比亚迪汉EV电池包BDU里面的高压部件

汽车ECU开发 2023-04-19 08:41

今天实物拆解下从汉的电池包BDU中拆下来的继电器与FUSE,共三个器件如下图所示,都是来自于比亚迪的产品,这次打算把它们都拆开看下。

预充继电器

先看这个小继电器,预充电用的,上面有四个引脚,两个是线圈供电,两个是触点;型号为EVSNB10UG,线圈的标称电压是12VDC,触点的额定电流为10A。

大概测了一下线圈端的电气参数,线圈电阻大约为60Ω,线圈正反接电都可以导通触点,最小吸合电压大概为7.5V,最小释放电压大概到2V。

下面开拆,锯掉黑色的塑料外壳露出了里面的结构,如下图所示:整体从上到下可以划分为三层结构,即对外接线端子、内部触点以及线圈。

然后沿着中间的触点腔体锯开,分为了两部分,如下图所示:可以看到静触点与可动触点的模样,接触面已经有些工作留下的印痕了。

其中上半部分的侧视图与俯视图如下:发现在触点位置布置了永磁铁,左右各布置了一个,与触点是平行的;永磁铁的作用应该是磁吹灭弧的。

下面着重分析下半部分,再次给线圈通电,发现可动触点依然工作正常,会正常的上下移动。

到这里,我们需要再复习一下这种类型的继电器的工作原理,之前有篇文章详细介绍过:电磁继电器的工作原理如下图:当线圈中没有电流时,连接片与触点之间是不接触的,此时继电器的两个触点为断开状态;当线圈中流过驱动电流后,线圈与铁芯就等效成为了电磁铁,然后它对铁片有吸引力作用,由于铁片是固定不动的,而铁芯可以上下移动,所以当吸引力大于弹簧的拉力后,铁芯向上移动,进而连接片与触点接触,继电器呈导通状态。

将下半部分继续拆解,将上下连接的铁片固定位置拆除,又分成了两个部分,如下图:按照原理说明,铁芯是与可动触点联动的,可以上下移动,实际这个铁芯外部有一个铝壳包住,而铝壳是与铁片固定在一起的,不可移动。

最后将铝壳锯掉末端,就露出了里面的铁芯(本想把铁芯也锯断,太费力了,中途放弃),这个铁芯与铝壳之间未固定,是可上下活动的,与可动触点联动,这样就与其工作原理符合了;另外补充一点,因为铁芯可以快速的消磁,所以当线圈供电断开后,可动触点可以迅速地复位。

主继电器

再看这个大继电器,是用于主正主负位置的,如下图所示:型号为EVRNE300CI,线圈的标称电压是12VDC,触点的额定电流为300A;形状与其他厂家的一致,触点在顶部,线圈供电在侧边。

测了一下其线圈端的电气参数,线圈电阻大约为24Ω,线圈正反接电也都可以导通触点,最小吸合电压大概为7V,最小释放电压大概到2V。

主继电器

接上文,将继电器的上壳体取下,如下图:露出了里面的触点腔体,为密封的陶瓷腔体,呈粉色;在上壳体内部集成了一个金属框架,左右两端布置了永磁铁。

将永磁铁取出,放在陶瓷腔体的左右两侧(即实际的布置位置),可以发现它与之前的预充继电器中永磁铁布置的位置不同;主继电器的永磁铁与触点是垂直的,而预充继电器中的永磁铁与触点是平行的。

这里插入一个知识点:永磁铁的作用都是用于灭弧,具体灭弧原理很久之前也写过,其中永磁铁的布置方向是有讲究的,下图为前文预充继电器的永磁铁布置方向,这样布置要求流过触点电流的方向必须只能是下面这种,进而导致外部触点接线是有极性要求的。

下图是主继电器的永磁铁布置方向,你会发现这样布置对外部的触点电流方向就没有了限制,所以它的触点是不区分极性的,正反接都行。

在继电器的底部布置了一个黑色的橡胶垫,可能是用来结构缓冲的。

接下来将陶瓷腔体沿着中间分界面锯开,如下图所示:腔体内部的静触点与可动触点就可以看到了,内部构造都是大同小异的。

在陶瓷腔体内部,左右两侧通过格栅形成了一个半开的小腔体,用于拉弧后尽快灭弧与冷却使用,中间部位有一个与可动触点配合的结构特征。

然后再一起看下线圈部分,此时给线圈通电后,可动触点也是可以正常弹出的。

如下图,在可动触点下方可以发现有一个气孔,实际对外有个铜管连接,这个应该是用来给陶瓷腔体抽真空或注入气体使用。

接下来就把线圈端拆开,将可动触点与线圈分离,如下图:与前面的预充继电器结构相似,铁芯是被铁壳包裹住的,驱动原理也是相似的,不赘述。

最后再把拆下来的各个主要零件放到一起,一起感受下。

FUSE

这个保险丝也是BYD自己的产品,剥掉外部的标签纸,露出了白色陶瓷腔体,下面开拆。

先看下熔断器的组成部分(下图来自于EATON官网)。

直接一锤子下去,从陶瓷腔体里面流出了很多细砂,这些沙子填充在陶瓷腔体内部,是用来灭弧冷却的,同时也起到保险丝断开后绝缘的作用,据说这个砂子也是有配方的哦。

接着看陶瓷腔体内部,内部的熔断片呈多段结构,段与段之间的连接部位很细,这些地方就是熔断点。

再看下放大的图片,熔断片材质是铜、银的合金。

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