前文详见下面的链接。
按照FMEA思路,先结构和功能分析,再进行失效分析。
本文主要对两个主流的接触器进行分析,一个是HFE82V-400M。结构分析部分如无特别说明默认为此接触器。

另外一个是:BYD 的 EVR200CPIS。

一、结构概述
直流接触器由多个关键部件构成,协同实现通断控制功能。主要分为四个部分:电磁系统、触头系统、灭弧系统和外壳。

EVR200CPIS拆解后整体如下图:

二、电磁系统
由线圈、铁芯和衔铁组成。线圈通流产生磁场磁化铁芯,吸引衔铁带动触点动作;断电后,衔铁靠复位弹簧复位。其设计影响接触器动作速度与可靠性。

EVR200CPIS线圈焊接红黑导线连接,并缠绕玻璃丝布和高温胶带绝缘,见下图。

三、触点系统
含动、静触点,动触点随衔铁运动,静触点固定,外接高压回路。

触点常用银合金材料,形状多样,大电流接触器多采用多指状触点以增面积、降电阻。触点压力由弹簧提供,确保接触良好。

四、灭弧系统
作用是分断时熄弧护触点。主要有:空气灭弧式、磁吹灭弧、气体灭弧等方式。
1、空气灭弧
采用灭弧罩和灭弧栅进行灭弧,主要用于小电流回路切断。
2、磁吹灭弧
利用磁场对电弧的电磁力,将电弧 “吹” 向灭弧室(由耐弧材料制成),使电弧被拉长、冷却并熄灭。接触器内置磁体(如永久磁铁)产生磁场,电弧在洛伦兹力作用下快速移动,脱离触点区域,避免触点烧损。

3、气体灭弧
灭弧室内填充特殊气体(如氢气、氮气、六氟化硫 SF₆),利用气体的高绝缘性和冷却能力熄灭电弧。电弧产生时,气体受热膨胀形成气流,加速电弧冷却和电离粒子复合,快速切断电弧。
腔体密封气体注入口导管。

大电流接触器一般采用磁吹 + 气体灭弧结和方式,以高效熄灭直流电弧,保障接触器寿命和电动汽车电路安全。
五、外壳和辅助部件
1、外壳
保护内部部件,有塑料和金属材质;
2、环氧封装
环氧封装接触器中,灭弧室部分用环氧封装,利用其绝缘性好、密封性强的特点,防止灭弧气体泄漏,保护内部结构。
而关键区域采用陶瓷材质,因其耐高温、抗电弧侵蚀,能承受灭弧时的高温高压,二者结合兼顾密封绝缘与耐弧性能,保障接触器稳定工作。

3、陶瓷封装
陶瓷封装接触器中,灭弧室则全被采用用陶瓷封装。

大家发现没有,两个接触器的磁铁贴的方式不一样啊?都是两块磁铁,HF的贴在两侧面。而BYD的两块贴在一面。

4、PCB节能板
有意思的是EVR200CPIS接触器内置一个PCB板,作用是降低继电器线圈温升和节能。

PCB板另一面如下图

工作原理:
是利用单片机控制引脚输出高低电平,来切换继电器线圈的吸合电压和维持电压。
吸合时,单片机使相关三极管导通,电源提供吸合电压让继电器吸合;
吸合后,单片机改变电平信号,通过另一三极管为线圈提供维持电压,因维持电压小于吸合电压,从而达到降低线圈功耗和发热目的。
本章图片来自:哔哩哔哩@虾扯蛋实验室视频、知乎@充电头网


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