如果有一天，有一個行業也需要用到接觸器，但是客戶告訴你，它不需要那么高的電氣壽命，甚至還告訴你“是個接觸器在我這里都能用……”，你該怎么辦？
這個行業就是充電樁行業！
接下來昌暉儀表梳理下充電樁里的接觸器的應用，從技術角度分析它對接觸器的要求與傳統行業有何區別，以此來指導客戶選型。
一、充電樁內接觸器工作原理
充電樁的產品標準是GB/T18487.1-2015電動汽車傳導充電系統 第1部分 通用要求，其附錄B給出了直流充電的的電氣架構圖。
圖中非車載充電機就是指直流充電樁部分，樁內AC/DC充電模塊目前基本以30kW/40kW為單元，再組合成60/80/90/120/160/180kW等功率的充電樁。
充電模塊前端的C0就是AC380V交流接觸器，模塊后端的C1、C2是樁內DC1000V直流接觸器，最右端是電動汽車內的直流接觸器C5、C6。
充電樁為了適應DC450V/750V等不同電壓等級的電動汽車，充電槍目前最大輸出電壓為DC1000V，電流為250A，但未來電壓會上升至DC 1500V，電流600A。
直流充電樁內接觸器的工作時序見下圖，在尚未給電動汽車充電前，交流接觸器C0會先吸合，給充電模塊上電，所以交流接觸器吸合時回路無電流，相當于無載接通，這與傳統行業接通電動機起動電流完全不一樣。
準備充電時，電動汽車內直流接觸器C5、C6先閉合，也是無載接通(無電壓無電流)，接著充電樁內的直流接觸器C1、C2閉合，此時C1、C2雖然接通電流，但是充電樁標準明確要求C1、C2在閉合瞬間系統要控制電流峰值在20A以下，然后再逐步增加輸出電流。
一般充電樁內接觸器會選300A，接通時實際電流只有其額定電流的1/15，但是載流能力要求是100%，對直流接觸器來說，接通能力要求低。
充電結束時，充電樁標準明確要求控制系統先把充電電流降到5A以下，再斷開充電樁內直流接觸器C1、C2，后斷開電動汽車內接觸器C5、C5，最后再斷開交流接觸器C0(如果有需要)。
所以總結一句話：充電樁內的交直流接觸器，常規操作下其接通和分斷瞬間的電流遠遠低于其額定電流，幾乎相當于無載接通、無載分斷，所以電流產生的電弧對觸頭電壽命影響比較小。
正是由于充電樁內接觸器有這樣的特點，所以充電樁標準GB/T18487.1-2015在定義接觸器選型時，要求其按使用類別AC-1電流或DC-1電流來選型，并且乘以1.25的系數，那么什么是接觸器的AC-1/DC-1使用類別呢？
二、接觸器的使用類別AC-1/DC-1
接觸器控制的對象有很多，但基本上都是感性負載如鼠籠式異步電動機和繞線式異步電動機，或者阻性負載如電阻絲加熱，或者容性負載如電容器。
不同的負載的電流特性不一樣，例如接通電動機時有起動電流，接通加熱電阻絲時無沖擊電流，負載特性不同電流產生的電弧對接觸器主觸頭的影響也不一樣，所以接觸器標準GB14048.4按負載類型和使用工況定義了不同的使用類別，如表1。
表1中AC-1和DC-1分別對應交流和直流無感或微感負載，這與充電樁內接觸器的工作特點相近，但實際上從接觸器電壽命的角度看，AC-1或DC-1時接通和分斷都是1倍額定電流，比起充電樁內實際接通20A、分斷5A的要求高多了。
不同的使用類別對應于不同的額定電流，其中以AC-3額定電流和AC-1額定電流最為常見。
以EasyPact TVS接觸器為例，LC1E120接觸器的AC-3額定電流為120A，簡單理解為帶電動機負載的能力為120A，其AC-1額定電流為150A，簡單理解為帶加熱電阻絲負載的能力為150A。
同一型號接觸器，其AC-1電流一般會高于AC-3電流值。
充電樁標準GB/T18487.1-2015中，關于接觸器的選型一般要求按AC-1/DC-1電流，再乘以1.25的系數。
在即將發布的GB/T18487.1-202X版中，1.25的系數將會刪除，直接用接觸器的AC-1電流與充電樁額定電流相匹配。雖然新版標準即將刪除1.25系數，但實際上對接觸器的選型不會產生根本性的影響，因為充電樁關于元器件溫升試驗的要求，遠高于元器件本身標準的要求，這個我們留到后面再做分析。
補充一下，對于國家電網的直流充電樁，其接觸器選型參照國家電網公司物資采購標準《電動汽車非車載直流充電機通用技術規范》，直接按接觸器AC-3電流選型。
