电池系统高压预充电简化说明及注

1、电池管理系统高压预充电简化说明及注电池管理系统高压预充电简化说明及注意事项1.正常预充电原理简述1.1为什么要预充电？如图1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，主继电器K+、K-直接与C接通，此时电池电压VB有300V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20m按根据欧姆定律，回路电阻按20mQ计算，VB和VC压差按300V计算，瞬间电流1=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

2、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AV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。1 / 5电池管理系统高压预充电简化说明及注2 / 5图1正常预充电简化示意图电池管理系统高压预充电简化说明及注1 .2要点

3、为什么叫预充电？这里的充电就是电池组对负载的充电。因此，预充电是电箱和外部负载共同作用的。外部负载的状况会影响预充电进程，有两种异常情况：a）负载开路导致假预充电完成。比如说负教线未接，或负载上还有一级继电器处于断开状态（比如吉工大的电机端预充电路），此时，BMS通过输出口检测到的VC不是真正的负载电容上电压，而是电池组的开路电压（OCV）,马上得到虚假的VC=VB的信息，可能导致预充电结束，直接接通主继电器，但因为输出开路，并无危险。但是如果此时负载突然加上,因为预充电已结束，没有预充电路的电阻R限制电流，将会产生超大电流，损害线路或继电器。因此，在一般的预充电策略中，一上电就完成的可以判为

4、故障，但会导致一直不接通，后续无法进行。b）负载因故障一直有短路或较小阻性负载，会导致预充电过程中VC始终上不去（电压始终降在预充电电阻R上），不仅导致预充电路过热，还会导致预充电失败，后续主继电器不接通，无法继续工作。2 .电池端和电机负载端都有预充电情况如图2所示，如果电池箱先上电，负载继电器后上电，电池箱就完成一次时间极短的假预充。若BMS此时也判断为正常而接通K+也无妨，让负载级预充电再工作一次也能达到相同效果。但如果BMS设计成判断假预充为异常而终止，则负载级将永远无电。现有系统是按前者设计的，它也有弊端，要是后级预充电不正常，则BMS无法保护继电器。如果先上负载电，负载预充电也很快

5、接通，再上电池箱供电，电池箱可以正常完成预充电。但是，如果几乎同时上电，则它们的采样判断会互相影响，两级预充电同时工作时:BMS预充电采样的电压不是电容C的真实电压VC,而是加上后级预充电阻RM上电压，会提前结束预充电，而后级负载预充电采样的电池电压VB也不是真正的VB,是比VB低了预充电电阻R的压降部分，也是压差较小提前结束，导致预充电切换到主电路时电流偏大。KM-T-ZT-T图2负载端有一级预充电情况3 .应避免的异常操作解析综上，预充电是BMS和负载相互作用的。在负载也有预充电情况下，请注意几点：1 .电池箱和电机部分，一定要错时上电(或依靠程序通讯协议错时)。2 .错时上电时，总是让执

6、行预充电的部分后上电。3 .同时下电没关系。但是，如果只对无预充电功能部分单独下电并再次上电，将是非常危险的！例如：当时你们在吉工大测试时，电箱BMS预充功能已禁止，而单独对电池箱下电，过一阵后再次上电，新换上的一只继电器乂粘住了！原因在于，此时电机主继电器已闭合，预充电功能不起作用，而电箱下电导致无电输出，负载电容C上的电压被电机用光，此时再让BMS直接上电，必然有超大电流冲击。至于哪里的继电器容易坏，除了松下和泰科继电器本身差异外，后面接通有抖动的更吃亏(先接通的已稳定)。同样，如果电机负载部分无预充，那一定要让它先上电，如果让它后上电，也是有问题的。有人提出判断条件加严，但如果不明就里，

7、则会导致不能接通，只会报警。4、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；VI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。贝力Vt="VO"+(Vl-VO)*l-exp(-t/RC)或，t=RC*Ln(Vl-VO)/(Vl-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"*l-exp(-t/RC)再如，初始电压为E的电容C通过R放电VO=E,V1=O,故放到t时刻电容上的电压为：Vt="E"*exp(-t/RC)3 / 5电池管理系统高压预充电简化说明及注乂如，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=