رله خودرو به طور مستقیم از اضافه بار الکتریکی، خرابی های جداسازی و فعال سازی ناخواسته در سیستم های ایمنی جلوگیری می کند. با عمل به عنوان سوئیچ های راه دور که از سیگنال جریان کم برای کنترل مدارهای جریان بالا استفاده می کنند، به واحدهای کنترل الکترونیکی (ECU) اجازه می دهند تا با خیال راحت کیسه های هوا، سیستم های ترمز ضد قفل (ABS)، کنترل پایداری الکترونیکی (ESC)، روشنایی و پمپ های سوخت را مدیریت کنند. رله ها خطر آتش سوزی سیم را تا 67 درصد کاهش می دهند. در مقایسه با سوئیچینگ مستقیم با جریان بالا از طریق سوئیچ های مکانیکی یا وسایل الکترونیکی کم حجم، و تضمین می کنند که بارهای مربوط به ایمنی فقط در صورت فرمان عمل می کنند. بدون رله های قوی، اتصال کوتاه یا تماس گیر می تواند ویژگی های ایمنی حیاتی را در میلی ثانیه غیرفعال کند.
وسایل نقلیه مدرن ادغام می شوند تا رله 30-50 با رله های دارای رتبه ایمنی (مطابق با ISO 7588 یا AEC-Q200) نرخ شکست کمتر از 10 ppm (قسمت در میلیون). سهم آنها در ایمنی خودرو شامل جداسازی گالوانیکی بین محرکهای منطقی کم مصرف و توان بالا، محافظت در برابر نوک ولتاژ و قابلیت باز کردن ایمن در هنگام خرابی سیستم - کاهش مستقیم خطرات برخورد و خطرات آتشسوزی پس از تصادف است.
رله ها به عنوان موانع قابل کنترل عمل می کنند. جدول زیر حوزه های کلیدی ایمنی خودرو و سهم رله خاص را که توسط معیارهای قابلیت اطمینان صنعت پشتیبانی می شود، خلاصه می کند.
| سیستم ایمنی | عملکرد رله | تأثیر بر ایمنی (داده/مثال) |
|---|---|---|
| ایربگ و SRS | برق را برای کیسه هوا فعال کنید و برق پشتیبان واحد را کنترل کنید | خطر استقرار تصادفی را کاهش می دهد. جریان شلیک معمولی > 2A از طریق رله ایمنی با >99.999٪ قابلیت اطمینان در هر چرخه فعال سازی |
| ترمز ضد قفل (ABS) | موتور پمپ هیدرولیک (تا 40A) و شیرها را کنترل می کند | مقاومت جوشکاری تماس با رله، ABS فعال <150ms را تضمین می کند. از قفل شدن چرخ حتی در هنگام میخ های الکتریکی جلوگیری می کند. از 35 درصد تصادفات با از دست دادن کنترل جلوگیری می کند (بر اساس مدل های داده NHTSA). |
| فرمان برقی (EPS) | رله برق اصلی برای موتور EPS (50A-80A) | رله Failsafe وقتی ECU جریان اضافه را تشخیص می دهد، برق را قطع می کند و از گیر کردن فرمان جلوگیری می کند. میانگین زمان بین خرابی ها > 1 میلیون عملیات. |
| چراغ های جلو و DRL | سوئیچ رله مدارهای پرتو بالا و کم نور | افت ولتاژ را در سیم های بلند حذف می کند و شار نوری را حفظ می کند. فاصله ترمز در شب را تا 25 متر بهبود می بخشد (نورپردازی بهتر). |
| پمپ سوخت و ایمنی موتور | رله پمپ بنزین، رله تصادف | سوئیچ تصادف اینرسی باعث قطع رله در 20 میلی ثانیه پس از برخورد می شود و جریان سوخت را متوقف می کند - خطر آتش سوزی پس از تصادف را تا 73 درصد کاهش می دهد (بر اساس تجزیه و تحلیل آماری آتش سوزی وسایل نقلیه). |
هر رله ایمنی تحت آزمایش های دقیق قرار می گیرد: مقاومت تماس < 50mΩ، قدرت دی الکتریک > 500VAC، و دمای عملیاتی -40 درجه سانتی گراد تا 125 درجه سانتی گراد. این مشخصات تضمین می کند که سیستم های ایمنی حتی در شرایطی مانند گرمای محفظه موتور یا سرمای زمستان به خطر نیفتند.
