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SAE J1772標準(TYPE1 EV充電プラグ)
- Apr 16, 2017 -

SAE J1772 IEC タイプ1)は SAEインターナショナルが保有する電気自動車の電気コネクタ用の北米規格で あり、正式名称は「SAEサーフェスビークル推奨プラクティスJ1772、SAE電気自動車用導電性チャージカプラー」です。 [1] 電気自動車の導電性充電システムおよびカプラの一般的な物理的、電気的、通信プロトコルおよび性能要件をカバーする。 その目的は、自動車の入口および相手コネクタのための動作要件および機能的および寸法的要件を含む共通の電気自動車の導電性充電システムアーキテクチャを定義することである。


歴史

旧式のAvconコネクタ、ここではFord Ranger EV

SAE J1772の開発の主な刺激は、カリフォルニア大気資源局(California Air Resources Board)のものでした。 ゼネラルモーターズEV1のような以前の電気自動車は、誘導充電器カプラーを使用していました。 これらは、2001年6月にカリフォルニアの電気自動車の充電インターフェースとして、 SAE J1772-2001規格 [2]に定住するカリフォルニア大気資源局との再充電のために電力を供給するための導電性カップリングに賛成して除外された[3]最大6.6kWの電力を供給できるSAE J1772 REV NOV 2001仕様に準拠した長方形のコネクタです。 [4] (旧版の "AVCon connector"と "AVcon inlet"の写真と説明は[5]にあります

2001年のCARB規制は、2006年モデル年から始まるSAE J1772-2001の使用を義務付けた。 後の要件では、Avconコネクタよりも高い電流を使用することが求められました。 このプロセスにより、最大80アンペアの単相120-240 V ACで最大19.2 kWの電力供給を可能にする、新しい丸型コネクタ設計がYazakiによって提案されました。 2008年に、CARBは、2010年のモデル年から始まる、今後のSAE J1772規格の使用を義務づけたセクション1962.2 Title 13への改定案を公表した。 [6]

タイプ1「J1772」(日本/米国)低速ACコネクタ

新しいSAE J1772プラグ標準に基づいて構築された矢崎プラグは、ULでの認証を正常に完了しました。 その後、標準仕様が2009年7月にSAE委員会によって採択された。 [7] 2010年1月14日、SAE J1772 REV 2009がSAE自動車自動車評議会によって採択された。 [8]修正された-2009標準に参加しているか、またはサポートする企業は、スマート、クライスラー、GM、フォード、トヨタ、ホンダ、日産、テスラを含む。

SAE J1772-2009コネクタ仕様は、 国際規格IEC 62196-2 (「第2部:ACピンおよびコンタクトチューブアクセサリの寸法互換性と互換性要件」)に追加され、2011年5月に締め切る予定です。 [9] SAE J1772コネクタは、単相カプラを提供する「タイプ1」実装とみなされます。 [10]

車両機器

SAE J1772-2009は、初期モデルとしてChevrolet VoltおよびNissan Leafの第3世代のような2000年以降の電気自動車の自動車製造業者によって採用された。 コネクターは、アメリカの電気自動車ネットワークにプラグタイプの充電スタンドがあるため(米国復旧法の規定によるチャージポイントアメリカのプログラム補助金の助成を受けて)、米国市場で標準装備となりました。 。

すべてのIECコネクタが自動車メーカーが自動車を販売している同じSAE J1772信号プロトコルを使用しているため、欧州のバージョンには、SAE J1772-2009インレットも装備されています(IECタイプ2「Mennekes」コネクタを標準インレットとして採用) SAE J1772-2009インレットまたはIECタイプ2インレットのいずれかを使用してください。 また、J1772-2009をIECタイプ2に変換する(パッシブ)アダプターもあります(逆も同様です)。 唯一の違いは、ほとんどのヨーロッパ版には、同じ基本電気自動車モデル(Chevrolet Volt / Opel Amperaなど)であっても、より高い電圧と電流の制限を持つ3相電力を利用できるオンボード充電器があることです。

複合充電システム(CCS)

