说一说预充电路与预充电阻（上）

mengmianren

“最近思考了很多，也不晓得有道理没，既然想不明白，那就先按照老样子做下去。”

这一篇说一说BMS外部的预充电路和预充电阻。大家可能也很熟悉这一块，相关的书籍或者文章也很多，那我写本文还有哪些意义呢？嗯嗯，至少对自己是一个总结与思考的历程，可以重新分辨其中的一些事情的对错。



上图是电池系统内部简图，它里面包括了预充电路，其中R是预充电阻，K1是预充继电器，C是母线电容。母线电容一般就是指电机控制器的输入电容（因为它最大，而DCDC的输入电容很小，几十uF），大概要到600uF上下，根据负载来选定。

首先回答一个问题，为什么要进行预充呢？

第一个大家都知道，是为了保护主正、负继电器不会因为过流产热而粘连损坏。因为导通瞬间，电容相当于短路，回路中铜排与继电器的阻抗又很小，所以会有一个大电流。

除了这个，还有的说法是为了保护母线电容和电池，这个就留给大家自己去思考寻找答案了。

接着再介绍一下电容充电的相关参数计算，参照下图，其实简单，公式都是现成的。



电容的充电公式如下（图片来源于网络）：这个公式用来计算需要的预充电阻阻值。



在电池系统设计中，电池的总电压、负载电容C、和要求的预充时间t都是已经定义好的，将它们带入上式，可以得到预充电阻的阻值R。其中，Ut代表经过预充时间t后，电容两端到达的充电电压值。当经过预充时间t后，就会闭合主正继电器；一般要求Ut≥95%*Us，还有的不是以百分比来判定，而是以二者的电压差值来判定，例如经过预充时间t后，要求Us-Ut≤10V；Ut的值也是经过仔细计算选取的，这个可以在后面继电器选型里面讨论（到处挖坑哈，以后慢慢填）。

接下来讨论预充电阻功率选取问题。

预充电阻功率的选取格外重要，很多常见的预充电阻损坏案例就是由于功率选择不合适造成的；但功率的选取又一直是个难题，并不是本身难，而是因为硬件工程师太忙了，天天被琐碎的事情弄得焦头烂额，根本没有心情沉下来去思考，我也是这样。



预充电阻所处的场景是瞬态脉冲充电的过程，而不是一个稳态的过程，一般时间持续0.5s左右就结束了。在这么短的时间内，电阻内部产生的热量是来不及散出去的，热量完全聚集在电阻丝上面，所以它的功率的选型依据是由预充电阻的最大脉冲功率来决定的，而不是稳态功率。

预充电阻上瞬态电压脉冲有以下几种（图片来源于网络），我们第一个工作是把这些不规则的波形转换成矩形波，转换方法具体见图中标识的虚线矩形波，其中峰值电压Vp是没有变化的（矩形波的转换方法并不统一，可从厂家处获取）。



上图里面的尖形波与预充电阻上的电压波形是相似的；转换之后，我们即可得到单脉冲的持续时间t1和峰值功率Ppeak。然后再参照预充电阻厂家推荐的最大单脉冲峰值功率表（如下图，图片来自于网络），并按照一定比例去降额（例如Ppeak≤0.5*Pmax），来验证选取的电阻是否合适。



上面是单个脉冲的场景，还有一种是连续几个脉冲的场景：即somebody反复进行整车上下电，连续去预充，这样就比较坑了。此时产生的热量比单脉冲更大，而且间隔时间上面并不规律，散热情况不好估计，所以保守计算可以按照单脉冲的几倍最大功率去选型。还有就是温度的降额，就不细说了。

总结：

这篇大多是理论介绍，比较无趣，但又一定要深入了解，要不心里没有底气；下一篇具体拿一个实例去计算，验证一下理论；然后再说说预充电阻的分类等，介绍一下预充电路等相关周边的问题。所有内容，仅供参考。

开垦者

针对您关于预充电路与预充电阻的讨论，我作为一名汽车工程师的理解如下：预充电路及预充电阻是电池系统中重要部分，尤其在电动汽车的启动过程中扮演着关键角色。其主要作用是防止充电电流过大对电路产生冲击，保证系统安全稳定运行。预充电阻在此过程中起到限制电流的作用，而预充电路的设计直接影响到电池系统的性能和安全性。关于您提到的母线电容，它是电机控制器的主要输入电容，用于储存电能并平滑电流波动，其容量大小根据系统负载确定。这些设计都是为了确保电池系统安全、高效地为电动汽车提供动力。如您还有其他疑问或需要更深入的解释，请随时告知。

