Trang chủ > Triển lãm > Nội dung
Tiêu chuẩn SAE J1772 (Phích cắm sạc TYPE1 EV)
- Apr 16, 2017 -

SAE J1772 ( IEC Type 1) là tiêu chuẩn Bắc Mỹ cho các đầu nối điện cho các loại xe điện được Quốc tế SAE duy trì và có tiêu đề chính thức "Thực hành được đề xuất cho xe bề mặt SAE J1772, Bộ sạc điện dẫn điện SAE". [1] Nó bao gồm các yêu cầu chung về giao tiếp vật lý, điện, giao tiếp và hiệu suất cho hệ thống sạc điện dẫn điện và bộ ghép nối. Mục đích là để xác định một kiến trúc hệ thống sạc điện dẫn điện thông thường bao gồm các yêu cầu hoạt động và các yêu cầu chức năng và chiều cho đầu vào xe và giao phối kết nối.


Lịch sử

Các kết nối Avcon cũ, đặc trưng ở đây trên một Ford Ranger EV

Các kích thích chính cho sự phát triển của SAE J1772 đến từ Ban Tài nguyên Không khí California. Những chiếc xe điện trước đây như General Motors EV1 đã sử dụng bộ ghép sạc cảm ứng. Chúng được loại trừ để ủng hộ việc ghép nối dẫn điện để cung cấp điện cho việc nạp tiền với Ủy ban Tài nguyên Không khí California giải quyết theo tiêu chuẩn SAE J1772-2001 [2] làm giao diện sạc cho xe điện ở California vào tháng 6 năm 2001. [3] đầu nối hình chữ nhật tương thích với đặc điểm kỹ thuật SAE J1772 REV NOV 2001 có khả năng cung cấp tới 6,6 kW công suất điện. [4] (Ảnh và mô tả của hình chữ nhật sửa đổi cũ "AVCon connector" và "AVCon inlet" là [5] )

Quy định CARB năm 2001 đã bắt buộc việc sử dụng SAE J1772-2001 bắt đầu với năm mô hình năm 2006. Các yêu cầu sau đó được yêu cầu cho các dòng điện cao hơn được sử dụng hơn so với đầu nối Avcon có thể cung cấp. Quá trình này dẫn đến đề xuất thiết kế đầu nối vòng mới của Yazaki cho phép tăng công suất lên tới 19,2 kW thông qua một pha 120-240 V AC ở mức tối đa 80 ampe. Trong năm 2008, CARB đã xuất bản một bản thảo sửa đổi cho mục 1962.2 Tiêu đề 13 yêu cầu sử dụng tiêu chuẩn SAE J1772 sắp tới bắt đầu với năm mô hình năm 2010. [6]

Đầu nối AC chậm loại 1 "J1772" (Nhật / Mỹ)

Phích cắm Yazaki được xây dựng theo tiêu chuẩn cắm SAE J1772 mới đã được chứng nhận thành công tại UL. Đặc điểm kỹ thuật tiêu chuẩn sau đó đã được ủy ban SAE bình chọn vào tháng 7 năm 2009. [7] Vào ngày 14 tháng 1 năm 2010, SAE J1772 REV 2009 đã được Hội đồng Xe cơ giới SAE thông qua. [8] Các công ty tham gia hoặc hỗ trợ tiêu chuẩn sửa đổi -2009 bao gồm Smart, Chrysler, GM, Ford, Toyota, Honda, Nissan và Tesla.