主な記事:複合充電システム タイプ1 CCS低速ACおよび高速DCコネクタ

SAE社は、J1772-2009コネクタのコンボ・カプラ・バリエーションを開発し、DC400〜450V、最大90kWの高速DC充電に対応するピンを追加しています。 これは、車両、オフボード充電器、およびスマートグリッドの間で通信するために、電力線通信技術を使用します。 2012年中旬に7つの自動車メーカー(アウディ、BMW、ダイムラー、フォード、ゼネラルモーターズ、ポルシェ、ボルボ、フォルクスワーゲン)がコンバージドチャージシステムを導入することに合意した。 [12] SAE Comboプラグを使用した最初の車両は、2013年後半にリリースされたBMW i3と2014年にリリースされたChevrolet Spark EVでした。欧州では、コンボカプラーはType 2(VDE)AC充電コネクタDC充電用のSAE仕様とGreenPHY PLCプロトコルとの完全な互換性を維持します。 [14]

プロパティ

コネクタ

J1772-2009コネクタは、北米および日本で使用されているような120 Vまたは240 Vの単相電気システム向けに設計されています。 直径43ミリ(1.7インチ)の円形のコネクタには5つのピンがあり、それぞれに3つの異なるピンサイズ(最大で始まる)があります。

  • ACライン1とライン2

  • グランドピン

  • 近接検出および制御パイロット

近接検出
充電器に接続しているときの車の動きを防ぎます。
制御パイロット
自動車と充電器の間の充電レベルを調整するために使用される通信ライン、およびその他の情報。

車両の存在を検出し、最大許容充電電流を伝達し、充電を制御するために、制御パイロット上の電気自動車供給装置(EVSE;充電ステーション)によって生成された±12ボルトの1kHzの方形波。 [15]

コネクタは、10,000回の噛合サイクル(接続および切断)および要素への暴露に耐えるように設計されています。 1日に1回の交信サイクルで、コネクタの寿命は27年を超える必要があります。

充電

J1772規格では、2つの充電レベルが定義されています。 [8]


電圧 段階 ピーク電流
ACレベル1 120V 単相 16A 1.92kW
ACレベル2 240V スプリットフェーズ 32 A(2001)
80 A(2009年)
7.68kW
19.20kW

SAE J1772委員会はまた、SAE J1772-2009のACコネクタ形状に基づいたDCコネクタを提案しており、200〜450 V DCおよびDCレベル1および200の場合は80 A(36 kW)での充電をサポートするために、 J1772-2009コネクタをCHAdeMO DC高速充電プロトコルで使用されるJARI / TEPCOコネクタを含む他の設計と比較して評価した後に、 DCレベル2 [16]の A(90kW) [17] SAE DCレベル3の充電レベルは決定されていないが、2009年現在の標準では最大400A(240kW)で200-600V DCで充電する可能性がある。

たとえば、21.7kWh(155MPGe、1マイルあたり217Wh)あたり100マイルを獲得するレンジエクステンダーを備えたBMW i3などのプラグイン車を充電する240kWの充電器は、毎分約18マイル運転手は車の寿命を通して充電を過ごす。 これを視野に入れてみると、EPAが平均的な新しいガソリン車として比較しているFord Taurus FWD 3.5Lは23MPGとなり、毎分7ガロンで汲み上げるガソリンポンプは毎分161マイルの運転手は車の寿命を通してポンプガスを消費します。 [18]

安全性

J1772規格には、いくつかのレベルの衝撃保護が含まれており、濡れた状態でも充電の安全性が保証されています。 物理的には、接続ピンは、嵌合するとコネクタの内部で分離され、これらのピンに物理的にアクセスすることはできません。 接合されていないときは、J1772コネクタにはピンに電源電圧がありません。 [19] 、充電パワーは車両が指令するまで流れません。 [17]

電源ピンはファーストメイク、ラストブレークのバラエティです。 プラグが車両の充電口に入って充電され、取り外された場合、制御パイロットと近接検出ピンが最初に破損し、充電ステーションの電源リレーが開き、J1772プラグへのすべての電流が遮断されます。 これにより、電源ピンにアークが発生するのを防ぎ、寿命を延ばします。 近接検出ピンはまた、コネクタを車両から取り外す際に物理切断ボタンを押したときにトリガされるスイッチに接続される。 これにより、コネクタが引き抜かれる直前に車両の車載充電器に電流の引き込みを停止させる近接ピンの抵抗が変化します。

シグナリング

シグナリングプロトコルは、 [17]

J1772シグナリング回路

  • 供給装置はAC入力電力の存在を知らせる

  • 車両は近接回路を介してプラグを検出する(したがって、車両は接続中に運転を妨げることがある)

