Domov > výstava > Obsah
Štandard SAE J1772 (nabíjacia zásuvka typu TYPE1 EV)
- Apr 16, 2017 -

SAE J1772 ( IEC typ 1) je severoamerická norma pre elektrické konektory pre elektrické vozidlá udržiavané SAE International a má oficiálny názov "SAE Povrchové vozidlo Odporúčaná prax J1772, SAE Elektrické vozidlo vodivé vodiaci spojka". [1] Pokrýva všeobecné fyzikálne, elektrické, komunikačné protokoly a požiadavky na výkon systému elektrického náboja vozidla a spojky. Zámerom je definovať spoločnú architektúru elektrického vozidla, vrátane prevádzkových požiadaviek a funkčných a rozmerových požiadaviek na prívodný a spojovací konektor vozidla.


histórie

Starší konektor Avcon, ktorý sa tu nachádza na modeli Ford Ranger EV

Hlavný impulz pre vývoj SAE J1772 prišiel z California Air Resources Board. Doterajšie elektrické vozidlá ako General Motors EV1 používali indukčné nabíjačky. Tieto boli vylúčené v prospech vodivého spojenia na dodávku elektrickej energie na dobíjanie s California Air Resources Board usadením sa na norme SAE J1772-2001 [2] ako nabíjacie rozhranie pre elektrické vozidlá v Kalifornii v júni 2001. [3] Avcon vyrobil obdĺžnikový konektor vyhovujúci špecifikácii SAE J1772 REV NOV 2001, ktorá bola schopná dodávať až 6,6 kW elektrickej energie. [4] (Fotografie a opis tohto starého revízneho obdĺžnikového konektora "AVCon" a "AVCon vstup" sú na [5] )

Nariadenie CARB z roku 2001 nariadilo používanie SAE J1772-2001 od roku 2006. Neskôr požadované požiadavky na používanie vyšších prúdov, ako môže poskytnúť konektor Avcon. Tento proces viedol k návrhu nového dizajnu okrúhlych konektorov Yazaki, ktorý umožňuje zvýšiť dodávku energie až o 19,2 kW, dodávaných prostredníctvom jednofázového rozvodu 120-240 V AC až do 80 ampérov. V roku 2008 vydal CARB návrh zmeny a doplnenia k oddielu 1962.2 Hlava 13, ktorý nariadil používanie nadchádzajúceho štandardu SAE J1772 začínajúceho modelovým rokom 2010. [6]

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

Konektor Yazaki, ktorý bol postavený na novom štandarde zástrčky SAE J1772, úspešne absolvoval certifikáciu na UL. Štandardná špecifikácia bola následne schválená výborom SAE v júli 2009. [7] 14. januára 2010 SAE J1772 REV 2009 prijala Rada SAE pre motorové vozidlá. [8] Spoločnosti, ktoré sa zúčastnili alebo podporili revidovaný štandard roku 2009, zahŕňajú Smart, Chrysler, GM, Ford, Toyota, Honda, Nissan a Tesla.

Špecifikácia konektora SAE J1772-2009 bola pridaná do medzinárodného štandardu IEC 62196-2 ("Časť 2: Požiadavky na rozmerovú kompatibilitu a zameniteľnosť pre príslušenstvo striedavého prúdu a príslušné rúrkové príslušenstvo") s hlasovaním o konečnej špecifikácii, ktorá sa má uzavrieť v máji 2011. [9] Konektor SAE J1772 sa považuje za implementáciu typu 1, ktorá poskytuje jednofázovú spojku. [10]

Zariadenie vozidla

Model SAE J1772-2009 bol prijatý výrobcami elektrických vozidiel po roku 2000 ako tretia generácia modelov Chevrolet Volt a Nissan Leaf ako prvých modelov. Konektor sa stal štandardným vybavením na americkom trhu kvôli dostupnosti nabíjacích staníc s týmto typom zástrčky v sieti elektrických vozidiel v krajine (s pomocou finančných prostriedkov, ako sú programy na podporu čerpania programu ChargePoint America z ustanovení amerického zákona o obnove a reinvestícií) ,

Európske verzie boli vybavené aj vstupom SAE J1772-2009, kým sa automobilový priemysel nezhodol na konektore IEC Type 2 "Mennekes" ako štandardný vstup - pretože všetky konektory IEC používajú rovnaký signalizačný protokol SAE J1772, výrobcovia automobilov predávajú automobily s prívodom SAE J1772-2009 alebo s prívodom IEC typu 2 v závislosti od trhu. K dispozícii sú aj (pasívne) adaptéry, ktoré dokážu previesť J1772-2009 na IEC Type 2 a naopak. Jediný rozdiel je v tom, že väčšina európskych verzií má zabudovanú nabíjačku, ktorá môže využívať trojfázovú elektrickú energiu s vyšším napäťovým a prúdovým limitom aj pre ten istý základný model elektrického vozidla (napríklad Chevrolet Volt / Opel Ampera).

