新能源汽车预充电路
电动汽车预充电路优化设计与仿真
0 引言
如今全球石油资源短缺，环境被破坏等能源问题日 益凸显，大力发展新能源汽车已成为汽车行业发展的趋 势，我国电动汽车技术的发展和普及已得到政府的大力 支持。电动汽车在上高压前，整车内部预充回路主要是 针对电机控制器端的大电容进行预充，在动力电池上高 压的瞬间因为电机控制器内部大电容瞬间相当于短路， 大电流会对控制器内部的电路造成损坏，所以需先给控 制器内部大电容进行充电，待电容电压接近动力电池电 压时，再闭合整车主继电器，完成上电过程。
Optimization design and simulation of electric vehicle precharge circuit Abstract: According to the electrical characteristics of electric vehicle precharge circuit, taking pure electric commercial vehicle bus as the research object, the optimization scheme of electric vehicle precharge circuit is put forward. The joint dynamic simulation system of power battery and pure electric commercial vehicle is es原 tablished by using Matlab/Simulink, and the operation characteristics of the precharge circuit at the whole end of the vehicle are simulated after the main and negative contactor of the power battery is closed. The simula原 tion verifies the correctness and feasibility of the proposed method, realizes the optimization of BMS control strategy and reduces the cost of the whole vehicle. Key word：electric vehicle, precharge, dash current, optimization design.
电动汽车高压箱预充电阻计算
电动汽车高压箱预充电阻计算电动汽车高压箱预充电阻计算是为了在电动汽车充电过程中保护电池和控制充电速度。
在进行高压箱充电时，预充电阻起到限制电流的作用，确保电流稳定并防止电池过载。
下面将详细介绍电动汽车高压箱预充电阻的计算方法。
首先，需要了解以下几个参数：1.电压（V）：电池系统电压，通常为400V以上。
2.电池容量（Ah）：电池的储存容量，单位为安时（Ah）。
3.要求的充电时间（T）：电池需要充满的时间，通常为几小时到十几小时。
4.预充电电压（Vp）：预充电电阻抵消的电压，通常为100V左右。
计算步骤如下：1.计算电池的容量（C）：C=电池系统电压（V）x电池容量（Ah）2.计算预充电电阻的阻值（Rp）：Rp=预充电电压（Vp）/预充电电路限制电流（Ip）3.计算预充电电路的限流值（Ip）：Ip=电池容量（Ah）x充电时间（T）4.计算预充电电阻的功率（Pp）：Pp=预充电电压（Vp）x预充电电流（Ip）5.计算预充电电阻的额定功率（Pr）：Pr=预充电电压（Vp）^2/Rp6.计算预充电电阻的额定电流（Ir）：Ir=预充电电压（Vp）/Rp通过以上计算步骤可以得到预充电电阻的阻值（Rp）、功率（Pp）、额定功率（Pr）和额定电流（Ir）。
根据这些参数，可以选择合适的预充电电阻并安装在高压箱的充电回路中。
需要注意的是，预充电电阻的选取需要满足以下条件：1.预充电电阻的功率（Pp）不能过大，以免引起电阻发热过多。
2.预充电电阻的额定电流（Ir）不能过大，以免影响电池的寿命和充电效果。
3.预充电电阻的阻值（Rp）需要根据电池容量和充电时间进行计算，确保在充电开始时电流能够逐渐增加直至达到设计充电电流。
因此，在进行电动汽车高压箱预充电阻计算时，需要综合考虑电池容量、充电时间和预充电电路的限流值，选择合适的预充电电阻参数。
通过合理设置预充电电阻，可以保护电池和控制充电速度，确保电池的安全和寿命。
新能源汽车预充电原理
新能源汽车预充电原理
预充电是指在新能源汽车启动前，将电池组中的电量提前储存一部分，以便在启动后立即提供动力。
