Nel sistema di distribuzione dell'energia ad alta-tensione dei veicoli elettrici, il relè, in quanto "interruttore di sicurezza" del circuito principale, svolge le funzioni critiche di connessione, disconnessione e disconnessione di emergenza della sbarra collettrice ad alta-tensione. Il suo attuatore elettromagnetico principale-l'armatura-determina direttamente l'affidabilità, la velocità di risposta e la durata del relè. Lo stampaggio elettrico in ferro puro ad alte-prestazioni per i relè EV è la base per ottenere questa funzione.
I relè EV utilizzano generalmente una struttura completamente sigillata, riempita di gas inerte per sopprimere la formazione di archi. Il loro principio di funzionamento si basa sull'attrazione elettromagnetica: quando la bobina viene eccitata, si genera un campo magnetico che magnetizza il nucleo di ferro e attira l'armatura sovrastante, vincendo la forza della molla per chiudere i contatti mobili e stazionari; dopo la dis-eccitazione, la molla ritorna nella sua posizione originale e i contatti si separano. Questo processo apparentemente semplice pone requisiti estremamente elevati alle proprietà magnetiche morbide del materiale dell'armatura, come permeabilità, coercività e induzione magnetica di saturazione. Pertanto, lo stampaggio del ferro puro per le parti dei relè dei veicoli elettrici è diventato la scelta principale nel settore-la sua elevata purezza e il basso contenuto di impurità garantiscono rapide capacità di magnetizzazione e smagnetizzazione, riducendo la perdita di energia e la generazione di calore.
Dal punto di vista della progettazione strutturale, il relè comprende internamente due moduli principali: una bobina di comando e contatti ad alta-tensione. L'armatura del relè EV, agendo come un ponte che collega il sistema elettromagnetico e i contatti meccanici, deve completare un funzionamento affidabile in pochi millisecondi. Proprietà magnetiche insufficienti nel materiale dell'armatura si tradurranno in una debole forza di attrazione, una risposta ritardata e persino una falsa disconnessione sotto vibrazione. Inoltre, la precisione geometrica dell'armatura (come la planarità e la tolleranza dello spessore) influisce direttamente sulla distribuzione della pressione di contatto, influenzando così la resistenza di contatto e l'aumento di temperatura. Pertanto, il processo di stampaggio della parte in acciaio per il relè EV deve bilanciare le prestazioni del materiale e la stabilità dimensionale.
Per migliorare l'efficienza energetica, i moderni relè ad alta-tensione utilizzano generalmente una strategia di azionamento a doppia-bobina o PWM. Durante l'avvio, una bobina di attrazione di corrente elevata- porta rapidamente in posizione le parti metalliche dell'armatura del relè EV, passando successivamente a una bobina di mantenimento di corrente bassa-per mantenere lo stato. Questo design riduce significativamente il consumo energetico ma pone anche requisiti più elevati sulla risposta dinamica dell'armatura. Se il ciclo di isteresi della piastra in ferro puro EV Relay Armature è troppo ampio, può verificarsi una smagnetizzazione incompleta, con conseguente rischio di "attaccamento del magnetismo residuo" e compromissione dell'affidabilità della disconnessione.
L'analisi dei guasti mostra che i guasti dei relè si concentrano principalmente su due aspetti: saldatura dei contatti e guasto della bobina. La saldatura statica dei contatti è spesso causata da una progettazione inadeguata del circuito di pre-carica, che porta a una grande corrente che colpisce direttamente i contatti chiusi. La saldatura dinamica si verifica spesso quando l'arco non riesce a estinguersi efficacemente durante l'interruzione di una corrente elevata. Indipendentemente dal tipo di saldatura, una delle cause principali è spesso il degrado delle prestazioni del ferro magnetico dolce dell'armatura del relè EV-come l'ossidazione del materiale, la precipitazione di impurità o un trattamento termico improprio, che porta a una diminuzione della permeabilità, a una forza di attrazione insufficiente, a una chiusura incompleta dei contatti, a un aumento della resistenza di contatto locale e, infine, al surriscaldamento della saldatura.
La temperatura e la sigillatura sono un'altra dimensione critica. La temperatura operativa dei relè è generalmente limitata a -da 40 gradi a 80 gradi. Il superamento di questo intervallo accelera la penetrazione dei gas inerti interni, compromettendo le capacità di estinzione dell'arco. Inoltre, l'armatura, come fonte di calore, subisce un aumento della temperatura a causa delle correnti parassite e delle perdite per isteresi. Pertanto, la piastra dell'armatura del relè EV deve utilizzare materiale di ferro puro ad alta-resistività e basse-perdite, mentre le correnti parassite devono essere ridotte attraverso strutture di laminazione o stampaggio ottimizzate per garantire un funzionamento stabile in condizioni di temperatura elevata.
Inoltre, i meccanismi di sicurezza in caso di collisione impongono requisiti obbligatori sui relè. Secondo gli standard GB/T 18384.1 e GB/T 31498, in caso di collisione di un veicolo, il BMS deve disconnettere il circuito ad alta-tensione entro pochi millisecondi. Se il relè non si disconnette a causa di un inceppamento dell'armatura o di un guasto della bobina, costituisce un grave pericolo per la sicurezza e, se si verifica una saldatura dei contatti, l'intera unità deve essere sostituita. Ciò rende l'affidabilità a lungo termine-delArmatura per relè elettromagnetico EVun anello cruciale nella catena della sicurezza del veicolo.
In sintesi, le prestazioni dei relè ad alta-tensione nei veicoli elettrici dipendono non solo dalla progettazione complessiva del circuito, ma sono anche profondamente radicate nei materiali e nei processi di produzione dei componenti metallici principali. Lo stampaggio elettrico del ferro puro per relè EV, con le sue eccellenti proprietà magnetiche morbide, formabilità precisa ed elevata consistenza, funge da pietra angolare per garantire il funzionamento efficiente e affidabile dell'armatura. In futuro, con l'adozione diffusa di piattaforme ad alta-tensione da 800 V e la crescente domanda di ricarica rapida, sfide ancora più impegnative saranno poste alle caratteristiche di alta-frequenza, alla resistenza al calore e alle capacità anti-invecchiamento dei materiali dell'armatura.
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