Kombinovaný systém nabíjania (CCS)

Hlavný článok: Kombinovaný systém nabíjania Typ 1 CCS pomalý AC a rýchly DC konektor

Spoločnosť SAE vyvíja variant Combo Coupler konektora J1772-2009 s dodatočnými kolíkmi, ktoré umožňujú rýchle nabíjanie jednosmerného prúdu v rozsahu 200-450 voltov DC a až 90 kW. Takisto sa použije technológia Power Line Carrier na komunikáciu medzi vozidlom, off-board nabíjačkou a inteligentnou sieťou. [11] Sedem automobilov (Audi, BMW, Daimler, Ford, General Motors, Porsche, Volvo a Volkswagen) súhlasilo so zavedením systému kombinovaného spoplatňovania v polovici roka 2012. [12] Prvé vozidlá, ktoré používajú zásuvku SAE Combo, boli BMW i3 uvoľnené koncom roka 2013 a Chevrolet Spark EV vydané v roku 2014. [13] V Európe je kombinovaný spriahač založený na konektore nabíjania AC typu 2 (VDE) zachovanie plnej kompatibility so špecifikáciou SAE pre DC nabíjanie a protokolom GreenPHY PLC. [14]

vlastnosti

konektor

Konektor J1772-2009 je určený pre jednofázové elektrické systémy s napätím 120 V alebo 240 V, ako sú tie, ktoré sa používajú v Severnej Amerike a Japonsku. Kruhový konektor s priemerom 43 milimetrov (1,7 palca) má päť kolíkov s tromi rozdielnymi rozmermi kolíkov (počnúc od najväčších) pre každý z týchto:

  • AC linka 1 a riadok 2

  • Zemnicový kolík

  • Detekcia vzdialenosti a riadiaci pilot

Detekcia vzdialenosti
Zabraňuje pohybu auta pri pripojení k nabíjačke.
Riadiaci pilot
Komunikačná linka používaná na koordináciu úrovne nabíjania medzi vozidlom a nabíjačkou, ako aj ďalšie informácie.

Jedna kHz štvorcová vlna s hodnotou ± 12 voltov generovaná zariadením na dodávku elektrického vozidla (EVSE, tj nabíjacia stanica) na riadiacom pilotovi na detekciu prítomnosti vozidla, oznamuje maximálny prípustný nabíjací prúd a riadiaca nabíjanie. [15]

Konektor je navrhnutý tak, aby vydržal 10 000 cyklov párenia (spojenie a odpojenie) a vystavenie prvkov. Pri 1 cykle párenia denne by životnosť konektora mala prekročiť 27 rokov.

nabíjanie

Norma J1772 definuje dve úrovne nabíjania: [8]


Napätie Fáza Špičkový prúd Moc
Úroveň AC 1 120 V Jednofázový 16 A 1,92 kW
Úroveň AC 2 240 V Rozdeľte fázu 32 A (2001)
80 A (2009)
7,68 kW
19,20 kW

Výbor SAE J1772 navrhol taktiež DC konektor na základe tvaru AC konektora SAE J1772-2009 s dodatočnými DC a zemnými kolíkmi na podporu nabíjania pri 200-450 V DC a 80 A (36 kW) pre DC úroveň 1 a až 200 A (90 kW) pre DC úroveň 2 [16] po vyhodnotení konektora J1772-2009 proti iným konštrukciám vrátane konektora JARI / TEPCO používaného rýchlym protokolom CHAdeMO DC. [17] Úrovne nabíjania úrovne SAE DC Level 3 neboli stanovené, ale norma, ktorá existuje od roku 2009, má potenciál nabíjať pri 200-600 V DC maximálne 400 A (240 kW).

