Domů > Výstava > Obsah
Standard SAE J1772 (nabíjecí zástrčka TYPE1 EV)
- Apr 16, 2017 -

SAE J1772 ( IEC typ 1) je severoamerická norma pro elektrické konektory pro elektrické vozy provozované SAE International a má oficiální název "Doporučená praxe SAE pro povrchové vozidlo J1772, SAE Elektrické vozidlo pro vedení vodivého spoje". [1] Pokrývá obecný fyzický, elektrický, komunikační protokol a požadavky na výkon systému elektrického náboje vozidla a spojky. Úkolem je definovat společnou architekturu elektrického vozidla, zahrnující provozní požadavky a funkční a rozměrové požadavky na přívodní a spojovací konektor vozidla.


Dějiny

Starší konektor Avcon, který je zde uveden na modelu Ford Ranger EV

Hlavní podnět pro vývoj SAE J1772 pochází z Kalifornské rady leteckých zdrojů. Dřívější elektrická vozidla jako General Motors EV1 používala indukční nabíjecí spřáhla. To bylo vyloučeno ve prospěch vodivého spojování k dodávce elektřiny pro dobíjení s California Air Resources Board usazením podle standardu SAE J1772-2001 [2] jako nabíjecí rozhraní pro elektrické vozy v Kalifornii v červnu 2001. [3] Avcon vyrobil obdélníkový konektor vyhovující této specifikaci SAE J1772 REV NOV 2001, který byl schopen dodávat až 6,6 kW elektrické energie. [4] (Fotografie a popis tohoto staršího pravoúhlého konektoru "AVCon konektor" a "AVCon vstup" jsou u [5] )

Nařízení CARB z roku 2001 pověřilo používání SAE J1772-2001 od modelového roku 2006. Požadavky později vyžadovaly použití vyšších proudů, než by mohl poskytnout konektor Avcon. Tento proces vedl k návrhu nového kruhového konektorového provedení Yazaki, který umožňuje dodatečný výkon až 19,2 kW dodávaný přes jednofázový proud 120-240 V AC až 80 ampérů. V roce 2008 vydal CARB návrh změny v oddíle 1962.2 hlava 13, který pověřil používání nadcházející normy SAE J1772 od roku 2010 modelového roku. [6]

Typ 1 "J1772" (Japonsko / USA) pomalý AC konektor

Zásuvka Yazaki, která byla postavena na novém standardním konektoru SAE J1772, úspěšně absolvovala certifikaci na UL. Standardní specifikace byla následně schválena výborem SAE v červenci 2009. [7] Dne 14. ledna 2010 byla SAE J1772 REV 2009 schválena Radou pro motorová vozidla SAE. [8] Společnosti, které se podílely nebo podporovaly revidovaný standard roku 2009, zahrnují Smart, Chrysler, GM, Ford, Toyota, Honda, Nissan a Tesla.

Specifikace konektoru SAE J1772-2009 byla přidána k mezinárodnímu standardu IEC 62196-2 (část 2: Požadavky na kompatibilitu s rozměrem a požadavky na zaměnitelnost pro příslušenství pro pinové a kontaktní trubice) s tím, že hlasování o konečné specifikaci bude ukončeno v květnu 2011. [9] Konektor SAE J1772 je považován za provedení typu "1", který zajišťuje jednofázovou vazbu. [10]

Zařízení vozidel

Model SAE J1772-2009 byl přijat výrobci automobilů elektrických vozidel po roce 2000 jako třetí generace modelů Chevrolet Volt a Nissan Leaf jako prvních modelů. Konektor se stal standardním zařízením na americkém trhu kvůli dostupnosti nabíjecích stanic s tímto typem zástrčky v národní síti elektrických vozidel (s pomocí finančních prostředků, jako jsou programové dotace ChargePoint America pro čerpání z ustanovení American Recovery and Reinvestment Act) .

