Casa > exposició > Contingut
SAE J1772 estàndard (connector de càrrega TYPE1 EV)
- Apr 16, 2017 -

SAE J1772 ( IEC Type 1) és una norma nord-americana per a connectors elèctrics per a vehicles elèctrics que manté el SAE International i té el títol formal "Acoblament de càrrega conductora del vehicle elèctric SAE" de la pràctica recomanada del vehicle superficial SAE. [1] Cobreix el protocol general físic, elèctric, de comunicació i rendiment per al sistema de càrrega i acoblament conductor del vehicle elèctric. La intenció és definir una arquitectura del sistema de càrrega conductiva del vehicle elèctric comú, inclosos els requisits operatius i els requisits funcionals i dimensionals del connector d'entrada i acoblament del vehicle.


Història

El connector Avcon antic, presentat aquí en un Ford Ranger EV

El principal estímul per al desenvolupament de SAE J1772 va venir de la Junta de Recursos Aèries de Califòrnia. Antigament els vehicles elèctrics com el General Motors EV1 havien utilitzat acobladors de carregadors inductius. Aquests es van descartar a favor de l'acoblament conductor per subministrar electricitat per recarregar-se amb la Junta de Recursos Aèries de Califòrnia amb la norma SAE J1772-2001 [2] com la interfície de càrrega per a vehicles elèctrics a Califòrnia el juny de 2001. [3] Avcon fabricava un connector rectangular compatible amb l' especificació SAE J1772 REV NOV 2001 que va ser capaç de subministrar fins a 6,6 kW d'energia elèctrica. [4] (Les fotos i la descripció d'aquest anticconjunt rectangular "AVCon connector" i "AVCon inlet" són a [5] )

El reglament CARB de 2001 va ordenar l'ús de SAE J1772-2001 a partir de l'any model 2006. Els requisits posteriors demanaven que s'utilitzessin corrents més alts que el connector Avcon podria proporcionar. Aquest procés va conduir a la proposta d'un nou disseny de connectors rodons per part de Yazaki que permet un subministrament de potència superior a 19,2 kW mitjançant monofàsica 120-240 V AC de fins a 80 amperes. El 2008, la CARB va publicar un projecte d'esmena a la secció 1962.2 Títol 13 que va ordenar l'ús de la norma SAE J1772 que s'aproxima a partir de l'any del model 2010. [6]

Tipus 1 "J1772" (Japó / EUA) lent connector de CA

El connector Yazaki que va ser construït amb el nou estàndard de connector SAE J1772 va completar amb èxit la certificació a UL. L'especificació estàndard va ser posteriorment votada per la Comissió SAE al juliol de 2009. [7] El 14 de gener de 2010, el SAE J1772 REV 2009 va ser aprovat pel Consell de Vehicles de Motor SAE. [8] Les empreses que participen o suporten la norma revisada de 2009 inclouen Smart, Chrysler, GM, Ford, Toyota, Honda, Nissan i Tesla.

L' especificació del connector SAE J1772-2009 s'ha afegit a la norma internacional IEC 62196-2 ("Part 2: requisits de compatibilitat dimensionals i intercanviables per accessoris d'ac pin i de tub de contacte") amb la votació de l'especificació final per tancar el maig de 2011. [9] El connector SAE J1772 es considera una implementació "Tipus 1" que proporciona un acoblador de fase simple. [10]

Equips de vehicles

El SAE J1772-2009 va ser adoptat pels fabricants d'automòbils de vehicles elèctrics posteriors a 2000 com la tercera generació del Chevrolet Volt i el Nissan Leaf com els primers models. El connector es va convertir en equip estàndard al mercat nord-americà a causa de la disponibilitat d'estacions de càrrega amb aquest tipus de connector a la xarxa de vehicles elèctrics del país (amb l'ajut de finançament com el programa ChargePoint America per obtenir beques a partir de les disposicions de la Llei nord-americana de recuperació i reinversió) .