یکی از نقش های مهم ایمنی رله های خودرو است جداسازی گالوانیکی . مدار سیم پیچ کنترل و مدار بار پرقدرت به صورت فیزیکی توسط یک شکاف هوا و عایق از هم جدا می شوند. این امر از خرابی در سمت کنترل ولتاژ پایین (مثلاً اتصال ECU به زمین) جلوگیری می کند که مستقیماً بار را به طور ناخواسته برق رسانی کند. برعکس، گذراهای ولتاژ بالا از موتورها یا بارهای القایی نمی توانند بازخوردی برای آسیب رساندن به میکروکنترلر ظریف داشته باشند و یکپارچگی منطقی سیستم را حفظ کنند.
علاوه بر این، رله های مدرن به عنوان طراحی شده اند "معمولا باز" یا "ایمن از کار افتادن" اجزاء: بدون جریان کنترل، رله به حالت باز باز می گردد. در صورت شکستگی سیم پیچ، باز بودن سیم کشی یا از دست دادن ولتاژ باتری، بار حیاتی ایمنی (مانند پمپ بنزین یا فن خنک کننده) به طور پیش فرض خاموش می شود و از عملکرد کنترل نشده جلوگیری می کند. برای بارهایی که باید برق باقی بمانند (مثلاً چراغهای خطر)، برخی از برنامهها از رلههای معمولاً بسته استفاده میکنند، اما استراتژی ایمنی اکثریت از رفتار خراب تا ایمن استفاده میکند.
زمان پاسخ اندازه گیری شده: کمتر از 25 میلی ثانیه از تشخیص تصادف تا باز شدن تماس رله - بسیار سریعتر از هر اتصال مکانیکی. دادههای حاصل از آزمایشهای تصادف در دنیای واقعی نشان میدهد که وسایل نقلیه مجهز به رلههای ایمنی با یکپارچگی بالا دارای یک 44 درصد کاهش وقوع آتش سوزی الکتریکی پس از برخورد از جلو .
اختلالات سیستم الکتریکی تقریباً 20٪ از آتش سوزی های وسایل نقلیه را تشکیل می دهند، با سیم کوتاه یا سوئیچ های بیش از حد از دلایل اصلی هستند. رلهها با تعویض جریانهای بالا از راه دور، سوئیچهای پرانرژی را از داشبورد، صندلیها و محفظه سرنشینان دور میکنند. داده های مقایسه ای زیر را در نظر بگیرید:
این قابلیت اطمینان مستقیماً به عملکرد طولانی مدت ایمن تر ترجمه می شود - وسایل نقلیه ای که از رله های مهر و موم شده با کیفیت بالا استفاده می کنند 53 درصد کمتر خرابی های کنار جاده ای مربوط به برق در مقایسه با ماژول های یکپارچه سوئیچینگ مستقیم.
در خودروهای الکتریکی و هیبریدی (که بخش رو به رشدی از وسایل نقلیه انرژی جدید را تشکیل میدهند)، رلههای خودرو (یا کنتاکتورها) برای ایمنی باتری ولتاژ بالا (HV) تا 800 ولت DC حیاتیتر میشوند. رله های پیش شارژ جریان هجومی را به اینورتر کششی و کنترل کننده موتور محدود می کنند. بدون پیش شارژ مناسب، جوشکاری تماسی و فلاش قوس الکتریکی ممکن است رخ دهد که می تواند باعث برق گرفتگی یا آتش سوزی شود. توالی ایمنی از a استفاده می کند رله اصلی رله پیش شارژ در سری:
این رویکرد عمر رله را به بیش از 300000 عملیات ایمن افزایش می دهد و یکپارچگی HV را حفظ می کند. علاوه بر این، حلقه های اینترلاک HV وضعیت اتصال فیزیکی را نظارت می کنند. اگر یک رله به طور غیرمنتظره باز شود، مدار نظارت کنتاکتور بلافاصله نیروی کشش را قطع می کند. محافظت از امدادگران اضطراری از باقیمانده ولتاژ بالا پس از تصادف.