Evropské verze byly vybaveny také vstupním otvorem SAE J1772-2009, dokud se automobilový průmysl nestal standardním přívodem pro konektor IEC typu 2 "Mennekes" - protože všechny konektory IEC používají stejný signalizační protokol SAE J1772, výrobci automobilů prodávají automobily s přívodem SAE J1772-2009 nebo s přívodem IEC typu 2 v závislosti na trhu. K dispozici jsou také (pasivní) adaptéry, které mohou převést J1772-2009 na typ IEC 2 a naopak. Jediný rozdíl spočívá v tom, že většina evropských verzí má zabudovanou nabíječku, která může využívat třífázovou elektrickou energii s vyššími hodnotami napětí a proudu i pro stejný základní model elektrického vozidla (jako je například Chevrolet Volt / Opel Ampera).

Kombinovaný nabíjecí systém (CCS)

Hlavní článek: Kombinovaný nabíjecí systém Typ 1 CCS pomalý AC a rychlý stejnosměrný konektor

SAE vyvíjí variantu Combo Coupler konektoru J1772-2009 s dalšími kolíky pro rychlé DC nabíjení při výkonu 200-450 V DC a až do 90 kW. Také bude využívat technologii Power Line Carrier pro komunikaci mezi vozidlem, externí nabíječkou a inteligentní sítí. [11] Sedm automobilů (Audi, BMW, Daimler, Ford, General Motors, Porsche, Volvo a Volkswagen) se dohodlo na zavedení systému "Kombinovaného nabíjení" v polovině roku 2012. [12] První vozy používající konektor SAE Combo byly BMW i3 uvolněny koncem roku 2013 a model Chevrolet Spark EV vydán v roce 2014. [13] V Evropě je kombo spojka založena na konektoru nabíjení AC typu 2 (VDE) zachování plné kompatibility se specifikacemi SAE pro DC nabíjení a protokolem GreenPHY PLC. [14]

Vlastnosti

Konektor

Konektor J1772-2009 je určen pro jednofázové elektrické systémy s napětím 120 V nebo 240 V, které jsou používány v Severní Americe a Japonsku. Kulatý konektor o průměru 43 milimetrů (1,7 palce) má pět kolíků s třemi různými velikostmi pinů (počínaje největšími) pro každou z následujících:

  • AC linka 1 a řádek 2

  • Zemnící kolík

  • Detekce přiblížení a řídicí pilot

Detekce blízkosti
Zabraňuje pohybu auta při připojení k nabíječce.
Ovládací pilot
Komunikační linka používaná pro koordinaci úrovně nabíjení mezi vozidlem a nabíječkou, jakož i další informace.

Jeden kHz čtvercová vlna s rozsahem ± 12 voltů generovaným přístrojem pro dodávku elektrického vozidla (EVSE, tj. Nabíjecí stanicí) řídicím pilotem, aby zjistila přítomnost vozidla, sdělila maximální přípustný nabíjecí proud a kontrolní nabíjení. [15]

Konektor je navržen tak, aby vydržel 10 000 cyklů zapojení (připojení a odpojení) a vystavení prvkům. Při 1 cyklu zapojení za den by měla doba životnosti konektoru překročit 27 let.

Nabíjení

Norma J1772 definuje dvě úrovně nabíjení: [8]


Napětí Fáze Špičkový proud Napájení
Stupeň AC 1 120 V Jednofázový 16 A 1,92 kW
Stupeň AC 2 240 V Split fáze 32 A (2001)
80 A (2009)
7,68 kW
19,20 kW

Výbor SAE J1772 také navrhl stejnosměrný konektor založený na tvaru AC konektoru SAE J1772-2009 s dalšími DC a zemními kolíky pro podporu nabíjení při 200-450 V DC a 80 A (36 kW) pro DC úroveň 1 a až 200 A (90 kW) pro úroveň DC 2 [16] po vyhodnocení konektoru J1772-2009 proti jiným konstrukcím včetně konektoru JARI / TEPCO používaného rychloupínacím protokolem CHAdeMO DC. [17] Úrovně nabíjení SAE DC Level 3 nebyly stanoveny, ale standard, který existuje od roku 2009, má potenciál nabíjet při výkonu 200-600 V DC maximálně 400 A (240 kW).

