电池管理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20mQ。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l=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

2、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 V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l=（VB-VC）/R，此时VB-VC很小，所以电流小。ZW足够小Ip预充吋段J K-及Kp闭合f Kp断开 K+断开K+. K闭合工作时段0图1正常预充电简化示意图1. 2要点为什么叫

3、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。比如说负载线未接，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

4、可以判为故障，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

5、负载 电，负载预充电也很快接通，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。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

6、电时，总是让执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又粘住了！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。

7、有人提出判断条件加严，但如果不明就里，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；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 , V仁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2/3Vc