電子發燒友網報道（文/梁浩斌）在電動汽車中，存在著多套系統，比如根據電壓可以分成高壓和低壓系統，高壓系統中主要是為牽引電機、空調系統壓縮機、高壓電池包等核心模塊供電，驅動車輛的行進。低壓系統主要是座艙內以及一些車身部件，比如車燈、空氣懸掛、座艙娛樂系統、電動門窗等。

高壓系統中的電壓可以超過800V，而低壓系統目前普遍采用12V電壓。顯然車輛系統中的電壓差異巨大，實際上即使是在高壓系統中，OBC與牽引逆變器的運行電壓水平也有較大的差距。可以想象如果高壓系統與座艙內的低壓系統之間沒有保護措施，那么一旦發生觸電很可能對乘客造成嚴重傷害。

所以在電動汽車上，不同電壓系統之間的隔離對于整車安全而言十分關鍵。

電動汽車三種常用的電氣隔離器件

在電動汽車上，主要用到光耦、繼電器、數字隔離芯片這三種電氣隔離器件。在高壓直流系統中，單臺電動汽車一般會配備5—8顆高壓繼電器，分別應用在高壓直流充電、交流充電、驅動系統等部分。

繼電器：

繼電器是一種使用電磁控制物理開關狀態的電氣隔離裝置，采用電磁感應原理，主要由線圈、鐵芯、銜鐵、觸點等幾個部分組成，適用于直接控制高功率負載的場景。

繼電器的工作流程是：當給繼電器的線圈施加一定電壓時，電流通過線圈產生磁場；磁場吸引銜鐵，使其克服彈簧力向鐵芯方向移動；銜鐵的移動會改變觸點的狀態，如果原本是常開觸點，則閉合，如果是常閉觸點，則斷開；而線圈上的電壓被移除后，磁場消失，銜鐵在彈簧的作用下返回原位，觸點恢復到初始狀態。

相對于普通的繼電器，在電動汽車上應用的高壓繼電器在設計和材料、結構上都有一些區別。首先是高達800V的電壓，對于高壓繼電器的絕緣材料有更高要求，需要防止電弧的產生；為了承受更高的電壓和電流，高壓繼電器使用的觸點材料往往具有更好的耐磨損性和導電性；由于需要承受更大的電壓，產生的磁場也更強，需要彈性模量更高的彈簧，同時也需要繼電器擁有機械強度更高的結構。

光耦：

光耦也稱為光電耦合器或光電隔離器，是一種通過光信號實現電氣隔離的器件，內部結構主要包括LED光源、光學通道以及一個光敏元件。

光耦的工作流程是：當電流通過輸入端的發光器件時，光線會通過一個絕緣的光學通道，被輸出端的光敏元件接收，并轉為相應的電信號。

光耦一般被用于高低壓控制電路之間的控制信號傳輸隔離，比如在BMS中，光耦被用于隔離高壓電池組與低壓控制系統之間的信號傳輸；在逆變器中，光耦被用于隔離高側開關的柵極驅動信號，防止高低壓控制電路之間互相干擾。

數字隔離芯片：

數字隔離芯片則是利用電容耦合、磁耦合、射頻耦合等技術實現電氣隔離，主要是用于高速數字信號傳輸，響應時間極短，可以支持高達150Mbps的傳輸速率。

同時數字隔離芯片相比光耦擁有更低的功耗，使用壽命也更長，更重要的是在數字信號傳輸中能夠降低信號失真，抗干擾能力更強，體積更小。所以在電動汽車中，數字隔離芯片被廣泛用于通信接口、BMS、OBC等領域，而在汽車、工業自動化、醫療設備等領域，數字隔離芯片也開始逐步替代光耦。

小結：

隨著汽車的電動化和智能化，更高的電壓和更快的傳輸速率，會給隔離器件行業帶來新的機遇。繼電器、光耦、數字隔離芯片等產品還將會長時間共存，在多個不同的應用領域中發揮出各自的優勢。