预充电可以有效地延长新能源汽车的续
航里程和使用寿命，同时也可以减少对电池组的损伤。
预充电的原理是利用新能源汽车中的DC-DC变换器将高压直流电转换成低压直流电，并通过充电控制器将低压直流电送入电池组中进行储存。
在实际操作中，预充电通常会在新能源汽车停车时进行，以避免
对驾驶员和乘客造成不必要的危险。
预充电具有以下优点：
1. 延长续航里程：预充电可以使新能源汽车启动时立即提供动力，从
而减少启动时所需的能量消耗，延长续航里程。
2. 减少对电池组的损伤：启动时需要大量能量消耗会对电池组造成较
大的负担，而通过预充电可以减少这种负担，从而延长电池组的使用
寿命。
3. 提高安全性：通过预充电可以避免在启动时出现电池组电量不足的
情况，从而提高新能源汽车的安全性。
总之，预充电是一种非常有效的新能源汽车技术，可以提高新能源汽车的续航里程和使用寿命，同时也可以提高新能源汽车的安全性。
新能源汽车预充电原理
新能源汽车预充电原理新能源汽车是当今汽车产业发展的重要方向之一，其采用电力驱动，减少了对传统化石能源的依赖，有利于环保和节能。
预充电技术作为新能源汽车的重要组成部分之一，为其安全性能提供了重要保障。
预充电技术是指在新能源汽车启动之前，提前将电池组内的电压适当提高，以达到更好的启动效果。
预充电的原理是通过控制电路，在新能源汽车启动之前，将电池组内的电压逐渐提高到一定的水平，以达到缓解高电流启动对电池组的冲击，减少车辆启动时的损耗和压力，提高电池组的寿命和稳定性。
预充电技术的实现需要借助预充电控制器。
该控制器的主要作用是控制预充电的启动和停止，并保证预充电期间电池组的电压和电流处于正确的范围内。
预充电控制器的工作原理是在车辆启动前，通过电路控制电池组内的电压逐渐提高到预设的电压，以缓解启动时对电池组的冲击，减少电池组在启动时的损耗和压力。
预充电技术的实用性在于其可以提高新能源汽车启动时的安全性和稳定性。
通过预充电技术，可以减少电池组在高电流启动时的压力和损耗，延长电池组的寿命，并且有效保护电子元器件的稳定性。
此外，预充电技术还可以缓解新能源汽车启动时的对动力系统和牵引系统的冲击，减少车辆启动时对驾驶员的影响，提高驾驶舒适度和安全性。
在实际应用中，预充电技术已经被广泛采用。
在新能源汽车的设计中，预充电技术被视为一项必备技术。
目前，预充电技术已经成为新能源汽车的标配，大大提高了新能源汽车在市场上的竞争力。
预充电技术是新能源汽车不可或缺的安全技术之一。
通过控制电路，预充电技术在新能源汽车启动之前提高电池组的电压，使车辆启动更加稳定和安全。
预充电技术的应用可以有效提高新能源汽车的安全性和稳定性，保护电池组和电子元器件的稳定性，提高驾驶舒适度和安全性，为新能源汽车的发展提供了重要保障。
电动汽车预充电阻的选型方法
• 电动汽车、混合动力汽车的发展已是必然 趋势，预充电管理是法规标准和安全设计 的必然要求。新能源电动汽车高压继电器 和预充电阻的设计过程中，必须应用合理 的检测方式和策略，提高了电动汽车电力 控制器的安全管理，促进新能源汽车行业 尽快推广。
感谢观看
• 根据国家对新能源电动汽车和人体安全标 准的规定可以确定，在660V，3500KG的条 件下：人体的安全电压低于35 V；绝缘电阻 除以蓄电池的额定电压至少应该大于1000 D/V；在上电过程中应该采用预充电过程来
避免高压冲击；预充电管理是新能源汽车
中必不可少的重要环节，以减少接触器接 触时火花拉弧，降低冲击，增加安全性。
• 充电阻选型就是与电动汽车的充电过程息 息相关，为安全性能和成本效益的很好结 合，在选型的过程中要成分了解电动汽车 的电压、电容等要求，此外在选择预充电 阻时还要注意与之相匹配的高压接触器的 型号规格。
• 预充电阻：具有体积小、功率负荷大； 绝 缘性高，采用阻燃无机材料封装，抗震性 好；金属铝壳包装，散热性能好，多种接 线方式，适合散热板安装，可长期在恶恶 劣环境下使用。
• 当无预充电时，主继电器直接与电容接通， 相当于瞬间短路，负载电阻仅仅是导线和 继电器触点的电阻。根据欧姆定律，继电 器必损坏无疑。而当预充电电路工作时， 负载电容C上的电压Uc越来越高，当接近蓄 电池时，切断预充电继电器，接通主继电 器，不再有大电流冲击。从而实现对预充 电电流的大小进行限制，保护设备功率器 件，实现对电动汽车电力系统安全的管理。
电动汽车预充电阻的选型方法
广东奥创电子
• 国家政策的积极推动及能源消耗和环境污 染等方面的问题，让发展高效节能的新能 源电动汽车成为汽车领域的发展趋势。而 关于提高新能源电动汽车动力和安全的研 究更是备受关注。本文将从新能源电动汽 车的充电过程的分析中，为大家分享预充 电阻的主要选型方法。
比亚迪E5车预充失败故障的诊断方法
