-Контакторът за високо напрежение за електрически превозни средства е напълно запечатан електромагнитен превключвател, използван за управление на включване/изключване на основната верига. Неговата основна функция е надеждно да свързва или изключва стотици волта DC високо напрежение по време на зареждане, шофиране и аварийни условия, осигурявайки безопасна работа на електрическата система на автомобила.
В -архитектурата за разпределение на електроенергия с високо напрежение на електрическите превозни средства контакторът изпълнява критичната задача за свързване между батерията и товари като двигателя и зарядното устройство. За да се справят с изискванията на високо напрежение, силен ток и тежки среди, съвременните контактори за високо{2}}напрежение обикновено приемат напълно запечатана структура, напълнена вътрешно с инертен газ (като азот или смес от SF₆), за да потиснат дъгата и да предотвратят окисляването. Понастоящем основните решения за запечатване са разделени на две категории: капсулиране със смола и капсулиране с керамика. Сред тях метализираната керамика доминира в моделите от висок-клас поради отличната си устойчивост на висока-температура, дългосрочна-херметичност и превъзходни изолационни характеристики.
Основният принцип на работа на контактора се основава на механизъм за електромагнитно привличане: когато бобината е под напрежение, желязното ядро се магнетизира и привлича арматурата, преодолявайки силата на възвратната пружина, за да затвори движещите се и неподвижните контакти; когато е изключено, пружината раздалечава контактите, прекъсвайки главната верига. Въпреки че принципът изглежда прост, DC дъгата, генерирана от прекъсването на контакта под стотици ампери ток, е изключително разрушителна, като по този начин поставя изключително високи изисквания към материала на кухината и надеждността на уплътнението. Технологията за запечатване от керамика към метал постига метализиращ слой върху повърхността на алуминиева керамика, която след това се заварява към метална крайна капачка, образувайки изключително надеждна запечатваща структура, която може да издържи на термични цикли и механични вибрации.
From a materials perspective, High Purity Alumina Precision Advanced Ceramic Metallization Parts are key to achieving high-performance contactors. High-purity (over 95%) alumina ceramic possesses high dielectric strength (>15 kV/mm) и ниски диелектрични загуби, ефективно изолиращи контактите с високо-напрежение от външния корпус. Преходният слой от молибден-манган или волфрам-манганова сплав, образуван чрез метализацията на алуминиева керамика, осигурява силна връзка между керамиката и метала, предотвратявайки напукване или изтичане поради разлики в коефициентите на топлинно разширение.
Дизайнът на задвижващата верига е също толкова важен. Тъй като контакторът трябва да постигне надеждно разединяване на ниво-милисекунди в сценарии като прекъсване на зареждането и аварийно спиране поради сблъсъци, неговата задвижваща система трябва да притежава множество излишъци и възможности за бърза реакция. Типичната архитектура на задвижването включва логически контролен блок, превключвател от висока -страна (HSD) и превключвател от ниска- страна (LSD). Превключвателят с ниска-страна не само се използва за нормално изключване-, но също така ускорява освобождаването на енергия от намотката по време на изключване на товара, като по този начин увеличава скоростта на разделяне на контактите и намалява продължителността на дъгата.
Като индуктивен товар, намотката има голяма индуктивност и висок начален ток (обикновено няколко ампера), генерирайки стотици волта обратна електродвижеща сила в момента на изключване-. Без ефективна защита при затягане това може да повреди чипа на устройството или да причини неизправности. Следователно за разсейване на енергия обикновено се използват диоди със свободен ход, TVS диоди или RC снабберни мрежи. В този момент стабилността на прецизните керамични компоненти от метализиран алуминиев оксид влияе пряко върху устойчивостта на целия задвижващ модул-микропорите в керамичния корпус или неравномерната метализация може да въведе паразитен капацитет или пътища на изтичане, пречещи на контролните сигнали.
Освен това дизайнът на електромагнитната съвместимост (EMC) на захранването и управляващите сигнали не може да бъде пренебрегнат. Кондуктивните смущения могат да се свържат към клемите на бобината през захранващите линии, причинявайки трептене на контактора и, в тежки случаи, повреда на контактното запояване. Следователно на входа трябва да се конфигурира филтърна верига, а зоните с високо-напрежение и ниско-напрежение трябва да бъдат адекватно изолирани в оформлението на печатната платка. Самият метализиран керамичен корпус за силови полупроводници също може да служи като екранираща структура, намалявайки въздействието на вътрешното електромагнитно излъчване върху външните вериги за управление.
Във фазата на инженерна проверка, освен теоретичните изчисления, практическите измервания са решаващо средство за оценка на устойчивостта на задвижването. Чрез наблюдение на вълните на тока на бобината, преходните процеси на контактното напрежение и температурните промени може да се определи ефективността на защитната верига и дали времето за издърпване/отпускане отговаря на изискванията за функционална безопасност (като ниво на ASIL по ISO 26262). Особено в режим на периодична диагностика, контакторите се нуждаят от чести тестове за „микро-движение“, за да потвърдят тяхното механично състояние, което поставя допълнителни предизвикателства пред живота на умора на алуминиева метализирана керамика за свързване.
В бъдеще, с широкото приемане на 800V високо{1}}платформи за напрежение, контакторите ще бъдат изправени пред по-високи изисквания за изолация и по-високи скорости на прекъсване. Това допълнително ще стимулира развитието на технологията за прецизна обработка на алуминиеви керамични части за постигане на по-тънки-стенни, по-високо{4}}прецизни керамични корпуси, като същевременно се запази последователността и надеждността на метализираните керамични изолационни тръби, метализиращи керамични части.
Ако разработвате-система за електроразпределение с високо напрежение за електрически превозни средства или имате специфични нужди за избор, съвпадение на веригата на задвижване и анализ на неизправноститеМетализирана алуминиева керамиказа електрически компоненти, моля не се колебайте да се свържете с нас. Ние ще предоставим професионална техническа поддръжка и персонализирани решения.
свържете се с нас
