你的位置:首頁(yè) > 電路保護(hù) > 正文

分析電機(jī)控制器為何要預(yù)充電電路及電路設(shè)計(jì)、失效

發(fā)布時(shí)間:2021-07-26 來(lái)源:新能源線束linker 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】電動(dòng)汽車(chē)預(yù)充電路的主要作用是給電機(jī)控制器(即逆變器)的大電容進(jìn)行充電,以減少接觸器接觸時(shí)火花拉弧,降低沖擊,增加安全性。
 
電機(jī)控制器為什么要預(yù)充電電路 ?
電動(dòng)汽車(chē)預(yù)充電路的主要作用是給電機(jī)控制器(即逆變器)的大電容進(jìn)行充電,以減少接觸器接觸時(shí)火花拉弧,降低沖擊,增加安全性。我們知道,電容并聯(lián)在電源兩端的時(shí)候,當(dāng)電源接通瞬間,電容兩端的電壓不會(huì)突變,而電容兩端的電流會(huì)突變。如果沒(méi)有預(yù)充電路,那接觸器會(huì)因?yàn)榇箅娏靼l(fā)生粘連或損壞,影響電機(jī)控制器的安全性和可靠性。
 
分析電機(jī)控制器為何要預(yù)充電電路及電路設(shè)計(jì)、失效
 
以上圖為例,假如無(wú)預(yù)充電路,整車(chē)動(dòng)力電池系統(tǒng)由9并102串磷酸鐵鋰電芯串聯(lián)組成.電芯規(guī)格(3.2V 6.5Ah),蓄電池電壓326.4V,負(fù)載電容C電壓接近0,K+、K-閉合,相當(dāng)于瞬間短路,負(fù)載電阻僅僅是導(dǎo)線和繼電器觸點(diǎn)的電阻,一般遠(yuǎn)小于20毫歐。根據(jù)歐姆定律,K+、K-閉合瞬間電流I=326.4/0.02=16320A,繼電器K+、K-必?fù)p壞。
預(yù)充電路設(shè)計(jì)為了避免繼電器K+、K-損壞,加人預(yù)充電過(guò)程,與沖擊電器Kp,和預(yù)充R構(gòu)成了預(yù)充電回路,在高壓上電時(shí),預(yù)充電回路先接通.負(fù)載電容C上的電壓Uc逐漸升高,預(yù)充電電流I =(Ub一Uc)/R越來(lái)越小,當(dāng)接近動(dòng)力電池電壓90%時(shí),切斷預(yù)充電繼電器Kp,接通主繼電器K+。
 
分析電機(jī)控制器為何要預(yù)充電電路及電路設(shè)計(jì)、失效
 
通常選擇預(yù)充電阻范圍為20~100Ω,假如選用R=25Ω。在預(yù)充繼電器接通一瞬間,最大電流Ip=326.4/25=13.056A。此時(shí),選擇預(yù)充繼電器容量15A.預(yù)充電回路安全。
預(yù)充電路失效分析通過(guò)監(jiān)測(cè)預(yù)充過(guò)程中Uc、Ip的變化,檢測(cè)預(yù)充過(guò)程是否成功,是否有故障發(fā)生以及故障類型。
1)電壓Uc增長(zhǎng)速度慢于預(yù)期、Ip增長(zhǎng)速度大于預(yù)期
故障1:絕緣故障。負(fù)載因故障有短路或較小阻性負(fù)載,如電容被擊穿等,會(huì)導(dǎo)致預(yù)充電過(guò)程中Uc始終上不去。此時(shí)電流過(guò)大.預(yù)充電電阻放熱量增大,會(huì)燒毀電阻,同時(shí)導(dǎo)致預(yù)充電過(guò)程失敗,主繼電器不能接通,整車(chē)高壓無(wú)法正常工作。此時(shí),預(yù)充回路電流可能會(huì)流人整車(chē)低壓電氣網(wǎng)絡(luò),存在與乘員直接接觸的隱患,故而在已確定故障情況下.應(yīng)迅速斷開(kāi)預(yù)充電回路。
 