  • 制御パイロット機能の開始

    • 供給装置がプラグイン電気自動車を検出する

    • 供給装置は、プラグイン電気自動車(PEV)にエネルギーを供給する準備ができていることを示す

    • PEV換気要件が決定される

    • PEVに供給される電流供給能力

  • PEVはエネルギーフローを指令する

  • PEVと供給設備は安全地帯の連続性を継続的に監視する

  • PEVによって決定される充電が継続される

  • プラグを車両から外すことによって充電が中断されることがあります

技術仕様は、SAE J1772の2001年版、続いてIEC 61851-1およびIEC TS 62763:2013で最初に説明されました。 充電ステーションは、電圧差を測定するコンタクトパイロット(CP)とプロキシミティパイロット(プラグあり、PP)に12Vを供給します。 このプロトコルは、他の充電プロトコルに必要な集積回路を必要としないため、SAE J1772は堅牢であり、-40℃〜+ 85℃の温度範囲で動作可能です。

充電ステーションは、抵抗とダイオード(電圧範囲±12.0±0.4V)を使用して、車両側の保護接地に接続されている接点パイロットに1kHzの方形波を送ります。 CP-PE(保護接地)回路が開いている場合、公衆充電スタンドのライブワイヤーは常に死んでいますが、標準ではモード1(最大16A)のような充電電流が許可されています。 回路が閉じている場合、充電スタンドは保護接地を機能テストすることもできます。 車両は、抵抗を設定することによって充電状態を要求することができる。 2.7kΩを使用して、充電を必要としないモード3対応車が発表された( 車両が検出された )。 880Ωに切り替えると、車両は充電準備完了となり、換気充電で車両の要求 240Ωに切り替わります。この場合、換気が行われている場合(屋外の場合)のみ充電電力が供給されます。 充電ステーションは、パルス幅変調の助けを借りて充電ステーションから利用可能な最大電流を記述するために波信号を使用することができます.16%PWMは最大10A、25%PWMは最大16A、50 %PWMは最大32 Aで、90%PWMは高速充電オプションのフラグです。 [20]

SAE J1772:2001のパイロットライン回路の例では、電流ループCP-PEが2.74kΩの抵抗を介して永続的に接続され、ケーブルが充電ステーションに接続されると+ 12V〜+ 9Vの電圧降下が生じます波動発生器を作動させる。 充電は、1.3kΩの並列抵抗を追加して+ 6Vの電圧降下を加えたり、必要な換気のために並列270Ωの抵抗を追加して、+ 3Vまでの電圧降下を生じさせることで、車によって起動されます。 CP-PEループ上に存在する電圧範囲をチェックするだけでよい。 [21]ダイオードは正の範囲の電圧降下だけを生成することに注意してください。 CP-PEループの負の電圧は、ピンに触れるような致命的なエラーとみなされる電流を遮断します。

ベースステータス 充電ステータス 抵抗、CP-PE 抵抗R2 電圧、CP-PE
ステータスA 待機する オープン、または∞Ω
+ 12V
ステータスB 車両が検出されました 2740Ω
+ 9±1V
ステータスC 準備完了(充電中) 882Ω 1300Ω + 6±1V
ステータスD 換気あり 246Ω 270Ω + 3±1V
ステータスE 電源なし(遮断)

0V
ステータスF エラー

-12 V

1kHzのCP信号のPWMデューティ・サイクルは、許容される主電源電流の最大値を示します。 SAEによれば、ソケット出口、ケーブルおよび車両入口が含まれる。 米国では、 電流容量 (電流容量)の定義は、連続的かつ短期的な操作のために分割されている。 [20] SAEは、最大連続アンペア定格が0.6μA/10μsである(1μHz信号の)1msフルサイクルに基づく公式によって得られる電流容量値を定義する(最低100μsで6A最も高い800μsは48Aを与える)。 [21]

電流容量を示すPWMデューティ・サイクル[20]
PWM SAE連続 SAE短期
50% 30 A 36 Aピーク
40% 24 A 30 Aピーク
30% 18 A 22 Aピーク
25% 15A 20 Aピーク
16% 9.6Å
10% 6 A

SAE J1772の例のピン配置では、コネクタのラッチリリースアクチェータに機械的にリンクされているスイッチS3が記述されているため、ピン(PP)もプラグの名前です。 充電中、EVSE側はS3を介してPP-PEループを接続し、150ΩR6を接続します。 レリーズアクチュエータを開くとEVSE側のPP-PEループに330ΩR7が追加され、ライン上に電圧シフトが生じ、電気自動車が充電電源ピンを実際に切断する前に制御されたシャットオフを開始できるようになります。 しかしながら、多くの低電力アダプタケーブルは、PPピン上のロックアクチュエータ状態検出を提供しない。

