干簧继电器：助力实现BMS微功耗绝缘检测

高压系统与底盘之间的隔离屏障会随着时间推移而老化。一旦隔离失效，车辆不仅照常运行，还不会有任何明显的安全隐患提示。因此，电池管理系统（BMS）可以不停车在线监测隔离电阻；若发现隔离性能下降，将立即通过仪表盘警示灯和故障代码（DTC）提醒驾驶员。

 

准确测量隔离电阻需要考虑多个因素

• 随着电池电压逐步提升，以提高效率和续航里程
• 安全标准要求隔离屏障的击穿电压至少为电池电压的三倍
• 安全标准要求隔离的最小电阻为500Ω/V。在800V下，这是40万Ω，一个相对较大的值
• 底盘和高压母线之间存在显著的电容。不仅存在杂散电容，还存在为电磁兼容性（EMC）抑制而添加的电容。高电阻与高电容相结合，导致隔离电阻测量的稳定时间较长

 

正确的测量

为测量隔离电阻，BMS通常会在高压母线与底盘之间建立一个临时连接。原因有二：

• 第一，若不额外跨接隔离屏障，就无法测得隔离电阻；
• 第二，只在测试瞬间接通，正常工况下仍保持高隔离，从而长期保障安全。

如何可靠、安全地实现这一“临时搭桥”，正是待解决的核心难题。

 

一家电动汽车（EV）企业向斯丹麦德电子寻求解决方案。与所有设计一样，该企业对“跨接隔离屏障、连通高压与底盘”的装置提出了一系列要求：

• 触点间耐压＞4500 V
• 触点间绝缘电阻＞10¹² Ω（1 TΩ）
• 线圈-触点间介电强度＞7000 V
• 工作温度105 °C
• 符合AEC-Q200、IEC 60664-1、ISO 6469-3 等汽车/高压安全标准

 

此前，斯丹麦德电子使用一款干簧继电器标准品解决了类似难题，其开路击穿电压 >4500 V，隔离电阻 >10¹² Ω，拿来即用可直接满足汽车 BMS 的隔离测试需求。

 

最佳解决方案

理论上，固态继电器也适用于该场景，但若要耐压 4,500 V以上，必须选用极高电压等级的器件，昂贵且货源稀缺，相比之下，干簧继电器方案更具性价比，具备多项不可替代的优势：

 

• 低功耗： 本例中仅需 300 mW 即可驱动线圈、闭合触点
• 小尺寸：仅 9 x 11 x 30 mm，轻松塞进高密度 BMS 板
• 高可靠性：触点被玻璃管完全密封，与外界隔绝，接触电阻和隔离阻抗长期稳定；
• 微负载：普通继电器触点会氧化，形成难以击穿的高阻膜，而干簧触点因密封不氧化，哪怕只切换微安/微瓦级信号也始终可靠
• 长寿命：机械运动部分无轴承/弹簧疲劳，理论上无限次；电气寿命取决于负载，轻载下可操作数亿次

 

斯丹麦德电子团队首先与该企业的采购和产品设计工程师紧密对接；随着项目推进，双方的制造与质量人员也同步加入沟通，确保目标一致。面向汽车行业，斯丹麦德电子同时提供标准现货零件和定制化方案。定制方案通常以标准品为基础进行改制，以满足特定应用的需求。在本项目中，工程师团队便是通过对标准干簧继电器提升击穿电压、优化线圈参数，并增强抗冲击与抗振动能力，使其适配电混动汽车BMS的隔离检测要求。

 

鉴于汽车制造业的全球化属性，拥有同样全球布局的供应商价值凸显。除了销售网络遍布全球，斯丹麦德电子在亚洲、欧洲和北美设有制造基地与产品工程中心，实现本地化开发与供货。面向汽车行业，斯丹麦德电子还提供丰富的标准与定制方案，涵盖各类干簧继电器、接近传感器、液位传感器、功率电感及变压器等，一站式满足多元需求。

 

 

关于斯丹麦德电子

上海斯丹麦德电子有限公司成立于2007年7月，隶属于美国上市公司斯丹迪斯集团（Standex International Corp.）的电子业务分支。公司总部位于美国俄亥俄州费尔菲尔德，在全球多个国家设有生产基地，包括美国、德国、中国、墨西哥、英国、日本和印度等。作为全球磁传感技术领域的市场领导者之一，我们致力于设计、研发、生产和销售标准和定制的电磁产品。

我们的产品主要分为两大类：以干簧开关为基体的衍生品和磁性产品。其中，以干簧开关为基体的衍生品采用了三个品牌的干簧开关（Meder、KENT、KOFU(原OKI)）。衍生品包括多系列干簧继电器组合，以及多种类型的干簧传感器，如接近传感器、液位传感器、水流传感器等。这些产品广泛应用于汽车、光伏、医疗、工业、家电、通信和安防等领域。我们以客户需求为导向，通过合作 | 解决 | 交付®的工作流程，为客户提供专业的磁传感技术解决方案。