Například nabíječka o výkonu 240 kW, která nabíjí zásuvné vozidlo, jako je BMW i3 s prodlužovačem rozsahu, který dostane 100 mil na 21,7 kWh (155 MPGe, 217 Wh na míli), by získal přibližně 18 kilometrů rozsahu za minutu, řidič tráví zpoplatnění po celý život automobilu. Aby to bylo možné vidět, Ford Taurus FWD 3.5L, který EPA porovnává jako průměrný nový benzinový vůz, získá 23 MPG, což znamená, že benzinové čerpadlo, které čerpá na 7 galonů za minutu, dosahuje za každou minutu 161 mil. řidič tráví čerpací plyn po celý život automobilu. [18]

Bezpečnost

Standard J1772 obsahuje několik úrovní ochrany proti nárazům, které zajišťují bezpečnost nabíjení i za mokra. Fyzicky jsou připojovací kolíky izolovány na vnitřním konci konektoru, když jsou spojeny, což zajišťuje žádný fyzický přístup k těmto kolíkům. Pokud nejsou připojeny, konektory J1772 nemají napájecí napětí na kolících, [19] a nabíjecí síla neteče, dokud není ve vozidle. [17]

Napájecí kolíky jsou odrůdy prvního provedení, poslední zlomení. Pokud je zástrčka v nabíjecím portu vozidla a je nabíjena a je odstraněna, řídící pilot a čidlo detekce blízkosti se nejdříve rozbijí, čímž se otevře napájecí relé v nabíjecí stanici, čímž odstraní veškerý proudový proud do konektoru J1772. To zabraňuje jakémukoli oblouk na vývodových kolících, což prodlužuje jejich životnost. Konektor pro detekci blízkosti je také připojen k spínači, který je spuštěn po stisknutí tlačítka fyzického odpojení při odpojení konektoru od vozidla. To způsobuje změnu odporu na proximálním kolíku, který povolují palubní nabíječce vozidla, aby zastavil čerpání proudu těsně před vytažením konektoru.

Signalizace

Signalizační protokol byl navržen tak, aby [17]

Signální obvod J1772

  • napájecí zařízení signalizuje přítomnost vstupního střídavého proudu

  • vozidlo detekuje zástrčku přes bezdotykový obvod (takže vozidlo může zabránit jízdě pryč, když je připojeno)

  • řídí pilotní funkce

    • napájecí zařízení detekuje zásuvné elektrické vozidlo

    • dodává zařízení signalizuje připravenost elektrického vozidla (PEV) k dodávce energie

    • Požadavky na ventilaci PEV jsou stanoveny

    • dodávat vybavení aktuální kapacitu poskytované PEV

  • PEV ovládá tok energie

  • PEV a napájecí zařízení nepřetržitě sledují kontinuitu bezpečné země

  • Nabíjení pokračuje podle určení PEV

  • může dojít k přerušení nabíjení odpojením zástrčky od vozidla

Technická specifikace byla popsána nejprve ve verzi SAE J1772 z roku 2001 a následně v IEC 61851-1 a IEC TS 62763: 2013. Nabíjecí stanice umístí na kontaktní pilot (CP) 12 V a pilotní bezdotykový snímač 12 V (také přítomnost zástrčky, PP) měření rozdílu napětí. Tento protokol nevyžaduje integrované obvody, které by byly potřebné pro jiné nabíjecí protokoly, takže SAE J1772 je robustní a pracuje v teplotním rozmezí -40 ° C až +85 ° C.

Nabíjecí stanice odesílá na kontaktním pilotem, která je připojena zpět na chráněnou zeminu na boku vozidla pomocí odporu a diody (rozsah napětí ± 12,0 ± 0,4 V). Živé vodiče veřejných nabíjecích stanic jsou vždy mrtvé, je-li obvod CP-PE (ochranná zem) otevřený, i když standard umožňuje nabíjecí proud jako v režimu 1 (maximálně 16 A). Pokud je obvod uzavřen, může nabíjecí stanice také vyzkoušet, aby byla ochranná zem fungovat. Vozidlo může požadovat stav nabíjení nastavením odporu; pomocí 2,7 kΩ je oznámeno vozidlo kompatibilní s režimem 3 ( vozidlo bylo zjištěno ), které nevyžaduje nabíjení. Přepnutím na 880 Ω je vozidlo připraveno k nabíjení a přepnutí na 240 Ω požaduje vozidlo s ventilačním nabíjením, v tomto případě je nabíjecí energie dodávána pouze v případě, že je oblast větrána (tj. Venku). Nabíjecí stanice může použít vlnový signál k popisu maximálního proudu, který je k dispozici z nabíjecí stanice pomocí modulace šířky impulzu: 16% PWM je maximálně 10 A, 25% PWM je maximum 16 A a 50 % PWM je maximálně 32 A a 90% PWM označuje možnost rychlého nabití. [20]