استانداردهای آزمایشی مانند UL 61851-1 و ISO 6469-3 به رله های HV برای حفظ مقاومت جداسازی > Ω/V 500 نیاز دارند. این الزامات سختگیرانه تضمین می کند که حتی در سناریوهای برخورد یا غوطه وری در آب، محفظه رله از نشت جریان خطرناک جلوگیری می کند.
برای درک اینکه چگونه رله ها به ایمنی کمک می کنند، باید مکانیسم های خرابی را که یک رله خودرو به درستی مشخص شده حذف می کند، شناخت:
| حالت شکست | نتیجه بدون رله ایمنی | چگونه رله آن را حل می کند |
|---|---|---|
| جوشکاری سوئیچ تماسی | چراغ های جلو گیر کرده (نور بالا همیشه روشن) / پمپ سوخت مداوم -> خطر آتش سوزی | مواد تماس رله (AgSnO2، AgNi) در برابر جوشکاری تا 10 برابر جریان نامی مقاوم هستند. فوران مغناطیسی برای قوس های DC. |
| خرابی درایور خروجی ECU | خرابی کوتاه تراشه درایور - فعال شدن ناخواسته پمپ ABS یا فرار فن | سیم پیچ رله فقط 150 میلی آمپر می کشد، درایور opto یا FET محافظت می شود. هر گونه خرابی ECU رله را قطع می کند. |
| سیم پیچ / کوتاه به زمین | جریان زیادی از سیم چفت شده، مهار ذوب و آتش می گذرد | فیوز رله جریان را محدود می کند و مدار را باز می کند. محفظه رله سمت بار را از سمت کنترل جدا می کند. |
| افزایش ولتاژ از بارهای القایی | نوک ولتاژ بالا (> 100 ولت) به ECU آسیب می رساند یا باعث ریست می شود | دیود سرکوب کویل رله یا وریستور یکپارچه. سنبله سمت بار به دلیل شکاف ایزوله به سمت منطق منتقل نمی شود. |
هر یک از این مکانیسمهای حفاظتی با آزمایشهای تسریع شده حیات تأیید شدهاند. به عنوان مثال، یک رله ایمنی طراحی شده برای کاربردهای موتور استارت با محفظه های رله مهر و موم شده مقاومت در برابر آب، نمک و لرزش (10G تا 500Hz) - از بسته شدن تماس ناخواسته حتی در شرایط سخت خارج از جاده جلوگیری می کند. در بررسی های قابلیت اطمینان سال 2022، وسایل نقلیه با سیستم های روشنایی و ایمنی کاملاً مدیریت رله به نمایش گذاشته شد. 89% احتمال کاهش ناگهانی برق رویدادها
برای به حداکثر رساندن ایمنی خودرو، مهندسان طراح باید پارامترهای رله مخصوص کاربرد را اتخاذ کنند. دستورالعمل های عملی زیر بر اساس استانداردهای ایمنی خودرو به طور گسترده شناخته شده است:
دادههای بازده میدانی نشان میدهد که وسایل نقلیه پیروی از این شیوهها به موفقیت دست پیدا میکنند 60٪ کمتر ادعای ضمانت مربوط به حوادث ایمنی الکتریکی نسبت به کسانی که از رله های تجاری عمومی استفاده می کنند.
حق چاپ © 2015-2021، شرکت فناوری انرژی جدید ژجیانگ ژونگسین با مسئولیت محدود کلیه حقوق محفوظ است پشتیبانی فنی:ابر هوشمند تولید کنندگان رله الکترومغناطیسی کارخانه رله چین
انگلیسی