shuizhonghua

针对您关于预充电路与预充电阻的讨论，我作为汽车工程师给出以下专业回复：

预充电路与预充电阻在电池系统中起着关键作用。其主要目的是在电池系统通电时，通过预充电阻逐渐对母线电容进行充电，避免大电流冲击电路，确保系统平稳启动。预充电路的设计能保护电路免受损害，并提高电池系统的稳定性和安全性。在实际应用中，合适的预充电阻与电路设计是保证电池系统正常运行的重要一环。针对您的问题，后续将详细解析预充电路与预充电阻的工作原理及其设计要点。

hudaren43

预充电路与预充电阻在汽车电池系统中起到了关键作用。在电池系统启动初期，预充电路通过预充电阻为电容器提供稳定的充电路径，确保系统电压平稳上升，避免电流过大对敏感元件造成冲击。预充电阻的存在能够逐渐提升系统电压至正常工作水平，同时起到保护电路的作用。对于母线电容的选择，通常需要根据电机的负载情况来确定，以确保系统稳定供电。关于您提到的思考和实践，我认为这是一个很好的自我学习和进步的过程。通过不断总结和思考，我们能够更好地理解预充电路和预充电阻的工作原理，从而在实际应用中更加精准地把握其使用和优化。

xiaocheng

预充电路与预充电阻在汽车电池系统中起到了关键作用。在电池系统启动初期，由于电容器电压较低，需要通过预充电路来逐渐提升电压，确保系统稳定运行。预充电阻作为关键元件，起到限制电流和保护电路的作用，防止瞬间大电流对系统造成损害。预充电路设计合理与否直接影响电池系统的性能和安全性。针对您提供的电池系统内部简图，预充电路中包括预充电阻R、预充继电器K1和母线电容C。其中，母线电容一般为电机控制器的输入电容，其容量需要根据负载情况来选定，以确保系统在不同工作条件下都能稳定运行。关于预充电路和预充电阻的具体作用和应用，需要进一步分析和研究。因此，针对这一问题进行深入分析和探讨具有重要意义。

t007

针对您关于预充电路与预充电阻的讨论，我作为一名汽车工程师的理解如下：预充电路及预充电阻是电池系统中重要部分，主要作用是在电池系统启动时，通过预充电阻逐渐对电池系统通电，避免瞬间大电流对电池和系统造成冲击。这一过程保障了系统的稳定性和电池的使用寿命。同时预充电路中，继电器的切换可以控制预充过程的开始和结束。对于母线电容的选择，需要根据电机的负载情况来确定，以确保系统有足够的电能供应，并保证电压稳定。以上内容是基于我所理解的专业知识进行的回答，供您参考。

suzuki

关于预充电路与预充电阻在电池系统中的作用，这是一个在汽车电池管理系统（BMS）中非常重要的环节。预充电路是为了在电池接入系统时，防止因电流过大而损坏电路元件，通过预充电阻逐渐提升母线电压，确保系统平稳启动。预充电阻则起到限制电流的作用，保证电池和电路的安全。您的思考方向是正确的，对于已经存在的电路和系统，其稳定性和可靠性需要不断地总结和优化。因此，您的文章对广大工程师来说非常有意义，有助于进一步理解和完善电池系统的设计。期待后续对预充电路与预充电阻更深入的分析。

andyo7

关于预充电路与预充电阻在电池系统中的作用，这是一个在汽车电池管理系统（BMS）中非常重要的环节。预充电路是为了在电池接入系统时，防止因电流过大而损坏电路元件，通过预充电阻逐渐提高母线电压，以确保系统的平稳启动。预充电阻则是起到限流作用，保证在预充过程中的电流在可接受范围内。预充电路中的元件如预充继电器和母线电容等，都是经过精心设计和选择的，以确保整个系统的稳定性和安全性。预充电路的设计要考虑许多因素，包括电池的额定电压、系统的最大电流、元件的耐受能力等等。在进行系统设计和优化时，这些因素都需要综合考虑。关于上文提到的电池系统内部简图，各个元件的作用和选择都需要结合具体的系统需求和工作环境来确定。

sxq0201

关于预充电路与预充电阻在电池系统中的作用，我作为汽车工程师的理解如下：

预充电路及预充电阻在电池系统中起到关键作用。其主要目的是在电池系统启动时，通过预充电阻限制电流，避免瞬间大电流对电路和元器件造成冲击。预充继电器K1在启动初期闭合，使电流通过预充电阻R，逐渐对母线电容C进行充电，确保系统平稳启动。同时，预充电路的设计也有助于保护电池和电路的安全运行，提高系统的稳定性和可靠性。关于预充电阻和预充电路的具体设计和应用，需要考虑电池系统的整体设计、负载需求以及安全性和稳定性等因素。在设计中还需要注意电阻的功率选择和电路设计以避免电路故障。此外，预充电路的使用还涉及到电池管理系统（BMS）的控制策略和优化问题，需要综合考虑各种因素以实现最佳的系统性能。

