新能源汽车TypeB型漏电流传感器充电模式全覆盖

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 controlandprotection 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TypeB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（ResidualCurrent 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。