Les versions europees estaven equipades amb una entrada SAE J1772-2009 fins que la indústria de l'automoció es va instal·lar al connector MEC-2 de tipus IEC com a entrada estàndard, ja que tots els connectors IEC utilitzen el mateix protocol de senyalització SAE J1772 que els fabricants d'automòbils venen automòbils amb una entrada SAE J1772-2009 o una entrada IEC tipus 2 en funció del mercat. També hi ha adaptadors (passius) que poden convertir J1772-2009 a IEC Type 2 i viceversa. L'única diferència és que la majoria de les versions europees tenen un carregador a bord que pot aprofitar l'energia elèctrica trifàsica amb més voltatge i límits actuals fins i tot per al mateix model de vehicle elèctric bàsic (com Chevrolet Volt / Opel Ampera).

Sistema de càrrega combinada (CCS)

Article detallat: Sistema de càrrega combinada Tipus 1 CCS AC lenta i connector de CC ràpid

SAE desenvolupa una variant Combo Acoplador del connector J1772-2009 amb pins addicionals per adaptar-se a la càrrega DC ràpida a 200-450 volts DC i fins a 90 kW. També utilitzarà la tecnologia Power Line Carrier per comunicar-se entre el vehicle, el carregador fora de bord i la xarxa intel·ligent. [11] Set autos (Audi, BMW, Daimler, Ford, General Motors, Porsche, Volvo i Volkswagen) van acordar introduir el "Sistema de càrrega combinada" a mitjans de 2012. [12] Els primers vehicles que utilitzen el connector SAE Combo van ser el BMW i3 llançat a finals de 2013, i el Chevrolet Spark EV llançat el 2014. [13] A Europa, l'acoblament combinat es basa en el connector de càrrega AC de tipus 2 (VDE) mantenint la compatibilitat total amb l'especificació SAE per a la càrrega de corrent continu i el protocol GreenPHY PLC. [14]

Propietats

Connector

El connector J1772-2009 està dissenyat per a sistemes elèctrics monofàsics amb 120 V o 240 V com els que s'utilitzen a Amèrica del Nord i Japó. El connector rodó de 43 mil·límetres (1,7 polzades) té cinc clavilles, amb tres mides diferents (començant pel més gran), per a cadascuna de:

  • Línia AC 1 i Línia 2

  • Pin de terra

  • Detecció de proximitat i pilot de control

Detecció de proximitat
Evita el moviment del cotxe mentre està connectat al carregador.
Pilot de control
Línia de comunicació utilitzada per coordinar el nivell de càrrega entre el cotxe i el carregador, així com altres dades.

Una ona quadrada de 1 kHz a 12 volts generada per l'equip de subministrament de vehicles elèctrics (EVSE, és a dir, l'estació de càrrega) del pilot de control per detectar la presència del vehicle, comunicar la càrrega màxima permesa i controlar la càrrega. [15]

El connector està dissenyat per suportar 10.000 cicles d'ancoratge (una connexió i una desconnexió) i l'exposició als elements. Amb 1 cicle d'aparellament per dia, la vida útil del connector hauria de superar els 27 anys.

Carregant

L'estàndard J1772 defineix dos nivells de càrrega: [8]


Voltatge Fase Corrent màxim Poder
AC nivell 1 120 V Monofàsica 16 A 1,92 kW
AC nivell 2 240 V Fase dividida 32 A (2001)
80 A (2009)
7,68 kW
19.20 kW

La comissió SAE J1772 també ha proposat un connector de CC basat en la forma del connector de CA SAE J1772-2009 amb pins addicionals de corrent continu i de terra per suportar la càrrega a 200-450 V DC i 80 A (36 kW) per a DC Nivell 1 i fins a 200 A (90 kW) per a DC Level 2 [16] després d'avaluar el connector J1772-2009 contra altres dissenys incloent el connector JARI / TEPCO utilitzat pel protocol de càrrega ràpida CHAdeMO DC. [17] Els nivells de càrrega de SAE DC Nivell 3 no s'han determinat, però l'estàndard existent a partir de 2009 té el potencial de carregar a 200-600 V DC en un màxim de 400 A (240 kW).

