Allegro霍尔电流传感器ACS724LLCTR应用于电动汽车模式2充电的装置 

分享 收藏 已有 167 次阅读  2019-03-11 08:57   标签Allegro  霍尔电流传感器  ACS724LLCTR 

电动汽车充电是电动汽车使用过程中必不可少的环节,充电快慢影响着电动汽车用户出行的规律。根据电动车电池组的技术特性和使用性质,存在着不同的充电设施,不同的充电模式,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,车主需要面对寻找充电桩麻烦、找到充电桩却无法充电等问题;而在小区里物业对私用充电桩的安装等方面要求很苛刻,常常会把很多人挡在门外,显然充电困难问题无疑还是最大的用车问题。然而,便携式充电器在现阶段让该问题从一定程度上得到缓解,只要能找到符合要求的家用插座的地方就可以用它给电动汽车充电。满足这种需求的便携式充电器就是电动汽车模式2的充电装置——缆上控制与保护装置。
电动汽车充电模式分类       电动汽车充电设备或设备组件,以充电为目的提供专用功能将电能补充给电动汽车的充电模式,分为以下4种:(1) 充电模式1:将电动汽车连接到交流电网时,所使用的单相简易充电装置,如图1所示。它不具有任何保护功能,已禁止使用模式1对电动汽车进行直接充电。

(2) 充电模式2:将电动汽车连接到交流电网时,所使用的单相专用充电装置,如图2所示,该装置同时具备了控制导引、剩余电流保护、过流保护和开关功能。

缆上控制与保护装置(IC-CPD
(3) 充电模式3:将电动汽车连接到交流电网时,所使用的专用供电设备,如图3所示,它在设备上安装了控制导引装置,并具备剩余电流保护功能。

 

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,所使用的带控制导引功能的直流专用供电设备,如图4所示。


双枪一体式直流充电桩

缆上控制与保护装置(IC-CPD)缆上控制与保护装置(IC-CPD)定义为:在充电模式2下为电动车辆供电的一组部件或元件,包括了功能盒、电缆、供电插头和车辆连接器,并且能够执行控制功能和安全功能,如图5所示。

5 IC-CPD 的各个部分和功能

IC-CPD 一般包括以下部件或元件 :与固定插座连接的供电插头;包含控制和保护特性的功能盒;插头和功能盒之间的电缆;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,和均为可选部件,其他个全部都是必须部件。
独立的功能盒应包含三个主要功能模块:剩余电流保护功能模块 在基本保护和/或故障保护失效时,确保至少提供有In30mARCD;控制导引功能模块满足GB/T18487.1-2015附录电动汽车模式的控制导引功能要求;开关功能模块 能可靠接通或分断一个或几个电气回路电流。
2.1 IC-CPD 按结构分类,可分为:功能盒独立于插头和连接器的IC-CPD;功能盒与插头为一体的IC-CPD;模块化的IC-CPD。其中,和两类IC-CPD 的功能盒都包含了剩余电流保护模块、控制导引模块和开关模块。而模块化的IC-CPD分两种:剩余电流保护及开关电器与插头集成一体,控制导引控制器内置于独立的功能盒并介于插头和车辆连接器之间;剩余电流保护及开关电器与插头集成一体,控制导引控制器与车辆连接器集成一体。
2.2 IC-CPD 的使用条件IC-CPD 适用在单相交流电路电压不超过250V,最大充电电流不超过16A 的环境下使用,额定频率优选值为50Hz60Hz50/60Hz


