电动汽车高压继电器粘连失效机理

高压继电器是动力电池输入输出的连接枢纽，通过继电器的开闭来进行输入输出的通断。目前新能源汽车上使用的大多是电磁继电器。其中，预充回路因有预充电阻，可以选择规格较小的10～20A继电器，上电时承受电流脉冲；充放电主回路，因通过的电流较大，往往需要选择规格更大的100～500A继电器。为了能安全切断高压，一般在正极和负极各布置1个继电器。

常见的继电器失效模式主要有粘连以及开路。

继电器粘连失效机理

1容性接通粘连失效机理

（1）接通浪涌电流的产生由于整个动力母线上存在的容性负载，当继电器接通时，会产生接通浪涌电流，尤其是设计不合理的保护策略可能会直接导致继电器受到远超额定电流的冲击。

（2）触点粘接形成触点在闭合时，触点回跳时所产生的反复拉弧可能在短时间内释放巨大的热量（尤其是受到大电流冲击时），使接触面局部快速加热、软化、熔化，然后迅速冷却、凝固导致触点材料连接一体，进而在分断过程中阻碍触点脱离接触。

2分断粘连失效机理

（1）大电流分断大电流分断时，触头分断瞬间会产生很大的电弧，使触头瞬间熔融（图1），本应断开的触头重新粘接在一起。如果在回路中并联了二极管，继电器释放时间会加长，导致拉弧时间加长，加剧烧蚀。

图1 大电流分段触点形貌

（2）长期带载切断同理，长期带载切断会引起烧蚀累积，导致分断力下降。另外，长期带载切断引起的烧蚀累积会导致腔体中分布很多蒸散物，使绝缘性能下降，电弧很难灭掉。分断时触头熔融也会导致粘接。

3短路粘连失效机理

耐受引起的粘接。闭合触点在通过大电流时，由于接触电阻发热使得接触点及附近金属融化而引起粘接（可能性较小）。闭合触点在通过大电流时，触点受到电动斥力使得动触点弹开，产生电弧，使得触点熔融粘接（图2）。

图2 大电流产生电动斥力示意图

4不导通失效机理

（1）早期——异物早期不导通失效的典型案例是生产工艺污染导致触点部分被异物侵蚀，造成触点接触不良，接触电阻不稳定。当触点材料表面被氧化、受到化学腐蚀或者触点表面受到污染等均会使得继电器的接触电阻过大。当触点吸合时，由于污染形成的表面膜或者异物的存在，会使触点间的接触电阻不稳定，电路可能发生时通时断现象，或者根本不导通，导致继电器失效。

（2）末期——烧蚀随着使用时间增长，在经历了长期的接通、耐受和分断后，继电器会发生老化，会出现触点表面烧蚀，缺损、凹凸不平等现象，从而导致触点接触不良或不能导通造成失效。