P1901電力線通信

2012年の更新基準では、SAEは、追加のピンを必要とせずに、車両、オフボード充電ステーション、およびスマートグリッド間の電力線通信、特にIEEE 1901を使用することを提案しています。 SAEとIEEE Standards Associationは、スマートグリッドと車両の電化に関連する基準案を共有しています。 [22]

P1901通信は、IEEE 1905標準を介して他の802.x標準と互換性があり、車両、メーターまたはディストリビューター、および充電器が設置されているビルディングと任意のIPベースの通信が可能です。 P1905にはワイヤレス通信が含まれています。 少なくとも1つの実装では、オフボードDC EVSEとPEVとの間の通信は、HomePlug Green PHY電力線通信(PLC)を介してSAE J1772コネクタのパイロットワイヤ上で行われます。 [23] [24] [25]

互換充電スタンド

北米と日本では、シボレーボルト、 [26]日産リーフ、 [27]三菱i-MiEV、トヨタプリウスプラグインハイブリッド、スマート電気ドライブ、Kia Soul EVはすべて120 V Vメインプラグを車のJ1772レセプタクルに接続します。 220-230Vの家庭用電気が共通する国では、車に付属の携帯用EVSEリードは、専用の大電流充電ステーションよりも低い電流であっても、家庭用電源プラグからレベル2の充電を行うことができます。

SAE J1772-2009と互換性のある製品は次のとおりです。

  • 日産リーフのAeroVironment自宅充電ステーション[28]

  • 米国で最初に市販されているSAE DCファストチャージャーであるBTCPower(Broadband TelCom Power、Inc.) [29] [30]

  • Bosch Power Maxホーム充電ステーション

  • ClipperCreek製品には、CS-40、 [31] LCS-25 [32] 、およびLCS-25p、 [33] HCS-40が含まれます。 [34]充電電流が最も高い製品はCS-100です。 [35]

  • ChargePoint CT4000最新のインテリジェント充電器、ケーブルマネジメント、ドライバサービスCT500、CT2000、CT2100、CT2020のChargePointネットワーク充電ステーションファミリ[36]

  • EATON [2]電気自動車充電ステーションのPow-R-Stationファミリー[37]

  • ECOtality家庭用壁掛けスタンドアロンおよび商業用スタンドアロン充電スタンドを点滅させる[38] [39]

  • 電気モーターウォーカーJuiceBoxオープンソース18 kW 75 A EVSE

  • EVSEadapters EVSE240V16A 240V 16Aポータブルレベル2 EVSE

  • EVoCharge - リトラクタブルリールEVSEは、住宅、商業および産業市場をサポートするように設計されています。

  • 2011年に利用可能なGE Wattstation [40]

  • GoSmart Technologies ChargeSPOT充電ステーションのライン

  • GRIDbotの "UP"ファミリーの充電ステーション

  • ハベルPEPステーション - http://www.hubbell-wiring.com/press/pdfs/WLDEE001.pdf

  • NEMA 6 240 Vレセプタクルにプラグインするための別個のプリワイヤキットを使用して、さまざまな電力レベルで充電ステーションを充電する[41]

  • Schneider Electric / Square D EVLink充電住宅、商用、フリート充電ソリューション用のソリューション。

  • Siemens VersiChargeは、費用対効果の高い住宅、半公共、フリートレベル2のEV充電用です。

  • SemaConnect ChargePro充電ステーション

  • Shorepower Technologies完全にカスタマイズ可能なEVSEのePumpライン。 車やトラック用の屋内外のソリューション。

  • J1772アダプタボックス、J1772エクステンションコード、コード付き/なし、J1772互換EVSE(240V / 30A対応)、ゼロオートバイからJ1772アダプタ、Tesla UMCからJ1772変換、30Aおよび40A EV UL指定コード。

  • CIRCONTROL CIRCARLIFE製品の範囲には、J1772規格のポストおよびウォールマウントユニットを備えたEV充電インフラが含まれます

  • OpenEVSEプロジェクト - EVSEのオープンソース設計。

  • VegaのeStation Level-2 Charger スリランカのchargeNETネットワークの一部



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