Per exemple, un carregador de 240 kW que carrega un vehicle complementari, com el BMW i3 amb un extensor de rang que aconsegueix 100 milles per 21.7 kWh (155 MPG, 217 Wh per milla), obtindria aproximadament 18 quilòmetres de gamma per minut que un conductor passa càrrecs al llarg de la vida del cotxe. Per posar-ho en perspectiva, el Ford Taurus FWD 3.5L, que l'EPA compara com un nou automòbil únic de gasolina nou, rep 23 MPG, el que significa que una bomba de gasolina que bombes a 7 galons per minut dóna 161 milles de rang per cada minut que un conductor gasta gasos durant tota la vida del cotxe. [18]

Seguretat

L'estàndard J1772 inclou diversos nivells de protecció contra xocs, garantint la seguretat de la càrrega, fins i tot en condicions de mullat. Físicament, els pins de connexió estan aïllats a l'interior del connector quan es couen, cosa que garanteix que no hi hagi accés físic als pins. Quan no està acoblat, els connectors J1772 no tenen tensió d'alimentació a les clavilles, [19] i la càrrega no flueix fins que el vehicle mana. [17]

Els pins d'alimentació són de la primera varietat d'última generació. Si el connector es troba al port de càrrega del vehicle i es carrega i s'elimina, el pilot de control i el pin de detecció de proximitat es trencaran en primer lloc fent que el relé de potència a l'estació de càrrega s'obri, tallant tot el corrent cap al connector J1772. D'aquesta manera, s'evita qualsevol arcing en els pins d'alimentació, perllongant la seva vida útil. El pin de detecció de proximitat també està connectat a un interruptor que es desencadena al prémer el botó de desconnexió física quan es treu el connector del vehicle. Això fa que la resistència canviï a la clavilla de proximitat que controla el carregador a bord del vehicle per deixar de sortir corrent immediatament abans que el connector s'extregui.

Senyalització

El protocol de senyalització s'ha dissenyat de manera que [17]

Circuit de senyalització J1772

  • subministrament de senyals d'equips presència de potència d'entrada de CA

  • el vehicle detecta l'endoll a través del circuit de proximitat (per tant, el vehicle no pot impedir allunyar-se mentre està connectat)

  • comencen les funcions de pilot de control

    • L'equip de subministrament detecta el vehicle elèctric del complement

    • L'equip de subministrament indica que el vehicle elèctric de connectors (PEV) està preparat per subministrar energia

    • Es determinen els requisits de ventilació de PEV

    • Equip de subministrament de la capacitat actual proporcionada a PEV

  • PEV comanda el flux d'energia

  • El PEV i l'equip de subministrament contínuament controlen la continuïtat del sòl de seguretat

  • la càrrega continua tal com determina el PEV

  • es pot interrompre la càrrega mitjançant la desconnexió de l'endoll del vehicle

L'especificació tècnica es va descriure primerament en la versió 2001 de SAE J1772 i posteriorment la IEC 61851-1 i IEC TS 62763: 2013. L'estació de càrrega posa 12 V al pilot de contacte (CP) i al pilot de proximitat (també, connector actual; PP) que mesura les diferències de tensió. Aquest protocol no requereix circuits integrats, que seria necessari per a altres protocols de càrrega, fent que el SAE J1772 sigui robust i operable a través d'un rang de temperatura de -40 ° C a +85 ° C.

L'estació de càrrega envia una ona quadrada de 1 kHz al pilot de contacte que es connecta de nou a la terra protegida al costat del vehicle mitjançant una resistència i un díode (rang de voltatge de ± 12.0 ± 0.4 V). Els cables en directe de les estacions de càrrega públics estan sempre morts si el circuit CP-PE (circuit protector) està obert, encara que l'estàndard permet un corrent de càrrega com a Mode 1 (màxim 16 A). Si el circuit està tancat, l'estació de càrrega també pot provar que la terra protectora sigui funcional. El vehicle pot sol·licitar un estat de càrrega establint una resistència; utilitzant 2.7 kΩ s'anuncia un vehicle compatible amb Mode 3 ( vehicle detectat ) que no requereix càrrega. Passant a 880 Ω, el vehicle està preparat per carregar-se i canviar a 240 Ω les sol·licituds del vehicle amb càrrega de ventilació, en aquest cas la potència de càrrega només es subministra si la zona està ventilada (és a dir, a l'aire lliure). L'estació de càrrega pot utilitzar el senyal d'ona per descriure la intensitat màxima disponible a l'estació de càrrega amb l'ajut de la modulació d'amplada de pols: un 16% de PWM és un màxim de 10 A, un 25% de PWM és un màxim de 16 A, un 50 % PWM és un màxim de 32 A i un 90% de PWM marca una opció de càrrega ràpida. [20]

