环氧vs陶瓷高压继电器:新能源时代的关键选择

高压直流继电器是新能源汽车中与熔断器相互配合,形成较为完整的高压安全保护,并作为高压负载回路接通/断开所必要的开关元件。
目前市场上存在两种主要技术路线:一种是以美国泰科为代表的环氧树脂密封结构,另一种则是以日本松下为代表的陶瓷密封结构

这两种技术路线在性能、成本和适用场景上各有千秋,成为了新能源汽车制造商们需要仔细权衡的关键选择。

环氧高压继电器

01 性能对比:陶瓷全面领先

在关键性能指标上,陶瓷高压直流继电器表现出明显优势。绝缘能力方面,陶瓷继电器的击穿强度高达≥18KV/mm,抗折强度≥280Mpa,远远优于环氧树脂产品。

耐高温能力更是陶瓷材料的强项。继电器电弧中心温度可以达到5000℃,陶瓷凭借其卓越的耐高温特性,能够更好地应对这种极端工况。

密封性方面,陶瓷继电器利用陶瓷钎焊、激光焊工艺进行密封,提供了更好的气密性。而环氧继电器则通过环氧树脂灌封工艺进行密封,其密封性能相对较弱。

载流能力对比明显,陶瓷继电器可达600A以上,甚至1000A,而环氧继电器一般不超过300A。

02 可靠性与安全性:陶瓷更胜一筹

在新能源汽车的安全性能方面,陶瓷高压直流继电器展现了更高的可靠性。良信股份董秘在回应投资者问题时明确表示:“公司在电动汽车上使用的产品为陶瓷封装,相比环氧封装有更高可靠性、更长寿命,在电动汽车发生碰撞时,能够可靠地切断汽车的运行电流,降低起火可能性。

灭弧能力是影响继电器安全性的关键因素。陶瓷继电器通过对角触点部封入电弧冷却能力高的氢气,实现了高直流电压的短间隙切断,同时实现了继电器的小型化和轻量化。而环氧继电器使用氮气填充灭弧,其灭弧冷却能力不及氢气且不具备还原性。

耐老化能力方面,陶瓷材料几乎不存在老化的情况,而环氧材料则相对较弱。这意味着陶瓷继电器能够提供更长久的产品生命周期和更稳定的性能表现。

03 物理特性:环氧略有优势

尽管陶瓷在多数性能指标上领先,但环氧继电器在某些物理特性上仍有其优势。抗震性方面,环氧树脂继电器表现更为出色,能够承受震动20G、冲击50G,而陶瓷继电器只有4.5G。

重量方面,环氧树脂继电器通常比陶瓷继电器更轻巧,这对于对重量敏感的应用场景是一个重要优势。这使得环氧继电器在某些特定场景下仍然具有一定的应用价值。

04 生产成本与工艺复杂度:环氧占优

生产成本是环氧继电器的主要优势所在。环氧树脂材料的生产成本较低,因此环氧树脂高压直流继电器的价格相对更为合理。

工艺复杂度方面,环氧灌封密封的技术路线不需要使用真空钎焊炉、激光焊接机等价格昂贵的专用设备。同时由于不需要高温真空钎焊,环氧继电器对各零件的材料要求也不需做特殊要求,整个产品的生产技术工艺路线更为简单。

相比之下,陶瓷继电器的生产工艺复杂,需要专用工艺设备如高温真空钎焊炉、激光焊接机等。为了保证钎焊后整个产品的电性能、机械性能和灭弧室的密封性能,产品对各相关的零件材料和尺寸提出了更高的要求。

05 应用场景选择:各有所长

根据不同的应用需求,环氧和陶瓷高压直流继电器各有其合适的应用场景。

在新能源汽车的主回路和快充回路中,对高压直流继电器要求较高,通常采用陶瓷/环氧密封充气型产品6。其中,陶瓷真空高压直流继电器因其更优异的性能更契合新能源汽车主回路电压高、电流大、安全性要求高的使用场景。

预充回路、DC/DC、慢充等低功率回路中,为降低生产成本,可采用环氧密封充气型产品或塑料封装敞开型产品。

充电桩领域因电流相对稳定,会选择成本更低的环氧继电器。而在高温或腐蚀环境下,陶瓷密封继电器更为合适。

06 技术发展与创新

高压直流继电器技术仍在不断创新发展中。2025年1月,漳州市瑞沃新能源科技有限公司获得了一项“真空密封的大容量直流继电器陶瓷壳体”专利。

该专利采用氮化硅陶瓷材料,具备优良的高强度、高耐压和高绝缘性能,为继电器在各种恶劣环境下的稳定工作提供了有力保障。

创新性的空腔设计增强了内部部件的散热能力,壳体底部设置的排气管能够有效排出内部热气,使继电器在使用过程中保持适宜的温度。

这种技术改进展示了陶瓷继电器仍在不断优化性能,巩固其在高压大电流应用领域的优势地位。


随着新能源产业蓬勃发展,高压直流继电器市场正以29.2%的年复合增长率扩张,预计到2025年将达到90亿元规模。

技术路线之争不会轻易落幕。陶瓷继电器凭借卓越性能继续主导高端市场;环氧继电器则以其成本优势和抗震性能在特定领域保有一席之地。

未来的创新可能集中在陶瓷材料成本优化环氧材料性能提升两个方面。无论哪种路线,都将在确保新能源汽车安全可靠运行的道路上继续前进。

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