73由于预充失败导致无法上高压电的故障，在实际汽车维修中经常出现，本文以2019款比亚迪E5车为例，对预充工作原理、预充失败的故障现象、预充失败的故障原因、预充失败故障的诊断方法进行介绍，以期给相关从业人员提供借鉴参考。
1 预充工作原理1.1 预充过程比亚迪E 5车高压部件连接电路如图1所示。
预充过程是指在启动上高压电时，电池管理控制器自检通过后，为了防止动力电池包高压电直接传到高压部件上造成接触器烧毁，电池管理控制器先控制负极接触器和预充接触器吸合，此时动力电池包高压电会先经过预充电阻和预充接触器再到电机控制器（带薄膜电容），从而给薄膜电容充电。
1.2 预充完成在预充过程即动力电池包给薄膜电容充电过程中，当电机控制器检测到薄膜电容两端电压或其母线上的电压与动力电池包的电压相差低于50 V 时，通过CAN 总线向电池管理控制器反馈预充完成信号，电池管理控制器便控制主接触器吸合并断开预充接触器。
所以，在启动上高压电瞬间，预充接触比亚迪E5车预充失败故障的诊断方法海南省技师学院 黄宏华图1 比亚迪E5车高压部件连接电路74器和负极接触器是先闭合，主接触器仍然处于断开状态；待预充完成时，主接触器闭合，预充接触器从闭合再到断开，预充时相关接触器的工作状态见表1所列。
1.3 预充失败在预充过程中，当电机控制器检测到薄膜电容两端电压或其母线上的电压与动力电池包的电压相差超过50 V 时，电机控制器通过CAN 总线向电池管理控制器反馈预充失败信号，电池管理控制器便控制负极接触器、预充接触器断开。
2 预充失败的故障现象预充失败将导致车辆无法上高压电、OK 灯无法正常点亮、仪表提示“请检查动力系统”等。
同时，电池管理控制器报相应的故障代码，故障代码如图2所示，预充状态的数据流为“预充失败”。
3 预充失败的故障原因根据比亚迪E5车高压部件连接电路、预充工作原理分析，导致预充失败的故障原因主要有：动力电池包故障（包括预充电阻故障、预充接触器故障、负极接触器故障、维修开关故障等）；电机控制器故障；其他高压部件故障等。
基于MATLAB的电动汽车预充电路仿真
10.16638/ki.1671-7988.2017.07.004基于MATLAB的电动汽车预充电路仿真姜点双，赵久志，王晓鹏（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽合肥230601）摘要：在纯电动轿车产品设计过程中，电气系统设计直接影响整个车辆的安全性，合理的预充电路对车辆的可靠行驶至关重要。
通过使用MATLAB软件中的电气控制模块，对预充电回路在工作过程进行仿真模拟，并对过程中的电流、电压、能量进行计算，为元器件规格的选择提供指导。
关键词：预充电路；MATLAB；仿真；安全中图分类号：U469.72+2 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2017)07-07-03Simulation of electric car pre-charge circuitry based on MATLABJiang Dianshuang, Zhao Jiuzhi, Wang Xiaopeng( Anhui jianghuai automobile Co., LTD., Anhui Hefei 230601 )Abstract: In the process of product design of electric car, electrical system design has a direct impact on the safety of the whole vehicle. Reliable pre-charge circuitry play a crucial role for the vehicle reliable driving. By using electrical control module in the MA TLAB software, simulation the working process of pre-charge circuitry, and calculate the current, voltage, energy; to provide guidance for the selection of component specifications.Keywords: Pre-charge circuitry; MATLAB; Simulation; SecurityCLC NO.: U469.72+2 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)07-07-03前言随着化石能源不断消耗和环境污染的不断加剧，节能、环保成为各国政府关注的焦点，随着新能源汽车的不断发展，新能源汽车尤其是纯电动汽车越来越受到社会各界的广泛关注。
