САЭ Дж3068
 Изображение механически эквивалентного разъема электромобиля IEC типа 2 (справа). Эквивалентной терминологией SAE для левого разъема выше является «J3068 DC 8 No AC», а для правого разъема — «J3068 AC 6 », что относится к диаметрам розеток постоянного тока 8 мм и розеток переменного тока 6 мм. | |||
| Тип | Автомобильный разъем питания | ||
|---|---|---|---|
| История производства | |||
| Произведено | 2018 г. (SAE J3068 основан на стандарте IEC 62196, тип 2 2009 г. ) | ||
| Общие характеристики | |||
| Булавки | 7 | ||
SAE J3068 «Система передачи мощности электромобиля с использованием трехфазной муфты» [1] — это рекомендуемая практика для Северной Америки , опубликованная и поддерживаемая SAE International . J3068 определяет электрические разъемы и протокол управления для электромобилей . Он имеет официальное название «Рекомендуемая практика SAE для наземных транспортных средств J3068». J3068 определяет систему кондуктивной передачи энергии на электромобиль с использованием соединителя, способного передавать однофазную и трехфазную мощность переменного тока, а также мощность постоянного тока, а также определяет систему цифровой связи для управления. J3068 также определяет требования к входному разъему автомобиля, разъему оборудования питания, ответным корпусам и контактам. [1] : 1
История
[ редактировать ]Первоначальные обсуждения на заседаниях Рабочего совета по инфраструктуре Института электроэнергетических исследований вопросов, связанных с трехфазной зарядкой в Северной Америке, привели к разработке J3068. Отсутствовало непатентованное оборудование, UL внесенное в список , которое можно было бы легально использовать в Соединенных Штатах. Некоторые крупные электромобили заряжались без использования защиты от замыкания на землю и без разъемов, которые автоматически отключаются при отсоединении от автомобиля. [2]
Поэтому SAE поручило новой целевой группе разработать стандарт, ориентированный на приложения тяжелой и средней мощности, и, в более общем смысле, на зарядку любых транспортных средств в коммерческих и промышленных объектах или других местах, где питание 3φ (трехфазное) доступно и предпочтительно. На раннем этапе разработки стандарта было решено, что разъем и вход J3068 будут расширены за счет европейского разъема IEC 62196 типа 2, также известного как разъем Mennekes.
Описание
[ редактировать ]Протокол управления представляет собой вариант LIN , который сохраняет аналоговую сигнализацию уровня напряжения из SAE J1772 . Положительный уровень сигнала LIN может изменяться с 12 В до 9 или 6 В (известное как состояние A, состояние B и состояние C в J1772). Более ранняя версия этого протокола управления на основе LIN была опубликована в Приложении D к стандарту IEC 61851, издание 3. Основными участниками разработки этого протокола являются компании ABB в Швеции, Университет штата Делавэр , Vattenfall Швеция, Mack Trucks / Volvo Trucks North America и другие.
SAE J3068 (2018) написан с точки зрения разработчика, использующего коммерческий пакет разработки LIN с поддержкой API для функциональности LIN (который знаком командам программистов встроенных контроллеров в автомобильной промышленности). Поведение EV и EVSE описывается отдельно с точки зрения сигналов, которые они могут видеть в API. Предполагается, что детали того, как сигналы LIN передаются между EV и EVSE, обрабатываются коммерческим программным обеспечением LIN.
Приложение D IEC 61851-1:2017 не предполагает, что для реализации стандарта используется коммерческий пакет разработки LIN. Решение о том, как реализовать стандарт, остается за разработчиком.
Различия в логике и номенклатуре между J3068 и 61851-1, Приложение D, подробно описаны в J3068 (2018), Приложение F.
Североамериканские стандарты
[ редактировать ]В J3068 говорится, что он направлен на трехфазное оборудование, соответствующее применимым стандартам листинга Северной Америки.
