說一說預(yù)充電路與預(yù)充電阻（上）

“最近思考了很多，也不曉得有道理沒，既然想不明白，那就先按照老樣子做下去。”

這一篇說一說BMS外部的預(yù)充電路和預(yù)充電阻。大家可能也很熟悉這一塊，相關(guān)的書籍或者文章也很多，那我寫本文還有哪些意義呢？嗯嗯，至少對自己是一個總結(jié)與思考的歷程，可以重新分辨其中的一些事情的對錯。

上圖是電池系統(tǒng)內(nèi)部簡圖，它里面包括了預(yù)充電路，其中R是預(yù)充電阻，K1是預(yù)充繼電器，C是母線電容。母線電容一般就是指電機(jī)控制器的輸入電容（因?yàn)樗畲?，而DCDC的輸入電容很小，幾十uF），大概要到600uF上下，根據(jù)負(fù)載來選定。

首先回答一個問題，為什么要進(jìn)行預(yù)充呢？

第一個大家都知道，是為了保護(hù)主正、負(fù)繼電器不會因?yàn)檫^流產(chǎn)熱而粘連損壞。因?yàn)閷?dǎo)通瞬間，電容相當(dāng)于短路，回路中銅排與繼電器的阻抗又很小，所以會有一個大電流。

除了這個，還有的說法是為了保護(hù)母線電容和電池，這個就留給大家自己去思考尋找答案了。

接著再介紹一下電容充電的相關(guān)參數(shù)計(jì)算，參照下圖，其實(shí)簡單，公式都是現(xiàn)成的。

電容的充電公式如下（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）：這個公式用來計(jì)算需要的預(yù)充電阻阻值。

在電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，電池的總電壓、負(fù)載電容C、和要求的預(yù)充時間t都是已經(jīng)定義好的，將它們帶入上式，可以得到預(yù)充電阻的阻值R。其中，Ut代表經(jīng)過預(yù)充時間t后，電容兩端到達(dá)的充電電壓值。當(dāng)經(jīng)過預(yù)充時間t后，就會閉合主正繼電器；一般要求Ut≥95％＊Us，還有的不是以百分比來判定，而是以二者的電壓差值來判定，例如經(jīng)過預(yù)充時間t后，要求Us－Ut≤10V；Ut的值也是經(jīng)過仔細(xì)計(jì)算選取的，這個可以在后面繼電器選型里面討論（到處挖坑哈，以后慢慢填）。

接下來討論預(yù)充電阻功率選取問題。

預(yù)充電阻功率的選取格外重要，很多常見的預(yù)充電阻損壞案例就是由于功率選擇不合適造成的；但功率的選取又一直是個難題，并不是本身難，而是因?yàn)橛布こ處熖α?，天天被瑣碎的事情弄得焦頭爛額，根本沒有心情沉下來去思考，我也是這樣。

預(yù)充電阻所處的場景是瞬態(tài)脈沖充電的過程，而不是一個穩(wěn)態(tài)的過程，一般時間持續(xù)0．5s左右就結(jié)束了。在這么短的時間內(nèi)，電阻內(nèi)部產(chǎn)生的熱量是來不及散出去的，熱量完全聚集在電阻絲上面，所以它的功率的選型依據(jù)是由預(yù)充電阻的最大脈沖功率來決定的，而不是穩(wěn)態(tài)功率。

預(yù)充電阻上瞬態(tài)電壓脈沖有以下幾種（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)），我們第一個工作是把這些不規(guī)則的波形轉(zhuǎn)換成矩形波，轉(zhuǎn)換方法具體見圖中標(biāo)識的虛線矩形波，其中峰值電壓Vp是沒有變化的（矩形波的轉(zhuǎn)換方法并不統(tǒng)一，可從廠家處獲取）。

上圖里面的尖形波與預(yù)充電阻上的電壓波形是相似的；轉(zhuǎn)換之后，我們即可得到單脈沖的持續(xù)時間t1和峰值功率Ppeak。然后再參照預(yù)充電阻廠家推薦的最大單脈沖峰值功率表（如下圖，圖片來自于網(wǎng)絡(luò)），并按照一定比例去降額（例如Ppeak≤0．5＊Pmax），來驗(yàn)證選取的電阻是否合適。

上面是單個脈沖的場景，還有一種是連續(xù)幾個脈沖的場景：即somebody反復(fù)進(jìn)行整車上下電，連續(xù)去預(yù)充，這樣就比較坑了。此時產(chǎn)生的熱量比單脈沖更大，而且間隔時間上面并不規(guī)律，散熱情況不好估計(jì)，所以保守計(jì)算可以按照單脈沖的幾倍最大功率去選型。還有就是溫度的降額，就不細(xì)說了。

總結(jié)：

這篇大多是理論介紹，比較無趣，但又一定要深入了解，要不心里沒有底氣；下一篇具體拿一個實(shí)例去計(jì)算，驗(yàn)證一下理論；然后再說說預(yù)充電阻的分類等，介紹一下預(yù)充電路等相關(guān)周邊的問題。所有內(nèi)容，僅供參考。