高を選択する

Jan 16, 2024

レイチェル・パシーニ 2023 年 6 月 22 日

ジェフ・シュワルツ著 | ビジネス開発マネージャー • リテルヒューズ

世界の電気自動車市場での成功は、市場投入までのスピードにかかっています。 ただし、品質と機能を重視することも重要であり、それによって顧客満足を獲得する高性能な設計が可能になります。 高電圧 DC リレーの選択方法を理解することは、オフハイウェイ車両の設計を安全かつ効率的に保つのに役立ちます。

オフハイウェイ EV アプリケーションでは、安全上のリスクや機器の損傷を防ぐために、高電圧 DC リレーに関する知識が必要です。 画像提供：リテルヒューズ。

車両設計を電動化する際、エンジニアは、これまで見慣れたものよりも高い DC 電圧を持つアプリケーションに遭遇することがあります。 より高い電圧 (48 ～ 1800 V) では、コンタクタを適切に選択することが、壊滅的な失敗と成功の分かれ目となる可能性があります。 適切なシステム設計により、リレーの爆発、火災の発生、重要な機能の無効化のリスクが軽減されます。

エンジニアは、リレー技術、主要な仕様、および高電圧 DC アプリケーションの特殊な問題を理解する必要があります。 EV アプリケーション用の高電圧リレーを選択する場合、エンジニアは、浮上、協調回路保護、メーク / ブレーク チャート、分極、および双安定リレーの回避を考慮する必要があります。

AC システムや一般的な車両電圧では浮上現象はまれであるため、最近までほとんどの車両設計者は浮上現象について計画する必要がありませんでした。 しかし、電気自動車や電動車両システムでは、より高いレベルの DC 電力を切り替える必要があるため、コンタクタの浮上のリスクが高まります。 浮上は過電流状態で発生する可能性があります。電流によって生成される磁場が非常に強いため、可動接点が固定接点から押し離され、アーク放電やチャタリングが発生します。 これらにより、リレーが致命的な故障に至るまで損傷する可能性があります。

この危険なイベントは、リレーの仕様を超える電流の結果です。 エンジニアは、浮上を引き起こす可能性のある電流レベルを把握し、電流がその点に達する前に回路が開くことを確認する必要があります。 エンジニアは、リレーの浮上を防ぐのに十分な速度で動作する上流回路保護も指定する必要があります。

動作に時間がかかる熱デバイスである標準ヒューズの代わりに、火工品安全モジュール (PSM) が高速性を提供するため、より良いオプションとなる可能性があります。 コストが高いため、PSM は通常、メインバッテリーの切断を保護することに限定されています。

リレーと連携した回路保護により、リレーの迷惑なトリップと過剰な接点アーク放電との間のバランスが保たれます。 一部の高電圧アプリケーションでは、標準的な 4 ～ 5 ミリ秒の差動では十分な速度が得られない可能性があります。 エンジニアはサプライヤーから関連データを入手して、リレーと回路保護を調整する必要があります。

さらに、リレーとヒューズの組み合わせをテストして、迷惑なトリップのない強力な保護を確認する必要があります。

電圧が高いほど、より多くのアークが発生し、アークの持続時間は長くなります。 したがって、より高い電圧定格のリレーには、より大きなコンタクタ表面積とより堅牢な構造が必要となり、コストが高くなり、物理的に大型になる傾向があります。 リレーが定格を超える電圧を受けることがほとんどない場合、技術者は、より低い公称定格または連続定格のリレーを指定することで、コストとサイズを削減できます。 これは、リレーに負荷がかかった状態でリレーが開閉しない場合、または通常リレーが開く前に車両が停止する場合に当てはまります。

たとえば、500 V での数千回の動作と比較して、動作中に 1000 V が数回しか発生しない場合、エンジニアは公称 500 V または 800 V リレーを安全に指定できます。アプリケーションでは、リレーは 500 V で接続を確立または切断する可能性があります。 1000V耐用年数はわずか50回です。

最大電圧定格は上限ですが、設計者は電圧定格をデューティ サイクルと交換できます。 この決定を支援するために、設計者はメーカーのメーク/ブレーク チャートを参照できます。このチャートには、電圧と電流の各組み合わせでリレーが実行するメーク/ブレーク サイクル数が示されています。