電動汽車充電是電動汽車使用過程中必不可少的環(huán)節(jié)，充電快慢影響著電動汽車用戶出行的規(guī)律。根據(jù)電動車電池組的技術(shù)特性和使用性質(zhì)，存在著不同的充電設(shè)施，不同的充電模式，不同的充電方法。電動汽車充電主要有三種方法：一是公共的交、直流充電樁；二是私用的交流充電樁；三是便攜式充電器。
現(xiàn)階段使用公共充電樁充電，車主需要面對尋找充電樁麻煩、找到充電樁卻無法充電等問題；而在小區(qū)里物業(yè)對私用充電樁的安裝等方面要求很苛刻，常常會把很多人擋在門外，顯然充電困難問題無疑還是最大的用車問題。然而，便攜式充電器在現(xiàn)階段讓該問題從一定程度上得到緩解，只要能找到符合要求的家用插座的地方就可以用它給電動汽車充電。滿足這種需求的便攜式充電器就是電動汽車模式2的充電裝置——纜上控制與保護裝置。
1 電動汽車充電模式分類 電動汽車充電設(shè)備或設(shè)備組件，以充電為目的提供專用功能將電能補充給電動汽車的充電模式，分為以下4種：(1) 充電模式1：將電動汽車連接到交流電網(wǎng)時，所使用的單相簡易充電裝置，如圖1所示。它不具有任何保護功能，已禁止使用模式1對電動汽車進行直接充電。
(2) 充電模式2：將電動汽車連接到交流電網(wǎng)時，所使用的單相專用充電裝置，如圖2所示，該裝置同時具備了控制導引、剩余電流保護、過流保護和開關(guān)功能。
圖2 纜上控制與保護裝置（IC-CPD）
(3) 充電模式3：將電動汽車連接到交流電網(wǎng)時，所使用的專用供電設(shè)備，如圖3所示，它在設(shè)備上安裝了控制導引裝置，并具備剩余電流保護功能。
圖3 壁掛式交流充電樁
(4) 充電模式4：將電動汽車連接到交流或直流電網(wǎng)時，所使用的帶控制導引功能的直流專用供電設(shè)備，如圖4所示。
圖4 雙槍一體式直流充電樁
2 纜上控制與保護裝置（IC-CPD）纜上控制與保護裝置（IC-CPD）定義為：在充電模式2下為電動車輛供電的一組部件或元件，包括了功能盒、電纜、供電插頭和車輛連接器，并且能夠執(zhí)行控制功能和安全功能，如圖5所示。
圖5 IC-CPD 的各個部分和功能
IC-CPD 一般包括以下部件或元件 ：與固定插座連接的供電插頭；包含控制和保護特性的功能盒；插頭和功能盒之間的電纜；功能盒與車輛連接器之間的電纜；連接電動汽車的車輛連接器。其中，和均為可選部件，其他3 個全部都是必須部件。
獨立的功能盒應(yīng)包含三個主要功能模塊：剩余電流保護功能模塊 在基本保護和/或故障保護失效時，確保至少提供有In≤30mA的A 型RCD；控制導引功能模塊滿足GB/T18487.1-2015附錄A 電動汽車模式2 的控制導引功能要求；開關(guān)功能模塊 能可靠接通或分斷一個或幾個電氣回路電流。
2.1 IC-CPD 按結(jié)構(gòu)分類，可分為：功能盒獨立于插頭和連接器的IC-CPD；功能盒與插頭為一體的IC-CPD；模塊化的IC-CPD。其中，和兩類IC-CPD 的功能盒都包含了剩余電流保護模塊、控制導引模塊和開關(guān)模塊。而模塊化的IC-CPD分兩種：剩余電流保護及開關(guān)電器與插頭集成一體，控制導引控制器內(nèi)置于獨立的功能盒并介于插頭和車輛連接器之間；剩余電流保護及開關(guān)電器與插頭集成一體，控制導引控制器與車輛連接器集成一體。
2.2 IC-CPD 的使用條件IC-CPD 適用在單相交流電路電壓不超過250V，最大充電電流不超過16A 的環(huán)境下使用，額定頻率優(yōu)選值為50Hz、60Hz或50/60Hz。
3 IC-CPD 的現(xiàn)狀及發(fā)展概況 盡管充電模式2 的IC-CPD屬于一種慢充的充電方式，充電時間較長，但其對充電基礎(chǔ)設(shè)施的要求并不高，且建設(shè)成本低；還可以充分利用電力低谷時段進行充電，降低充電成本；更為重要的優(yōu)點是可對電池深度充電，提升電池充放電效率，延長電池壽命。 目前，IC-CPD大多是電動汽車購買時隨車配送的充電裝置。在專業(yè)標準NB/T 42077-2016發(fā)布實施之前，市場上的IC-CPD基本是按車企的要求并參考相關(guān)的標準進行部分項目的試驗，或者只是簡單的進行出廠檢驗便流向市場，而完全沒有從全方面的安全性考慮，進行完整的檢測。這樣，IC-CPD在使用過程中，很可能就會引發(fā)人身傷害、火災(zāi)等事故，存在很大的安全隱患。因此，對IC-CPD產(chǎn)品按專業(yè)標準開展嚴格的檢測刻不容緩。 