Příklady obvodů řídicího vedení v SAE J1772: 2001 ukazují, že proudová smyčka CP-PE je trvale připojena přes rezistor 2,74 kΩ, což způsobuje pokles napětí z +12 V na +9 V, když je kabel připojen k nabíjecí stanici který aktivuje generátor vln. Nabíjení je aktivováno vozem přidáním paralelního odporu 1,3 kΩ, což vede k poklesu napětí na +6 V nebo přidáním paralelního odporu 270 Ω pro požadovanou ventilaci, což vede k poklesu napětí na +3 V. Proto nabíjecí stanice může reagovat pouze kontrola rozsahu napětí přítomného na smyčce CP-PE. [21] Mějte na paměti, že dioda způsobí pokles napětí v pozitivním rozsahu; jakékoliv záporné napětí na smyčce CP-PE vypne proud jako považovaný za fatální chybu (např. při dotyku kolíků).

Základní stav Stav nabíjení Odolnost, CP-PE Odpor, R2 Napětí, CP-PE
Stav A Pohotovostní Otevřete nebo ∞ Ω
+12 V
Stav B Vozidlo bylo zjištěno 2740 Ω
+ 9 ± 1 V
Stav C Připraveno (nabíjení) 882 Ω 1300 Ω + 6 ± 1 V
Stav D Při větrání 246 Ω 270 Ω + 3 ± 1 V
Stav E Žádné napájení (vypnuto)

0 V
Stav F Chyba

-12 V

Pracovní cyklus PWM signálu CP 1 kHz udává maximální přípustný síťový proud. Podle SAE obsahuje zásuvku, kabel a přívod vozidla. V USA je definice ampacity (kapacita ampérů nebo proudová kapacita) rozdělena pro nepřetržitý a krátkodobý provoz. [20] SAE definuje hodnotu amplitudy, která má být odvozena vzorem založeným na plném cyklu 1 ms (signál 1 kHz) s maximální hodnotou konstantního ampérů 0,6 A na 10 μs (nejméně 100 μs udávající 6 A a nejvyšší 800 μs udávající 48 A). [21]

Pracovní cyklus PWM udávající kapacitu ampérů [20]
PWM SAE kontinuální SAE krátkodobý
50% 30 A 36 Špička
40% 24 A 30 Špička
30% 18 A 22 Špička
25% 15 A 20 vrchol
16% 9,6 A
10% 6 A

Kolík, PP, je také pojmenován jako zástrčka přítomná jako spouštěcí příklad SAE J1772, který popisuje spínač S3 jako mechanicky spojený s akčním členem západky konektoru. Během nabíjení je strana EVSE propojena smyčkou PP-PE přes S3 a 150 Ω R6; při otevírání uvolňovacího akčního členu je do smyčky PP-PE na straně EVSE přidáno 330 Ω R7, které umožňuje posun napětí na trati, aby umožnil elektrickému vozidlu zahájit řízené vypnutí před skutečným odpojením kolíků nabití. Nicméně mnoho kabelů s nízkým napájecím napětím nenabízí detekci stavu blokovacího akčního členu na PP kolíku.

Komunikace napájecí sítě P1901

V aktualizované normě splatné v roce 2012 navrhuje SAE používat komunikaci napájecího vedení, konkrétně IEEE 1901, mezi vozidlem, externí nabíjecí stanicí a inteligentní sítí, aniž by vyžadovala další kolík; SAE a Asociace standardů IEEE sdílejí návrhy svých norem týkajících se inteligentní sítě a elektrifikace vozidel. [22]

