來源：御用小威的后花園；作者：御用小威

EV中的主動(dòng)放電功能一般都用于給電驅(qū)系統(tǒng)的DC link電容放電。

DC link電容的電壓很高（400V或800V）并且容值較大（mf級別），所以需要在EV駐車或發(fā)生碰撞事故時(shí)，盡快把存儲(chǔ)在電容內(nèi)的能量釋放掉，以避免對人造成危害。

大致的電路如下，pyro-fuse的觸發(fā)信號或者車輛的駐車信號發(fā)送給SCR，使SCR導(dǎo)通形成主動(dòng)放電回路。涉及的元器件就是DC link cap、放電電阻R、放電開關(guān)SCR這三個(gè)。

我們把SCR導(dǎo)通后看作是短路，那么放電時(shí)間的長短就只取決于R、C的大小。根據(jù)電容充放電的公式：

V(t)：t時(shí)刻電容兩端的電壓（取人體的安全電壓48V）

V(0)：電容的初始電壓（以400V為例）

t：放電時(shí)間（需要求的參數(shù)）

R：放電電阻的阻值（取100ohm）

C：電容的容值（取1000uf，電驅(qū)中的DC link電容一般都比較大）

OK，用excel表格來算一下放電時(shí)間 t = 0.212s

借用一下某大廠的資料，在ISO 6469 Part 4的標(biāo)準(zhǔn)中，要求高壓需要在車輛熄火后5s內(nèi)降低到60V以下的安全電壓以下。原文如下：

因此，我們計(jì)算得到的放電時(shí)間t=0.212s << 5s, 可以滿足要求。

當(dāng)然，這只是車輛熄火時(shí)的要求。在車輛發(fā)生碰撞事故時(shí)，我們會(huì)希望放電時(shí)間t盡可能的短，以保證安全。假設(shè)我們以t=1ms為設(shè)計(jì)目標(biāo)再計(jì)算一下，我們就需要把放電電阻的阻值減小到0.5ohm。

同時(shí)我們還可以計(jì)算得到一些SCR選型時(shí)需要關(guān)注的參數(shù)：

Ip=800A（放電時(shí)的峰值電流）

I^2t=136A^2s（放電電流所產(chǎn)生的脈沖能量）

di/dt=1.6A/us（放電電流的電流變化率）

Littelfuse的SJxx40xxA Series SCR是一款非常適用于EV主動(dòng)放電應(yīng)用的SCR，讓我們來對比一下參數(shù)。

*電容放電波形是指數(shù)波形，SCR規(guī)格書中的測試波形是正弦波，所以需要乘以校正系數(shù)K=0.503，然后再和規(guī)格書中的值做比較。

可以看出上述關(guān)鍵參數(shù)都能滿足選型要求附上規(guī)格書供參考

littelfuse-thyristor-SJxx40xxA-datasheet.pdf

OK，最后跑個(gè)LTspice看看仿真的結(jié)果。

t=1.27ms；Ip=658A; I^2t=133A^2s。

可以看到，仿真的結(jié)果和計(jì)算的結(jié)果還是比較接近的。造成差異的原因，可能是電容的ESR、SCR的導(dǎo)通壓降等參數(shù)在計(jì)算中都被忽略了。

最后再補(bǔ)充說幾點(diǎn)：

1. 主動(dòng)放電不僅會(huì)作用于DC Link電容，還有可能會(huì)作用于電機(jī)中所存儲(chǔ)能量的釋放，就像前文ISO 6469 Part4標(biāo)準(zhǔn)的那張圖中的藍(lán)色部分，指的就是電機(jī)能量的釋放。所以，對于SCR的I^2t的選擇需要留有足夠大的余量。

2. 其實(shí)本質(zhì)上SCR就是起一個(gè)開關(guān)的作用，需要放電時(shí)導(dǎo)通一下；不需要時(shí)一直是截止?fàn)顟B(tài)。所以MOSFET、IGBT、SiC都是可以選擇的器件。

3. 選擇SCR主要有2個(gè)好處

（1）SCR是半控器件，只需要給G端一個(gè)開啟信號，放電過程結(jié)束后SCR可自行關(guān)斷。控制非常簡單。

（2）相對來說SCR的抗浪涌電流能力（I^2t）要比MOSFET、IGBT等更強(qiáng)，在電容放電的應(yīng)用場景會(huì)更適用。

4. 既然有主動(dòng)放電，那相對的也有被動(dòng)放電。即通過電機(jī)和回路自身的阻抗來放電，在電壓比較低電容容量比較小的場景，這也是一種可行的方案。

5. 800V系統(tǒng)的主動(dòng)放電需要用1200V的SCR，目前市面上1200V的SCR相對較少。Littelfuse的CLA50E1200HB有很高的浪涌電流耐受能力，從參數(shù)上看可以滿足要求，目前正在進(jìn)行AEC-Q101的認(rèn)證。附上規(guī)格書供參考