如何为直流充电桩选择合适的接触器？.docx

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1、一、充电桩内接触器工作原理充电桩的产品标准是GB/T18487.1-2015电动汽车传导充电系统第1部分通用要求，其附录B给出了直流充电的的电气架构图。电动找零车内g流接触器C5C6电油&图中非车载充电机就是指直流充电桩部分，桩内AC/DC充电模块目前基本以30kW40kW为单元，再组合成60/80/90/120/160/18OkW等功率的充电桩。充电模块前端的Co就是AC380V交流接触器，模块后端的C1、C2是桩内DC1OOOV直流接触器，最右端是电动汽车内的直流接触器C5、C6o充电桩为了适应DC450V/750V等不同电压等级的电动汽车，充电枪目前最大输出电压为DC1OOOV,电流为2

2、50A,但未来电压会上升至DC1500V,电流600A。直流充电桩内接触器的工作时序见下图，在尚未给电动汽车充电前，交流接触器Co会先吸合，给充电模块上电,所以交流接触器吸合时回路无电流，相当于无载接通，这与传统行业接通电动机起动电流完全不一样。准备充电时，电动汽车内直流接触器C5、C6先闭合，也是无载接通（无电压无电流），接着充电桩内的直流接触器C1、C2闭合，此时C1、C2虽然接通电流，但是充电桩标准明确要求C1、C2在闭合瞬间系统要控制电流峰值在20A以下,然后再逐步增加输出电流。一般充电桩内接触器会选300A,接通时实际电流只有其额定电流的1/15,但是载流能力要求是100%,对直流接

3、触器来说，接通能力要求低。充电结束时，充电桩标准明确要求控制系统先把充电电流降到5A以下，再断开充电桩内直流接触器C1、C2,后断开电动汽车内接触器C5、C5,最后再断开交流接触器CO（如果有需要）。所以总结一句话：充电桩内的交直流接触器，常规操作下其接通和分断解电流远远低于其额定电流，几乎相当于无载接通、无载分断，所以电流产生的电弧对触头电寿命影响比较小。正是由于充电桩内接触器有这样的特点，所以充电桩标准GB/T18487.1-2015在定义接触器选型时，要求其按使用类别ACT电流或DCT电流来选型，并且乘以1.25的系数，那么什么是接触器的AC-1/DC-1使用类别呢？二、接触器的使用类别

4、AC-1/DC-1接触器控制的对象有很多，但基本上都是感性负载如鼠笼式异步电动机和绕线式异步电动机，或者阻性负载如电阻丝加热，或者容性负载如电容器。不同的负载的电流特性不一样，例如接通电动机时有起动电流，接通加热电阻丝时无冲击电流，负载特性不同电流产生的电弧对接触器主触头的影响也不一样，所以接触器标准GB14048.4按负载类型和使用工况定义了不同的使用类别，如表1。表1使用类别电流使用类别代号附加类别名称典型用途举例AC-I一般用途无感或微感负致AC-2绕线式感应电动机或电阻式和感应式混合负载,包括中度过载AC-3笼型感应电动机的起动、运行中分断、可逆AC-3e*具有更高堵转转子电流的是想感

5、应电动机,的起动、运行中分断、可逆”AC-4笼里感应电动机的起动、反接制动或反向运行、点动AC-5a镇流器放电灯ACAC-5b白炽灯AC白炽灯AC-6a变压器AC-6b电容器组AC-7ae家用电器和类似用途的低感负裁AC-7b*家用的电动机负载AC-8a具有手动复位过较脱扣器的密封制冷压缩机中的电动机,控制AC-8b具有自动复位过载脱扣器的密封制冷长缩机中的电动机控制DC-!无感或微感负载DCDC-3并励电动机的起动、反接制动或反向运行、点动、电动机在动态中分断DC-5申励电动机的起动、反接制动或反向运行、点动、电动机在动态中分断DC-6白炽灯DC白炽灯表1中AC-I和DC-I分别对应交流和直

6、流无感或微感负载，这与充电桩内接触器的工作特点相近，但实际上从接触器电寿命的角度看，ACT或DCT时接通和分断都是1倍额定电流，比起充电桩内实际接通20A、分断5A的要求高多了。表B.1验证有载操作循环次数一不同使用类别下的接通和分断条件使用类别额定工作电流A接通分断1/1.U/U.saI.I.u,u.CoMaAC-I全部值110.95110.95AC-2全部值2.510.652.510.65AC-3,AC-3e/.I7610.6510.170.65.17610.3510.170.35AC-4I.17610.6561：./.17610.35610.351/1.U/U.1/RkmsI./1u,u

7、t1RhrnsDC-I全部值11111IDC-3全部值2.5122.512DC-5全部值2.517.52.517.5不同的使用类别对应于不同的额定电流，其中以AC-3额定电流和AC-I额定电流最为常见。以EaSyPaCtTVS接触器为例,1C1EI20接触器的AC-3额定电流为120A,简单理解为带电动机负载的能力为120A,其ACT额定电流为150A,简单理解为带加热电阻丝负载的能力为150A。同一型号接触器，其ACT电流一般会高于AC-3电流值。接触器型号E120E160E180E2E250E3E400主触点特性I额定工作电流(Ie)InAC-3.60C7-(Ue440V)InAC-3,s