Основными стандартами для оборудования для электромобилей в Северной Америке являются трехнациональные стандарты для Мексики, Канады и США. См . КАНЕНА . По сути, это эквивалентные документы с разными названиями в каждой стране.
| Стандартный | олень | Канада | Мексика |
|---|---|---|---|
| AC ЭВСЕ | АНСИ/УЛ 2594 | CAN/CSA C22.2 № 280 | NMX-J-677-ANCE |
| Шнур/кабели | АНСИ/УЛ 2251 | CAN/CSA C22.2 № 282 | NMX-J-678-ANCE |
| Безопасность | АНСИ/УЛ 2231 | CAN/CSA C22.2 № 281 | NMX-J-668-ANCE |
Североамериканский разъем
[ редактировать ]
Разъем J3068 механически идентичен разъему типа 2 , поскольку он содержит нормативные ссылки на IEC 62196-2 и -3. [4] Кроме того, J3068 поддерживает номинальное напряжение, соответствующее напряжениям сети Северной Америки и стандартам EVSE. В отличие от Европы, где наиболее распространенный тип трехфазного питания типа «звезда» (3φY) номинально составляет 400/230 В переменного тока, в Северной Америке три наиболее распространенных рабочих напряжения 3φ — это 208/120, 480/277 и 600/347 В переменного тока.
Стандарты IEC ограничивают зарядку однофазным переменным током до 250 В переменного тока (см. IEC 62196-2). [5] Трехфазные и однофазные транспортные средства EVSE разработаны с учетом совместимости. В документе IEC теоретически разрешено номинальное межфазное напряжение переменного тока 480 В переменного тока, но это математически несовместимо с предельным значением однофазного напряжения 250 В переменного тока. Это эффективно ограничивает максимальное номинальное напряжение 3φ до 433 В переменного тока (250 * √ 3 ) и означает, что EVSE на 480/277 В переменного тока не может быть изготовлен без превышения предела для однофазного напряжения 250 В переменного тока. Стандарт SAE J3068 определяет систему номинального напряжения до 600 В переменного тока, что также является максимальным номинальным напряжением, предусмотренным UL 2594.
Если напряжение переменного тока и номинальный ток превышают 250 В переменного тока между фазой и нейтралью и/или 63 А, требуется цифровая связь (LIN-CP ) . Даже в случае североамериканского электромобиля, предназначенного для зарядки от трехфазной сети 208/120 В переменного тока, необходимы элементы управления LIN-CP, если только электромобиль не может выдерживать напряжение 400/230 В переменного тока в течение достаточно долгого времени, чтобы дать сигнал EVSE отключить питание. , если он не может заряжаться от напряжения 400/230 В переменного тока. Это связано с тем, что типичный европейский электромобиль, предназначенный для трехфазной зарядки, будет подвергаться воздействию напряжения 400/230 В с управлением ШИМ, и нет никакой гарантии, что североамериканский трехфазный электромобиль не будет подвергаться воздействию европейского напряжения питания, если он будет экспортироваться.
UL 2594 в Северной Америке требует, чтобы любое устройство EVSE, питающее напряжение более 250 В переменного тока, было постоянно подключено к источнику электропитания (также известному как сетевое электричество ). В Европе стандарт IEC 61851-1 называет это проводное соединение «режимом 3». J3068 требует, чтобы комплекты шнуров EV были постоянно подключены к EVSE ( в IEC 61851-1 этот вариант называется случаем C).
