动力电池配电盒BDU安全设计（十八）直流接触器失效模式分析

公众号在今后会时不时针对电池包应用中的问题进行重点分析，本周主要对直流接触器进行失效分析。

一、直流接触器电池包内应用

在电池包内是核心控制部件，主接触器负责电池包与整车高压主回路的通断，车辆启动时接通高压，熄火后切断负载。

预充接触器配合预充电阻，在主接触器闭合前为容性负载缓慢充电，降低电流冲击，减少主触点烧蚀。

快充接触器管控快充回路，确保高压快充桩与电池包连接的安全通断。

上述接触器在故障发生时，可以快速响应，切断电源，防止电池包过充、过放等，规避起火等安全风险。

二、直流接触器常见失效模式

电池包内直流接触器常见失效模式和危害如下。

1、触点烧蚀

由电弧引发，导致接触电阻增大、发热加剧，可能引发局部过热，影响电流传输效率；

2、触点粘连

电弧能量超出灭弧系统承载极限或灭弧功能失效，会导致触点熔化粘连，使电路无法分断，进而引发电池包过充、过放，极端情况下可能引燃电解液造成火灾；

因过流、持续高温导致线圈绝缘层老化击穿，可能会使线圈的匝间短路或烧毁，从而接触器失去控制，造成接触器通断异常。

3、环氧封装发黄

环氧发黄由老化引起，会降低绝缘和密封性能，可能引发漏电、短路等风险，这些失效模式均严重威胁电池包及整车系统安全。

三、直流接触器的类型

按封装方式，电池包内直流接触器可分为以下几类，其特性与适用场景各有不同。

1、塑封封装

采用酚醛树脂、尼龙、PBT 等塑料材料通过注塑工艺封装。成本较低，成型工艺简单，适合批量生产。具有一定的绝缘性和密封性，能满足基础的防尘、防潮要求。

但耐温性和耐电弧性相对较弱，长期在高温或大电流工况下易出现老化、变形。适用于小电流（通常几十安培以下）、工作温度较低（一般低于 80℃）的预充回路、低压辅助回路、信号控制回路等场景。

2、陶瓷封装

以氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷等为封装材料，经高温烧结、精密加工制成。具有优异的耐高温性（长期耐温可达 150-200℃以上）、耐电弧性（电弧不易击穿或碳化）和绝缘性能（介电强度高、体积电阻率大）。

机械强度高，抗冲击、抗变形能力较强，但脆性较大，加工难度和成本较高。适用于中等电流（几十到几百安培）、存在一定电弧侵蚀风险的高压配电回路、电机控制器辅助回路等场景。

3、环氧封装

使用环氧树脂通过浇注、灌封等工艺封装，可添加石英粉、云母粉等填料优化性能。绝缘性能优异，密封性好，能有效隔绝潮气、粉尘。

通过配方优化可实现较高的耐温性（如 125℃及以上长期耐温），且与金属等基材的粘接性强，整体结构强度高。抗振动和抗冲击性能优于陶瓷封装。适用于大电流（几百到几千安培）、对耐热性、绝缘性、密封性要求严苛的主回路、快充回路等核心场景。

本文图片来自：东科新能，感谢东科新能提供的资料。