Đặc điểm kỹ thuật đầu nối SAE J1772-2009 đã được thêm vào tiêu chuẩn quốc tế IEC 62196-2 ("Phần 2: Tương thích về kích thước và các yêu cầu thay thế cho pin và phụ kiện ống tiếp xúc") với biểu quyết về đặc điểm kỹ thuật cuối cùng sẽ đóng vào tháng 5 năm 2011. [9] Đầu nối SAE J1772 được coi là triển khai "Loại 1" cung cấp một bộ ghép pha đơn. [10]

Thiết bị xe cộ

SAE J1772-2009 được các nhà sản xuất ô tô của các xe điện hậu 2000 như các thế hệ thứ ba của Chevrolet Volt và Nissan Leaf áp dụng làm mẫu xe đầu tiên. Bộ kết nối trở thành thiết bị tiêu chuẩn trên thị trường Mỹ do có sẵn các trạm sạc với loại phích cắm đó trong mạng lưới xe điện của quốc gia (với sự trợ giúp của tài trợ như chương trình tài trợ của chương trình ChargePoint America từ các quy định của Đạo luật thu hồi và tái đầu tư Mỹ) .

Phiên bản châu Âu được trang bị đầu vào SAE J1772-2009 cho đến khi ngành công nghiệp ô tô giải quyết đầu nối IEC loại 2 "Mennekes" như đầu vào tiêu chuẩn - vì tất cả các đầu nối IEC đều sử dụng cùng giao thức báo hiệu SAE J1772 mà các nhà sản xuất ô tô đang bán với đầu vào SAE J1772-2009 hoặc đầu vào IEC loại 2 tùy thuộc vào thị trường. Cũng có các bộ điều hợp (thụ động) có thể chuyển đổi J1772-2009 thành IEC Type 2 và ngược lại. Sự khác biệt duy nhất là hầu hết các phiên bản châu Âu đều có bộ sạc tích hợp có thể tận dụng điện ba pha với điện áp cao hơn và giới hạn dòng điện ngay cả đối với cùng loại xe cơ bản (như Chevrolet Volt / Opel Ampera).

Hệ thống sạc kết hợp (CCS)

Bài chi tiết: Hệ thống sạc kết hợp Loại 1 CCS chậm AC và kết nối DC nhanh

SAE đang phát triển một biến thể Combo Coupler của đầu nối J1772-2009 với các chân bổ sung để chứa sạc DC nhanh ở mức 200-450 volt DC và lên tới 90 kW. Điều này cũng sẽ sử dụng công nghệ Power Line Carrier để giao tiếp giữa xe, bộ sạc ngoài bo mạch và lưới điện thông minh. [11] Bảy nhà sản xuất xe hơi (Audi, BMW, Daimler, Ford, General Motors, Porsche, Volvo và Volkswagen) đã đồng ý giới thiệu "Hệ thống sạc kết hợp" vào giữa năm 2012. [12] Những chiếc xe đầu tiên sử dụng nút kết hợp SAE là chiếc BMW i3 được phát hành vào cuối năm 2013 và chiếc Chevrolet Spark EV ra mắt vào năm 2014. [13] Ở châu Âu, bộ kết hợp được dựa trên đầu nối sạc loại 2 (VDE) duy trì tính tương thích đầy đủ với đặc điểm kỹ thuật SAE để sạc DC và giao thức PLC GreenPHY. [14]

Tính chất

Kết nối

Đầu nối J1772-2009 được thiết kế cho các hệ thống điện một pha với 120 V hoặc 240 V như được sử dụng ở Bắc Mỹ và Nhật Bản. Đầu nối đường kính tròn 43 mm (1,7 in) có năm chân, với ba kích cỡ pin khác nhau (bắt đầu với kích thước lớn nhất), cho mỗi loại:

  • Dòng AC 1 và dòng 2

  • Pin mặt đất

  • Phát hiện tiệm cận và kiểm soát thí điểm

Phát hiện tiệm cận
Ngăn cản chuyển động của xe khi kết nối với bộ sạc.
Kiểm soát thí điểm
Đường dây liên lạc được sử dụng để phối hợp mức sạc giữa xe và bộ sạc cũng như các thông tin khác.