| Технические характеристики [1] : 21–28 | J3068 АС 6 | J3068 DC 8 | J3068 AC 6 DC 8 |
|---|---|---|---|
| Напряжение | Номинальное напряжение переменного тока: 208/120Y 480/277Y 600/347Y | Максимальное напряжение постоянного тока: 1000 | См. AC 6 и DC 8. |
| Размеры EV Вход | МЭК 62196-2, лист 2-IIf | МЭК 62196-3, лист 3-IVa | МЭК 62196-3, лист 3-IVa |
| Размеры разъема EV | МЭК 62196-2, лист 2-IIe | МЭК 62196-3, лист 3-IVc | Н/Д |
Цифровая связь для зарядки переменным током (LIN-CP)
[ редактировать ]
Базовая зарядка переменным током определена в SAE J1772 и IEC 61851-1, Приложение A, с аналоговым пилотным управлением и используется с различными напряжениями однофазной сети переменного тока ниже 250 В переменного тока. LIN-CP ( локальная межсоединений сеть отличие изначально на управляющем пилоте была указана в IEC 61851-1, Приложение D, редакция 3. В ) от ПЛК через Control Pilot (IEC 15118-2), LIN CP спроектирован как недорогая цифровая модернизация аналогового управления ШИМ. [1] : 1 [6]
LIN-CP аналогичен подходу, используемому Tesla на основе J2411 (однопроводная CAN), но поддерживает уровни напряжения CP от аналогового ШИМ, чтобы быть совместимыми с существующими моделями безопасности EVSE.
Трансиверы LIN, используемые для J3068, должны иметь расширенный диапазон питания. Например, TI SN65HVDA100-Q1 работает от напряжения от 5 В до 27 В. Расширенный диапазон напряжения необходим, поскольку трансивер LIN должен работать, когда контрольный пилот находится на уровне 6 В (аналогично «Состоянию C» в J1772). [1] : 30–33
В предстоящем втором издании SAE J3068 рекомендуется использовать схему пилотного управления, немного отличающуюся от той, которая определена в SAE J1772, для улучшения совместимости с сигнализацией ШИМ. [7]
| Версия протокола | Функция | Дополнительная информация |
|---|---|---|
| 1 | AC – базовый уровень | Первоначальная версия опубликована в IEC 61851-1 Приложение D (издание 3 – 2017 г.) (прекращение поддержки запланировано после публикации 61851-1 издания 4, которое будет приведено в соответствие с LIN-CP версии 2) |
| 2 | AC – базовый уровень | Коммерчески развернутая версия, опубликованная в SAE J3068. |
| 3 | АС-J3068/1 | Дополнительные поля идентификатора, опубликованные в SAE J3068/1. [8] |
| 240-251 | Собственный / экспериментальный | Добавьте в этот список, если вы сделали версию |
| 252 | АС-J3068/2 | Дополнительные поля ID, V2G и режима, опубликованные в SAE J3068/2. [9] |
| 253 | AC – продвинутый | Университет Делавэра (V2G, ID, запланированный выезд) |
Совместимость
[ редактировать ]Хотя большая часть содержания документа SAE J3068 сосредоточена на расширениях для более высоких напряжений, распространенных в Северной Америке по сравнению с Европой, примечательно, что все европейские системы зарядки типа 2, в которых шнур прикреплен к станции, полностью совместимы с SAE J3068. , будь то постоянный, трехфазный переменный или однофазный переменный ток. (J3068 не поддерживает съемные кабели «Case B» из-за правил Северной Америки.) Например, любой европейский EVSE, рассчитанный на 400/230 В переменного тока, который может работать с 208/120 В переменного тока частотой 60 Гц, может использоваться в Северной Америке с никаких модификаций. Его также можно использовать с понижающе-повышающими трансформаторами для снижения напряжения 480/277 В переменного тока до приемлемого уровня без каких-либо внутренних изменений. (Во многих случаях это может быть не самый практичный подход, а сертификаты безопасности страхового покрытия в Северной Америке отличаются от европейских сертификатов.) J3068 EVSE, питающий только 208/120 В переменного тока, может функционировать идентично европейскому EVSE. В целях обратной совместимости электромобили могут поддерживать как элементы управления J3068, так и европейские аналоговые элементы управления, если только они не могут заряжаться при номинальном напряжении в Европе или не будут повреждены напряжением 400/230 В переменного тока (например, электромобиль, оптимизированный для 208/120 В переменного тока, может не работать). быть в состоянии терпеть 400/230).
