下文章來源于新能源BMS,作者胡搖扇
關于電動汽車高壓預充的實現方案大家都比較了解哈,目前總結起來大概有三種實現方案;第一種就是常見的預充繼電器+預充電阻的形式,例如之前分析過的比亞迪漢的BDU,里面可以看到二者,這個也是目前絕大多數廠家采用的方案,它的預充原理這里就不贅述了。

第二種方案是使用DC\DC來做反向預充,取消了傳統的預充電阻和預充繼電器,這個最早在特斯拉上見過這個方案,目前國內應該也有廠家在使用;預充的原理簡要概括就是從鉛酸電池取電,通過DC\DC反向輸出給X電容充電,預充完成后閉合主繼電器。

第三種方案是使用一種獨特的預充電路來實現,被稱作電子預充方案,這次我們主要針對此方案學習一下;此方案概括來講是在BMS單板上使用BUCK電路來給X電容做預充,如下圖所示,電源變換電路的三個關鍵元件:開關、二極管和電感,我們記住這個連接關系。

具體地,電子預充方案又可以大致分為兩種:一種在正極預充,一種在負極預充。
正極預充方案
具體方案框圖如下所示:BUCK電路的開關輸入端直接連到電池正極,而BUCK的二極管是接到主負繼電器后端的;工作時,先閉合主負繼電器,主正繼電器保持斷開狀態,然后啟動BUCK電路給電容充電,直至充滿停止,然后閉合主正繼電器。

典型的類似方案來自于TI的TPSI31P1-Q1芯片應用,如下圖所示:主要電路與上圖相似,另外又增加了電流采樣電路,以及M2的防反電路;此芯片的參考地接到了M1后端,當M1閉合時,參考的是電池正極電位,所以此芯片的控制端做了隔離,可以由低壓端的MCU來直接控制。

下圖為芯片各個引腳的實際接法,高低壓采用磁隔離技術,芯片高壓部分的供電也來自于其低壓供電端,無需額外的電源。

這個電路可以布置在BMS單板上,如下圖所示:里面標記了主要器件的位置,還是需要占用一定的PCB面積來放置。

負極預充方案
具體方案框圖如下:與上面接法相反,BUCK的開關輸入端接到主負,而BUCK的二極管接到主正繼電器后端,這樣預充時先閉合主正繼電器,然后保持主負繼電器斷開狀態,然后啟動BUCK電路給電容充電,直至充滿,最后閉合主負繼電器。

采用此架構的芯片有ADI和NXP的方案,不過目前還沒量產,還在樣片階段,大概的應用電路如下圖:芯片的參考地為電池的負極,所以可以用高壓端的BJB芯片來控制電子預充IC。

電子預充方案存在的意義主要是降本,但控制方案稍微復雜些,具體成本需要大家自己核對了。
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原文標題:探討了解一下電子預充的方案
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電動汽車高壓預充的實現方案
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