Критическая роль высоковольтных реле постоянного тока в модулях быстрой зарядки

Операторы зарядных станций постоянного тока и производители транспортных средств на новых источниках энергии в настоящее время сталкиваются с серьезными проблемами, требующими надежного реле. Надежность реле напрямую определяет репутацию безопасности продукта и затраты на его эксплуатационное обслуживание. Отраслевые данные показывают, что более 60% сбоев быстрой зарядки происходят из-за сбоев высоковольтных переключающих компонентов, при этом 82% этих инцидентов составляют залипание контактов, дуговая эрозия и повреждения от перегрева. В этой статье основная ценность высоковольтных реле постоянного тока рассматривается в двух измерениях: сценарии применения и решения при сбоях.

• Основные обязанности реле в различных системах

1. Зарядные станции постоянного тока: прорыв в производительности в модульных средах и средах с жидкостным охлаждением

   Поскольку технология быстрой зарядки развивается со 120 кВт до 720 кВт, зарядные станции полностью используют модульную конструкцию. Это предъявляет более строгие требования к реле:

   Наши реле специально разработаны для модульных зарядных станций с жидкостным охлаждением. Благодаря вакуумной герметизации для изоляции влаги и контактам из серебряно-палладиевого сплава они обеспечивают 1 миллион безотказных циклов переключения при пиковом токе 2400 А. Это делает их идеально подходящими для требовательных сред, таких как зарядные станции для тяжелых грузовиков и сверхбыстрые зарядные станции.

2. Транспортные средства на новой энергии: «страж безопасности» для трех критических цепей

   В системах распределения высокого напряжения новых энергетических транспортных средств реле служат «сторожами цепи». Каждая цепь имеет определенные обязанности, требующие точно согласованных рабочих параметров.

   Мы предлагаем индивидуальные решения для трех основных цепей: в реле главных цепей используются нанокристаллические сердечники для уменьшения потерь в катушках; реле цепи предварительной зарядки оптимизируют время срабатывания до 15 мс; и реле цепи быстрой зарядки расширяют возможности систем гашения дуги, обеспечивая соответствие требованиям широкого температурного диапазона от -40°C до 70°C.

• Целевые решения для трех основных сбоев ядра

Отказы в высоковольтных реле постоянного тока часто возникают из-за проблем координации между системами контактов, гашения дуги и отвода тепла.

1. Контактная сварка: «смертельная опасность» при высокочастотном переключении

   Во время высокочастотного переключения повторяющееся искрение на контактах создает локальные высокие температуры, вызывающие плавление и сварку металла. Этот риск усугубляется в сценариях емкостной нагрузки, когда пусковые токи могут превышать номинальное значение в 5–10 раз. Мы модернизируем контактные материалы, чтобы предотвратить плавление адгезии. Одновременно плазменная очистка удаляет загрязнения, снижая контактное сопротивление и выделение тепла. Встроенный модуль обнаружения предварительной зарядки обеспечивает замыкание главных контактов только после завершения предварительной зарядки.

2. Дуговая эрозия: «утечка энергии» в условиях высокого напряжения

   Когда высоковольтные цепи постоянного тока размыкаются, устойчивая дуга между контактами создает высокие температуры, которые вызывают эрозию контактов и ухудшение изоляции, что потенциально может привести к опасности возгорания. Мы используем технологию вакуумного гашения дуги: герметизация контактов внутри вакуумной камеры гасит дугу за микросекунды, достигая на 50 % более высокой эффективности тушения дуги, чем традиционные газонаполненные конструкции. Структуры гашения дуги с магнитным затвором эффективно снижают температуру контакта.

3. Термическое повреждение: снижение производительности при постоянной нагрузке

   Когда высокие токи протекают в течение длительного времени, накопленный джоулевый нагрев из-за сопротивления контактов может вызвать старение катушки и размягчение контактов, если рассеивание тепла недостаточно, сокращая срок службы. В нашей конструкции с низким сопротивлением используется многопластинчатая параллельная контактная структура, снижающая контактное сопротивление ниже 5 мОм и минимизирующая выделение тепла.

В сегодняшних условиях постоянного развития технологии быстрой зарядки и расширения применения высоковольтных систем выбор высоковольтного реле постоянного тока, которое понимает применение, выдерживает давление и предлагает настройку, означает выбор надежной гарантии безопасности.