Соединитель J3068 определяется согласно спецификациям IEC 62196; механических различий нет. Номинальное напряжение выше, но оригинальный соединитель был разработан для поддержки напряжений Северной Америки, даже если ШИМ-управления не было. Стандарты Underwriters Laboratories могут разрешать сертификацию усовершенствованных конструкций при более высоких токах, чем европейский стандарт, который более консервативен, чем другие плотности тока зарядных устройств для электромобилей. Например, европейский номинал 63 А для контактов 6 мм разъема Типа 2 соответствует примерно 2,23 А на квадратный мм поперечного сечения, а номинал 200 А для контактов постоянного тока 8 мм (без охлаждения) соответствует 3,98 А/мм. 2 .
Хотя J3068 ориентирован на зарядку переменным током 6 (с использованием четырех меньших контактов по 6 мм), он также определяет зарядку J3068 DC 8 , которая полностью совместима с европейской зарядкой постоянным током типа 2 с использованием контактов 8 мм (часто называемой «CCS» (комбинированная зарядка). система), хотя термин «CCS» не используется в документах по стандартам IEC). Обе системы идентичны, J3068 не добавляет и не отменяет существующие стандарты зарядки постоянным током, а просто ссылается на них. J3068 AC 6 полностью совместим с J3068 DC 8 , обе системы могут быть без проблем внедрены в одном автомобиле. Кроме того, единственной существенной электрической разницей между зарядкой постоянного тока J3068 DC 8 и J1772 является значение резистора бесконтактного управления. (Разумеется, муфта имеет механические различия.)
Зарядка J3068 AC 6 с использованием контактов 6 мм может быть реализована с использованием старых элементов управления ШИМ (вместо новых цифровых элементов управления LIN), если напряжения не превышают 433 В переменного тока от линии к линии и не превышают 250 В переменного тока от линии к нейтрали. Однако это может быть неоптимально, поскольку система, рассчитанная на напряжение 400/230 В переменного тока в Европе, вероятно, не будет обеспечивать достаточную мощность зарядки при напряжении 208/120 В переменного тока, которое является единственным распространенным напряжением, совместимым с ШИМ-управлением в Северной Америке. По этой причине J3068 лучше всего реализовать с поддержкой элементов управления LIN в Северной Америке. Например, система зарядки на грузовике, оптимизированная для максимального номинального напряжения 208/120 В переменного тока трехфазного тока (см. Приложение E, рисунок 19 на стр. 91 документа J3068), может просто отказаться от зарядки, если она не обнаружит элементы управления LIN, тем самым защищая себя от возможного воздействия напряжения 400/230 В переменного тока, что характерно для ШИМ-управления. Транспортные средства, которые могут безопасно заряжаться от сети переменного тока 400/230 В и выше, могут поддерживать как LIN, так и PWM, чтобы максимизировать возможность зарядки в большем количестве мест.
В зависимости от топологии бортового зарядного устройства автомобиля возможна зарядка от J1772 EVSE с помощью адаптера. Хотя использование адаптеров обычно не рекомендуется, адаптеры, предназначенные для конкретного производителя, могут оказаться полезными и разрешены в некоторых странах в соответствии с IEC. Такой адаптер должен быть рассчитан на ток 80 ампер, поскольку практического способа указать номинальный ток адаптера не существует. Например, встроенное зарядное устройство, настроенное для 480/277, которое состоит из трех однофазных зарядных устройств, подключенных от линии к нейтрали, может поддерживать адаптер, сконфигурированный для соединения L1, L2 и L3 J3068 вместе с L1 J1772. вход и подключает N от входа J1772 к N на входе J3068. Автомобиль должен иметь возможность обнаруживать разницу между сопротивлениями бесконтактных контактов и масштабировать ограничение тока до 1/3 для каждого зарядного устройства в этом примере. Возможны и другие конфигурации в зависимости от конструкции автомобильного зарядного устройства.
