
在去年写过的一篇文章中介绍了上拉参考源做负极继电器粘连检测的方案,链接为《两种上拉到参考源的粘连检测电路方案学习》,今天想一起深入分析里面的第二种方案,即上拉到PACK总电压做参考源方案,看下使用时会遇到什么问题。

电路分析结合使用场景一起来做,将电路补充完整,如下图所示:除了主负继电器后端的采样电路外,将主正继电器后端、PACK电压采样电路也画了出来;然后负载端有一个X电容与负载电阻。

然后我们把上面的采样电阻都赋一个合理范围的值,X电容赋值为1000uF,负载电阻R5假设无穷大,基于此状态来仿真:当主继电器、预充继电器都未闭合时,电路的初始状态仿真结果如下图所示,c点电压达到了400V,而电容C1两边的是一个负电压;这个是因为继电器后端的采样电路与X电容会形成一个充电路径,导致X电容充电以及c点的虚电压。

正常做预充时,先闭合负极K3继电器,那么电路中的各点电位如下图:发现d点的电位降低到了-400V,因为电容C1两端的负电压差。

然后继续闭合预充K2继电器,那么电容C1就会开始充电,d点电压从-400V升高到800V。

上面这些现象是不是感觉有点奇怪,在预充之前X电容就有-400V的电压了,这个违反一般的认知,这个是因为忽略了采样线上的开关,仿真默认采样电路状态是常闭的,我们加两个开关上去,默认状态是断开的,如下图的S2、S3:这样起始状态d点、c点电压都接近0V,电容C1两端电压也接近0V。

然后BMS上电后先闭合S2、S3,此时相当于前面的场景:电池通过采样电路给电容C1持续充电,如下图,但因为RC时间常数很大,在进行预充前根本不会导致电容C1的电压充电到很高,但需要注意此时d点的电压也会比较高,这个对主正继电器的粘连判断会有影响;接着后面开始预充后的各点电压就看起来正常了。

另外,继电器后负载端一般会有一个常闭的泄放电阻,下图中举例是100KΩ,这个电阻也会改善上面这种情况,实际相当于这个泄放电阻R5与采样电阻做分压,这个电阻越小,C1电容两端的电压也就越小。

若是负极预充的方案,同样的场景,当预充开始先闭合主正时会发现c点的电压达到了1200V,甚至超出了电池的电压。

上拉到PACK总电压做参考源的这种负极粘连检测方案需要注意引入这个高压的影响,上面提到的这种场景出现的概率不高,但也不能忽略。
总结:
以上所有,仅供参考。