소개
지구 온난화와 점점 더 엄격해지는 에너지 공급, 국가 에너지 전략의 구현 및 인간의 환경 인식의 지속적인 개선으로 인해 전기 자동차는 점차 전통적인 연료 자동차를 대체하고 있습니다. 전기 자동차 전력 성능 및 주행 범위에 대한 사람들의 요구가 증가함에 따라 전기 자동차의 전력, 전류 및 전압 수준이 계속 증가하고 있으며, 이로 인해 전기 자동차 전기 시스템의 안전 성능에 대한 요구 사항이 더 높아집니다. 고전압 DC 릴레이는 각 고전압 회로의 ON/OFF를 제어하는 핵심 부품으로서 전기 자동차의 안전을 보장하는 중요한 장치입니다. 우리나라의 고전압 DC 계전기 시장이 빠르게 성장하고 있습니다. 2021년 고전압 DC 계전기의 전체 시장 규모는 약 50억 위안이며, 차량 및 충전 파일용 고전압 DC 계전기의 총 개수는 2,400만 개를 초과합니다. 2025년까지 고전압 DC 계전기 시장 규모는 134억 위안에 이를 것으로 추산됩니다. 고전압 DC 계전기는 광전지 분야와 에너지 저장 분야에서도 널리 사용됩니다. 이 기사에서는 고전압 DC 계전기에 대한 기본적인 소개를 제공합니다. 고전압 DC 계전기의 핵심 부품으로 접점 소재가 폭넓은 주목을 받고 있습니다. 시중에 나와 있는 일반적인 고전압 DC 계전기를 선택하고 해당 접점을 자세히 연구합니다.
1 고전압 DC 릴레이
1.1 고전압 DC 계전기의 적용 시나리오
신에너지 자동차에는 배터리 시스템과 전기 자동차의 모터 컨트롤러 사이에 고전압 DC 릴레이가 장착되어 있습니다. 시스템이 실행을 멈추면 격리 역할과 시스템 실행 중에는 연결 역할을 합니다. 차량에 결함이 발생하면 보호를 위해 배터리 시스템을 차량 전기 시스템에서 안전하게 분리할 수 있습니다. 각각의 신에너지 승용차에는 5~8개의 고전압 DC 릴레이가 장착되어야 합니다. 고전압 DC 계전기의 가장 일반적인 응용 분야는 그림 1에 나와 있으며 주로 주 계전기, 사전 충전 계전기, 고속 충전 계전기, 일반 충전 계전기 및 보조 계전기가 포함됩니다. 위의 릴레이에는 다양한 기능과 전류 레벨이 있습니다. 충전 라인 제어 및 보호를 위해 일반적으로 DC 충전 파일에 2개의 고전압 DC 릴레이가 구성됩니다.
1은 메인 릴레이이며 전류 레벨은 일반적으로 100A ~ 300A입니다. 2는 사전 충전 릴레이이며 전류 레벨은 일반적으로 10A ~ 40A입니다. 3은 고속 충전 릴레이이며 전류 레벨은 일반적으로 100A ~ 400A입니다. 4는 일반 충전 릴레이이며 전류 레벨은 일반적으로 10A ~ 40A입니다. 5는 보조 릴레이이며 전류 레벨은 일반적으로 10A ~ 40A입니다. 6은 충전파일용 계전기로 전류레벨은 보통 100A~600A이다.
1.2 신에너지 고전압 DC 계전기의 구조
고전압 DC 계전기의 구조와 접점 시스템은 그림 2에 나와 있으며 주로 다음을 포함합니다.은색 전기 접점, 코일, 철심, 정자극, 릴리스 스프링, 아크 소화 챔버 및 쉘. 아크에 의한 접점의 침식을 줄이기 위해 일반적으로 계전기 내부의 소호실에는 수소 혼합 가스가 채워져 있습니다. 수소의 환원성은 접촉 산화를 효과적으로 방지하고 접촉 저항을 감소시킬 수 있으며, 수소의 우수한 열전도율은 아크 소멸에 도움이 됩니다. 또한, 계전기의 소호 능력을 높이기 위해 일반적으로 소호실에 전자기 아크 송풍을 결합하지만, 계전기 설계 과정에서 소호 자기장의 위치가 고정됩니다. 일부 계전기에는 양극과 음극이 있습니다. 사용 중에 역방향으로 연결하면 다양한 성능이 크게 저하됩니다.
1.3 신에너지 고전압 DC 계전기의 성능 요구 사항
신에너지 자동차의 작동전압은 일반적으로 200V~400V이다. 신에너지 승용차와 버스의 모터 정격 출력은 일반적으로 각각 30kW와 80kW 이상이며, 피크 출력은 60kW와 160kW에 이른다. 또는 그 이상. 전압을 400V에서 800V로 높이면 충전효율이 대폭 향상되고, 충전시간도 대폭 단축되며, 선로에 흐르는 전류도 작아지고, 전력손실도 작아진다.실버 접점For Electrical은 신에너지 차량의 사용 경험을 향상시킵니다. 그러나 전압과 전력이 증가하면 고전압 DC 계전기에 대한 요구 사항이 높아집니다.