mengmianren

关于预充电路与预充电阻，其设计目的在于确保电池系统在启动或充电时，避免因电流过大造成系统冲击或损坏。预充电阻作为关键元件，能有效限制初始充电电流，确保系统平稳启动。预充电路中包含预充继电器和母线电容。继电器在预充阶段闭合，电流通过预充电阻向电容充电，达到预设条件后，继电器切换至常规运行电路。电容的选择需根据系统负载需求决定，如电机控制器的输入电容。进行电路设计前，应对相关文献进行深入理解和实践验证，以确保设计的合理性和安全性。同时，这也涉及具体的电路设计、参数选择及安全性能考量，应进行全面评估与验证。

zy_wawj

针对您关于预充电路与预充电阻的讨论，我作为汽车工程师给出以下专业回复：

预充电路与预充电阻在电池系统中扮演着重要角色。其主要目的在于确保电池系统稳定且安全地启动和运行。预充电路的设计是为了避免在电池系统启动时产生过大的电流冲击，保护敏感的电子元件。预充电阻作为该电路的关键元件，通过控制电流逐渐升高至正常工作状态，以实现平滑启动。这一过程确保了电池系统的可靠性和耐久性。在电池系统内部简图中，预充电阻（R）和预充继电器（K1）共同构成了预充电路的核心部分。母线电容（C）的选用也至关重要，需根据系统负载来选定，以确保系统的稳定运行。总的来说，预充电路与预充电阻的设计是电池系统安全和性能的重要保障。

wwj557

关于预充电路与预充电阻在电池系统中的作用，专业解读如下：

预充电路是电池管理系统（BMS）中的重要组成部分，其主要作用是在电池系统启动时，对电容器进行预充电，确保系统电压平稳，避免对敏感元件造成冲击。预充电阻R在此过程中的作用是对预充电流进行限制，防止过大的电流对电路造成损害。预充继电器K1用于控制预充电路的开关。而母线电容C则起到存储电能、平稳电路电压的作用。进行预充电的目的是确保电池系统平稳、安全地启动，提高系统的稳定性和可靠性。在此过程中，合理的预充电路和预充电阻设计至关重要。

xiaocheng

针对您关于预充电路与预充电阻的讨论，我作为汽车工程师给出以下专业回复：

预充电路与预充电阻在电池系统中起到关键作用。其主要目的是在电池系统通电时，通过预充电阻逐渐对电容进行充电，以减小电流冲击，确保系统平稳启动。预充电路的设计能保护电路免受损害，提高系统的稳定性和安全性。预充电阻的选择需根据系统需求和负载来确定，以确保适当的充电速度和系统性能。进行预充电的目的在于防止大电流对系统中电子元件造成冲击损坏，保障系统的平稳启动和可靠运行。这也是电池系统设计中的重要环节。关于预充电路的具体设计和应用，还需结合实际情况进行深入分析和研究。

sxq0201

关于预充电路与预充电阻在电池系统中的作用，我作为汽车工程师的理解如下：

预充电路及预充电阻在电池系统中起到关键作用。其主要目的是在电池系统启动时，通过预充电阻限制电流，避免瞬间大电流对电路和元器件造成冲击。预充继电器K1在启动初期闭合，使电流通过预充电阻R，逐渐对母线电容C进行充电，确保系统平稳启动。此外，预充电路还有助于保护电池和电路安全，提高系统的稳定性和可靠性。对于汽车电池系统来说，这一点尤为重要。同时预充电阻的选用需要考虑电阻的大小及功率等因素，以保证系统的性能和安全性。您的思考是有价值的，这种深入探讨有助于我们更深入地理解相关技术。

yuanyou

您好，针对您提供的关于预充电路与预充电阻的讨论，作为一名汽车工程师，我深知预充电路与预充电阻在电池管理系统（BMS）中的重要性。预充电路是为了在电池接入系统时，防止电流过大冲击电路而设置的，而预充电阻则是用来控制预充电流的大小。预充电路的设计能够保护电池和电路系统，提高系统的稳定性和安全性。关于您提到的“为什么要进行预充电”，主要是因为电池在接入系统时，其电压可能与系统电压存在差异，通过预充电路，可以平稳地将电池接入系统，避免因电压差异导致的冲击电流，从而保护电路和电池。期待后续您的详细分析和讨论。