Sóng vuông 1 kHz ở ± 12 vôn được tạo ra bởi thiết bị cung cấp xe điện (EVSE; tức là trạm sạc) trên thiết bị điều khiển để phát hiện sự hiện diện của xe, giao tiếp mức sạc tối đa cho phép và điều khiển sạc. [15]

Đầu nối được thiết kế để chịu được 10.000 chu kỳ giao phối (kết nối và ngắt kết nối) và tiếp xúc với các phần tử. Với 1 chu kỳ giao phối mỗi ngày, tuổi thọ của đầu nối phải vượt quá 27 năm.

Đang sạc

Tiêu chuẩn J1772 định nghĩa hai mức sạc: [8]


Vôn Giai đoạn Dòng điện cao điểm Quyền lực
Cấp AC 1 120 V Một pha 16 A 1,92 kW
AC Cấp 2 240 V Giai đoạn tách 32 A (2001)
80 A (2009)
7,68 kW
19,20 kW

Ủy ban SAE J1772 cũng đã đề xuất một đầu nối DC dựa trên hình dạng đầu nối AC SAE J1772-2009 với các chốt DC và chân tiếp theo để hỗ trợ sạc ở 200-450 V DC và 80 A (36 kW) cho DC Level 1 và lên tới 200 A (90 kW) cho DC Level 2 [16] sau khi đánh giá đầu nối J1772-2009 so với các thiết kế khác bao gồm đầu nối JARI / TEPCO được sử dụng bởi giao thức sạc nhanh CHAdeMO DC. [17] Các mức sạc SAE DC Cấp 3 chưa được xác định, nhưng tiêu chuẩn khi nó tồn tại đến năm 2009 có khả năng sạc ở 200–600 V DC ở mức tối đa 400 A (240 kW).

Ví dụ, một bộ sạc 240 kW có phí là xe plug-in, chẳng hạn như i3 với phạm vi extender mà được 100 dặm mỗi 21,7 kWh (155 MPGe, 217 Wh cho mỗi dặm) BMW, sẽ nhận được khoảng 18 dặm phạm vi mỗi phút mà một người lái xe dành sạc trong suốt cuộc đời của chiếc xe. Để đưa điều này vào quan điểm, các 3.5L Ford Taurus FWD, mà EPA so sánh như một xăng mới trung bình chỉ xe, được 23 MPG, có nghĩa là một máy bơm xăng mà máy bơm ở mức 7 gallon mỗi phút cho 161 dặm phạm vi mỗi mỗi phút mà một người lái xe tiêu hao khí trong suốt cuộc đời của chiếc xe. [18]

An toàn

Tiêu chuẩn J1772 bao gồm một số mức độ bảo vệ chống sốc, đảm bảo sự an toàn khi sạc ngay cả trong điều kiện ẩm ướt. Về mặt vật lý, các chân kết nối được phân lập trên phần bên trong của đầu nối khi giao phối, đảm bảo không tiếp cận vật lý với các chân đó. Khi không giao phối, các đầu nối J1772 không có điện áp nguồn ở chân, [19] và công suất sạc không chảy cho đến khi được xe điều khiển. [17]

Các chân nguồn là loại đầu tiên, cuối cùng phá vỡ. Nếu phích cắm nằm trong cổng sạc của xe và sạc, và nó được tháo ra, đầu dò điều khiển và chốt phát hiện tiệm cận sẽ phá vỡ đầu tiên gây ra rơle nguồn trong trạm sạc để mở, cắt tất cả dòng điện đến đầu cắm J1772. Điều này ngăn cản bất kỳ arcing trên chân điện, kéo dài tuổi thọ của họ. Pin phát hiện tiệm cận cũng được kết nối với một công tắc được kích hoạt khi nhấn nút ngắt kết nối vật lý khi tháo đầu nối khỏi xe. Điều này làm cho khả năng chống thay đổi trên pin gần kề, điều khiển bộ sạc tích hợp của xe để dừng việc rút dòng ngay lập tức trước khi đầu nối được kéo ra.

