电气知识

汽车继电器选型

时间:2022-08-18 20:34:48   作者:   来源:   阅读:0   评论:0

继电器在汽车中应用的很多,继电器的选型也是线束设计的内容,它是整车原理设计中的重要部分。之前我们谈过继电器的工作原理 ,本文线束工程师之家主要介绍下汽车继电器中的直流电压继电器及其选型方法。

1 电磁继电器工作原理

电磁继电器的触点依电路作用分为常开触点、常闭触点, 当其线圈未通电时处于断开状态的静触点, 称为常开触点(NO), 处于接通状态的静触点称为常闭触点(NC)。

如图1 所示, 当电磁继电器线圈两端加上一定的电压或电流, 线圈产生的磁通通过铁心、轭铁、衔铁、磁路工作气隙组成的磁路, 在磁场的作用下, 衔铁吸向铁心极面, 从而推动常闭触点断开, 常开触点闭合;当线圈两端电压或电流小于一定值时, 机械反力大于电磁吸力时, 衔铁回到初始状态, 常开触点断开, 常闭触点接通。

汽车继电器介绍及选型

2 继电器分类

1) 按触点分类一般触点回路的结构及触点数分为1a、1b、1c、1a1b等表示, 如表1所示。

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a触点:线圈上没有施加电压时保持常开状态的触点类型, 称NO (Normal Open) 触点。

b触点:线圈上没有施加电压时保持常闭状态的触点类型, 称NC (Normal Close) 触点。

c触点:同时具备a触点b触点的特征, 能自由切换两种回路的触点类型, 也称为转换触点。

1a1b触点:同时含有a触点b触点, 可以独立地自由切换。

2) 按外形尺寸分如表2所示, 一般而言, 外形尺寸较大的继电器具有较佳的散热能力。

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3) 按触点负载分如表3所示。另外我们也可以这样理解:继电器的体积大小表示了继电器的额定负载能力的大小。

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3 选用继电器

3.1 触点选型

国内外长期实践证明, 约70%的故障发生在触点上, 这足见正确选择和使用继电器触点非常重要。

1) 组合方式应使用等于或多于所需触点数的产品。

2) 负载类型大多数汽车继电器负载能力,只标称阻性负载, 但汽车继电器实际使用的往往不是阻性负载, 而是感性负载、灯负载、电机负载, 因存在较高的冲击电流(表4),触点稳态负载大小应根据冲击电流的大小降额使用。

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3) 触点材料触点材料应符合使用的负载类型, 对于低电平或中等电流应提出特殊要求, 本文不赘述。

4) 触点额定负载值

①额定电压的选择:汽车继电器额定负载通常是12 V/ DC, 而柴油机是24 V/DC, 注意确定所用继电器规格。

②额定电流的选择:继电器的额定电流取决于触点的负载性能, 根据用电设备的额定电流选用相应额定电流的继电器, 但一般继电器不具备低电平切换能力;认为触点切换负荷小一定比切换负荷大可靠是不正确的,一般来说, 继电器切换负荷在额定电压下, 电流大于100mA、小于额定电流的70%最好。

3.2 输入参量选择原则

与用户密切相关的输入量是线圈工作电压, 直流型继电器的线圈两端所加电压, 建议使用线圈额定电压±5%;而吸合电压(或电流) 则是继电器制造厂控制继电器灵敏度并对其进行判断、考核的参数。

3.3 机械性能要求

安装在驾驶舱内要求环境温度范围:-40~85℃;安装在发动机舱要求环境温度范围:-40~125 ℃。一般的继电器基本上要满足100万次的寿命。有时候继电器不得不在散热不好的环境下工作, 这种环境下选型就要特别关注继电器的工作温度, 同时也要做足够的试验进行验证。

3.4 其他项目

在熔断丝盒上的继电器, 一般选用插座快速连接式, 如果继电器安装需要固定在某一个挂点下面, 可以选择带挂点的继电器。一般而言, 体积大小表示了继电器的额定负载能力的大小, 外形尺寸较大的继电器具有较佳的散热能力。

4 继电器选型举例

在整车电路设计时要考虑负载特性、环境因素、控制电路等方面, 实际继电器型号的选用, 应以厂商提供的规格为参考依据, 再考虑负载的阻抗形式是否有涌浪电流而应特别保留充分的余量。

4.1 前雾灯继电器的选择

1) 前雾灯为灯负载, 标称电压12V, 55W。

2) 车辆使用的是12V直流电源方式, 控制电路提供线圈的额定电压为12 V, 应选择继电器线圈额定电压为12V / DC以上。

3) 前雾灯继电器位置定在驾驶舱的配电盒中,可以选择环境温度为-40~85℃的继电器。

4) 前雾灯继电器的线圈端是灯光开关给的,使触点端输出信号给2个前雾灯, 选择一个触点的常开四脚继电器。

5) 经计算2个灯的额定电流之和约为9 A, 按前述继电器切换负荷小于额定电流的70%的原则,同时考虑到前雾灯为短时工作负载, 所以选择额定电流值大于13A的继电器即可。

有了以上条件我们就可以选择继电器:通过上海沪工继电器提供产品资料, 将型号定为零件号为9004A-88002的继电器, 额定电压12 V/DC, 额定负载22 A、14 V/DC, 环境温度-40~85℃等参数均符合设计要求。

4.2 主继电器的选择

1) 主继电器所带负载为:前后氧传感器10 A,喷油器4 A,点火线圈10 A, 碳管电磁阀1 A, 标称电压都是12V, 都为感性负载, 要考虑峰值电流。

2) 车辆使用的是12 V直流电源方式,控制电路提供线圈的额定电压为12 V, 应选择继电器线圈额定电压为12V/DC以上。

3) 主继电器位置定在驾驶室的配电盒中,可以选择环境温度为-40~85℃的继电器。

4) 主继电器的线圈端是蓄电池供电,使触点端输出电源信号给每个负载, 选择一个触点的常开四脚继电器。

5) 经计算负载的额定电流之和约为25 A,按照继电器切换负荷小于额定电流的70%的原则, 考虑到ECU为连续工作负载,应该额定电流大于40 A的继电器才可以。


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