电动汽车预充电路的作用

直流母线要有(必须有)预充电电路，那是因为直流母线上有大电容存在的。我们知道，电容并联在电源两端的时候，当电源接通瞬间，电容两端的电压不会突变，而电容两端的电流会突变。刚接通电源瞬间，电容器两端相当于短路，这是电容器的工作原理所决定的。此时如果没有与充电电路，那整流器的管子就炸了。预充电电路在这里起到了限制电源接通瞬间对电容器充电电流的作用，以保护整流器的元件不会因电容器瞬间的短路电流而损坏。

以下是几点说明：

1、电机控制器主电路充电电阻的作用是抑制上电的冲击电流，该冲击电流的最大值为：I=540/R(540V为380V变频器的直流母线正常电压)，所以很母线I要小于变频器的输入额定电流。所以R的最小值就确定了。随著电容的电压逐渐上升，充电电流将逐步减小直到为理论0。

2、充电电路就是一个RC，所以RC时间常数不要太长，过长的RC时间将导致充电电流下降缓慢，从而导致电阻的平均功率较大，产生不必要的损耗和过长的上电时间。一般按90-95％的额定母线电压所需时间计算RC时间常数，由于这里写公式不太方便，我就不介绍了，请参考电路基础。一般充电时间和变频器大小有很大的关系，但一般在1-3s内完成充电比较合适。小功率可以时间短一点，大功率时间适当放长

3、功率可有积分算出(I平方×R),大功率一般都是几百瓦的样子

4、注意选择该电阻时，必须查看最大冲击功率是否满足要求，否则该电阻容易损坏变频器中有很大的电容，上电初期要向电容充电，如果不加以限制，充电电流过大，对电源，整流原件造成很大冲击，所以用电阻限流。

1．正常预充电原理简述

1．1为什么要预充电？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，主继电器K+、K-直接与C接通，此时电池电压VB有50V以上高压，而负载电容C上电压接近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K+及K-必损坏无疑。加入预充电过程，K+先断开，让阻抗较大的Kp和R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。VB与VC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VC越来越高(预充电电流Ip越来越小)，当接近电池电压VB时(图中的ΔV足够小)，这时，切断预充电，接通主继电器K+，不再有大电流冲击。因为I=(VB-VC)/R，此时VB-VC很小，所以电流小。

2、电容充电时间：电容充电放电时间计算公式设，V0为电容上的初始电压值；V1为电容最终可充到或放到的电压值；Vt为t时刻电容上的电压值。则，Vt="V0"+(V1-V0)*[1-exp(-t/RC)]或，t=RC*Ln[(V1-V0)/(V1-Vt)]例如，电压为E的电池通过R向初值为0的电容C充电V0=0，V1=E，故充到t时刻电容上的电压为：Vt="E"*[1-exp(-t/RC)]再如，初始电压为E的电容C通过R放电V0=E，V1=0，故放到t时刻电容上的电压为：Vt="E"*exp(-t/RC)又如，初值为1/3Vcc的电容C通过R充电，充电终值为Vcc，问充到2/3Vcc需要的时间是多少？V0=Vcc/3，V1=Vcc,Vt=2*Vcc/3，故t="RC"*Ln[(1-1/3)/(1-2/3)]=RC*Ln2=0.693RC注：以上exp()表示以e为底的指数函数；Ln()是e为底的对数函数