什麼是預充電阻

？簡單的說就是上電初期電源要向電容充電
，如果不加以限製


，充電電流過大，會對繼電器、整流器件和待充電容造成較大衝擊
，所以用電阻限流，這裏用到的電阻就是預充電電阻。

 

新能源汽車的電池管理係統都會涉及高壓預充環節，這是因為電機控製器（就是我們常說的逆變器）都dou帶dai有you較jiao大da的de母mu線xian電dian容rong。冷leng態tai啟qi動dong無wu預yu充chong電dian情qing況kuang下xia


，如ru主zhu繼ji電dian器qi直zhi接jie接jie通tong，電dian池chi高gao壓ya將jiang直zhi接jie加jia載zai到dao空kong的de母mu線xian電dian容rong上shang
，相xiang當dang於yu瞬shun間jian短duan路lu
，極ji大da的de瞬shun間jian電dian流liu會hui損sun壞huai繼ji電dian器qi。加jia入ru預yu充chong電dian阻zu後hou，通tong過guo預yu充chong電dian回hui路lu先xian將jiang母mu線xian電dian容rong進jin行xing預yu充chong電dian，這zhe樣yang主zhu電dian路lu接jie通tong時shi的de電dian流liu就jiu可ke以yi控kong製zhi在zai安an全quan的de範fan圍wei內nei，確que保bao係xi統tong正zheng常chang運yun行xing。

 

 

我wo們men可ke以yi從cong以yi上shang介jie紹shao了le解jie到dao，預yu充chong電dian電dian阻zu是shi電dian池chi管guan理li係xi統tong中zhong不bu可ke或huo缺que而er且qie十shi分fen關guan鍵jian的de器qi件jian。那na麼me針zhen對dui此ci應ying用yong我wo們men應ying該gai如ru何he分fen析xi及ji如ru何he選xuan擇ze合he適shi的de電dian阻zu呢ne
？

 

在電阻選型前，我們首先要清楚地了解使用工況及參數要求，歸納如下：

 

•高壓電池電源輸出電壓

•繼電器的額定電流

•母線電容容值

•啟動時可能的最高環境溫度

•電阻的溫升要求

•電容預充所需達到的電壓

•達到充電電壓時所需的時間

•單次脈衝還是連續脈衝？

•如果是連續脈衝

，電阻能抵抗連續脈衝的次數和脈衝的間隔時間分別是
？

•電池被濫用時
，要求電阻保持正常工作狀態持續的時間

•電阻的安裝結構和接線方式

•絕緣電壓的要求

 

在了解了詳細工況和參數後就需要做一些基本的計算。通常情況下預充電被要求在500ms內(nei)完(wan)成(cheng)，在(zai)這(zhe)麼(me)短(duan)的(de)時(shi)間(jian)內(nei)，電(dian)流(liu)通(tong)過(guo)電(dian)阻(zu)絲(si)或(huo)電(dian)阻(zu)體(ti)所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)高(gao)熱(re)量(liang)來(lai)不(bu)及(ji)被(bei)電(dian)阻(zu)的(de)骨(gu)架(jia)吸(xi)收(shou)，電(dian)阻(zu)絲(si)或(huo)電(dian)阻(zu)體(ti)本(ben)身(shen)將(jiang)不(bu)得(de)不(bu)承(cheng)擔(dan)絕(jue)大(da)部(bu)分(fen)脈(mai)衝(chong)的(de)能(neng)量(liang)。所(suo)以(yi)我(wo)們(men)要(yao)先(xian)計(ji)算(suan)啟(qi)動(dong)時(shi)的(de)脈(mai)衝(chong)能(neng)量(liang)，然(ran)後(hou)再(zai)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)電(dian)阻(zu)方(fang)案(an)。

 

如果是單個脈衝

， 能量計算如下：

 

 

如果是連續脈衝，當脈衝的間隔時間很短（比如小於1s）時，實際應用中耗散能量的比例很小
，我們一般可以用線性累積來計算總的脈衝能量。

 

 

總能量=單個脈衝能量x連續脈衝數量

 

然後再確定一下預充電阻的阻值：

 

T = RC * Ln[(Vbat - V0)/( Vbat - Vpre)]

 

其中：T=預充電時間

 

R=預充電阻

C=負載端電容

Vbat=電池包電壓

V0=負載端閉合高壓前的電壓（可表示為0）

Vpre=預充結束時負載端電壓

 

一般來說，Vpre選擇為總電壓Vbat的90%或者95%，這裏認為是90%，所以公式可以表示如下：

 

T = RC * Ln10

 

則R = T / (C * Ln10)

 

實例分析：若總電壓為700V

，負載電容C為2000uF，設定預充時間最大為300ms
，當電容電壓達到電源電壓95%時，單個脈衝的能量為

E = 1/2CV2 = 442J

 

如果是短時間內連續5個脈衝，總的脈衝能量約為

 

E總= 442*5 = 2210J

 

預充電阻的阻值為

 

R = T / (C * Ln10) = 300 / 4.60 = 65.2Ω

 

基ji於yu以yi上shang計ji算suan
，接jie下xia來lai如ru何he選xuan擇ze合he適shi的de電dian阻zu呢ne？通tong常chang用yong於yu電dian池chi包bao預yu充chong電dian阻zu的de方fang案an有you如ru下xia幾ji種zhong選xuan擇ze，我wo們men先xian來lai比bi較jiao一yi下xia不bu同tong類lei型xing電dian阻zu的de特te性xing。

 

 

通tong過guo比bi較jiao，我wo們men可ke以yi看kan到dao，實shi芯xin陶tao瓷ci電dian阻zu在zai性xing能neng上shang非fei常chang適shi用yong於yu預yu充chong電dian和he泄xie放fang的de應ying用yong。盡jin管guan它ta體ti積ji小xiao，但dan由you於yu是shi實shi芯xin陶tao瓷ci結jie構gou，相xiang對dui於yu繞rao線xian電dian阻zu的de電dian阻zu絲si，有you更geng高gao的de比bi熱re容rong和he質zhi量liang，可ke以yi在zai短duan時shi間jian內nei吸xi收shou極ji高gao的de能neng量liang， 而且沒有寄生電感，反應時間非常快。美國製造商KANTHAL是陶瓷實芯電阻行業的領導者，下麵是這款KANTHAL電阻的一些具體參數。

 

 

依據上麵的參數，結合上述實例的需求
，如果是單個脈衝，一個252AEC的電阻就可滿足
，如果是連續脈衝，需2個253AEC並聯或串聯使用。 除此之外，我們還根據市場需求研發了其他封裝類型的預充電阻，如下圖所示。

 

基於實芯陶瓷電阻開發的預充電阻HECR係列

 

最zui近jin，我wo們men時shi常chang會hui接jie觸chu到dao一yi些xie在zai電dian池chi包bao中zhong用yong鋁lv殼ke繞rao線xian電dian阻zu做zuo預yu充chong電dian阻zu的de產chan品pin，在zai其qi測ce試shi和he使shi用yong中zhong出chu現xian嚴yan重zhong失shi效xiao甚shen至zhi電dian阻zu爆bao炸zha的de案an例li。基ji於yu此ci現xian狀zhuang就jiu有you了le本ben文wen的de討tao論lun，希xi望wang可ke以yi為wei讀du者zhe提ti供gong在zai該gai應ying用yong領ling域yu關guan於yu電dian阻zu選xuan型xing的de有you用yong信xin息xi。

 

 

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