新能源比亞迪汽車系統(tǒng)預充電阻的選型及步驟分析
新能源比亞迪汽車在中國得到迅猛發(fā)展。由于其高效、節(jié)能、低噪聲、無污染等特點,它已成為國內外汽車工業(yè)發(fā)展的新趨勢。雖然應用在新能源汽車上的電源、驅動以及控制系統(tǒng)在理論上與工業(yè)中的應用沒有太大區(qū)別,但由于汽車在不同工況環(huán)境下對安全性、穩(wěn)定性、可靠性等方面都有極高要求,這就使得電動汽車在電路設計和所使用的元器件選型上要做更加全面和認真的考量。作為電動汽車動力部分的電池管理系統(tǒng),它的安全性、可靠性、穩(wěn)定性無疑是整車性能的關鍵。本文針對電池管理系統(tǒng)中電阻" target="_blank">預充電阻的選型作以下分析和討論。
什么是預充電阻?簡單的說就是上電初期電源要向電容充電,如果不加以限制,充電電流過大,會對繼電器、整流器件和待充電容造成較大沖擊,所以用電阻限流,這里用到的電阻就是預充電電阻。
新能源比亞迪汽車的電池管理系統(tǒng)都會涉及高壓預充環(huán)節(jié),這是因為電機控制器(就是我們常說的逆變器)都帶有較大的母線電容。冷態(tài)啟動無預充電情況下,如主繼電器直接接通,電池高壓將直接加載到空的母線電容上,相當于瞬間短路,極大的瞬間電流會損壞繼電器。加入預充電阻后,通過預充電回路先將母線電容進行預充電,這樣主電路接通時的電流就可以控制在安全的范圍內,確保系統(tǒng)正常運行。
我們可以從以上介紹了解到,預充電電阻是電池管理系統(tǒng)中不可或缺而且十分關鍵的器件。那么針對此應用我們應該如何分析及如何選擇合適的電阻呢?
在電阻選型前,我們首先要清楚地了解使用工況及參數(shù)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(huán)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。單次脈沖還是連續(xù)脈沖?如果是連續(xù)脈沖,電阻能抵抗連續(xù)脈沖的次數(shù)和脈沖的間隔時間分別是?電池被濫用時,要求電阻保持正常工作狀態(tài)持續(xù)的時間。
在了解了詳細工況和參數(shù)后就需要做一些基本的計算。通常情況下預充電被要求在500ms內完成,在這么短的時間內,電流通過電阻絲或電阻體所產生的高熱量來不及被電阻的骨架吸收,電阻絲或電阻體本身將不得不承擔絕大部分脈沖的能量。所以我們要先計算啟動時的脈沖能量,然后再選擇合適的電阻方案。
如果是連續(xù)脈沖,當脈沖的間隔時間很短(比如小于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沖能量。基于以上計算,接下來如何選擇合適的電阻呢?通常用于電池包預充電阻的方案有如下幾種選擇,我們先來比較一下不同類型電阻的特性。