预充电电路及预充电电阻选择

功率电阻器用于承受和消耗大量功率，它们由高导热率的材料制成，以实现高效冷却。它们通常设计为耦合到散热器，以便能够消耗大量功率。对于预充电电阻来说，常见的类型就是下图中的两种，都是常见的金属铝壳电阻；这两个电阻属于功率电阻中的线绕电阻。

线绕电阻器通常缠绕在棒状陶瓷绝缘基板或其他绝缘基板上。电阻丝为镍铬或锰铜等合金材料，电阻丝两端连接有固定销。电阻丝通常涂有不导电涂料，外围采用不同的封装材料（如铝壳封装）进行封装。铝壳封装的绕阻目前很常见，散热能力很强，所以一般适合大功率应用。还有一种大家熟悉的陶瓷封装绕线电阻，我们更习惯称其为水泥电阻，但前者用得并不多。

一般情况下，预充电需要在300ms到500ms内完成，在这么短的时间内，流过电阻丝或电阻体的电流所产生的高热量来不及被电阻骨架吸收，电阻丝或电阻器本身就要承受大部分的脉冲能量。因此，首先要计算启动时的脉冲能量，然后选择合适的电阻方案。

如果是单脉冲，则能量计算如下：

如果是连续脉冲，当脉冲的间隔时间很短（如小于1s）时，实际应用中耗散的能量所占比例较小，我们一般可以采用线性累加的方式来计算总脉冲能量。

总能量=单脉冲能量x连续脉冲数然后确定预充电电阻的阻值：

解决阻力

T = R*C * Ln[(Us-U0)/(Us-Ut)]

在哪里：

T=预充电时间

R= 预充电电阻 C= 负载电容

Us= 电池组电压 U0= 电压

负载端闭合前高压（可表示为0） Ut=预充电结束时负载端电压

一般来说，Ut选为总电压Us的90%或95%，即认为是90%，因此公式可表示为：

T = R*C * Ln10

那么 R = T/(C * Ln10)

接下来举一个预充电电阻的具体例子：假设在车辆中，电池电压Us=400V，负载电容C=1000uF，所需充电时间为500ms，即500ms后，电容充电优90%*Us，即Ut=360V，则计算出预充电电阻R的阻值。根据前面的公式，可以直接得到R=0.5/(0.001*ln10)=217Ω。

后续将电阻上方的电压波形转换为方波，其中瞬时电容相当于短路，所以Vp=400V；那么预充电电阻的峰值功率=Vp*Vp/R=400*400/217=737W，如果  

按0.5倍降额，则所需电阻单脉冲峰值功率为737*2=1474W。

然后计算出矩形波的时间，通过下面的公式，因为电阻和电容两端的电压之和等于Us，所以电容两端的电压为Ut=（1-0.37）Us=0.63*Us，所以τ

=217*0.001*ln(2.7)=0.216s，矩形脉冲宽度t1=0.108s。

后续根据得到的脉冲宽度和单脉冲峰值功率，与厂家的曲线进行比较，即可判断选型是否合理。