Napríklad nabíjačka s výkonom 240 kW, ktorá nabíja zásuvné vozidlo, ako napríklad BMW i3 s predlžovačom dosahu, ktorý dostane 100 míľ za 21,7 kWh (155 MPGe, 217 Wh za kilometer), dosiahne približne 18 míľ za minútu, vodič strávil nabíjanie po celý život auta. Aby sa to dalo do popredia, Ford Taurus FWD 3,5L, ktorý EPA porovnáva ako priemerný nový benzínový automobil, dostane 23 MPG, čo znamená, že benzínové čerpadlo, ktoré čerpá rýchlosťou 7 galónov za minútu, dáva 161 míľ za každú minútu vodič trávia čerpací plyn po celý život auta. [18]

bezpečnosť

Štandard J1772 obsahuje niekoľko úrovní ochrany proti nárazom, čo zaisťuje bezpečnosť nabíjania aj za mokra. Fyzicky sú pripojovacie kolíky izolované na vnútornej strane konektora, keď sa spájajú, čím sa zabezpečí žiadny fyzický prístup k týmto kolíkom. Keď nie sú pripojené, konektory J1772 nemajú napäťové napätie na kolíkoch [19] a nabíjacia sila netečie, kým nie je príkazom vozidlo. [17]

Napájacie kolíky sú odrody prvej výroby, poslednej prestávky. Ak je zástrčka v nabíjacej zásuvke vozidla a je nabíjaná a vytiahne sa, riadiaci pilot a detekčný kolík sa najskôr rozbijú, čím sa otvorí napájacie relé v nabíjacej stanici, čím odstráni všetok tok prúdu do konektora J1772. Tým sa zabráni akémukoľvek oblúku na elektrických kolíkoch, čo predlžuje ich životnosť. Kolík detekcie vzdialenosti je tiež pripojený k spínaču, ktorý sa spúšťa po stlačení tlačidla fyzického odpojenia pri vyberaní konektora z vozidla. To spôsobuje zmenu odporu na proximálnom čape, ktorý povie vozidlovú palubnú nabíjačku, aby zastavil čerpanie prúdu bezprostredne pred vytiahnutím konektora.

signalizačné

Signalizačný protokol bol navrhnutý tak, aby [17]

Signálny obvod J1772

  • prístroj signalizuje prítomnosť vstupného napájacieho napätia

  • vozidlo detekuje zástrčku prostredníctvom obvodu bezdrôtovej komunikácie (takže vozidlo môže zabrániť jazde preč pri pripojení)

  • riadia pilotné funkcie

    • napájacie zariadenie detekuje zásuvné elektrické vozidlo

    • Napájacie zariadenie indikuje pripravenosť na pripojenie elektrického vozidla (PEV) na napájanie

    • Požiadavky na ventiláciu PEV sú stanovené

    • dodávať zariadenie aktuálnu kapacitu poskytovanú PEV

  • PEV riadi tok energie

  • PEV a napájacie zariadenia nepretržite monitorujú kontinuitu bezpečnostnej plochy

  • nabíjanie pokračuje tak, ako to určuje PEV

  • nabíjanie môže byť prerušené odpojením zástrčky od vozidla

Technická špecifikácia bola opísaná najskôr vo verzii SAE J1772 z roku 2001 a následne v IEC 61851-1 a IEC TS 62763: 2013. Nabíjacia stanica umiestni 12 V na kontaktný pilot (CP) a pilotný snímač (tiež prítomný zástrčka, PP), ktorý meria rozdiely v napätí. Tento protokol nevyžaduje integrované obvody, ktoré by boli potrebné pre iné nabíjacie protokoly, takže SAE J1772 je robustný a ovládateľný v teplotnom rozmedzí -40 ° C až +85 ° C.

Nabíjacia stanica vysiela 1 kHz štvorcovú vlnu na kontaktný pilot, ktorý je pripojený späť na chránenú zem na boku vozidla pomocou odporu a diódy (rozsah napätia ± 12,0 ± 0,4 V). Živé vodiče verejných nabíjacích staníc sú vždy mŕtve, ak je okruh CP-PE (ochranná zem) otvorený, aj keď štandard umožňuje nabíjací prúd ako v režime 1 (maximálne 16 A). Ak je okruh zatvorený, nabíjacia stanica môže tiež testovať funkčnú ochrannú zem. Vozidlo môže požadovať stav nabíjania nastavením odporu; pri použití 2,7 kΩ sa oznamuje vozidlo kompatibilné s režimom 3 ( detekcia vozidla ), ktorá nevyžaduje nabíjanie. Pri prepnutí na 880 Ω je vozidlo pripravené na nabíjanie a prepnutie na 240 Ω, ktoré vozidlo vyžaduje s ventilačným nabíjaním. V tomto prípade sa nabíjací výkon dodáva len vtedy, ak je priestor vetraný (tj vonku). Nabíjacia stanica môže použiť signál vlny na opis maximálneho prúdu, ktorý je k dispozícii z nabíjacej stanice pomocou modulácie šírky impulzu: 16% PWM je maximálne 10 A, 25% PWM je maximálne 16 A, 50 % PWM je maximálne 32 A a 90% PWM označuje možnosť rýchleho nabitia. [20]

