【電動汽車資源網EV江湖 Bentty李清】本文繼續給各位介紹PDU核心電氣件及選型(預充電阻和放電電阻,霍爾傳感器及分流器)。

先來看看高壓配電盒,簡稱PDU(Power Distribution Unit),新能源車高壓系統解決方案中的高壓電源分配單元。通過母排及線束將高壓元器件電連接,為新能源汽車高壓系統提供充放電控制、高壓部件上電控制、電路過載短路保護、高壓采樣、低壓控制等功能等,保護和監控高壓系統的運行。PDU也能夠集成BMS主控、充電模塊、DC模塊、  PTC控制模塊等功能,與傳統PDU相比多了整車功能模塊,功能上更加集成化,結構上更復雜,具有水冷或是風冷等散熱結構。PDU配置靈活,可以根據客戶要求進行定制開發,能夠滿足不同客戶不同車型需求。BDU(Battery Disconnect Unit )電池包斷路單元,專為電池包內部設計,也是高壓配電盒的一種。

預充電阻和放電電阻選型與介紹:

在電動汽車的內核設備上電前兩端電壓為零,上電瞬間相當于短路,直接上電會產生大電流沖擊高壓用電器、高壓接觸器和高壓熔斷器等元器件,為了高壓電路接通瞬間的用電安全,因此需要在預充電過程中在充電回路串聯預充電電阻,對預充電電流的大小進行限制,而這里所說的電阻就是預充電阻。因此設計的小電流充電的預充電回路,加裝了預充電接觸器和預充電阻。

選擇多大的預充電阻和控制多長的預充電時間,還需要經過科學的計算,如式1所示,為預充電回路設計的理論計算依據。

根據公式Vc=E(1-e-(t/R*C))………………………………………………(式1),

式1中,Vc為預充電容兩端電壓,E為動力電池兩端電壓,C為預充總電容,t為充電時間,R為預充電阻。由上式計算出預充電電阻R和預充電時間t。

客戶會給出預充電阻值或預充時間,預充電時間t或預充電阻R因此可以根據公式1算出。電動車預充電時間一般小于1秒;我們要根據客戶給出的綜合信息選型預充電接觸器,接觸器選型參考接觸器選型介紹。

同預充電阻一樣,在高壓系統下電后,那些內部含有大容量電容的高壓用電設備還儲存有大量的電能,對整車和人員的安全產生極大的危險,所以需要設計放電電路泄放掉大容量電容內的電能,一般要求高壓用電設備自帶泄放回路,但安裝不滿這一要求用電設備的車輛,就需要單獨設計泄放回路,泄放回路中電阻和時間的確定也是有科學的理論計算依據的,如式2。

根據公式Vc=E* e-(t/R*C) ………………………………………………(式2),

式2中,Vc=36V(安全電壓),E為動力電池兩端電壓,C為高壓回路總電容值,t為放電時間,R為放電電阻。由式2計算出放電電阻R和放電時間t。

客戶會給出放電電阻電阻值,放電電時間t因此可以算出,要根據客戶給出的綜合信息選型預充電接觸器,接觸器選型參考接觸器選型介紹。一般PDU里面沒有放電電阻。 

霍爾傳感器選型與介紹  

先根據客戶給出的使用情況電氣參數做初步選型:額定電壓,額定電流,充放電瞬間的最大電流選出幾個品牌型號供參考,在根據客戶給出的PDU外部尺寸,裝配便利性,維護便利性,確定最終型號。客戶有指定品牌我們再指定品牌里面選型,客戶不指定品牌根據產品利潤,廠商應用的車型,價格,保修期,產品誤差范圍,信賴性等選用合適型號,價格不是決定因素。如果客戶有提出需要偵測峰值電流,我們選用電流最大量測比峰值電流接近的,大于峰值電流好了;如果客戶不需要偵測峰值電流,我們選用接近額定電流,但是大于額定電流的傳感器型號即可。霍爾傳感器沒有使用壽命,只要不被外力破壞,可以一直用。前提是量測誤差率要符合要求,問廠商做的壽命和誤差的曲線圖,看5年內誤差多少,是否符合客戶需求。在我們選型時,傳感器廠商已經給我們推薦了合適的型號,選用那一種,要根據客戶需求,工藝實現,售后便利等綜合考慮。

下圖是LEM霍爾傳感器的2種原理不同的圖示介紹,都有在汽車上使用,其代工的基地就在蘇州。

分流器選型與介紹:

分流器精度沒有霍爾傳感器高,客戶一般優選霍爾傳感器,但是客戶處于其他考量,會指定用分流器。分流器實際就是一個阻值很小的電阻,當有直流電流通過時,產生壓降,供直流電流表顯示,常用的是75mV或45mV,我們一般選用滿度值75mV分流器。收集客戶使用信息:如果客戶有提出需要偵測峰值電流,我們選用電流最大量測比峰值電流接近的,大于峰值電流好了;  如果客戶不需要偵測峰值電流,我們選用接近額定電流,但是大于額定電流的傳感器型號即可。

電流計算原理:比如我們選用額定電流100A的分流器,當有100A電流通過時,壓降75mV,反應到電流表上是100A;當有50A電流通過時,壓降是37.5mV,電流表顯示50A,電流表其實是電壓表,但是顯示的是電流。

分流器可以理解為一個純銅塊,只要不生銹,精度不會發生變化。客戶一般不指定品牌型號。其實分流器的應用非常廣泛,如電池包、充電樁等等。國內的浙江東亞電子的分流器還不錯,其他自行腦補。

以上就是預充電阻和放電電阻,霍爾傳感器及分流器的簡要介紹,除了霍爾傳感器之外收到關注度不如熔斷器、高壓繼電器等關注度高,本文也只是簡單介紹。

近期技術文章預告:PDU核心電氣件介紹與選型--聊聊BMS,DCDC等,敬請期待。

最近給大家準備高壓系統的系列文章,與不少大咖做過交流,也查閱與收集大量的資料,發現其中有款MSD很特別,這款MSD的特別之處在哪里,又有哪些黑科技?在后期的文章給大家揭曉!

（來源：電動汽車資源網EV江湖 Bentty李清）

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