電動汽車電源電路的預(yù)充電是確保組件使用壽命和可靠性的最佳方法之一，同時(shí)還可以建立更安全的操作。

您將學(xué)到什么：

什么是預(yù)充電電路，它起什么作用？

預(yù)充電電路的基本元件。

一些基本的最佳實(shí)踐以及在哪里可以找到更多信息。

在較高電壓下運(yùn)行的系統(tǒng)中，一個(gè)常見的挑戰(zhàn)發(fā)生在初始上電期間，即所謂的“浪涌”電流，特別是當(dāng)電路中有一個(gè)重要的電容負(fù)載時(shí)（盡管考慮和理解電阻和電感問題也很重要）。

如果不以某種方式管理，浪涌電流可能會損壞或至少對組件造成壓力。這種基本情況在現(xiàn)代電動汽車 （EV） 中很常見，這些電動汽車通常以 400 V 工作，有些現(xiàn)在以 800 V 工作。

電動汽車特別容易受到這個(gè)問題的影響，因?yàn)樗鼈兘?jīng)常每天關(guān)閉然后打開多次，重復(fù)浪涌電流的循環(huán)。節(jié)能還可以要求在沒有即時(shí)電力需求時(shí)關(guān)閉電源，這需要更多的電力重新應(yīng)用。

預(yù)充電提高了電動汽車的安全水平

管理此問題的標(biāo)準(zhǔn)方法是預(yù)充電。其目標(biāo)是保護(hù)電氣和電子元件免受損壞，并確保車輛及其系統(tǒng)長期無故障運(yùn)行。通過保持系統(tǒng)按預(yù)期運(yùn)行，預(yù)充電還有一個(gè)額外的好處，即降低與電力相關(guān)的安全隱患的可能性，例如火災(zāi)或電擊。

例如，即使是由于故障情況引起的電弧也可以通過預(yù)充電來減少。此外，預(yù)充電可以確保更好的診斷環(huán)境，從而可以在問題變成災(zāi)難性并造成更嚴(yán)重的損害之前檢測到問題。即使是斷路器等保護(hù)裝置，也可以通過實(shí)施預(yù)充電來防止跳閘，這僅僅是因?yàn)橄蛳到y(tǒng)通電。

EAK預(yù)充電阻器

與沒有預(yù)充電的系統(tǒng)不同，在預(yù)充電過程中，系統(tǒng)電壓以可控的方式相對緩慢地上升。當(dāng)電壓上升到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，不再需要預(yù)充電。它可以從電路中取出，通常通過一些自動方法。這通常設(shè)計(jì)為在主電路達(dá)到設(shè)計(jì)工作電壓的 90% 至 95% 時(shí)發(fā)生。

雖然方法有很多變化，但 EV 電機(jī)控制器通常包括一個(gè)電容器和一個(gè)稱為接觸器的大電流繼電器，該繼電器可以用作緊急斷開，并在不使用時(shí)禁用系統(tǒng)。接觸器在經(jīng)歷涉及高壓電池供電的占空比時(shí)，容易受到電弧和點(diǎn)蝕的影響，就像早期內(nèi)燃機(jī)中的舊機(jī)電“點(diǎn)”一樣。

預(yù)充電通過向電路中的電容器施加電流來解決這一挑戰(zhàn)。

一般來說，與預(yù)充電需求相關(guān)的具體問題包括：

當(dāng)保險(xiǎn)絲可能因電流浪涌而熔斷時(shí)。

當(dāng)接觸器可能被電流浪涌損壞時(shí)。

當(dāng)電池單元的額定值不能處理浪涌電流時(shí)。

當(dāng)電容器可能被浪涌電流損壞時(shí)。

預(yù)充電組件和實(shí)施

并聯(lián)和串聯(lián)電路構(gòu)成預(yù)充電。與主接觸器并聯(lián)的是預(yù)充電電路，通常是與電阻器串聯(lián)的較小接觸器。

預(yù)充電電路通常由一個(gè)單獨(dú)的、較小的接觸器組成，該接觸器與電阻器串聯(lián)。然后，這兩個(gè)元件與主接觸器并聯(lián)，通常沿正極連接。電阻器的作用是使電容器的充電更加平緩。預(yù)充電電阻器的技術(shù)范圍從陶瓷和碳到擠壓鋁和薄膜。

預(yù)充電有兩種口味。一些設(shè)計(jì)人員實(shí)現(xiàn)了相對復(fù)雜的預(yù)充電，作為上電序列的一部分。當(dāng)功耗不那么重要時(shí)，將始終保持預(yù)充電。

更復(fù)雜的系統(tǒng)將預(yù)充電作為啟動序列的一部分，并將主接觸器閉合，直到檢測到預(yù)充電電壓水平足夠高。

預(yù)充電組件的額定電壓必須與電池相同。當(dāng)前的要求更為復(fù)雜。短暫的峰值電流比延長的載流能力更關(guān)鍵。例如，電阻器必須處理峰值電流并在預(yù)充電過程開始時(shí)耗散最多的熱能。找到合適的產(chǎn)品意味著深入研究數(shù)據(jù)表。

一個(gè)常見且可能的故障點(diǎn)仍然是電阻器，它可能會因頻繁循環(huán)或未能達(dá)到預(yù)期的預(yù)充電點(diǎn)而過熱，從而導(dǎo)致長時(shí)間或重復(fù)運(yùn)行。這可以通過計(jì)算和限制特定時(shí)間段內(nèi)的周期，或者通過監(jiān)控和限制“開啟”時(shí)間來避免。當(dāng)然，散熱（散熱器）也可以幫助解決這個(gè)常見的故障點(diǎn)。

除了使用機(jī)電接觸器的預(yù)充電電路外，基于半導(dǎo)體的預(yù)充電截止和電流控制也開始出現(xiàn)在較小的兩輪和三輪電動汽車中，這些電動汽車的技術(shù)既強(qiáng)大又便宜，足以發(fā)揮作用。這項(xiàng)技術(shù)似乎最終也會出現(xiàn)在大型電動汽車中。

審核編輯 黃宇