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霍尔电流传感器CH701/CH701W应用于电动汽车模式2充电的装置

电动汽车充电是电动汽车使用过程中不可缺少的环节,充电速度影响电动汽车用户的出行规律。根据电动汽车电池组的技术特点和使用性质,有不同的充电设施、不同的充电模式和不同的充电方法。电动汽车充电主要有三种方法:一是公共的交、直流充电桩;二是私用的交流充电桩;三是便携式充电器。

现阶段使用公共充电桩充电时,车主需要面对找充电桩麻烦、找充电桩却无法充电等问题;在社区中,物业对私人充电桩的安装要求非常严格,经常把很多人挡在门外。显然,充电困难无疑是最大的汽车问题。然而,在这个阶段,便携式充电器在一定程度上缓解了这个问题。只要能找到符合要求的家用插座,就可以用它给电动汽车充电。便携式充电器是电动汽车模式2的充电装置-电缆控制和保护装置。

1 电动汽车充电模式分类

电动汽车充电设备或设备部件,为电动汽车充电提供特殊功能,分为以下四种:

(1) 充电模式1:将电动汽车连接到交流电网时,使用的单相简单充电装置如图1所示。它没有任何保护功能,禁止使用模式1直接给电动汽车充电。

图1充电模式1充电装置

(2) 充电模式2:当电动汽车连接到交流电网时,单相专用充电装置具有控制导向、剩余电流保护、过流保护和开关功能。

图2 电缆上的控制和保护装置(IC-CPD) (3) 充电模式3:当电动汽车连接到交流电网时,使用的特殊供电设备,如图3所示,在设备上安装了控制导向装置,并具有剩余电流保护功能。

图3 壁挂式交流充电桩 (4) 充电模式4:将电动汽车连接到交流或直流电网时,使用的具有控制导向功能的直流专用供电设备,如图4所示。

图4 双枪一体化直流充电桩

2 电缆上的控制和保护装置(IC-CPD)电缆上的控制和保护装置(IC-CPD)定义为:在充电模式2下为电动车辆供电的部件或部件,包括功能箱、电缆、电源插头和车辆连接器,并可执行控制和安全功能,如图5所示。

图5 IC-CPD 各部分及功能

IC-CPD 一般包括以下部件或部件:与固定插座连接的电源插头;包括控制和保护特性的功能盒;插头与功能盒之间的电缆;功能盒与车辆连接器之间的电缆;连接电动汽车的车辆连接器。其中,它们都是可选部件,其他3 一切都是必要的部件。

独立功能盒应包括三个主要功能模块:剩余电流保护功能模块 当基本保护和/或故障保护失效时,确保至少提供In≤30mA的A 型RCD;满足指导功能模块的控制GB/T18487.1-2015附录A 电动汽车模式2 控制导向功能要求;开关功能模块 一个或多个电路电流可以可靠地连接或分断。

2.1 IC-CPD根据结构分类,可分为:独立于插头和连接器的功能箱IC-CPD;功能盒与插头集成IC-CPD;模块化的IC-CPD。和两类IC-CPD 功能箱包括剩余电流保护模块、控制导向模块和开关模块。而模块化的IC-CPD分为两类:剩余电流保护和开关电器与插头集成,控制导向控制器内置在插头与车辆连接器之间,剩余电流保护与开关电器与插头集成,控制导向控制器与车辆连接器集成。

2.2 IC-CPD 的使用条件IC-CPD 单相交流电路电压不超过25V,最大充电电流不超过166A 额定频率优选值为50Hz、60Hz或50/60Hz。

3 IC-CPD 现状及发展概况

尽管充电模式2 的IC-CPD属于慢充电方式,充电时间长,但对充电基础设施要求不高,施工成本低;充分利用低功率充电,降低充电成本;更重要的优点是深度充电,提高充放电效率,延长电池寿命。