Príklady obvodov riadiacej linky v SAE J1772: 2001 ukazujú, že prúdová slučka CP-PE je trvalo pripojená cez rezistor s výkonom 2,74 kΩ, čo spôsobuje pokles napätia z +12 V na +9 V, keď je kábel pripojený k nabíjacej stanici ktorý aktivuje generátor vlny. Nabíjanie je aktivované vozidlom pridaním paralelného odporu 1,3 kΩ, čo má za následok pokles napätia na +6 V alebo pridaním paralelného rezistora 270 Ω pre požadované vetranie, čo vedie k poklesu napätia na +3 V. V dôsledku toho nabíjacia stanica môže reagovať iba skontrolovať rozsah napätia prítomný na slučke CP-PE. [21] Všimnite si, že dióda bude robiť len pokles napätia v pozitívnom rozsahu; akékoľvek záporné napätie na slučke CP-PE vypne prúd, pretože sa považuje za fatálnu chybu (ako sa dotýka kolíkov).

Základný stav Stav nabíjania Odolnosť, CP-PE Odolnosť, R2 Napätie, CP-PE
Stav A záložný Otvoriť alebo ∞ Ω
+12 V
Stav B Zistené vozidlo 2740 Ω
+ 9 ± 1 V
Stav C Pripravené (nabíjanie) 882 Ω 1300 Ω + 6 ± 1 V
Stav D S vetraním 246 Ω 270 Ω + 3 ± 1 V
Stav E Žiadne napájanie (vypnuté)

0 V
Stav F Chyba

-12 V

Pracovný cyklus PWM signálu CP 1 kHz udáva maximálny povolený prúd siete. Podľa SAE obsahuje zásuvku, kábel a prívod vozidla. V USA je definícia ampacity (kapacita ampérov alebo aktuálna kapacita) rozdelená pre kontinuálnu a krátkodobú prevádzku. [20] SAE definuje hodnotu ampacity, ktorá sa má odvodiť pomocou vzorca založeného na 1 ms plnom cykle (signálu 1 kHz) s maximálnym konštantným menovitým menovitým výkonom 0,6 A na 10 μs (najnižšia hodnota 100 μs udáva 6 A a najvyššie 800 μs udávajúce 48 A). [21]

Pracovný cyklus PWM indikujúci kapacitu ampérov [20]
PWM SAE spojitý SAE krátkodobý
50% 30 A 36 Špička
40% 24 A 30 vrchol
30% 18 A 22 Špička
25% 15 A 20 vrchol
16% 9,6 A
10% 6 A

Kolík, PP, sa tiež označuje ako zástrčka, ktorá je súčasťou príkladného spínacieho zariadenia SAE J1772, ktorý popisuje spínač S3 ako mechanicky spojený s ovládačom uvoľnenia západky konektora. Počas nabíjania, strana EVSE spája slučku PP-PE cez S3 a 150 Ω R6; pri otvorení odblokovacieho ovládača sa v slučke PP-PE na strane EVSE pridáva 330 Ω R7, čo spôsobuje posun napätia na vedení, aby umožnil elektrickému vozidlu iniciovať riadené vypnutie pred skutočným odpojením kolíkov nabitia. Avšak veľa káblov adaptéra s nízkym napätím neponúka detekciu stavu blokovacieho akčného člena na kolíku PP.

