【电动汽车资源网EV江湖 Bentty李清】本文继续给各位介绍PDU核心电气件及选型(预充电阻和放电电阻,霍尔传感器及分流器)。

先来看看高压配电盒,简称PDU(Power Distribution Unit),新能源车高压系统解决方案中的高压电源分配单元。通过母排及线束将高压元器件电连接,为新能源汽车高压系统提供充放电控制、高压部件上电控制、电路过载短路保护、高压采样、低压控制等功能等,保护和监控高压系统的运行。PDU也能够集成BMS主控、充电模块、DC模块、  PTC控制模块等功能,与传统PDU相比多了整车功能模块,功能上更加集成化,结构上更复杂,具有水冷或是风冷等散热结构。PDU配置灵活,可以根据客户要求进行定制开发,能够满足不同客户不同车型需求。BDU(Battery Disconnect Unit )电池包断路单元,专为电池包内部设计,也是高压配电盒的一种。

预充电阻和放电电阻选型与介绍:

在电动汽车的内核设备上电前两端电压为零,上电瞬间相当于短路,直接上电会产生大电流冲击高压用电器、高压接触器和高压熔断器等元器件,为了高压电路接通瞬间的用电安全,因此需要在预充电过程中在充电回路串联预充电电阻,对预充电电流的大小进行限制,而这里所说的电阻就是预充电阻。因此设计的小电流充电的预充电回路,加装了预充电接触器和预充电阻。

选择多大的预充电阻和控制多长的预充电时间,还需要经过科学的计算,如式1所示,为预充电回路设计的理论计算依据。

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

式1中,Vc为预充电容两端电压,E为动力电池两端电压,C为预充总电容,t为充电时间,R为预充电阻。由上式计算出预充电电阻R和预充电时间t。

客户会给出预充电阻值或预充时间,预充电时间t或预充电阻R因此可以根据公式1算出。电动车预充电时间一般小于1秒;我们要根据客户给出的综合信息选型预充电接触器,接触器选型参考接触器选型介绍。

同预充电阻一样,在高压系统下电后,那些内部含有大容量电容的高压用电设备还储存有大量的电能,对整车和人员的安全产生极大的危险,所以需要设计放电电路泄放掉大容量电容内的电能,一般要求高压用电设备自带泄放回路,但安装不满这一要求用电设备的车辆,就需要单独设计泄放回路,泄放回路中电阻和时间的确定也是有科学的理论计算依据的,如式2。

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

式2中,Vc=36V(安全电压),E为动力电池两端电压,C为高压回路总电容值,t为放电时间,R为放电电阻。由式2计算出放电电阻R和放电时间t。

客户会给出放电电阻电阻值,放电电时间t因此可以算出,要根据客户给出的综合信息选型预充电接触器,接触器选型参考接触器选型介绍。一般PDU里面没有放电电阻。 

霍尔传感器选型与介绍  

先根据客户给出的使用情况电气参数做初步选型:额定电压,额定电流,充放电瞬间的最大电流选出几个品牌型号供参考,在根据客户给出的PDU外部尺寸,装配便利性,维护便利性,确定最终型号。客户有指定品牌我们再指定品牌里面选型,客户不指定品牌根据产品利润,厂商应用的车型,价格,保修期,产品误差范围,信赖性等选用合适型号,价格不是决定因素。如果客户有提出需要侦测峰值电流,我们选用电流最大量测比峰值电流接近的,大于峰值电流好了;如果客户不需要侦测峰值电流,我们选用接近额定电流,但是大于额定电流的传感器型号即可。霍尔传感器没有使用寿命,只要不被外力破坏,可以一直用。前提是量测误差率要符合要求,问厂商做的寿命和误差的曲线图,看5年内误差多少,是否符合客户需求。在我们选型时,传感器厂商已经给我们推荐了合适的型号,选用那一种,要根据客户需求,工艺实现,售后便利等综合考虑。

下图是LEM霍尔传感器的2种原理不同的图示介绍,都有在汽车上使用,其代工的基地就在苏州。

分流器选型与介绍:

分流器精度没有霍尔传感器高,客户一般优选霍尔传感器,但是客户处于其他考量,会指定用分流器。分流器实际就是一个阻值很小的电阻,当有直流电流通过时,产生压降,供直流电流表显示,常用的是75mV或45mV,我们一般选用满度值75mV分流器。收集客户使用信息:如果客户有提出需要侦测峰值电流,我们选用电流最大量测比峰值电流接近的,大于峰值电流好了;  如果客户不需要侦测峰值电流,我们选用接近额定电流,但是大于额定电流的传感器型号即可。

电流计算原理:比如我们选用额定电流100A的分流器,当有100A电流通过时,压降75mV,反应到电流表上是100A;当有50A电流通过时,压降是37.5mV,电流表显示50A,电流表其实是电压表,但是显示的是电流。

分流器可以理解为一个纯铜块,只要不生锈,精度不会发生变化。客户一般不指定品牌型号。其实分流器的应用非常广泛,如电池包、充电桩等等。国内的浙江东亚电子的分流器还不错,其他自行脑补。

以上就是预充电阻和放电电阻,霍尔传感器及分流器的简要介绍,除了霍尔传感器之外收到关注度不如熔断器、高压继电器等关注度高,本文也只是简单介绍。

近期技术文章预告:PDU核心电气件介绍与选型--聊聊BMS,DCDC等,敬请期待。

最近给大家准备高压系统的系列文章,与不少大咖做过交流,也查阅与收集大量的资料,发现其中有款MSD很特别,这款MSD的特别之处在哪里,又有哪些黑科技?在后期的文章给大家揭晓!

（来源：电动汽车资源网EV江湖 Bentty李清）

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