遠高于傳統(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斷。

2. 耐負載能力強

新能源乘用車和大巴車的電動機額定功率一般為30KW和80KW以上，峰值達到60KW和160KW以上，按上述提到的電壓平臺來看，其電流將分別達到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)品的耐負載能力強，同時還要具備額定負載電流數(shù)倍的瞬時過載能力；或者在相同的耐負載能力下，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載巨大電流的沖擊，這個電流一般是負載額定電流的數(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，這個沖擊電流的危害就是極易導致繼電器觸點粘聯(lián)，繼電器觸點分離失效，電源切斷失控，嚴重時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)品應具有良好的抗沖擊性能。

4. 滅弧能力強

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

5. 分斷能力強

汽車在運行過程使用工況復雜，在緊急情況下，如電氣系統(tǒng)短路時，回路中的瞬間電流驟升，此時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

從應用類型來看，目前新能源汽車高壓直流繼電器應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)，所以是觸點間有很好的隔離。完全的真空狀態(tài)只是理想狀態(tài)，實際會殘留一些雜氧，雜氧在有電弧情況下和銅電極生成氧化銅，接觸電阻增大，繼電器有失效風險。

目前主要是應用充氣型繼電器，充氣型繼電器主要滅弧解決方案為氫氣和氮氣。充純氫氣，加偏轉(zhuǎn)磁鐵輔助滅弧，相比抽真空及充氮氣滅弧效果要好，氫氣的絕緣性能好，難以電離。

高壓繼電器原理介紹：

高壓繼電器簡單理解就是用較小的電流去控制較大電流的一種自動開關(guān)。在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護、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)上下電的正常進行，在汽車啟動時閉合高壓繼電器上電，在汽車停車熄火時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)，其失效形式可能會對駕駛員的生命安全造成傷害，因此應該按照ISO26262標準進行開發(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載，以及在高壓回路有較大電氣負載的情況下斷開高壓繼電器。高壓繼電器的觸點檢測可以準確發(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，同時合理操作高壓繼電器（打開/閉合），延長繼電器使用壽命。高壓繼電器觸點檢測方法采用帶輔助觸點檢測的高壓繼電器，也可以單獨設計輔助觸點檢測電路，通過檢測高壓繼電器兩段的電壓來判斷高壓繼電器觸點的打開/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，這個技術(shù)路線以松下為代表；另一種是環(huán)氧樹脂密封，這個以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）為什么充氮氣？直流電和交流電的區(qū)別主要在于直流電沒有過零點，一旦形成電弧，不會自己熄滅，會持續(xù)燃弧，這對觸點是致命的損傷！而電弧的本質(zhì)是什么？是電子在電場力作用下的逸出，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間隙，如果只是物理上加大觸點間隙，而不用磁吹滅弧，相應的繼電器磁間隙也要很大，那同樣的負載能力下，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，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，因為他們走的是陶瓷封裝的路線。TE為什么不充氫氣，而是充氮氣，因為他們是環(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氣。

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)時間，抗震性能，工作環(huán)境要求，海拔高度，車輛的運行模擬工況等等；

2. 高壓繼電器的常用參數(shù)：觸點參數(shù)、常開觸點、常閉觸點、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，大多高壓繼電器電壓范圍很廣，可以匹配大多應用場景，這個只是參考；

4. 根據(jù)額定電流繼續(xù)縮小范圍選擇型號，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，暫時選擇250A后；

5. 根據(jù)客戶提供峰值電流預估預期使用壽命；

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

7. 比較重要的一步：把短路時高壓繼電器失效時間和熔斷器失效時間做對比，短路時繼電器失效時間比熔斷器失效時間要長，自行比對或者讓公司做比對都可以。