Komunikácia P1901

V aktualizovanej norme, ktorá sa má uskutočniť v roku 2012, SAE navrhuje používať komunikáciu elektrickej siete, konkrétne IEEE 1901, medzi vozidlom, externou nabíjacou stanicou a inteligentnou rozvodnou sieťou bez potreby ďalšieho kolíka; SAE a združenie noriem IEEE zdieľajú svoje návrhy noriem týkajúcich sa inteligentnej siete a elektrifikácie vozidiel. [22]

Komunikácia P1901 je kompatibilná s inými normami 802.x prostredníctvom normy IEEE 1905, ktorá umožňuje komunikáciu založenú na IP založenú na vozidle, merači alebo distribútori a budove, kde sa nachádzajú nabíjačky. P1905 zahŕňa bezdrôtovú komunikáciu. V aspoň jednej implementácii sa komunikácia medzi externým DC EVSE a PEV vyskytuje na pilotnom drôte konektora SAE J1772 prostredníctvom komunikácie s elektrickou linkou HomePlug Green PHY (PLC). [23] [24] [25]

Kompatibilné nabíjacie stanice

V Severnej Amerike a Japonsku majú Chevrolet Volt, Nissan Leaf, Mitsubishi i-MiEV, Toyota Prius Plug-in Hybrid, inteligentný elektrický pohon a Kia Soul EV všetko s prenosnými nabíjačkami typu 120 V, V so zásuvkou J1772 vo vozidle; v krajinách, kde je bežná domáca elektrická energia 220-230 V bežná, prenosné vedenia EVSE bežne dodávané s vozidlom môžu vykonávať nabíjanie úrovne 2 z domácej elektrickej zástrčky, hoci pri nižšom prúde ako špeciálna nabíjacia stanica s vysokým prúdom.

Produkty kompatibilné so spoločnosťou SAE J1772-2009 zahŕňajú:

  • AeroVironment domáca nabíjacia stanica pre Nissan Leaf [28]

  • BTCPower (Broadband TelCom Power, Inc.), prvý komerčne dostupný SAE DC Fast Charger v Spojených štátoch [29] [30]

  • Domáce nabíjacie stanice Bosch Power Max

  • Produkty ClipperCreek zahŕňajú CS-40, [31] LCS-25 [32] a LCS-25p, [33] HCS-40. [34] Výrobok s najvyššou intenzitou nabíjania je CS-100. [35]

  • ChargePoint CT4000 Najnovšia inteligentná nabíjačka, správa káblov, služby vodičov Čítačky CT500, CT2000, CT2100 a CT2020 zo sieťových nabíjacích staníc ChargePoint [36]

  • EATON [2] Riadiaca stanica Pow-R stanice nabíjacích staníc pre elektrické vozidlá [37]

  • ECOtality Blink domáci nástenný a komerčné samostatné nabíjacie stanice [38] [39]

  • Elektrické motory Werks JuiceBox Open Source 18 kW 75 A EVSE

  • EVSEadaptory EVSE240V16A 240V 16A prenosná úroveň 2 EVSE

  • EVoCharge - sťahovateľný navijak EVSE je určený na podporu rezidenčných, komerčných a priemyselných trhov.

  • GE Wattstation k dispozícii v roku 2011 [40]

  • GoSmart Technologies ChargeSPOT riadok nabíjacích staníc

  • GRIDbot je "UP" rodina nabíjacích staníc

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

  • Leviton evr-green [sic] domáce nabíjacie stanice na rôznych výkonových úrovniach so samostatnou predvodnou súpravou, ktorá umožňuje zapojenie do zásuvky NEMA 6 240 V [41]

  • Schneider Electric / Square D EVLink nabíjacie riešenia pre rezidenčné, komerčné a riešenie nabíjania vozového parku.

  • Siemens VersiCharge pre nákladovo efektívne obytné, poloverejné a flotily úrovne 2 EV nabíjania.

  • Nabíjacie stanice ChargePro SemaConnect

  • Shorepower Technologies ePump line plne prispôsobiteľné EVSE; vnútorné a vonkajšie riešenia pre osobné a nákladné automobily.

  • Adaptér TucsonEV - J1772, J1772 Predlžovacie šnúry, Vstupy a zástrčky s káblom a bez kábla, J1772 Kompatibilné EVSE pre 240 V / 30 A, Nulový motocykel na adaptér J1772, Konverzia Tesla UMC na J1772, kábel EV UL s napätím 30 A a 40 A.

  • Produktová rada CIRCONTROL CIRCARLIFE zahŕňa infraštruktúru dobíjania EV s postojovými a stenovými jednotkami s normou J1772

  • OpenEVSE Project - Open Source Design pre EVSE.

  • Nabíjačka eStation Level-2 značky Vega. Súčasťou siete chargeNET na Srí Lanke



Copyright © Besen-Group Všetky práva vyhradené.