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

您將學到什么：

什么是預充電電路，它起什么作用？

預充電電路的基本元件。

一些基本的最佳實踐以及在哪里可以找到更多信息。

在較高電壓下運行的系統(tǒng)中，一個常見的挑戰(zhàn)發(fā)生在初始上電期間，即所謂的“浪涌”電流，特別是當電路中有一個重要的電容負載時（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問題的影響，因為它們經(jīng)常每天關閉然后打開多次，重復浪涌電流的循環(huán)。節(jié)能還可以要求在沒有即時電力需求時關閉電源，這需要更多的電力重新應用。

預充電提高了電動汽車的安全水平

管理此問題的標準方法是預充電。其目標是保護電氣和電子元件免受損壞，并確保車輛及其系統(tǒng)長期無故障運行。通過保持系統(tǒng)按預期運行，預充電還有一個額外的好處，即降低與電力相關的安全隱患的可能性，例如火災或電擊。

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

EAK預充電阻器

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

雖然方法有很多變化，但 EV 電機控制器通常包括一個電容器和一個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，容易受到電弧和點蝕的影響，就像早期內燃機中的舊機電“點”一樣。

預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，與預充電需求相關的具體問題包括：

當保險絲可能因電流浪涌而熔斷時。

當接觸器可能被電流浪涌損壞時。

當電池單元的額定值不能處理浪涌電流時。

當電容器可能被浪涌電流損壞時。

預充電組件和實施

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

預充電電路通常由一個單獨的、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。預充電電阻器的技術范圍從陶瓷和碳到擠壓鋁和薄膜。

預充電有兩種口味。一些設計人員實現(xiàn)了相對復雜的預充電，作為上電序列的一部分。當功耗不那么重要時，將始終保持預充電。

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

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

一個常見且可能的故障點仍然是電阻器，它可能會因頻繁循環(huán)或未能達到預期的預充電點而過熱，從而導致長時間或重復運行。這可以通過計算和限制特定時間段內的周期，或者通過監(jiān)控和限制“開啟”時間來避免。當然，散熱（散熱器）也可以幫助解決這個常見的故障點。

除了使用機電接觸器的預充電電路外，基于半導體的預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既強大又便宜，足以發(fā)揮作用。這項技術似乎最終也會出現(xiàn)在大型電動汽車中。

審核編輯 黃宇