目前,IC-CPD大部分是电动车购买时随车配送的充电装置。在专业标准NB/T 42077-20162016发布实施前IC-CPD基本上,一些项目的测试是根据汽车公司的要求进行的,并参照相关标准进行的,或者只是简单地进行出厂检查,然后流向市场,而完全没有考虑到各方面的安全性。这样,IC-CPD在使用过程中,很可能会造成人身伤害、火灾等事故,存在很大的安全隐患。因此,对IC-CPD按切需要按照专业标准对产品进行严格的检测。

2017年7 月,刚刚闭幕的二十国集团(G20)汉堡峰会的最大焦点——宣布将全面禁止燃油车的国家和时间:从2040年起法国;从2030年起德国;挪威电动汽车占24%,2025年 从2025年开始;荷兰。与此同时,国家发展和改革委员会宣布,禁止批准新燃料汽车项目,严格控制现有燃料汽车的生产能力;可以看出,国内外政府越来越重视以电动汽车为主的新能源汽车。相关数据显示和预测,2016年中国新能源汽车保有量为109 万辆;而2017 年-2020 2020年,中国新能源汽车将进入稳定增长阶段,复合增长率约为40%,2020年产量将达到200 万辆,2020 全国新能源汽车年保有量5000 万辆。

假设电动汽车制造商长期保持汽车配送IC-CPD福利,所以,在未来很长一段时间内,是的IC-CPD充电装置产品的检测认证需求必然会越来越大。

4IC-CPD选择中电流传感器

由于IC-CPD 单相交流电路电压不超过25V,最大充电电流不超过166A 额定频率优选值为50Hz、60Hz或50/60Hz。工作电压大于250V,额定电流大于1.5倍充电电流的汽车级电流传感器检测电路中的电流。由于充电模式2的整体结构较小,需要结构较紧凑的霍尔电流传感器来实现此功能。

目前,意瑞半导体(上海)有多种汽车级霍尔电流传感器可以满足要求,建议使用以下两种系列产品:

4.1 检测5A到70A直流或交流电流。

检测5A到50A芯片霍尔电流传感器通常用于直流或交流电,如

CH701电流传感器IC,它是工业、汽车、商业和通信系统中交流或直流电流传感的经济和准确的解决方案。小包装是有限空间应用的理想选择,节省了电路板面积的成本。典型的应用包括电机控制、负载检测和管理、开关电源和过流故障保护。

参考文章:霍尔传感器芯片该如何选型

CH701可以检测到50A峰值电流。

如果需要检测更大的电流和更高的隔离电压,可以选择电流范围更大的产品,如16脚CH701W系列,电流范围可达70A,绝缘耐压可达48000Vrms:

CH701W 该系列产品具有以下特点:

  • 加强隔离:4800VRMS

  • 导体电阻:0.8 mΩ

  • 供电电源:3.3V或5V

  • 各种测量电流:交流或直流±5A、±10A、±20A、±30A、±40A、±50A、±60A、±70A

  • 带宽:120 kHz

  • 响应时间:4us

  • 提供更灵活的输出模式

  • SOIC-16封装,节省PCB空间

  • 芯片在出厂前已校准了灵敏度和静态(零电流)输出电压,以提高精度

  • 斩波器稳定可以产生极其稳定的静态输出电压

可选择直插式电流传感器

CH704 隔离集成电流传感芯片是专门为大电流检测应用而开发的。CH704 内置 0.1 mΩ 主导体电阻,有效降低芯片加热支持大电流检测:±50A, ±100A, ±150A, ±200A。芯片在其内部集成了独特的温度补偿电路 -40 良好的一致性在150度全温范围内。芯片在出厂前已校准了灵敏度和静态零电流)输出电压,并在全温范围内提供 ±2% 典型的准确性。

结束语充电困难无疑是目前电动汽车使用中最大的问题,IC-CPD现阶段可以在一定程度上缓解这个问题。本文介绍了充电模式分类,介绍了模式2的充电装置IC-CPD,并展开包括IC-CPD分类、标准和认证规则细介绍,最后提供了目前市场上的IC-CPD现状及电流传感器的选型。

更多的应用,可以参考下面文章:

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