Funktionsprinzip von Hochspannungs-Gleichstromrelais
Das Hochspannungs-Gleichstromrelais besteht hauptsächlich aus Komponenten wie Spule, Anker, Kontakten, Lichtbogenunterdrückungskammer, Feder und Gehäuse.
Aktuell müssen die in Elektrofahrzeugen verwendeten Relais über eine Lastabschaltfunktion verfügen. Beim Lastabschalten entstehen Hochtemperatur- und Hochdrucklichtbögen, die die Relaiskontakte beschädigen und zum Verkleben der Kontakte führen können. Im Extremfall kann dies sogar eine Relaisexplosion verursachen und die Sicherheit des Elektrofahrzeugs ernsthaft gefährden. Um die durch den Lichtbogen verursachten Schäden an den Relaiskontakten zu minimieren, sind die Kontakte des bordseitigen Hochspannungs-Gleichstromrelais üblicherweise in einer Lichtbogenlöschkammer untergebracht.
In den meisten Fällen werden Vakuum, Wasserstoffgas oder andere Gasgemische als Isoliermedien in der Lichtbogenlöschkammer verwendet. Obwohl geeignete Gasgemische mit Wasserstoff und anderen Gasen nicht die gleiche hohe Isolationsleistung und den gleichen geringen Leckstrom wie Vakuum- oder Schwefelhexafluorid-Relais aufweisen, besitzt Wasserstoffgas reduzierende Eigenschaften, die die Oxidation der Kontakte wirksam verhindern. Seine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit trägt zudem dazu bei, den Temperaturanstieg der Kontakte während der Lichtbogenerzeugung zu reduzieren und somit die Lichtbogenlöschkammer zu schützen. Üblicherweise wird die Lichtbogenlöschung durch elektromagnetisches Lichtbogenblasen verstärkt. Die Verteilung des Magnetfelds zur Lichtbogenlöschung variiert jedoch im Relais-Design. Bei manchen Relais verfügen die Hochspannungskontakte über positive und negative Pole. Werden diese im Betrieb vertauscht, verringert sich das Abschaltvermögen des Relais. Dies muss beim Betrieb beachtet werden.
