Высоковольтный контактор (рис. 5.13) это, по сути, реле. Оно подключает высоковольтовую силовую линию за счет электромагнитной катушки, которая управляется 12-вольтовой системой от аккумулятора 12В. В высоковольтной батарее на каждой линии (плюс и минус) стоит свой силовой контактор. Оба контактора срабатывают, когда мы включаем в автомобиле зажигание. Но не одновременно, а по очереди: сначала плюс, потом минус. В высоковольтном контакторе есть две обмотки: втягивающая и удерживающая. Когда контактор в спокойном состоянии, без питания или разомкнут, ток через него не потечет. Но как только на обмотку контактора подается 12В – он тут же замыкается. Металлический сердечник, под воздействием электромагнитного поля, прижимает контакты друг к другу. В момент, когда ток начинает протекать через контактор, втягивающая обмотка отключается, остается работать только удерживающая. У втягивающей обмотки сила ЭДС (электродвижущая сила) гораздо выше, чем у удерживающей. После замыкания контактов втягивающая обмотка отключается, а замыкание контактов поддерживается удерживающей обмоткой. Такой принцип работы применяется у стартеров ДВС.
Силовые контакторы бывают двух типов: герметичные и негерметичные. Герметичные или вакуумные в месте соединения прижимной пластины и контактов находятся в вакуумной среде (вакуумной капсуле). Благодаря вакууму снижается риск появления плазменной дуги в момент разрыва соединения между пластиной контактора и силовым контактом. Герметичные контакторы применяются в электромобилях. Например, Tesla Model S P100D оснащена вакуумными контакторами, которые кратковременно способны пропускать сквозь себя ток в 1500 Ампер.
Негерметичные контакторы рассчитаны под меньший ток. Внутри нет вакуумной среды. Такие контакторы легче в производстве и имеют относительно недорогую стоимость. Негерметичные контакторы используются в гибридных автомобилях, имеющих небольшие высоковольтные батареи.
В электромобилях имеется несколько контакторов. Например только в силовой АКБ электромобиля JAGUAR I-PACE их шесть (рис. 5.14).
А – высоковольтная аккумуляторная батарея; B – контактор (блок) отключения от сети; C – положительный контактор; D – дополнительный положительный контактор; E — главный отрицательный контактор; F – контактор заднего инвертора; G – контактор переднего инвертора; H – дополнительное соединение
Последовательность работы высоковольтных контакторов:
1. Замыкается главный отрицательный контактор.
2. Замыкается контактор предварительной зарядки.
3. Выполняется самотестирование цепи для проверки целостности плавких предохранителей и электрической высоковольтной цепи.
4. Если самотестирование завершается успешно, то основной положительный контактор замыкается, в противном случае регистрируется диагностические коды неисправностей, и процедура самотестирования продолжается в течение определенного времени.
5. Предварительная зарядка размыкает и оставляет основные контакторы для передачи максимального напряжения и тока высоковольтной аккумуляторной батареи в систему высоковольтных компонентов.