Els exemples de circuits de línia pilot a SAE J1772: 2001 mostren que el corrent de corrent CP-PE està connectat de forma permanent a través d'una resistència de 2.74 kΩ, per a una caiguda de voltatge de +12 V a +9 V quan un cable està connectat a l'estació de càrrega que activa el generador d'ona. La càrrega és activada per l'automòbil afegint una resistència de 1.3 kΩ paral·lela que provoca una caiguda de tensió a +6 V o afegint una resistència paral·lela de 270 Ω per a una ventilació necessària, donant lloc a una caiguda de tensió a +3 V. D'aquí l'estació de càrrega pot reaccionar només comprovant el rang de voltatge que es troba en el bucle CP-PE. [21] Tingueu en compte que el díode només es farà per a una caiguda de tensió en el rang positiu; qualsevol voltatge negatiu en el bucle CP-PE tancarà el corrent com un error fatal (com tocar els pins).

Estat base Estat de càrrega Resistència, CP-PE Resistència, R2 Voltage, CP-PE
Estat A En espera Obert, o ∞ Ω
+12 V
Estat B Vehicle detectat 2740 Ω
+ 9 ± 1 V
Estat C Preparat (carregant) 882 Ω 1300 Ω + 6 ± 1 V
Estat D Amb ventilació 246 Ω 270 Ω + 3 ± 1 V
Estat E Sense energia (apagat)

0 V
Estat F Error

-12 V

El cicle de treball PWM del senyal CP de 1 kHz indica la intensitat màxima permesa per a la corrent. Segons el SAE, inclou presa de corrent, endoll de cable i vehicle. Als Estats Units, la definició de l' ampacitat (capacitat d'amper, o capacitat actual) es divideix per a operacions a curt i curt termini. [20] El SAE defineix el valor d'ampacitat que es deriva d'una fórmula basada en el cicle complet de 1 ms (del senyal d'1 kHz) amb la puntuació ampèrica màxima màxima 0,6 A per 10 μs (amb el mínim 100 μs que proporciona 6 A i el més alt 800 μs donant 48 A). [21]

Cicle de treball PWM que indica capacitat d'amperio [20]
PWM SAE contínua SAE a curt termini
50% 30 A 36 Un pic
40% 24 A 30 Un pic
30% 18 A 22 Un pic
25% 15 A 20 Un pic
16% 9.6 A
10% 6 A

El PIN, PP, també es denomina plug present, ja que el pinzell d'exemple SAE J1772 descriu el commutador, S3, que està vinculat mecànicament a l'actuador d'alliberament del tancament del connector. Durant la càrrega, el costat EVSE connecta el bucle PP-PE a través de S3 i un RH de 150 Ω; quan s'obre l'actuador d'alliberament, s'afegeix un 330 Ω R7 al bucle PP-PE al costat EVSE que dóna un canvi de tensió a la línia per permetre que el vehicle elèctric iniciï un tancament controlat abans de la desconnexió real dels pins d'alimentació de càrrega. No obstant això, molts cables d'adaptador de baixa potència no ofereixen la detecció d'estat del actuador de bloqueig al pin PP.