Báo hiệu

Giao thức báo hiệu đã được thiết kế để [17]

Mạch báo hiệu J1772

  • thiết bị cung cấp tín hiệu sự hiện diện của nguồn đầu vào AC

  • xe phát hiện cắm thông qua mạch gần (do đó chiếc xe có thể ngăn chặn lái xe đi trong khi kết nối)

  • chức năng thí điểm điều khiển bắt đầu

    • cung cấp thiết bị phát hiện plug-in xe điện

    • thiết bị cung cấp cho thấy sự sẵn sàng của xe điện (PEV) để cung cấp năng lượng

    • Yêu cầu thông gió PEV được xác định

    • cung cấp công suất thiết bị hiện tại được cung cấp cho PEV

  • PEV lệnh luồng năng lượng

  • PEV và thiết bị cung cấp liên tục theo dõi sự liên tục của mặt đất an toàn

  • phí tiếp tục được xác định bởi PEV

  • phí có thể bị gián đoạn bằng cách ngắt kết nối phích cắm khỏi xe

Đặc tả kỹ thuật được mô tả đầu tiên trong phiên bản 2001 của SAE J1772 và sau đó là IEC 61851-1 và IEC TS 62763: 2013. Trạm sạc đặt 12 V trên bộ thí điểm tiếp xúc (CP) và thiết bị đo khoảng cách (cũng có, phích cắm hiện tại; PP) đo sự khác biệt về điện áp. Giao thức này không yêu cầu các mạch tích hợp, cần thiết cho các giao thức sạc khác, khiến cho SAE J1772 mạnh mẽ và hoạt động được thông qua dải nhiệt độ từ -40 ° C đến +85 ° C.

Trạm sạc gửi một sóng vuông 1 kHz trên phi công tiếp xúc được nối lại với trái đất được bảo vệ ở bên hông xe bằng một điện trở và một diode (dải điện áp ± 12,0 ± 0,4 V). Dây sạc trực tiếp của các trạm sạc công cộng luôn luôn chết nếu mạch CP-PE (bảo vệ trái đất) được mở, mặc dù tiêu chuẩn cho phép một dòng sạc như trong Chế độ 1 (tối đa 16 A). Nếu mạch được đóng thì trạm sạc cũng có thể kiểm tra mặt đất bảo vệ hoạt động. Chiếc xe có thể yêu cầu một trạng thái sạc bằng cách thiết lập một điện trở; sử dụng 2,7 kΩ một chiếc xe tương thích Chế độ 3 được công bố ( xe phát hiện ) mà không cần sạc. Chuyển sang 880 Ω xe đã sẵn sàng để sạc và chuyển sang 240 Ω xe yêu cầu sạc thông gió trong trường hợp nguồn điện sạc chỉ được cung cấp nếu khu vực được thông gió (ví dụ, ngoài trời). Trạm sạc có thể sử dụng tín hiệu sóng để mô tả dòng điện tối đa có sẵn từ trạm sạc với sự trợ giúp của điều chế độ rộng xung: 16% PWM là tối đa 10 A, 25% PWM là tối đa 16 A, 50 % PWM là 32 cờ PWM tối đa và 90% một tùy chọn sạc nhanh. [20]

Ví dụ mạch thí điểm trong SAE J1772: 2001 cho thấy rằng vòng lặp hiện tại CP-PE được kết nối vĩnh viễn thông qua điện trở 2,74 kΩ làm giảm điện áp từ +12 V xuống +9 V khi cáp được nối với trạm sạc kích hoạt bộ tạo sóng. Việc sạc được kích hoạt bởi xe bằng cách thêm điện trở 1.3 k parallel song song dẫn đến giảm điện áp xuống +6 V hoặc bằng cách thêm một điện trở 270 parallel song song cho thông gió yêu cầu dẫn đến sụt điện áp xuống +3 V. Do đó trạm sạc có thể phản ứng bằng cách chỉ kiểm tra phạm vi điện áp có trên vòng lặp CP-PE. [21] Lưu ý rằng diode sẽ chỉ làm giảm điện áp trong khoảng tích cực; bất kỳ điện áp âm nào trên vòng lặp CP-PE sẽ tắt dòng điện như được coi là một lỗi nghiêm trọng (như chạm vào các chân).

