汽车继电器介绍及选型

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汽车继电器是指专门应用于汽车产业中电器控制的继电器， 它是仅次于传感器在汽车产品上应用最多的汽车电子元器件之一。汽车用继电器可以简单分为PCB板用继电器和熔断丝盒用继电器， 本文不讨论汽车电子控制器中PCB板用的继电器， 只涉及汽车继电器中的直流电压继电器。

1 电磁继电器工作原理

电磁继电器的触点依电路作用分为常开触点、常闭触点， 当其线圈未通电时处于断开状态的静触点， 称为常开触点（NO）， 处于接通状态的静触点称为常闭触点（NC）。

如图1 所示， 当电磁继电器线圈两端加上一定的电压或电流， 线圈产生的磁通通过铁心、轭铁、衔铁、磁路工作气隙组成的磁路， 在磁场的作用下， 衔铁吸向铁心极面， 从而推动常闭触点断开， 常开触点闭合；当线圈两端电压或电流小于一定值时， 机械反力大于电磁吸力时， 衔铁回到初始状态， 常开触点断开， 常闭触点接通。



2 继电器分类

1） 按触点分类一般触点回路的结构及触点数分为1a、1b、1c、1a1b等表示， 如表1所示。



a触点：线圈上没有施加电压时保持常开状态的触点类型， 称NO （Normal Open） 触点。

b触点：线圈上没有施加电压时保持常闭状态的触点类型， 称NC （Normal Close） 触点。

c触点：同时具备a触点b触点的特征， 能自由切换两种回路的触点类型， 也称为转换触点。

1a1b触点：同时含有a触点b触点， 可以独立地自由切换。

2） 按外形尺寸分如表2所示， 一般而言， 外形尺寸较大的继电器具有较佳的散热能力。



3） 按触点负载分如表3所示。另外我们也可以这样理解：继电器的体积大小表示了继电器的额定负载能力的大小。



3 选用继电器

3.1 触点选型

国内外长期实践证明， 约70%的故障发生在触点上， 这足见正确选择和使用继电器触点非常重要。

1） 组合方式应使用等于或多于所需触点数的产品。

2） 负载类型大多数汽车继电器负载能力，只标称阻性负载， 但汽车继电器实际使用的往往不是阻性负载， 而是感性负载、灯负载、电机负载， 因存在较高的冲击电流（表4），触点稳态负载大小应根据冲击电流的大小降额使用。



3） 触点材料触点材料应符合使用的负载类型， 对于低电平或中等电流应提出特殊要求， 本文不赘述。

4） 触点额定负载值

①额定电压的选择：汽车继电器额定负载通常是12 V／ DC， 而柴油机是24 V／DC， 注意确定所用继电器规格。

②额定电流的选择：继电器的额定电流取决于触点的负载性能， 根据用电设备的额定电流选用相应额定电流的继电器， 但一般继电器不具备低电平切换能力；认为触点切换负荷小一定比切换负荷大可靠是不正确的，一般来说， 继电器切换负荷在额定电压下， 电流大于100mA、小于额定电流的70%最好。

3.2 输入参量选择原则

与用户密切相关的输入量是线圈工作电压， 直流型继电器的线圈两端所加电压， 建议使用线圈额定电压±5%；而吸合电压（或电流） 则是继电器制造厂控制继电器灵敏度并对其进行判断、考核的参数。

3.3 机械性能要求

安装在驾驶舱内要求环境温度范围：－40～85℃；安装在发动机舱要求环境温度范围：－40～125 ℃。一般的继电器基本上要满足100万次的寿命。有时候继电器不得不在散热不好的环境下工作， 这种环境下选型就要特别关注继电器的工作温度， 同时也要做足够的试验进行验证。

3.4 其他项目

在熔断丝盒上的继电器， 一般选用插座快速连接式， 如果继电器安装需要固定在某一个挂点下面， 可以选择带挂点的继电器。一般而言， 体积大小表示了继电器的额定负载能力的大小， 外形尺寸较大的继电器具有较佳的散热能力。

4 继电器选型举例

在整车电路设计时要考虑负载特性、环境因素、控制电路等方面， 实际继电器型号的选用， 应以厂商提供的规格为参考依据， 再考虑负载的阻抗形式是否有涌浪电流而应特别保留充分的余量。

4.1 前雾灯继电器的选择

1） 前雾灯为灯负载， 标称电压12V， 55W。

2） 车辆使用的是12V直流电源方式， 控制电路提供线圈的额定电压为12 V， 应选择继电器线圈额定电压为12V ／ DC以上。

3） 前雾灯继电器位置定在驾驶舱的配电盒中，可以选择环境温度为－40～85℃的继电器。

4） 前雾灯继电器的线圈端是灯光开关给的，使触点端输出信号给2个前雾灯， 选择一个触点的常开四脚继电器。

5） 经计算2个灯的额定电流之和约为9 A， 按前述继电器切换负荷小于额定电流的70%的原则，同时考虑到前雾灯为短时工作负载， 所以选择额定电流值大于13A的继电器即可。

有了以上条件我们就可以选择继电器：通过上海沪工继电器提供产品资料， 将型号定为零件号为9004A-88002的继电器， 额定电压12 V／DC， 额定负载22 A、14 V／DC， 环境温度－40～85℃等参数均符合设计要求。

4.2 主继电器的选择

1） 主继电器所带负载为：前后氧传感器10 A，喷油器4 A，点火线圈10 A， 碳管电磁阀1 A， 标称电压都是12V， 都为感性负载， 要考虑峰值电流。

2） 车辆使用的是12 V直流电源方式，控制电路提供线圈的额定电压为12 V， 应选择继电器线圈额定电压为12V／DC以上。

3） 主继电器位置定在驾驶室的配电盒中，可以选择环境温度为－40～85℃的继电器。

4） 主继电器的线圈端是蓄电池供电，使触点端输出电源信号给每个负载， 选择一个触点的常开四脚继电器。

5） 经计算负载的额定电流之和约为25 A，按照继电器切换负荷小于额定电流的70%的原则， 考虑到ECU为连续工作负载，应该额定电流大于40 A的继电器才可以。