AC 回路では、電流はサイクルごとに 2 回ゼロを通過します。アークはゼロクロス点で自然に消えるため、アーク抑制は比較的簡単になります。対照的に、EV リレー用の銅板スタンピングを利用した高電圧 DC リレーは、自然なゼロクロス点のない一定の電流方向を伝えます。アークが形成されると、それは接点間で持続します。アークを冷却し、延長し、分割して消滅させるには、外部構造が必要です。このゼロクロス点の欠如は、高電圧 DC リレーを従来の AC リレーと区別する中心的な技術的課題を表しており、内部の銅プレス部品の設計、材料、製造精度に厳しい要求を課しています。
持続的な DC アークは摂氏数千度の温度に達する可能性があり、接触表面を継続的に侵食し、接触材料の溶解、蒸発、飛散を引き起こします。接点の劣化により接点ギャップが増大し、接触抵抗が上昇し、閉成時の発熱が増大するという悪循環に陥ります。アークエネルギーが急速に消散しないと、密閉されたチャンバーの絶縁性が損なわれる可能性があります。数百ボルトから 1,000 ボルトを超える DC バス電圧では、アーク放電による短絡や火災の危険性が高くなります。 EV HVDC リレー コンタクタ用の内部銅接点端子は、温度上昇、アークからの熱放射、および周期的な機械的衝撃に長時間さらされる場合に耐え、導電性要素と弾性サポートの両方として機能します。寸法公差または表面品質基準を満たさないと、接触状態がさらに悪化します。
DC アーク消滅の課題に対処するために、高電圧 DC リレーはさまざまな抑制戦略を採用しています。内蔵の磁気ブローアウト構造は、ローレンツ力を使用してアークを引き込み、引き伸ばし、分割し、それによってアーク柱の抵抗を増加させて消滅させます。一部の設計では真空遮断器があり、真空の高い絶縁耐力を利用してアークを急速に消滅させます。消弧アセンブリ全体の安定した動作は、導電路、スプリングサポート、端子接続キャリアとして機能するEV充電リレー用の精密銅プレス端子に依存しています。これらの銅部品の平坦度、バリ制御、スプリングバック管理などの要素は、内部の組み立て精度や導電率の安定性に直接影響します。
接点材質の選択は、DC 遮断条件にも適合する必要があります。銀-酸化スズや銀-酸化亜鉛などの複合接点材料は、高いアーク温度で酸化物粒子の骨格を形成します。この構造により銀マトリックスの流れが抑制され、接触溶接のリスクが軽減されます。高電圧 DC リレーは、アーク冷却経路を延長するために同じ電流定格の AC リレーよりも大きな接点ギャップを必要とし、同時に低く安定した接触抵抗を維持するために十分な接触圧力を必要とします。この圧力は、EV リレー用の関連するカスタム銅スタンピングによって提供されます。母材とプレス加工によりバネ力の長期安定性が決まり、疲労破壊による接触劣化を防ぎます。
高電圧 DC リレーを選択する場合、システム エンジニアは定格電圧と電流のパラメータだけでなく、遮断容量曲線、最大遮断電流、負荷時定数も評価する必要があります。インダクタンスが高い DC 回路では、遮断の瞬間により多くの磁界エネルギーが蓄積され、アークの消滅がより困難になります。回路時定数が製品のテスト限界を超える場合は、定格を下げるか、より高い遮断仕様を持つデバイスを選択する必要があります。
DC 負荷条件下での高電圧 DC リレーの動作は、本質的に、ミリ秒の時間スケールでアーク エネルギーを管理するという課題です。接点や密閉ハウジングを保護するためにアーク エネルギーを安全に放散する必要があると同時に、EV リレーで使用されるような新エネルギー高電圧リレー用の内部固定銅端子には、車両の高電圧システム内での長期信頼性を確保するための正確な寸法、安定した機械的特性、および優れた導電性が求められます。これは、高電圧リレー設計における中心的な課題であると同時に、銅プレス部品の開発における重要な技術的焦点でもあります。
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