8、55*C1201601802002503004001nAC-1,60C-.卜-InAC-1,4OC1502002002503320500额定工作电压(Ue)最高690690690690690690690频率范围工作电流下50/6050/6050/6050/6050/6050/6050/60流(Ith)S60X-一s40C150200200250300320500额定接通能力(380V)符合IEC60947,GBIOIeW1eW1eIOIeIOIeIOIe101e额定分新能力(38Ov)符合IEC60947,GB8Ie8Ie8Ie8Ie8Ie8Ie8Ie充电桩标准GB/T18487.1-2015

9、中，关于接触器的选型一般要求按ACT/DCT电流，再乘以1.25的系数。10.2.2接触器接触器应符合GB/T14048.42010的相关要求接触器的额定电流应不小于工作电路额定电流的1.25倍其使用类别应不低于ACI或DC-1在即将发布的GBT18487.1-202X版中，1.25的系数将会删除，直接用接触器的AC-I电流与充电桩额定电流相匹配。10.2.2接触器接触器应符合GBT14048.42010的相关要求，其使用类别应不低于AC1或DC1虽然新版标准即将删除1.25系数，但实际上对接触器的选型不会产生根本性的影响，因为充电桩关于元器件温升试验的要求，远高于元器件本身标准的要求，这个我

10、们留到后面再做分析。补充一下，对于国家电网的直流充电桩，其接触器选型参照国家电网公司物资采购标准电动汽车非车载直流充电机通用技术规范，直接按接触器AC-3电流选型。例如16OkW直流充电桩，其额定电流大约为272A,国家电网要求接触器的额定电流为330A,且要求是AC-3额定电流。表3-1160kW一体式一机一枪充电机通用器件选型序号代号名称型号规格备注2KM交流接触器额定工作电压：AC400V额定工作电流：330A极数:3P线圈额定控制电源：AC220V辅助触点：INO（分断状态）总结一下：1、接触器ACTDC-1使用类别对应的接通、分断能力，会远远高于充电桩内接触器实际接通、分断时的电流，

11、常规接触器的用于充电桩性能会过剩。2、接触器按控制对象不同，分为不同的使用类别，不同的使用类别有对应的额定电流，其中AC-3对应于鼠笼式电动机负载，Ae-I对应于电阻加热负载。3、2015版充电桩标准中接触器选型一般按AC-I额定电流，再乘以125系数，新的202X版即将删除125系数；4、国家电网充电桩内的交流接触器，箱要按AC-3电流选型；三、交流接触器如何选型我们以160kW直流充电桩为例（非国网桩），其额定电流大约为272A,按照充电桩标准GB/T18487.1-2015中接触器选型要求，乘以1.25系数等于344A,所以需要选择AC-I电流大于344A的接触器。如果按照GBT1848

12、7.1-202X新版要求删除1.25系数，似乎选择AC-I电流大于272A的接触器就可以，意味着接触器降一档可以满足新标准，但事实真的是这样吗？当然不会这么简单！2015版和202X版充电桩标准GB/T18487.1都要求桩内元器件（断路器和接触器）的端子，在充电机最大输出电流下长期运行，极限温升不超过50K,见下表2。内部测试点极限温升K动力电源输入端子50除入断路器、接触器接线端子5023料绝缘线25充电模块输入输出些接端子50功率电阻25（距外表30mm处空间）电流采样分流器端子连接处70熔断器端子连接处70直流接触器外壳与极柱50直流输出接线端子50接触器标准GB/T14048.4-2

13、023对于端子温升的要求是70K（镀银端子），我在之前的多篇文章中反复强调过：同一根导体，其载流能力与导体允许温升成正比。表2端子的温升极限（见7.2.2.1和8.3.3.3.4）缰子材料温升极限K探铜60裸黄铜65铜（或黄铜）镀锡65钢（或黄铜）偿银或彼课70其他金属b说白了，同一台接触器，如果按照GB/T14048.4温升70K要求，其载流能力为350A,那么按照GB/T18487.1温升50K的要求，其载流能力约为295A,因为他们基本上遵循下面的公式。_50K=70K/2,GB184871/2yGF14048.4我们回到前面16OkW的例子，按照充电桩标准GB/T18487.1-2015版，接触器的AC-I电流应不小于充电桩额定电流的1.25倍，所以我们选择AC-I电流为350A的接触器。需要注意的是，接触器ACT电流350A是基于GB/14048.4-2023温升要求70K,如果换算成GB/T18487.1中50K温升，其实际载流能力为295A,大于充电桩的最大运行电流272A,所以该型号接触器在桩内验证50K温升试验肯定没有问题。额定功率额定电流2015版202X版温升极限160kW272A272*1.25=344A无1.25系数选AJ1电流350A的接触器选AJ1电流280A的接触器70K实