Trạng thái cơ sở Trạng thái sạc Kháng, CP-PE Kháng, R2 Điện áp, CP-PE
Trạng thái A Đứng gần Mở hoặc ∞ Ω
+12 V
Trạng thái B Đã phát hiện thấy xe 2740 Ω
+ 9 ± 1 V
Trạng thái C Sẵn sàng (sạc) 882 Ω 1300 Ω + 6 ± 1 V
Trạng thái D Với thông gió 246 Ω 270 Ω + 3 ± 1 V
Trạng thái E Không có điện (tắt)

0 V
Trạng thái F lỗi

−12 V

Chu kỳ nhiệm vụ PWM của tín hiệu CP 1 kHz cho biết dòng điện tối đa cho phép. Theo SAE nó bao gồm ổ cắm, cáp và đầu vào xe. Tại Hoa Kỳ, định nghĩa về độ mờ (dung lượng ampere hoặc dung lượng hiện tại) được chia cho hoạt động liên tục và ngắn hạn. [20] SAE xác định giá trị ampacity được bắt nguồn bởi công thức dựa trên chu kỳ đầy đủ 1 ms (của tín hiệu 1 kHz) với giá trị ampere liên tục tối đa là 0,6 A trên 10 µs (với 100 µs thấp nhất cho 6 A và 800 µs cao nhất cho 48 A). [21]

Chu kỳ nhiệm vụ PWM cho thấy công suất ampere [20]
PWM SAE liên tục SAE ngắn hạn
50% 30 A 36 Đỉnh
40% 24 A 30 Đỉnh
30% 18 A 22 Đỉnh
25% 15 A 20 Đỉnh
16% 9,6 A
10% 6 A

Pin, PP, cũng được đặt tên là plug hiện tại như ví dụ mẫu SAE J1772 mô tả công tắc, S3, khi được liên kết máy móc với bộ truyền động chốt nối đầu nối. Trong quá trình sạc, phía EVSE kết nối vòng PP-PE qua S3 và 150 Ω R6; khi mở bộ truyền động phát hành, 330 Ω R7 được thêm vào trong vòng PP-PE ở phía EVSE, cho phép chuyển đổi điện áp trên đường dây để cho phép xe điện khởi động điều khiển tắt trước khi ngắt kết nối các chân cắm điện. Tuy nhiên nhiều cáp bộ điều hợp nguồn thấp không cung cấp tính năng phát hiện trạng thái truyền động khóa trên chân PP.

P1901 truyền thông điện

Trong một tiêu chuẩn cập nhật vào năm 2012, SAE đề xuất sử dụng truyền thông đường dây điện, đặc biệt là IEEE 1901, giữa xe, trạm sạc ngoài bàn và lưới điện thông minh, mà không yêu cầu thêm pin; SAE và Hiệp hội Tiêu chuẩn IEEE đang chia sẻ các tiêu chuẩn dự thảo của họ liên quan đến lưới điện thông minh và điện khí hóa xe. [22]

Giao tiếp P1901 tương thích với các tiêu chuẩn 802.x khác thông qua chuẩn IEEE 1905, cho phép truyền thông dựa trên IP tùy ý với xe, đồng hồ hoặc nhà phân phối và tòa nhà có bộ sạc. P1905 bao gồm truyền thông không dây. Trong ít nhất một lần thực hiện, giao tiếp giữa DC EVSE và PEV off-board xảy ra trên dây thí điểm của đầu nối SAE J1772 thông qua giao tiếp dòng điện HomePlug Green PHY (PLC). [23] [24] [25]