预充电路的工作原理
预充电路的工作原理预充电是指在电路开关切换之前，通过控制电流的方式将电容器或电池先进行一定的充电，以避免开关瞬间过载并造成损坏。
预充电电路广泛应用于电力电子设备中。
在电容器或电池的充电中，充电电流和电压是关键参数。
对于大尺寸的电容器或电池，没有预充电将导致过度电流和电压短暂飙升。
这可能会导致开关器件失效，从而损坏整个系统。
预充电电路可以确保能够平稳地将电容器充电，并避免电路开关瞬间过载。
预充电电路一般由输出开关管、驱动电路和电阻三部分组成。
在使用预充电电路时，输出开关管起到一个重要的作用。
当系统开始操作时，在电容器或电池上没电的情况下，多数情况下，输出开关管是关闭的。
此时，电容器或电池会直接连接到整个电路中。
如果不采用预充电电路，则在此过程中，电容器或电池上瞬间的电压会骤升到额定值。
而这可能会超出输出开关管的承受范围。
当要进行充电时，预充电电路中的驱动电路会向输出开关管施加一个控制脉冲，将输出开关管开启，然后通过电阻控制输出开关管阻抗的变化，限制电容器或电池的电流和电压。
这意味着只有在电容器或电池充电至一定电压之后，才能将它们连接到电路中。
当要关闭系统时，在给定前，预充电电路会阻止电容器或电池从整个电路中迅速的放电。
预充电电路的作用类似于一个门槛，可以稳定系统中的电压和电流，并防止输出开关管不必要的过载，从而提高系统的可靠性和安全性。
预充电电路常用在电动汽车、UPS电源、电机驱动控制器以及大功率开关模式电源等领域中。
通过预充电电路可以安全地使用各种电池类型，包括铅酸、锂离子、钴酸锂等电池。
需要注意的是，预充电电路中的电阻应在充电完成后立即断开，以避免系统处于通电无用状态，从而节省电能和提高整个系统的效率。
在实际应用中，预充电电路的设计需要考虑许多因素，包括输出开关管的微观材料特性、系统负载类型及参数、电容器或电池的额定电压和电流、驱动电路中控制脉冲的宽度和频率等。
在输出开关管的选型上，应优先考虑其阻抗特性和瞬间过载能力。
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新能源汽车预充电路
一、预充电阻的概念
BMS系统对动力电池内部电芯的电压，温度，母线的绝缘检测合格后，动力电池控制器才接通预充继电器，这时车载动力电池为外部负载所有电容器进行充电，当充电电压与动力电池电压差值为5伏时预充结束，系统控制正极继电器闭合，对外负载上电，正极继电器闭合10毫秒后预充继电器断开，仪表显示OK或ready，上电正常结束预充电阻是在整车高压上电初期对电容进行缓慢充电的电阻，如果没有预充电阻，充电电流过大会击穿电容。
高压电直接加在电容上，相当于瞬间短路，过大的短路电流会损坏高压电气元件。
所以，设计回路时计入预充电阻确保电路安全。
预充电阻的类型有铝壳电阻（又称黄金电阻）、热敏电阻（PTC电阻）、功率电阻、水泥电阻（陶瓷电阻），目前通常使用的是铝壳电阻。
如图所示，电池所带的电机控制器负载，前端都有较大的电容C，在冷态启动时，C上无电荷或只有很低的残留电压，当无预充电时，正极继电器开关、负极继电器开关直接与C接通，此时电池电压V1有50V以上高压，而负载电容C 上V3电压接近0，相当于瞬间短路，负载电阻仅仅是导线和继电器触点的电阻，一般远小于20mΩ。
按根据欧姆定律，回路电阻按20mΩ计算，VB和VC压差按300V计算，瞬间电流I=300/0.02=15000A。
继电器开关必损坏无疑。
加入预充电过程，正极继电器开关先断开，让阻抗较大的预充继电器开关和预充电阻构成的预充电回路先接通，我们一般选择预充电电阻为100到200欧姆，这里我们用的200欧姆。
V1与V3压差仍然按300V计算，在接通一瞬间，流过预充电回路进入电容C的最大电流Ip 300/200=1.5A。
而预充继电器容量是10A，所以预充回路安全。
当预充电电路工作时，负载电容C上的电压V3越来越高(预充电电流Ip越来越小)，当接近电池电压V1时(图中的电压差足够小)，这时，切断预充电，接
通正极继电器开关，不再有大电流冲击。
因为I=(V1-V3)/R，此时V1-V3很小，所以电流小。
二、预充电阻所在的回路
电动汽车中高压电路中有两处用到预充电阻，分别是电机控制器预充回路、高压附件预充回路。
电机控制器（逆变电路）中有较大的电容，所以需要进行预充，控制电容充电电流。
高压附件中一般还有DCDC（直流转换器）、OBC（车载充电机）、PDU（高压配电盒）、油泵、水泵、AC（空调压缩机）等零部件，零部件内部也会有大电容，所以需要进行预充。