例如160kW直流充電樁，其額定電流大約為272A，國家電網要求接觸器的額定電流為330A，且要求是AC-3額定電流。
總結一下：
1、接觸器AC-1/DC-1使用類別對應的接通、分斷能力，會遠遠高于充電樁內接觸器實際接通、分斷時的電流，常規接觸器的用于充電樁性能會過剩。
2、接觸器按控制對象不同，分為不同的使用類別，不同的使用類別有對應的額定電流，其中AC-3對應于鼠籠式電動機負載，AC-1對應于電阻加熱負載。
3、2015版充電樁標準中接觸器選型一般按AC-1額定電流，再乘以1.25系數，新的202X版即將刪除1.25系數；
4、國家電網充電樁內的交流接觸器，需要按AC-3電流選型。
三、充電樁的交流接觸器如何選型
昌暉儀表以160kW直流充電樁為例(非國網樁)，其額定電流大約為272A，按照充電樁標準GB/T18487.1-2015中接觸器選型要求，乘以1.25系數等于344A，所以需要選擇AC-1電流大于344A的接觸器。
如果按照GB/T18487.1-202X 新版要求刪除1.25系數，似乎選擇AC-1電流大于272A的接觸器就可以，意味著接觸器降一檔可以滿足新標準，但事實真的是這樣嗎？
當然不會這么簡單！
2015版和202X版充電樁標準GB/T18487.1都要求樁內元器件(斷路器和接觸器)的端子，在充電機最大輸出電流下長期運行，極限溫升不超過50K，見下表2。
接觸器標準GB/T14048.4-2020對于端子溫升的要求是70K(鍍銀端子)；同一根導體，其載流能力與導體允許溫升成正比。
說白了，同一臺接觸器，如果按照GB/T14048.4溫升70K要求，其載流能力為350A，那么按照GB/T18487.1溫升50K的要求，其載流能力約為295A，因為他們基本上遵循下面的公式。
我們回到前面160kW的例子，按照充電樁標準GB/T18487.1-2015版，接觸器的AC-1電流應不小于充電樁額定電流的1.25倍，所以我們選擇AC-1電流為350A的接觸器。
需要注意的是，接觸器AC-1電流350A是基于GB/14048.4-2020溫升要求70K，如果換算成GB/T18487.1中50K溫升，其實際載流能力為295A，大于充電樁的最大運行電流272A，所以該型號接觸器在樁內驗證50K溫升試驗肯定沒有問題。
如果按充電樁標準GB/T18487.1-202X版，直接選用AC-1電流為280A的接觸器，此時在充電樁50K溫升的限制條件下，其實際載流能力只有236A，低于樁的最大運行電流272A，所以該型號接觸器在樁內驗證50K溫升試驗會有問題。
解決方案是選擇AC-1電流至少為320A且符合GB14048.4標準70K溫升要求的接觸器，基本可以滿足GB/T18487.1標準50K溫升的要求；
或選擇AC-1電流至少為272A且符合GB/T18487.1標準50K溫升要求的接觸器，如下表所示。
四、總結
1、充電樁內交、直流接觸器正常工作時幾乎是無載接通、無載分斷，尤其是對于直流接觸器，充電樁標準GB/T18487.1明確要求其接通時系統控制充電電流峰值在20A以下，分斷時系統降低電流至5A以下，所以充電樁內接觸器的電壽命要求會遠遠低于負載為電動機的傳統行業；
2、充電樁標準GB/T18487.1-2015對接觸器的選型，要求接觸器的額定電流不小于充電樁額定電流的1.25倍，其使用類別不能低于AC-1或DC-1；即將更新的GB/T18487.1-202X會刪除1.25系數，但新舊版本標準對于接觸器端子的溫升都是50K，遠低于接觸器標準GB/T14048.4-2020要求的70K溫升(鍍銀端子)；
3、充電樁的接觸器的選型一定要以滿足GB/T18487.1標準50K溫升為前提，選擇的接觸器要么是直接按充電樁標準GB/T18487.1要求的50K溫升宣稱的AC-1電流，要么按接觸器標準GB/T14048.4要求的70K溫升宣稱的AC-1電流，再轉換成GB/T18487.1標準50K溫升對應的電流值。
4、國家電網的充電樁，接觸器選型直接按AC-3電流匹配充電樁的額定電流。
作者：賓紹平