Trạm sạc tương thích

Ở Bắc Mỹ và Nhật Bản, Chevrolet Volt, [26] Nissan Leaf, [27] Mitsubishi i-MiEV, Toyota Prius Plug-in Hybrid, ổ điện thông minh và Kia Soul EV tất cả đi kèm với 120 V sạc di động dẫn mà cặp vợ chồng một 120 V nguồn điện cắm vào ổ cắm J1772 của xe; ở những quốc gia có nguồn điện chính trong nước 220-230V, EVSE di động thường được cung cấp cùng với chiếc xe có thể thực hiện mức phí 2 từ ổ cắm điện trong nước, mặc dù ở mức thấp hơn so với trạm sạc cao hiện tại.

Các sản phẩm tương thích với SAE J1772-2009 bao gồm:

  • AeroVironment nhà trạm sạc cho Nissan Leaf [28]

  • BTCPower (Broadband TelCom Power, Inc.), Bộ sạc nhanh SAE DC thương mại đầu tiên tại Hoa Kỳ [29] [30]

  • Các trạm sạc tại nhà của Bosch Power Max

  • Các sản phẩm ClipperCreek bao gồm CS-40, [31] LCS-25 [32] và LCS-25p, [33] HCS-40. [34] Sản phẩm có cường độ dòng điện cao nhất là CS-100. [35]

  • ChargePoint CT4000 bộ sạc thông minh mới nhất, quản lý cáp, dịch vụ điều khiển CT500, CT2000, CT2100, và CT2020 của các trạm sạc qua mạng ChargePoint [36]

  • EATON [2] Gia đình trạm sạc xe điện Pow-R [37]

  • ECOtality Blink nhà gắn trên tường và trạm sạc độc lập thương mại [38] [39]

  • Động cơ điện Werks JuiceBox Mã nguồn mở 18 kW 75 A EVSE

  • EVSEadapters EVSE240V16A 240V 16A Mức độ di động 2 EVSE

  • EVoCharge - Retractable Reel EVSE được thiết kế để hỗ trợ các thị trường dân cư, thương mại và công nghiệp.

  • GE Wattstation có mặt vào năm 2011 [40]

  • GoSmart Technologies ChargeSPOT dòng trạm sạc

  • Dòng trạm sạc "UP" của GRIDbot

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

  • Các trạm thu phí tại nhà Leviton evr-green [sic] ở một loạt các mức công suất, với bộ dây pre-wire riêng biệt cho phép người ta cắm vào ổ cắm NEMA 6 240 V [41]

  • Giải pháp sạc điện của Schneider Electric / Square D EVLink cho các giải pháp sạc điện dân dụng, thương mại và hạm đội.

  • Siemens VersiChọn để sạc EV ở cấp độ dân cư, bán công cộng và cấp 2 hiệu quả về chi phí.

  • Trạm sạc SemaConnect ChargePro

  • Shorepower Technologies ePump dòng EVSE hoàn toàn tùy biến; giải pháp trong nhà và ngoài trời cho ô tô và xe tải.

  • TucsonEV - J1772 Adapter hộp, J1772 mở rộng dây, Inlets và phích cắm có và không có dây, J1772 tương thích EVSE cho 240 V / 30 A, Zero xe máy để J1772 Adapter, Tesla UMC để J1772 chuyển đổi, 30A và 40A EV UL được liệt kê dây.

  • Dòng sản phẩm CIRCONTROL CIRCARLIFE bao gồm cơ sở hạ tầng sạc EV với các thiết bị gắn tường và gắn tường với tiêu chuẩn J1772

  • Dự án OpenEVSE - Thiết kế nguồn mở cho EVSE.

  • Bộ sạc eStation Cấp 2 của Vega. Một phần của mạng lưới chargeNET ở Sri Lanka



Bản quyền © BESEN-Group Tất cả các quyền được bảo lưu.