Hochspannungs-Vorladesteuerkreise in Elektrofahrzeugen

Was ist eine Vorladeschaltung?

In Hochspannungssystemen (100 V+) gibt es eine große Anzahl kapazitiver Lasten. Da beim Einschalten die Anfangsspannung am Kondensator Null ist, führt das Laden der Kondensatoren zu einem erheblichen Einschaltstrom. Insbesondere wenn ein Filterkondensator mit größerer Kapazität verwendet wird, kann der Einschaltstrom mehr als 100 A erreichen. Solch große Einschaltströme übersteigen den Nennlaststrom und führen häufig zum Durchbrennen des Stromversorgungssystems oder zum Schließen von Schaltkontakten. Dies führt zu einem elektrischen Schlag in den gesamten Hochspannungskreisen.
Aus diesem Grund ist es notwendig, das DC-Hochspannungsnetz vorzuladen, um den Einschaltstrom beim Einschalten des Systems zu begrenzen.

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Vorladeschaltung wie in Abbildung 1 dargestellt.
Der Vorladesteuerkreis besteht aus einem Relais (Vorladeschütz) und einem Widerstand. Diese beiden Komponenten sind verdrahtet und am positiven Zweig parallel zum Hauptrelais installiert. Wir können sehen, dass es in einem Hochspannungssystem typischerweise einen Zwischenkreiskondensator und drei Hochspannungsrelais gibt, nämlich ein Haupt-Plus-Relais, ein Haupt-Minus-Relais und ein Vorladerelais.

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Wie funktioniert das Vorladen?

Beim Einschalten des Systems trennt der Controller im Batteriemanagementsystem (BMS) zuerst das positive Schütz und versorgt dann die Vorladeeinheiten mit StromVorladeschützUndVorladewiderstand. Der Einschaltstrom fließt vollständig durch die Vorladeschaltung, um den nachgeschalteten Kondensator langsam aufzuladen. Wenn die Kondensatorspannung nahe an die Batteriespannung ansteigt, steuert die Steuerung das Einschalten des Plusschützes (der gesamte Systemstrom fließt jetzt durch das Hauptrelais) und schaltet dann das Vorladeschütz ab. Auf diese Weise wird ein normaler HV-Systembetrieb erreicht.
◆ DieVorladewiderstandfungiert als Strombegrenzer.
◆Die Funktion des Vorladeschützesbesteht darin, die nachgeschaltete Kapazität, die Versicherung und das Gleichstromschütz wirksam vor Schäden zu schützen; Beim Einschalten des Systems kann der Einschaltstrom groß genug sein, um den Kondensator zu zerstören. Die momentane Spitzenleistung kann auch zu Schäden am Gleichstromschütz und anderen Schaltgeräten führen. Das Vorladeschütz ist notwendig, um das System vor Schäden zu schützen und die Zuverlässigkeit des Systems zu erhöhen.

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Warum Vorladeschaltungen in Hochspannungssystemen notwendig sind

Wenn das HV-System zum ersten Mal mit Strom versorgt wird, wird ein hoher Stoßstrom induziert. Wird der Stoßstrom nicht bewältigt, kann dies zu Überlastung und Beschädigung des Stromnetzes führen. Daher müssen die Hochspannungssysteme mit einem kontrollierten Strom vorgeladen werden.
● Es minimiert den Spitzenstrom aus der Stromquelle, indem es die Eingangsspannung verlangsamt.
● Durch die Implementierung eines Vorladewiderstands und eines Schützes zur Steuerung des Einschaltstroms wird eine Beschädigung von Kabeln, Anschlüssen oder Sicherungen verhindert.
● Hochspannungs-Vorladegeräte verlängern die Lebensdauer der Hauptrelais und anderer elektrischer Komponenten erheblich, indem sie den Zwischenkreiskondensator aufladen, bevor das Hauptschütz einschaltet.
● Vorladeschaltungen werden häufig in Elektrofahrzeugen verwendet, beispielsweise in Motorsteuergeräten, Ladesystemen, Klimaanlagen, BMS usw.
Aus diesem Grund sind in Hochvoltsystemen von Elektrofahrzeugen Vorladeschaltungen erforderlich.

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Anwendung des Vorladewiderstands inElektrischer Klimakompressor

Der Klimakompressor des Elektrofahrzeugs wird direkt mit Strom aus der Hochspannungsbatterie betrieben. Der Strom der Kompressorsteuerung erhöht sich augenblicklich, sobald der Fahrer oder Beifahrer die A/C-Taste drückt. Ein hoher Momentanstrom kann große Schäden an der Batterie, dem E-Kompressor und der Sicherung verursachen. Daher werden einige unserer HV-Kompressorkunden (hauptsächlich Nutzfahrzeuge) von Guchen EAC die Bereitstellung eines Vorladewiderstandsmoduls verlangenHerstellung von Kompressoren für Elektrofahrzeuge, um die Auswirkungen des Anlaufstroms zu reduzieren und den normalen Betrieb von Kompressoren zu schützen.
Der Vorladewiderstand dient dazu, die Vorladung des elektrischen Kompressors während des Einschaltvorgangs zu gewährleisten.
◆ kleine Größe
◆ Hohe Schutzart IP68
◆ hohe Spannungsfestigkeit
◆ hohe Sicherheit
◆ 100 VDC – 800 VDC Hochspannungsbereich
Es integriert eine Kompressor-Energiespeicher-Schutzschaltung, Rückspannungsschutzschaltungen, eine Restspannungs-Entladeschaltung und eine Vorladeschaltung für kapazitive Lasten usw. Durch vernünftige logische Beurteilung und Steuerung kann der Schutz des elektrischen Kompressors gut realisiert werden.
Guchen HV-Elektrokompressorenverfügen über eingebaute Vorladekreise, die die Kompressoreinheiten im Voraus schützen und ihren sicheren Betrieb gewährleisten, auch wenn der Kompressor nicht an die Hochspannungs-Vorladesteuerkreise des Elektrofahrzeugs angeschlossen ist.
Für detailliertere Informationen wenden Sie sich bitte per E-Mail anshao@guchen.com