電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠(yuǎn)）接觸器是一類利用線圈流過電流產(chǎn)生磁場，使觸頭閉合，以達(dá)到控制負(fù)載的電器。接觸器控制容量大，不僅能夠起到接通和切斷電路的功能，還能起到保護作用，適用于頻繁操作和遠(yuǎn)距離控制的電路，是自動化控制系統(tǒng)中的常見的基礎(chǔ)元件之一。

隨著鋰電池技術(shù)的發(fā)展，儲能和汽車兩大熱門市場的相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)品快速迭代以滿足日益增長的續(xù)航里程及高電壓趨勢。這種趨勢下，整個電源系統(tǒng)的保護要求越來越高。

儲能與汽車領(lǐng)域的高壓接觸器需求升級

在汽車領(lǐng)域，新能源電動汽車用高壓接觸器廣泛應(yīng)用在新能源電動汽車身、充電樁、蓄電池供電、變頻器電容預(yù)充電、直流功率控制、電路保護及其他電動車輛的電源開關(guān)控制上。電動汽車的電池基本上可以為從發(fā)動機到車載計算機再到電動車窗等幾乎所有的部件供電，其中高壓電池占了其中的很大一部分。

目前電動汽車中使用的最多的鋰離子高壓電池，都會配有相應(yīng)的高壓接觸器，保證電池系統(tǒng)在任何情況下可以安全有效快速地斷開電流，起到保護作用。

800V高壓電池帶來了更高的持續(xù)功率、更小的電池體積、更輕的電池組重量、更快的充電速度以及更低的功率損耗，同時也帶來了更高的保護要求。為了確保高壓系統(tǒng)的安全性，高壓接觸器能否在緊急情況下安全快速地斷開高負(fù)載這一能力越來越重要。

在電動汽車中，大功率電氣設(shè)備在打開和關(guān)閉狀態(tài)之間切換，開關(guān)的兩個觸點之間會產(chǎn)生電弧。這種電弧如果不熄滅，會具有很強的破壞性。越來越多的直流應(yīng)用需要足夠強大的直流開關(guān)來防止電弧，只有大功率開關(guān)才能熄滅直流源產(chǎn)生的電弧。在向800V平臺升級的過程里，高壓接觸器需要更小的觸電發(fā)熱量、更小的觸電粘連概率和更小的電磁干擾。

高壓接觸器對于不間斷電源和可再生能源儲能系統(tǒng)來說，同樣是也是不可或缺的部分。光伏逆變器、風(fēng)電變流器等部分都需要使用大功率的高壓接觸器來切斷電弧，并提供相對應(yīng)的管理電路的作用。從發(fā)電端儲能側(cè)到用戶端用電側(cè)，直流接觸器都是關(guān)鍵的安全器件，接觸器能夠比保險絲更快地斷開，并能夠在高負(fù)載下進行多次斷開。

使用高壓接觸器快速切斷電弧

上面提到，大功率電氣設(shè)備在打開和關(guān)閉狀態(tài)之間切換產(chǎn)生的電弧，破壞性極強。因為大功率電氣設(shè)備產(chǎn)生的電弧溫度很高，大于5000K，會直接熔化掉金屬接觸材料。進而，金屬熔體和等離子體會沉積在周圍環(huán)境中，導(dǎo)致接觸點迅速退化，另一方面，蒸發(fā)的材料也會導(dǎo)致接觸點之間的絕緣性低，降低設(shè)備使用壽命。

而在汽車DCDC系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)中，直流回路沒有電壓和電流過零來幫助消除這些可能會產(chǎn)生的電弧，就只能通過相應(yīng)措施強制將電流消零。高壓接觸器的電弧吹滅性能就顯得格外重要。

比如利用陶瓷封裝的內(nèi)置于密封且填充有氣體陶瓷腔體的動觸點，動觸點受到電磁驅(qū)動后斷開以此來切斷電流，電弧被分段后，通過高壓氫氣混合物進行冷卻，達(dá)到保護作用。這種原理的高壓接觸器滅弧能力非常強，載流能力能到600A以上。

目前高壓直流接觸器按材料可分為陶瓷真空、陶瓷充氣、環(huán)氧充氣。陶瓷材料因為強度更高，密封性更好，高壓大電流場景一般都會選用這種材料。陶瓷真空則相比上面提到的充氣方案犧牲了一些滅弧能力，但是接觸器內(nèi)部真空可以將觸頭開距做得很小，關(guān)斷時電弧更易熄滅，耐壓載流能力安全性等進一步提升，展現(xiàn)出了更穩(wěn)定和載流能力更強（1000A）的特點。

在電壓高，電流大的場景里，這二者是目前最理想的各有特色的滅弧選擇。

小結(jié)

在儲能設(shè)備和電動汽車滲透率逐步提高的趨勢下，高壓接觸器也有著廣闊的發(fā)展空間。現(xiàn)在的高壓接觸器除了滅弧能力的增強，還特別注重小體積、輕重量并結(jié)合高性能開關(guān)能力，盡可能將內(nèi)部的耗散功率降低到絕對最小值。