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干货常识:新能源汽车中预充电阻的选型和阐发

文章来源:亚博直播苹果版  作者:亚博直播苹果版  发布日期:2020-07-15  浏览次数:760  【打印】  【关闭】   【返回

比来几年,新能源汽车在中国获得迅猛成长。因为其高效、节能、低噪声、无污染等特点,它已成为国表里汽车工业成长的新趋向。固然利用在新能源汽车上的电源、驱动和节制系统在理论上与工业中的利用没有太年夜区分,但因为汽车在分歧工况情况下对平安性、不变性、靠得住性等方面都有极高要求,这就使得电动汽车在电路设计和所利用的元器件选型上要做加倍周全和当真的考量。作为电动汽车动力部门的电池治理系统,它的平安性、靠得住性、不变性无疑是整车机能的要害。本文针对电池治理系统中预充电阻的选型作以下阐发和会商。

甚么是预充电阻?简单的说就是上电早期电源要向电容充电,假如不加以限制,充电电流过年夜,会对继电器、整流器件和待充电容造成较年夜冲击,所以用电阻限流,这里用到的电阻就是预充电电阻。

新能源汽车的电池治理系统城市触及高压预充环节,这是由于机电节制器(就是我们常说的逆变器)都带有较年夜的母线电容。冷态启动无预充电环境下,如主继电器直接接通,电池高压将直接加载到空的母线电容上,相当在刹时短路,极年夜的刹时电流会破坏继电器。插手预充电阻后,经由过程预充电回路先将母线电容进行预充电,如许主电路接通时的电流便可以节制在平安的规模内,确保系统正常运行。

新能源汽车中预充电阻的选型及分析

我们可以从以上介绍领会到,预充电电阻是电池治理系统中不成或缺并且十分要害的器件。那末针对此利用我们应当若何阐发和若何选择适合的电阻呢?

在电阻选型前,我们起首要清晰地领会利用工况和参数要求,归纳以下:

高压电池电源输出电压

继电器的额定电流

母线电容容值

启动时可能的最高情况温度

电阻的温升要求

电容预充所需到达的电压

到达充电电压时所需的时候

单次脉冲仍是持续脉冲?

假如是持续脉冲,电阻能反抗持续脉冲的次数和脉冲的距离时候别离是?

电池被滥用时,要求电阻连结正常工作状况延续的时候

电阻的安装布局和接线体例

绝缘电压的要求

在领会了具体工况和参数后就需要做一些根基的计较。凡是环境下预充电被要求在500ms内完成,在这么短的时候内,电畅通过电阻丝或电阻体所发生的高热量来不和被电阻的骨架接收,电阻丝或电阻体自己将不能不承当绝年夜部门脉冲的能量。所以我们要先计较启动时的脉冲能量,然后再选择适合的电阻方案。

假如是单个脉冲, 能量计较以下:

新能源汽车中预充电阻的选型及分析

假如是持续脉冲,当脉冲的距离时候很短(好比小在1s)时,现实利用中耗散能量的比例很小,我们一般可以用线性积累来计较总的脉冲能量。

新能源汽车中预充电阻的选型及分析

总能量=单个脉冲能量x持续脉冲数目

然后再肯定一下预充电阻的阻值:

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

此中:T=预充电时候

R=预充电阻

C=负载端电容

Vbat=电池包电压

V0=负载端闭合高压前的电压(可暗示为0)

Vpre=预充竣事时负载端电压

一般来讲,Vpre选择为总电压Vbat的90%或95%,这里认为是90%,所以公式可以暗示以下:

T = RC * Ln10

则R = T / (C * Ln10)

实例阐发:若总电压为700V,负载电容C为2000uF,设定预充时候最年夜为300ms,当电容电压到达电源电压95%时,单个脉冲的能量为

E = 1/2CV2=442J

假如是短时候内持续5个脉冲,总的脉冲能量约为

E总=442*5=2210J

预充电阻的阻值为

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

基在以上计较,接下来若何选择适合的电阻呢?凡是用在电池包预充电阻的方案有以下几种选择,我们先来比力一下分歧类型电阻的特征。

新能源汽车中预充电阻的选型及分析

经由过程比力,我们可以看到,实芯陶瓷电阻在机能上很是合用在预充电和泄放的利用。虽然它体积小,但因为是实芯陶瓷布局,相对绕线电阻的电阻丝,有更高的比热容和质量,可以在短时候内接收极高的能量, 并且没有寄生电感,反映时候很是快。美国制造商KANTHAL是陶瓷实芯电阻行业的带领者,下面是这款KANTHAL电阻的一些具体参数。

新能源汽车中预充电阻的选型及分析

新能源汽车中预充电阻的选型及分析

根据上面的参数,连系上述实例的需求,假如是单个脉冲,一个252AEC的电阻便可知足,假如是持续脉冲,需2个253AEC并联或串连利用。 除此以外,我们还按照市场需求研发了其他封装类型的预充电阻,以下图所示。

新能源汽车中预充电阻的选型及分析

基在实芯陶瓷电阻开辟的预充电阻HECR系列

比来,我们经常会接触到一些在电池包顶用铝壳绕线电阻做预充电阻的产物,在其测试和利用中呈现严重掉效乃至电阻爆炸的案例。基在此近况就有了本文的会商,但愿可觉得读者供给在该利用范畴关在电阻选型的有效信息。

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