TypeB型漏电流传感器充电模式全覆盖

汽车电子设计 2019-11-07 18:11

充电更安全,电量更精准,设计更高效

 1.电动汽车发展迅速,充电桩需求旺盛


国际标准《IEC62752-2016 In-cable control andprotection device for mode 2 charging of electric road vehicles (IC-CPD)》于2016年正式发布。在标准中规定了IC-CPD功能及作用。其中TypeB型剩余电流检测成为重要功能。宜昌市瑞磁科技有限公司(RichSens)推出的RCPD(Residual CurrentProtection Device)系列剩余电流传感器完全满足该标准。

第二种充电模式(Mode2)逐步普及,IC-CPD在电动汽车中已经成为标配件,IC-CPD的普及可以极大方便随时充电,包括家用充电,外出充电。其作为第二种充电模式(Mode2),也为更多的用户所接受,随着标准的升级及统一,更多主机厂也会选择IC-CPD作为标配件。

2017年全球新能源电动乘用车销量119.71万辆,同比增长67%,其中海外销量62.97万辆(同比增长51.78%),中国销量56.74万辆(同比增长88.1%)。大多数以纯电动汽车为主。

2.剩余电流更加复杂,预防更为迫切

剩余电流监测及剩余电流普及应用可追溯至1990年前后。最早为TypeAC型,至目前在较多领域已经陆续采用TypeB型剩余电流监测。其包含关系如图2所示。正是由于用电设备复杂化,电路拓扑复杂化,也使剩余电流监测由TypeAC型发展为当下TypeB型。TypeB型剩余电流定义中包含了TypeAC,TypeA型及直流剩余电流,因此TypeB型剩余电流检测是目前剩余电流检测的比较高的要求。

TypeB指的是在A型漏电(交流,跃动直流,半波交流)的基础上还有平滑直流和断续直流。


图1 不同用电网络及剩余电流示意图


(摘自《ABB技术资料》)

而在电动汽车领域,其内部充电拓扑比较复杂,且电动汽车动力电池为直流电源系统,因此,电流成分更为复杂,包含交流电流,脉动电流,尤其是在这种特殊应用场景下出现直流电流。基于此,剩余电流也更复杂。电动汽车动力电池等效为极大电容负载,因此,当发生漏电时,TypeB型直流剩余电流就会在图2的4,5,6电路拓扑中经常出现。

为保障生命财产安全,推荐在充电桩加装保护等级更高的Type B漏电流传感器或Type B漏电断路器。常规预防剩余电流的手段有两种:


1)增加漏电断路器(RCD

在家用及工业领域普遍加装漏电开关,如燃气热水器中TypeA型漏电开关,工业领域用漏电断路器。尤其在充电桩领域,由于标准规定需要采用TypeA或TypeB型漏电断路器,因此普遍采用在电路系统中增加漏电断路器的方案。2018年如南方电网多家企业也在充电桩领域推进B型漏电流传感器。

2)增加Type B电流传感器

如光伏逆变器中普遍采用剩余电流传感器进行漏电保护。目前在IC-CPD中普遍采用该种方案。


3. 不同充电模式下Type B漏电流传感器应用



模式二

图2 IC-CPD中漏电传感器应用示意图

(摘自宜昌市瑞磁科技有限公司RichSensor科技资料)


其中穿过RCPD12A漏电流传感器铜线为2根7mm²,RMS电流在40A以上,充电有功功率高于6.6kW。电气间隙,爬电距离在4mm以上,符合NB/T 42077与IEC-62752的要求。布局局如下图所示。

图3 6.6kW IC-CPD中漏电流传感器设计

(摘自某设计应用)

对于3.5kW以下IC-CPD,推荐采用RCPD100A,零点稳定性极好,在-40℃~85℃零点温漂低于1.5mA,零点稳定性使得后续处理电路及单片机处理A型动作点,直流平滑动作点更准确。

模式三

模式三充电电流较大,一般采用单相或三相电流线直接穿过传感器,不推荐将交流电流引入到交流控制板上。

图4 RCM01SL在充电桩中应用

模式四
模式四充电电流更大,推荐采用B型断路器,同时满足过电流检测功能与漏电流检测功能,由于采用磁隔离装置,对于6倍工作电流过流具有较好的屏蔽作用。

图5 RCBD125应用于125A漏电断路器

也可采用RCPD25I,孔径25mm,面板安装。内部设计高效磁隔离,其中Trip输出符合B型漏电标准,可智能动作,另外具有CAN输出,实时输出各种状态。

图6 RCPD25A,应用于50kW充电桩

宜昌市瑞磁科技有限公司(RichSensor)具有多年磁通门电流传感器研发经验,先后推出IC-CPD中漏电流传感器RCPD(Residual Current Protection Device),TypeB型断路器中电流传感器,电动汽车电量监测传感器FCC300。其中RCPD系列剩余电流传感器可应用于IC-CPD中,实现交直流TypeB型剩余电流检测功能,满足新标准的要求。


汽车电子设计 本公众号是博主和汽车电子的行业的工程师们一起交流、探讨、思考的小结,以作为技术交流和沟通的桥梁
评论
热门推荐
相关推荐
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