Komunikace P1901 je kompatibilní s jinými standardy 802.x prostřednictvím standardu IEEE 1905, což umožňuje libovolnou komunikaci na bázi IP s vozidlem, měřičem nebo distributorem a budovou, kde jsou umístěny nabíječky. P1905 zahrnuje bezdrátovou komunikaci. Při alespoň jedné implementaci dochází k komunikaci mezi externím přístrojem DC EVSE a PEV na pilotním vodiči konektoru SAE J1772 prostřednictvím komunikace napájení HomePlug Green PHY (PLC). [23] [24] [25]

Kompatibilní nabíjecí stanice

V Severní Americe a Japonsku jsou modely Chevrolet Volt, [26] Nissan Leaf, [27] Mitsubishi i-MiEV, Toyota Prius Plug-in Hybrid, Inteligentní elektrický pohon a Kia Soul EV všechny přináší přenosné nabíjecí kabely 120 V, V síťové zásuvky do schránky J1772 vozidla; v zemích, kde je běžná síťová elektrická energie 220-230 V společná, přenosné elektrické zásuvky EVSE běžně dodávané s vozidlem mohou provádět nabíjení úrovně 2 z domácí elektrické zásuvky, ačkoli při nižším proudu než vyhrazená vysokonapěťová nabíjecí stanice.

Produkty kompatibilní s SAE J1772-2009 zahrnují:

  • AeroVironment domácí nabíjecí stanice pro Nissan Leaf [28]

  • BTCPower (Broadband TelCom Power, Inc.), první komerčně dostupná SAE DC rychlá nabíječka ve Spojených státech [29] [30]

  • Domovské nabíjecí stanice Bosch Power Max

  • Produkty ClipperCreek zahrnují produkty CS-40, [31] LCS-25 [32] a LCS-25p, [33] HCS-40. [34] Produkt s nejvyšší nabíjecí intenzitou je CS-100. [35]

  • Nejnovější inteligentní nabíječka ChargePoint CT4000, správa kabelů, služby řidiče CT500, CT2000, CT2100 a CT2020 rodiny nabíjecích stanic ChargePoint [36]

  • EATON [2] Řada Pow-R stanice nabíječek elektrických vozidel [37]

  • ECOtality Blink domovní nástěnné a komerční samostatné nabíjecí stanice [38] [39]

  • Elektrický motor Werks JuiceBox Open Source 18 kW 75 A EVSE

  • EVSEadaptory EVSE240V16A 240V 16A přenosná úroveň 2 EVSE

  • EVOCharge - Navíjecí cívka EVSE je určena k podpoře obytných, obchodních a průmyslových trhů.

  • GE Wattstation k dispozici v roce 2011 [40]

  • GoSmart Technologies ChargeSPOT řada nabíjecích stanic

  • GRIDbot je "UP" řady nabíjecích stanic

  • Hubbell PEP stanice - http://www.hubbell-wiring.com/press/pdfs/WLDEE001.pdf

  • Nabíjecí stanice Leviton evr-green [sic] na různých úrovních výkonu, se samostatnou předvodovou sadou, která umožňuje zapojení do zásuvky NEMA 6 240 V [41]

  • Schneider Electric / Square D Nabíjecí řešení EVLink pro řešení nabídek obytných, komerčních a vozových parků.

  • Siemens VersiCharge pro nákladově efektivní obytnou, polopříjmovou a flotilovou úroveň 2 EV nabíjení.

  • Nabíjecí stanice SemaConnect ChargePro

  • Shorepower Technologies řady ePump plně přizpůsobitelné EVSE; vnitřní a venkovní řešení pro osobní a nákladní automobily.

  • Adaptéry TucsonEV - J1772, J1772 Prodlužovací kabely, vstupy a zástrčky s kabelem a bez kabelu, J1772 Kompatibilní EVSE pro 240 V / 30 A, Nulový motocyklový adaptér J1772, konverze Tesla UMC na J1772, 30 A a 40 A EV kabel UL.

  • Sortiment produktů CIRCONTROL CIRCARLIFE zahrnuje infrastrukturu nabíjení EV se zařízeními pro montáž na stěnu a na stěnu s normou J1772

  • OpenEVSE Project - Open Source Design pro EVSE.

  • Nabíječka eStation Level 2 od firmy Vega. Součástí sítě chargeNET na Srí Lance



Copyright © Besen-Group Všechna práva vyhrazena.