2017年7 月，剛閉幕的二十國集團（G20）漢堡峰會的最大焦點——宣布了將全面禁售燃油車的國家和時間：法國2040年起；德國2030年起；挪威電動汽車已占24%，2025 年起；荷蘭2025年起。同時，發(fā)改委宣布：禁止核準新建燃油汽車項目，并嚴格控制現(xiàn)有燃油汽車產(chǎn)能；可見，國內(nèi)外政府對以電動汽車為主的新能源汽車的重視程度越來越高。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示及預(yù)測，2016年我國新能源汽車保有量109 萬輛；而2017 年-2020 年，我國新能源汽車將進入穩(wěn)定增長階段，復合增速在40%左右，進而實現(xiàn)2020年當年產(chǎn)量200 萬輛，2020 年全國新能源汽車保有量500 萬輛。 假設(shè)電動汽車生產(chǎn)企業(yè)長期保持著一臺車配送一個IC-CPD的福利，那么，在未來相當長的一段時間內(nèi)，對IC-CPD充電裝置產(chǎn)品的檢測認證需求量必然也會越來越大。
4 IC-CPD 中電流傳感器的選擇由于IC-CPD 適用在單相交流電路電壓不超過250V，最大充電電流不超過16A 的環(huán)境下使用，額定頻率優(yōu)選值為50Hz、60Hz或50/60Hz。需要使用工作電壓大于250V，額定電流大于1.5倍充電電流的汽車級的電流傳感器來檢測電路中的電流，由于充電模式2整體結(jié)構(gòu)較小，就需要結(jié)構(gòu)更加緊湊的霍爾電流傳感器來實現(xiàn)這個功能。目前美國Allegro公司有多款汽車級霍爾電流傳感器可以滿足要求，推薦使用如下兩個系列產(chǎn)品：
ACS724汽車級電氣隔離電流傳感器 IC 采用共模場抑制技術(shù)和小型 SOIC8 封裝
ACS724 電流傳感器 IC 是工業(yè)、汽車業(yè)、商業(yè)和通信系統(tǒng)交直流傳感的精確經(jīng)濟的解決方案。小型封裝非常適合空間狹小的應(yīng)用，由于減少了電路板的面積，還降低了成本。典型應(yīng)用領(lǐng)域包括電動機控制、載荷檢測和管理、開關(guān)式電源和過電流故障保護。
ACS724 采用扁平表面的小封裝安裝座 SOIC8。引腳架采用 100％ 霧錫電鍍，可與標準無鉛（Pb）印刷電路板裝配流程兼容。憑借專有放大器和過濾器設(shè)計技術(shù)，該器件具有業(yè)界領(lǐng)先的噪聲性能，并且?guī)捯诧@著改善。高帶寬 120kHz 模擬輸出縮短了控制應(yīng)用中的響應(yīng)時間。
ACS724MA：采用增強隔離SOICW-16 封裝的高精度、霍爾效應(yīng)電流傳感器 IC
ACS724MA 電流傳感器IC 是汽車、工業(yè)、商業(yè)和通信系統(tǒng)交直流傳感的精確經(jīng)濟的解決方案。小型表面貼裝SOICW-16MA 封裝非常適合空間受限的應(yīng)用，同時提供增強型隔離。常見應(yīng)用包括車載充電器(OBC)、直流/直流轉(zhuǎn)換器、電機控制、負載檢測和管理、開關(guān)模式電源和過流故障保護。
車用型 ACS724LMA 提供“L”溫度范圍（-40至 150°C），而工業(yè)型ACS724KMA 則提供“K”溫度范圍（-40至 125°C）。
· ACS724MA 采用扁平表面安裝 SOICW-16 封裝。引腳框采用 100% 霧錫電鍍，可與標準無鉛印刷電路板裝配流程兼容。該器件內(nèi)部無鉛。器件在出廠裝運前已完全校準。符合AEC-Q100 標準的車用器件（僅“L"溫度型）。憑借專有放大器和過濾器設(shè)計技術(shù)， 該器件具有業(yè)界領(lǐng)先的噪聲性能，并且 帶寬也顯著改善。小尺寸SOICW-16 封裝適合空間有限 的應(yīng)用，4.5至 5.5 V 單電源工作，工廠校準靈敏度和靜態(tài)輸出電壓用于改進精確度。
結(jié)束語 充電困難問題無疑還是現(xiàn)階段電動汽車使用過程中的最大問題，而IC-CPD在現(xiàn)階段能讓該問題從一定程度上得到緩解。本文從充電模式分類的介紹出發(fā)，引入模式2 的充電裝置IC-CPD，并展開了包括IC-CPD的分類、標準及認證規(guī)則等方面的詳細介紹，最后提供了目前市場上的IC-CPD現(xiàn)狀及電流傳感器的選型。
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