Comunicació elèctrica P1901

En una norma actualitzada prevista a partir de 2012, SAE proposa utilitzar la comunicació de línia elèctrica, específicament IEEE 1901, entre el vehicle, l'estació de càrrega off-board i la xarxa intel·ligent, sense requerir un pin addicional; SAE i l'Associació de Normes IEEE comparteixen els seus projectes de normes relatius a la xarxa intel·ligent i l'electrificació de vehicles. [22]

La comunicació P1901 és compatible amb altres estàndards 802.x a través de la norma IEEE 1905, que permet comunicacions arbitràries basades en IP amb el vehicle, el metre o el distribuïdor i l'edifici on es troben els carregadors. P1905 inclou comunicacions sense fils. En almenys una implementació, la comunicació entre el DC EVSE off-board i el PEV es produeix en el cable pilot del connector SAE J1772 mitjançant la comunicació de línia elèctrica HomePlug Green PHY (PLC). [23] [24] [25]

Estacions de càrrega compatibles

A Amèrica del Nord i Japó, el Chevrolet Volt, [26] Nissan Leaf, [27] Mitsubishi i-MiEV, Toyota Prius Plug-in Hybrid, Smart electric drive i Kia Soul EV tots venen amb cables de càrrega portàtils de 120 V que acumulen un 120 V connector de xarxa elèctrica al dipòsit J1772 del cotxe; en els països on la freqüència de la xarxa elèctrica de 220-230V és comuna, l'EVSE portàtil que es subministra comunament amb el vehicle pot realitzar càrregues de nivell 2 des d'un endoll principal, encara que sigui a una velocitat inferior a una estació dedicada de càrrega d'alta corrent.

Els productes compatibles amb SAE J1772-2009 inclouen:

  • Estació de càrrega domèstica AeroVironment per al Nissan Leaf [28]

  • BTCPower (Broadband TelCom Power, Inc.), el primer SAE DC Fast-Charger disponible comercialment als Estats Units [29] [30]

  • Estacions de càrrega domèstiques Bosch Power Max

  • Els productes ClipperCreek inclouen CS-40, [31] LCS-25 [32] i LCS-25p, [33] HCS-40. [34] El producte amb major amperatge de càrrega és CS-100. [35]

  • ChargePoint CT4000, el més nou carregador intel·ligent, la gestió del cable, els serveis de controladors de CT500, CT2000, CT2100 i les famílies CT2020 de ChargePoint Networked Charging Stations [36]

  • EATON [2] Família de estacions Pow-R de estacions de càrrega de vehicles elèctrics [37]

  • ECOtality Blink estacions de càrrega de paret i estacions autònomes comercials [38] [39]

  • Electric Werks Motor JuiceBox Open Source 18 kW 75 A EVSE

  • EVSEadapters EVSE240V16A 240V 16A portàtil Nivell 2 EVSE

  • EVoCharge - Bobina retràctil EVSE està dissenyat per donar suport als mercats residencials, comercials i industrials.

  • GE Wattstation disponible el 2011 [40]

  • GoSmart Technologies ChargeSPOT línia d'estacions de càrrega

  • Família de càrregues de càrrega de GRIDbot

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

  • Leviton evr-green [sic] estacions de càrrega domèstiques en una gamma de nivells de potència, amb un kit separador preambelat que permet connectar-se a un recipient NEMA 6 240 V [41]

  • Schneider Electric / Square D Solucions de càrrega EVLink per solucions de càrrega residencial, comercial i de flota.

  • Siemens VersiCharge per carregar en efectiu 2 EV amb un cost efectiu, semi-públic i flota.

  • SemaConnect ChargePro Estacions de càrrega

  • Shorepower Technologies ePump línia de EVSE totalment personalitzable; solucions interiors i exteriors per a automòbils i camions.

  • Caixes d'adaptador TucsonEV-J1772, cables d'extensió J1772, entrades i connectors amb i sense cable, J1772 EVSE compatible per adaptador de 240 V / 30 A, Zero Motocicleta a J1772, conversió de Tesla UMC a J1772, 30A i 40A.

  • La gamma de productes CIRCONTROL CIRCARLIFE inclou infraestructura de càrrega EV amb unitats de muntatge post i paret amb la norma J1772

  • Projecte OpenEVSE - Disseny de codi obert per EVSE.

  • eStation Level-2 Carregador de Vega. Part de la xarxa de chargeNET a Sri Lanka



Copyright © besin-Grup Reservats tots els drets.