Выбор реле зарядного устройства для электромобилей: реле с блокировкой для зарядных станций переменного и постоянного тока

Программы зарядного устройства редко выходят из строя из-за неправильного подключения разъема. Они выходят из строя, потому что коммутирующий элемент был выбран последним, после того как корпус, схема расположения шин и тепловой расчет уже были заморожены. В этот момент реле, высота которого на 6 мм превышает требуемый номинальный ток на 20 А, приводит к необходимости перепроектирования всего силового модуля и отодвигает график сертификации на несколько недель назад.

Что на самом деле делает реле зарядного устройства электромобиля

Реле зарядного устройства для электромобилей — это электрически управляемый переключатель, который подключает выход зарядки к транспортному средству и снова изолирует его в тот момент, когда зарядка заканчивается, водитель отключается от сети или плата управления обнаруживает неисправность.

На этот единственный компонент ложатся четыре обязанности, и каждая из них сужает список используемых частей:

• Переключение нагрузки. Он замыкает и размыкает выходную цепь под действием тока, а не просто под напряжением. Материал контактов, давление пружины и контактный зазор определяют, сколько операций он выдержит без сварки.
• Гальваническая развязка. При разомкнутых контактах сторона автомобиля должна быть отделена от стороны питания. Пути утечки и воздушные зазоры, а не номинальные токи, обычно определяют минимальный размер корпуса.
• Контрольное разделение. На стороне катушки находится низковольтная логика, а на стороне контактов — питание от сети или постоянного тока, поэтому изоляция между ними предотвращает выходное повреждение контроллера.
• Реакция на ошибку. Когда контроллер или устройство защитного отключения срабатывает, реле является исполнительным механизмом, который отключает питание. Реле уровня сигнала управляют контуром управления, который обеспечивает связь между транспортным средством и зарядным устройством.

Переменный или постоянный ток: соответствие реле зарядного устройства электромобиля классу зарядного устройства.

Класс зарядного устройства выбирает семейство реле, а не наоборот. Для зарядки переменным током используются реле класса 250 В переменного тока, рассчитанные по фазному току; Для зарядки постоянным током используются устройства постоянного тока 48 В или высоковольтные устройства постоянного тока, рассчитанные на полный ток выходной шины.

Конструкции переменного тока обычно рассчитаны на номиналы контактов от 60 до 120 А при нагрузке 32 А на фазу, поскольку реле находится в закрытом металлическом корпусе, где ограничивающим фактором является температура клемм, а не номинальный ток. Реле с блокировкой на 120 А, 250 В переменного тока в блоке распределения питания оставляет достаточный запас для непрерывной работы при повышенных температурах окружающей среды без принудительной подачи воздуха.

HJE11F 120A 250VAC Реле с блокировкой для блоков распределения питания на печатной плате Реле с блокировкой 120 А/250 В переменного тока для монтажа на печатной плате для блоков распределения питания высокой плотности, обеспечивающее запас по току в закрытых корпусах и компактную компоновку для центров обработки данных или промышленных шкафов. Посмотреть продукт →

Конструкции постоянного тока сталкиваются с противоположной проблемой. Ток велик, и дуга не гаснет сама при переходе через ноль, поэтому реле требует более широкого контактного зазора, более сильного контактного давления и часто магнитного гашения дуги. Критерии отбора для обоих семейств более подробно изложены в настоящем документе. Руководство по реле зарядной станции .

Характеристики реле зарядного устройства для электромобилей, определяющие надежность в полевых условиях

Пять характеристик отличают реле, которое выполняет 10 000 циклов, от реле, которое сваривается при 3 000: номинал контакта с понижением номинальных характеристик, пусковая способность, электрический срок службы, привод катушки и тепловое поведение на клемме.

1. Номинал контактов и снижение номинальных характеристик. Считайте номинальный ток как лабораторный показатель и применяйте запас для температуры внутри корпуса.
2. Пусковая способность. Емкостные входные фильтры вызывают кратковременный всплеск тока при замыкании контактов, который может в несколько раз превышать установившуюся нагрузку.
3. Электрическая жизнь. Требуйте эксплуатации при номинальной нагрузке и температуре окружающей среды внутри зарядного устройства, а не при 25 C на открытом воздухе.
4. Катушечный привод. Напряжение катушки, напряжение срабатывания и ширина импульса должны соответствовать питанию платы управления во всем диапазоне допусков.
5. Терминал и тепловой расчет. Винтовые клеммы, выводы печатной платы, шунты и интеграция трансформаторов тока — все это меняет способ выхода тепла из области контакта.

Если зарядному устройству необходим как запас по току, так и низкий профиль, обычно отправной точкой для выбора является реле с блокировкой на 120 А, 250 В переменного тока со встроенным корпусом.