Пример развертывания
[ редактировать ]7 ноября 2018 года Greenlots объявила о проекте по созданию инфраструктуры зарядки для всех электрических грузовиков Volvo в Южной Калифорнии. «По данным Greenlots, этот проект станет одним из первых в Северной Америке, который продемонстрирует новый стандарт зарядки для тяжелых транспортных средств SAE J3068 в реальных приложениях». См. пресс-релиз .
Наличие оборудования
[ редактировать ]63 А, 480 В переменного тока (52,3 кВт) , внесенные в список ANSI/UL 2251 (США) и CAN/CSA C22.2 № 282 (Канада) переменного тока 6, Rema USA имеет трехфазные шнуры , а также два шнура постоянного тока 8 1000 В постоянного тока на 125 А и 200 А. См Underwriters Laboratories . листинговый номер E338388.
Nuvve предлагает трехфазный переменный ток, сертифицированный EVSE в соответствии с UL и европейскими стандартами, с поддержкой напряжения до 480/277 В переменного тока при 120 А и соответствием SAE J3068 и IEC 61851-1 Приложение D, в дополнение к поддержке J1772 и Приложение A при более низких напряжениях. См номере Лаборатории электрических испытаний штата Мэриленд . номер E114798 в Регистрационном .
Справочные реализации и примеры
[ редактировать ]Разработчики из Центра электрификации транспорта Университета штата Делавэр разместили на GitHub эталонную реализацию SAE J3068, которая включает в себя аппаратное и программное обеспечение.
Альтернативный LDF может потребоваться для стеков LIN, которые не поддерживают один и тот же сигнал, появляющийся в нескольких кадрах. можно найти в блоге Центра электрификации транспорта Ссылку .
Используются собственные протоколы
[ редактировать ]Запатентованная версия используется в приложениях «за забором» в Северной Америке с использованием протокола версии 253. Цель состоит в том, чтобы объявить устаревшей эту версию, когда расширенные функциональные возможности будут добавлены в SAE J3068 в обновленном издании рекомендуемой практики в ближайшем будущем.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д и ж «SAE J3068 - Система передачи мощности электромобиля с использованием трехфазной муфты» (изд. июля 2022 г.). САЭ Интернешнл . 26 июля 2022 г.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ МакГи, Родни (2 апреля 2018 г.). «Сайт UD J3068» . ЭВ Центр . Университет штата Делавэр . Проверено 26 апреля 2018 г.
- ^ «Новые стандарты UL развиваются вместе с индустрией электромобилей» . Блог УЛ . Лаборатории страховщиков . Проверено 26 апреля 2018 г.
- ^ «МЭК 62196-3: Вилки, розетки, автомобильные разъемы и автомобильные розетки. Кондуктивная зарядка электромобилей. Часть 3. Требования к размерной совместимости и взаимозаменяемости для штыревых и контактных трубчатых автомобильных соединителей постоянного и переменного/постоянного тока» (1.0 изд. ). Международная электротехническая комиссия . Июнь 2014.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ «МЭК 62196-2: Вилки, розетки, автомобильные разъемы и автомобильные розетки. Кондуктивная зарядка электромобилей. Часть 2. Требования к совместимости размеров и взаимозаменяемости для аксессуаров для штырей переменного тока и контактных трубок» (изд. 2.0). Международная электротехническая комиссия . Февраль 2016.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ «МЭК 61851-1: Проводящая система зарядки электромобилей. Часть 1: Общие требования» (изд. 2.0). Международная электротехническая комиссия . Февраль 2017.
{{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется|journal=( помощь ) - ^ «Улучшенная совместимость ШИМ в будущей версии J3068» . ЭВ Центр . Университет штата Делавэр. 10 ноября 2020 г. . Проверено 10 ноября 2020 г.
- ^ «J3068/1_202312: Идентификация транспортных средств и оборудования для проводной зарядки переменным током — SAE International» . www.sae.org . Проверено 1 марта 2024 г.
- ^ «J3068/2_202401: Управление двунаправленной мощностью для кондуктивной зарядки переменного тока — SAE International» . www.sae.org . Проверено 1 марта 2024 г.
