預充電阻器(PRE-CHARGE RESISTOR)是電池管理系統中不可或缺而且十分關鍵的保護元件,用于降低或消除電路閉合時的浪涌電流。預充電阻隨新能源汽車的發展而出名,有時也叫鋁殼電阻,或黃金電阻。
結構特點
預充電阻器本質上屬于線繞電阻器。通常,線繞電阻器是一種常見的電阻器種類,結構也較為簡單,將電阻絲繞在陶瓷骨架上,連接好引線,表面涂敷一層玻璃釉或絕緣漆即制成線繞電阻器。
圖1. 線繞電阻基本結構
對于高溫和更大功率應用,需要電阻器加上散熱殼,有的引腳還要采用螺栓結構以牢固安裝。這里的外殼有的采用黃金鋁殼制造,表面具有散熱溝槽,體積小功率大,耐高溫,過載能力強具有耐氣候性、高精度,標準低感應電阻,高穩定,強架構,其變通性佳多重組合選擇,利于機械保護,方便安裝使用。
圖2. 預充電電組結構
線繞電阻器的阻值范圍通常為0.1Ω~5MΩ,具有噪聲極小,耐高溫,功率大,穩定性好,溫度系數小,精密度高等特點,適用于高溫和大功率場合。但是,由于采用了繞線工藝存在一定量的電感,線繞電阻器的高頻特性較差。
預充電電阻恰恰相反,正好利用了線繞電阻器的這個電感屬性,才實現了預充電功能。簡單的說,就是新能源汽車在上電初期電源要向電容充電,如果不加以限制,充電電流過大(浪涌),會對繼電器、整流器件和待充電容造成較大沖擊甚至損壞,因此選用具有一定電感量的低阻值電阻器來限流。
圖3. 預充電電阻在新能源汽車中的應用
應用事項
由于新能源汽車、電機控制領域的逆變器用到了大電容,一般都會涉及高壓預充環節。用預充電阻對母線電容進行預充電,這樣主電路接通時的電流就可以控制在安全的范圍內,確保系統正常運行。
圖4. 預充電電阻性能參數
在低頻交流電路中,預充電阻器也常常用來降壓、分流、負載、反饋、轉能、匹配等,或在電源電路中起到吸收器和分壓器的作用,也可用作震蕩回路和變壓器內衰減調整及脈沖形成電路中的分流器。
圖5. 預充電電阻的吸收和分壓作用
選擇預充電阻器時,要特別考慮應用環境因素,如電池電壓、接觸器額定電流、大電容容值、最高環境溫度、電阻的溫升、預充后的電壓、預充時間、絕緣電阻值、脈沖能量等,這些參數對電阻器正常使用相當重要。
審核編輯 黃昊宇
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