新能源汽車預(yù)充電阻詳解
新能源電動汽車經(jīng)過了近10年的發(fā)展,已經(jīng)形成了一些技術(shù)的積淀。電動汽車零部件的設(shè)計、元器件的選型匹配都有著很大的學(xué)問,其中預(yù)充回路中預(yù)充電阻的設(shè)計便需要考慮很多條件和工況。預(yù)充電阻的選型決定了整車預(yù)充時間的快慢、預(yù)充電電阻所占空間的大小、整車高壓電安全、可靠性、穩(wěn)定性。
一、預(yù)充電阻的概念
預(yù)充電阻是在整車高壓上電初期對電容進(jìn)行緩慢充電的電阻,如果沒有預(yù)充電阻,充電電流過大會擊穿電容。高壓電直接加在電容上,相當(dāng)于瞬間短路,過大的短路電流會損壞高壓電氣元件。所以,設(shè)計回路時計入預(yù)充電阻確保電路安全。預(yù)充電阻的類型有鋁殼電阻(又稱黃金電阻)、熱敏電阻(PTC電阻)、功率電阻、水泥電阻(陶瓷電阻),目前通常使用的是鋁殼電阻。
二、預(yù)充電阻所在的回路
電動汽車中高壓電路中有兩處用到預(yù)充電阻,分別是電機(jī)控制器預(yù)充回路、高壓附件預(yù)充回路。電機(jī)控制器(逆變電路)中有較大的電容,搜易需要進(jìn)行預(yù)充,控制電容充電電流。高壓附件中一般還有DCDC(直流轉(zhuǎn)換器)、OBC(車載充電機(jī))、PDU(高壓配電盒)、油泵、水泵、AC(空調(diào)壓縮機(jī))等零部件,零部件內(nèi)部也會有大電容,所以需要進(jìn)行預(yù)充。
三、預(yù)充電阻的設(shè)計
預(yù)充電阻R、預(yù)充時間T、所需預(yù)充的電容C,則預(yù)充時間一般為3~5倍的RC,預(yù)充時間一般為毫秒級別的。所以說預(yù)充可以很快完成,并不會影響整車上電的控制策略。預(yù)充是否完成的判斷條件為是否達(dá)到動力電池電壓的90%(通常如此)。在預(yù)充電阻選型時主要應(yīng)該考慮以下幾個條件:動力電池電壓、接觸器額定電流、電容C值、最高環(huán)境溫度、電阻的溫升、預(yù)充后的電壓、預(yù)充時間、絕緣電阻值、脈沖能量。脈沖能量的計算公式是脈沖電壓的平方與點電容C值乘積的一半。如果是連續(xù)脈沖,那么總能量應(yīng)該是所有脈沖能量的和。
四、總結(jié)
根據(jù)實際設(shè)計驗證發(fā)現(xiàn):陶瓷電阻比較實用預(yù)充電、放電等要求。它擁有較高的比熱容,可以在短時間內(nèi)吸收預(yù)充時較高的能量。