3 IC-CPD 的现状及发展概况        尽管充电模式IC-CPD属于一种慢充的充电方式,充电时间较长,但其对充电基础设施的要求并不高,且建设成本低;还可以充分利用电力低谷时段进行充电,降低充电成本;更为重要的优点是可对电池深度充电,提升电池充放电效率,延长电池寿命。        目前,IC-CPD大多是电动汽车购买时随车配送的充电装置。在专业标准NB/T 42077-2016发布实施之前,市场上的IC-CPD基本是按车企的要求并参考相关的标准进行部分项目的试验,或者只是简单的进行出厂检验便流向市场,而完全没有从全方面的安全性考虑,进行完整的检测。这样,IC-CPD在使用过程中,很可能就会引发人身伤害、火灾等事故,存在很大的安全隐患。因此,对IC-CPD产品按专业标准开展严格的检测刻不容缓。       2017月,刚闭幕的二十国集团(G20)汉堡峰会的最大焦点——宣布了将全面禁售燃油车的国家和时间:法国2040年起;德国2030年起;挪威电动汽车已占24%2025 年起;荷兰2025年起。同时,发改委宣布:禁止核准新建燃油汽车项目,并严格控制现有燃油汽车产能;可见,国内外政府对以电动汽车为主的新能源汽车的重视程度越来越高。有关数据显示及预测,2016年我国新能源汽车保有量109 万辆;而2017 -2020 年,我国新能源汽车将进入稳定增长阶段,复合增速在40%左右,进而实现2020年当年产量200 万辆,2020 年全国新能源汽车保有量500 万辆。       假设电动汽车生产企业长期保持着一台车配送一个IC-CPD的福利,那么,在未来相当长的一段时间内,对IC-CPD充电装置产品的检测认证需求量必然也会越来越大。
4 IC-CPD 中电流传感器的选择由于IC-CPD 适用在单相交流电路电压不超过250V,最大充电电流不超过16A 的环境下使用,额定频率优选值为50Hz60Hz50/60Hz。需要使用工作电压大于250V,额定电流大于1.5倍充电电流的汽车级的电流传感器来检测电路中的电流,由于充电模式2整体结构较小,就需要结构更加紧凑的霍尔电流传感器来实现这个功能。目前美国Allegro公司有多款汽车级霍尔电流传感器可以满足要求,推荐使用如下两个系列产品:

ACS724汽车级电气隔离电流传感器 IC 采用共模场抑制技术和小型 SOIC8 封装

Allegro™ACS724 电流传感器 IC 是工业、汽车业、商业和通信系统交直流传感的精确经济的解决方案。小型封装非常适合空间狭小的应用,由于减少了电路板的面积,还降低了成本。典型应用领域包括电动机控制、载荷检测和管理、开关式电源和过电流故障保护。

 ACS724 采用扁平表面的小封装安装座 SOIC8。引脚架采用 100% 雾锡电镀,可与标准无铅(Pb)印刷电路板装配流程兼容。凭借专有放大器和过滤器设计技术,该器件具有业界领先的噪声性能,并且带宽也显著改善。高带宽 120kHz 模拟输出缩短了控制应用中的响应时间。


ACS724MA:采用增强隔离SOICW-16 封装的高精度、霍尔效应电流传感器 IC

Allegro™ACS724MA 电流传感器IC 是汽车、工业、商业和通信系统交直流传感的精确经济的解决方案。小型表面贴装SOICW-16MA 封装非常适合空间受限的应用,同时提供增强型隔离。常见应用包括车载充电器(OBC)、直流/直流转换器、电机控制、负载检测和管理、开关模式电源和过流故障保护。

 

车用型 ACS724LMA 提供“L”温度范围(-40至 150°C),而工业型ACS724KMA 则提供“K”温度范围(-40至 125°C)。


 ACS724MA 采用扁平表面安装 SOICW-16 封装。引脚框采用 100% 雾锡电镀,可与标准无铅印刷电路板装配流程兼容。该器件内部无铅。器件在出厂装运前已完全校准。符合AEC-Q100 标准的车用器件(仅“L"温度型)。凭借专有放大器和过滤器设计技术, 该器件具有业界领先的噪声性能,并且 带宽也显著改善。小尺寸SOICW-16 封装适合空间有限 的应用,4.5至 5.5 V 单电源工作,工厂校准灵敏度和静态输出电压用于改进精确度。

 

结束语      充电困难问题无疑还是现阶段电动汽车使用过程中的最大问题,而IC-CPD在现阶段能让该问题从一定程度上得到缓解。本文从充电模式分类的介绍出发,引入模式的充电装置IC-CPD,并展开了包括IC-CPD的分类、标准及认证规则等方面的详细介绍,最后提供了目前市场上的IC-CPD现状及电流传感器的选型。

 

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