说一说预充电路与预充电阻（上）

“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。