기존 연료 차량에 비해 신에너지 차량은 주로 다음과 같은 이유로 인해 작동 조건이 더 열악합니다. ①전압 및 전류가 더 높습니다. 주류 모델의 전압은 300V ~ 400V에 도달하고 전류는 200A ~ 300A에 도달하는 반면 기존 연료 차량의 정격 전압은 일반적으로 DC 12V 및 DC 24V이며 공통 전류는 일반적으로 50A 이내입니다. ②빈번한 충격 전류; ③큰 사고 전류, 단락 전류가 10kA를 초과하는 경우; ④ 전기 부품에서 발생하는 열이 크고 온도 상승이 명백합니다. 기존 연료차량 릴레이의 성능이 낮아 신에너지 차량의 작동 조건에 적용할 수 없음을 알 수 있다.
고전압 DC 계전기에 대한 일반적인 테스트에는 다음이 포함됩니다. ① 저항 수명 테스트, 테스트 전류에는 정격 전류 및 과전류가 포함됩니다. ② 용량성 부하 전기 수명 테스트는 일반적으로 연결만 되고 연결은 해제되지 않습니다. ③ 한계 차단 용량 시험; ④ 단락전류 저항시험은 시험과정에서 폭발이 발생하지 않도록 요구하며, 단락저항 시험에 대한 요구사항은 표 1과 같다. 운행 중 자동차의 복잡한 작동조건으로 인해 전기계통이 단락된 경우 - 고전압 DC 계전기는 회로의 접촉접착이나 계전기 폭발 등의 이상현상 없이 회로를 원활하게 차단할 수 있어야 한다. 고전압 DC 계전기의 성능 요구 사항은 제조업체마다 다르며 일반적으로 표준 요구 사항보다 높습니다.
1.4 고전압 DC 릴레이 접점의 외관 및 구성 분석
전세계 신에너지 고전압 DC 계전기 시장은 매우 집중되어 있습니다. 2022년에는 글로벌 상위 3개 제조업체가 시장 점유율의 약 70%를 차지했습니다. 본 논문에서는 고전압 DC 계전기를 분석합니다.솔리드 실버잘 알려진 제조업체의 전기 연락처. 계전기의 정격 전압과 전류는 각각 DC 750 V 및 250 A입니다. 구체적인 외관 치수는 표 2와 같습니다. 가동 접점과 고정 접점의 외관은 그림 3과 4에 나와 있습니다. 가동 접점의 표면은 접촉 저항을 줄이기 위해 은도금 처리됩니다. X선 형광 분광법으로 재료 조성을 분석한 결과, 가동 접점과 정적 접점의 조성이 동일한 것으로 확인됐다. 주원소는 Cu이고, 나머지는 첨가원소인 Te로 함유량은 약 0.3%이다. 아크의 작용에 따라 저융점 금속 텔루르가 합금에서 분해되고 많은 양의 열을 흡수하며 아크에 냉각 효과가 있으므로 아크 침식에 저항하는 특정 능력이 있습니다. 용접 풀이 냉각되면 텔루르 원소가 접촉 용접에서 분리되어 Cu2Te 취성 화합물을 형성하며 이는 융합 용접에 대한 저항성에 도움이 됩니다.
1.5 접촉 기계적 특성 분석
접점의 전도성은 표 3에 나와 있습니다. 이동 및 정적 접점의 전도성은 약 58 MS/m인 순수 구리의 전도성보다 약간 낮습니다. 원본의 경도솔리드 실버 접점 리벳경도 결과를 보면 가동접점과 정지접점의 경도가 상당히 다르다는 것을 알 수 있다.
1.6 금속 조직
금속 조직 구조는 그림 5에 나와 있습니다. 그림 5에서 볼 수 있듯이 이동 접점과 정적 접점의 금속 조직 구조는 균일합니다.
1.7 주사전자현미경과 에너지 스펙트럼 결과
그림 6과 7은 시야의 30배에서 움직이는 접촉과 고정 접촉의 에너지 스펙트럼 결과입니다. 결과는 가동 접점과 고정 접점이 모두 텔루르 구리로 만들어졌으며 가동 접점의 텔루르 함량이 0.32%이고 정적 접점의 텔루르 함량이 있음을 보여줍니다.실버 전기접촉기가 {{0}}.41%인 경우. 에너지 스펙트럼은 X선 형광 스펙트럼과 금속 조직학적 이미지를 결합한 반정량적 분석이므로 가동 접점과 정적 접점이 동일한 재질로 이루어졌으며 주 원소는 Cu이고 나머지 원소는 Te, 약 0.3%의 함량을 갖는다.
2 결론
(1) 독특한 구조와 아크 소화 시스템으로 인해 고전압 DC 계전기는 강력한 단락 차단 용량과 안전 보호 기능을 가지며 신 에너지 차량 및 충전 파일 분야에서 널리 사용됩니다.
(2) 고전압 DC 계전기는 낮은 접촉 저항을 유지하면서 최대 차단 용량 및 단락 허용 오차와 같은 극한의 테스트를 거쳐야 합니다.
(3) DC 750 V, 250 A 고전압 DC 계전기의 이동 접점과 정적 접점은 동일한 재질로 만들어집니다. 전기용 솔리드 실버 접점의 금속 조직 구조는 균일하며 주 원소는 Cu이고 나머지 첨가 원소는 Te이며 함량은 약 0.3%입니다.
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