電動汽車充電是電動汽車使用過程中必不可少的環節，充電快慢影響著電動汽車用戶出行的規律。根據電動車電池組的技術特性和使用性質，存在著不同的充電設施，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；而在小區里物業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???????

電動汽車充電設備或設備組件，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、過流保護和開關功能。

(3) 充電模式3：將電動汽車連接到交流電網時，所使用的專用供電設備，如圖3所示，它在設備上安裝了控制導引裝置，并具備剩余電流保護功能。

(4) 充電模式4：將電動汽車連接到交流或直流電網時，所使用的帶控制導引功能的直流專用供電設備。

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 按結構分類，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模塊。而模塊化的IC-CPD分兩種：剩余電流保護及開關電器與插頭集成一體，控制導引控制器內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 的環境下使用，額定頻率優選值為50Hz、60Hz或50/60Hz。

3 IC-CPD 的現狀及發展概況????????

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，但其對充電基礎設施的要求并不高，且建設成本低；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。在專業標準NB/T 42077-2016發布實施之前，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，很可能就會引發人身傷害、火災等事故，存在很大的安全隱患。因此，對IC-CPD產品按專業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，發改委宣布：禁止核準新建燃油汽車項目，并嚴格控制現有燃油汽車產能；可見，國內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。有關數據顯示及預測，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定增長階段，復合增速在40%左右，進而實現2020年當年產量200 萬輛，2020 年全國新能源汽車保有量500 萬輛。???????

假設電動汽車生產企業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，對IC-CPD充電裝置產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 的環境下使用，額定頻率優選值為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整體結構較小，就需要結構更加緊湊的霍爾電流傳感器來實現這個功能。

目前意瑞半導體（上海）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品：

4.1 檢測5A到70A的直流或交流電流。

檢測5A到50A的直流或交流電一般選用芯片式的霍爾電流傳感器，比如

CH701電流傳感器IC，是工業、汽車、商業和通信系統中交流或直流電流傳感的經濟而精確的解決方案。小封裝是空間受限應用的理想選擇，同時由于減少了電路板面積而節省了成本。典型應用包括電機控制、負載檢測和管理、開關電源和過電流故障保護。

CH701可以檢測到50A峰值的電流。

如果需要檢測更大電流，需要更高的隔離電壓，可以選擇更大電流范圍的產品，比如16腳的CH701W系列，電流范圍可以到70A，絕緣耐壓可以到4800Vrms：

CH701W 系列產品有如下特性：

加強隔離：4800VRMS

AEC-Q100合格

一次導體電阻：0.8 mΩ

供電電源：3.3V或5V

多種測量電流：交流或直流±5A、±10A、±20A、±30A、±40A、±50A、±60A、±70A

帶寬：120 kHz

響應時間：4us

提供更加靈活的輸出模式

SOIC-16封裝，節省PCB空間

出廠前芯片已做好靈敏度和靜態（零電流）輸出電壓的校準，提高精度

斬波器穩定可產生極其穩定的靜態輸出電壓

4.2 檢測50A到200A的直流或交流電流。

可以選用直插型的電流傳感器

CH704 是專為大電流檢測應用開發的隔離集成式電流傳感芯片。CH704 內置 0.1 mΩ 的初級導體電阻，有效降低芯片發熱支持大電流檢測：±50A, ±100A, ±150A, ±200A。其內部集成獨特的溫度補償電路以實現芯片在 -40 到150度全溫范圍內良好的一致性。出廠前芯片已做好靈敏度和靜態（零電流）輸出電壓的校準，在全溫度范圍內提供 ±2% 的典型準確性。

結束語??????

充電困難問題無疑還是現階段電動汽車使用過程中的最大問題，而IC-CPD在現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，引入模式2 的充電裝置IC-CPD，并展開了包括IC-CPD的分類、標準及認證規則等方面的詳細介紹，最后提供了目前市場上的IC-CPD現狀及電流傳感器的選型。

審核編輯：劉清