故障2:RC變大。在設(shè)計(jì)或安裝過(guò)程中,失誤會(huì)造成匹配不當(dāng);在使用中,因時(shí)間、環(huán)境等因素造成電容的電極腐蝕、電介質(zhì)電老化與熱老化、自愈效應(yīng)等失效,影響C的參數(shù)變化;線與線及線與電極的接觸電阻增大會(huì)造成R值變化。
 
2)電壓Uc增長(zhǎng)速度快于預(yù)期、Ip增長(zhǎng)速度大于預(yù)期故障1:斷路、開(kāi)路。負(fù)載開(kāi)路導(dǎo)致假預(yù)充電完成??赡艿脑蛴胸?fù)載未接線或者電容因故障斷路,如引出線與電極接觸表面氧化、接觸不良,造成低電平開(kāi)路;液體電解質(zhì)干涸或凍結(jié)等。此時(shí),BMS通過(guò)輸出El檢測(cè)到的Uc不是真正負(fù)載電容上的電壓,而是蓄電池組的開(kāi)路電壓(OCV),馬上得到虛假的Uc=Ub的信息,可能導(dǎo)致預(yù)充電結(jié)束,但因?yàn)檩敵鲩_(kāi)路,并無(wú)危險(xiǎn)。但是,如果此時(shí)負(fù)載突然加上,因?yàn)轭A(yù)充電已結(jié)束,沒(méi)有預(yù)充電路的電阻R限制電流.將會(huì)產(chǎn)生超大電流,損害線路或繼電器。因此,在一般的預(yù)充電策略中,一上電就完成的可以判為故障,后續(xù)禁止進(jìn)行。此種情況下可通過(guò)查詢預(yù)充電回路導(dǎo)通情況確定問(wèn)題。
故障2:RC變小。在設(shè)計(jì)或安裝過(guò)程中.失誤會(huì)造成匹配不當(dāng):電容在使用過(guò)程中隨著銀離子遷移、電介質(zhì)分子結(jié)構(gòu)改變、在高濕度或低氣壓環(huán)境中極間飛弧等原因造成C的參數(shù)值變?。绊戭A(yù)充結(jié)果。
 
為避免預(yù)充電失效情況發(fā)生,在各元件選取時(shí),應(yīng)首先選用汽車(chē)級(jí)產(chǎn)品,工業(yè)級(jí)產(chǎn)品不適用;某些易絕緣失效、易碰觸部位應(yīng)在已有絕緣保護(hù)的前提下,添加額外保護(hù)措施,減少磨損以及人為原因?qū)﹄娐吩斐傻膿p害,降低故障發(fā)生率。
 
下方是改變RC值和絕緣特性,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證條件下得出來(lái)的Uc值

 
分析電機(jī)控制器為何要預(yù)充電電路及電路設(shè)計(jì)、失效
 
(來(lái)源:新能源線束linker)
 
免責(zé)聲明:本文為轉(zhuǎn)載文章,轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息,版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問(wèn)題,請(qǐng)電話或者郵箱聯(lián)系小編進(jìn)行侵刪。
 
 
推薦閱讀:
借助自適應(yīng)模塊化系統(tǒng) (SOM)加速邊緣創(chuàng)新
用于智能標(biāo)簽的運(yùn)動(dòng)感知薄型低功耗藍(lán)牙信標(biāo)解決方案
如何實(shí)現(xiàn)模擬電源的數(shù)字管理?
4D成像雷達(dá)軟硬兼施,性能變本加厲
威剛工控領(lǐng)先推出112層BiCS5 3D NAND固態(tài)硬盤(pán)
要采購(gòu)繼電器么,點(diǎn)這里了解一下價(jià)格!
特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書(shū)下載更多>>
熱門(mén)搜索
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