电动汽车高压预充的实现方案

下文章来源于新能源BMS，作者胡摇扇

关于电动汽车高压预充的实现方案大家都比较了解哈，目前总结起来大概有三种实现方案；第一种就是常见的预充继电器+预充电阻的形式，例如之前分析过的比亚迪汉的BDU，里面可以看到二者，这个也是目前绝大多数厂家采用的方案，它的预充原理这里就不赘述了。

第二种方案是使用DC\DC来做反向预充，取消了传统的预充电阻和预充继电器，这个最早在特斯拉上见过这个方案，目前国内应该也有厂家在使用；预充的原理简要概括就是从铅酸电池取电，通过DC\DC反向输出给X电容充电，预充完成后闭合主继电器。

第三种方案是使用一种独特的预充电路来实现，被称作电子预充方案，这次我们主要针对此方案学习一下；此方案概括来讲是在BMS单板上使用BUCK电路来给X电容做预充，如下图所示，电源变换电路的三个关键元件：开关、二极管和电感，我们记住这个连接关系。

具体地，电子预充方案又可以大致分为两种：一种在正极预充，一种在负极预充。

正极预充方案

具体方案框图如下所示：BUCK电路的开关输入端直接连到电池正极，而BUCK的二极管是接到主负继电器后端的；工作时，先闭合主负继电器，主正继电器保持断开状态，然后启动BUCK电路给电容充电，直至充满停止，然后闭合主正继电器。

典型的类似方案来自于TI的TPSI31P1-Q1芯片应用，如下图所示：主要电路与上图相似，另外又增加了电流采样电路，以及M2的防反电路；此芯片的参考地接到了M1后端，当M1闭合时，参考的是电池正极电位，所以此芯片的控制端做了隔离，可以由低压端的MCU来直接控制。

下图为芯片各个引脚的实际接法，高低压采用磁隔离技术，芯片高压部分的供电也来自于其低压供电端，无需额外的电源。

这个电路可以布置在BMS单板上，如下图所示：里面标记了主要器件的位置，还是需要占用一定的PCB面积来放置。

负极预充方案

具体方案框图如下：与上面接法相反，BUCK的开关输入端接到主负，而BUCK的二极管接到主正继电器后端，这样预充时先闭合主正继电器，然后保持主负继电器断开状态，然后启动BUCK电路给电容充电，直至充满，最后闭合主负继电器。

采用此架构的芯片有ADI和NXP的方案，不过目前还没量产，还在样片阶段，大概的应用电路如下图：芯片的参考地为电池的负极，所以可以用高压端的BJB芯片来控制电子预充IC。

电子预充方案存在的意义主要是降本，但控制方案稍微复杂些，具体成本需要大家自己核对了。