HJE12A 120A 250VAC Реле с блокировкой через сквозное отверстие для стоечных PDU Реле со сквозной блокировкой 120 А/250 В переменного тока для стоечных PDU, сочетающее запас по току с низкой плотностью и импульсным потреблением катушки для зарядных устройств. Посмотреть продукт →

Почему реле с фиксацией доминируют в конструкциях зарядных PDU

Реле с магнитной фиксацией потребляет мощность только во время импульса переключения, что устраняет потери в стоячей катушке, постоянное тепло и зависимость от непрерывной управляющей мощности, которую обычное реле налагает на зарядное устройство.

Внутри устройства постоянный магнит удерживает якорь в последнем положении, а короткий импульс катушки противоположной полярности переворачивает его. Типичная ширина импульса составляет от 10 до 20 миллисекунд, а ток удержания равен нулю. Последствия для конструкции зарядного устройства являются конкретными:

Обычное реле, круглосуточно поддерживающее 1 Вт на полюс, добавляет примерно 8,8 кВтч потерь в год и поддерживает постоянный источник тепла рядом с клеммами, что имеет значение, когда корпус уже работает близко к своему температурному пределу. Версии с фиксацией также сохраняют состояние выхода при сбросе платы управления, поэтому зарядное устройство не прерывает сеанс каждый раз, когда мигает логическое напряжение.

Выходные каскады постоянного тока используют тот же принцип при более высоком токе: реле с блокировкой 48 В постоянного тока, 150 А берет на себя функцию переключения внутри силового модуля.

HJE12A 150A 48VDC Реле с блокировкой для зарядки постоянным током 150 А/48 VDC latching relay with double contacts and magnetic blowout for DC charging power modules, where arc erosion and contact welding are key concerns. Посмотреть продукт →

Виды отказов, которые необходимо спроектировать перед сертификацией

Контактная сварка, дуговая эрозия постоянного тока и перегрев клемм являются причиной большинства последствий, связанных с реле, и все три фактора можно предсказать и устранить на этапе проектирования.

Квалификация поставщика для поиска реле зарядного устройства для электромобилей

Квалификация — это проверка документов и данных: сертификаты, отчеты о сроке службы, кривые снижения номинальных характеристик и производственные мощности должны быть рассмотрены до утверждения образцов, поскольку реле, прошедшее стендовую проверку, все равно может отклониться при массовом производстве.

• Сертификационные свидетельства, включая управление качеством ISO 9001-2015, сертификаты CCC, TUV и State Grid для сетевых приложений.
• Данные об долговечности измерены при номинальном токе и реальной температуре окружающей среды с описанной испытательной установкой.
• Производственная мощность и надежность поставок, поэтому рост мощности зарядного устройства не прекращается при поставке компонентов.
• Возможность индивидуальной настройки напряжения катушки, типа клеммы, интеграции шунта или трансформатора тока, а также разделения или интегрирования типов корпуса.

В качестве примера масштаба, который стоит поискать, Huajin Technology Jiaxing Co., Ltd. управляет заводом площадью 8000 квадратных метров в округе Хайян провинции Чжэцзян, на котором работают более 120 человек, а заявленная мощность превышает 10 миллионов реле с магнитной фиксацией в год, около 30 процентов из которых идет на экспорт. В ее ассортимент входят зарядные устройства постоянного и переменного тока, счетчики на DIN-рейке, устройства защиты от повышенного и пониженного напряжения, а также интеллектуальные конденсаторы, поэтому проект зарядного устройства может квалифицировать свой переключающий элемент и реле счетчика по одному набору документов.

Часто задаваемые вопросы: выбор реле зарядного устройства для электромобиля

Какое реле используется в зарядном устройстве для электромобилей?

В зарядных устройствах переменного тока используются реле или контакторы с блокировкой 250 В переменного тока в блоке распределения питания номиналом от 60 до 120 А для выходного тока 32 А на фазу. В зарядных устройствах постоянного тока используются реле постоянного тока на 48 В или высоковольтные реле постоянного тока, обычно от 120 до 150 А, которые должны разрывать дугу постоянного тока без естественного перехода тока через ноль.

Как подобрать реле для трехфазного зарядного устройства мощностью 22 кВт?

Начните с 32 А на фазу при 400 В переменного тока, затем примените запас на температуру корпуса и броски тока. На практике это соответствует номинальному току контактов от 60 до 120 А на полюс, что подтверждается испытаниями на повышение температуры, а не только номинальным током.

Почему стоит выбрать реле с блокировкой вместо стандартного реле?

Реле с фиксацией сохраняет свое состояние посредством постоянного магнита после импульса катушки длительностью от 10 до 20 миллисекунд, поэтому удерживающая способность равна нулю. Это отводит постоянное тепло катушки из герметичного корпуса и сохраняет стабильное состояние выхода даже при прерывании питания управления.

На сколько рабочих циклов должно быть рассчитано реле зарядного устройства?

Запросите показатели электрического срока службы при номинальной нагрузке и рабочей температуре окружающей среды. Реле, предназначенное для зарядного устройства, должно быть задокументировано для тысяч операций под нагрузкой, а кривая снижения номинальных характеристик должна показывать, что происходит при температуре окружающей среды выше 60 C.