SAE J3068

SAE 3068

Изображение механически эквивалентного разъема IEC Type 2 электромобиля (правый). Эквивалентная терминология SAE для левого разъема выше - «J3068 DC 8 No AC», а термин для правого разъема - «J3068 AC 6 », который относится к диаметрам Розетки постоянного тока 8 мм и розетки переменного тока 6 мм.
Тип	Автомобильный разъем питания
Производство	2018 г. (SAE J3068 основан на IEC 62196 2009 г. Тип 2 )
Контакты	7

SAE J3068 - это североамериканская рекомендуемая практика, 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 передачи кондуктивной мощности на электромобиль с использованием соединителя, способного передавать однофазное и три -фазное питание переменного тока, а также питание постоянного тока, и определяет систему цифровой связи для управления.J3068 также определяет требования к впускному отверстию транспортного средства, соединителю оборудования питания, ответным корпусам и контактам.

• 1 История
• 2 Североамериканские стандарты
• 3 Североамериканский разъем
• 4 Цифровая связь для зарядки от сети переменного тока (LIN-CP)
• 5 Совместимость
• 6 Пример развертывания
• 7 Доступность оборудования
• 8 Обновление шаблона файла определения LIN
• 9 Сноски
• 10 Ссылки

Первые обсуждения в Исследовательском институте электроэнергетики ' s Заседания рабочего совета по инфраструктуре по вопросам, связанным с трехфазной зарядкой в ​​Северной Америке, привели к разработке J3068. Не хватало незапатентованного UL перечисленного оборудования, которое можно было бы законно использовать в Соединенных Штатах. Некоторые большие электромобили заряжались без защиты от замыканий на землю и без разъемов, которые автоматически деактивируются при отключении от транспортного средства.

Таким образом, SAE уполномочила новую рабочую группу разработать стандарт, ориентированный на тяжелые и средние нагрузки, и, в более общем плане, на зарядку любых транспортных средств в коммерческих и промышленных объектах или других местах, где трехфазное питание доступно и предпочтительнее.. В начале разработки стандарта было решено, что разъем и вход J3068 будут основаны на разъеме IEC 62196 типа 2.

. Протокол управления представляет собой вариант LIN, который сохраняет аналог сигнализация уровня напряжения от SAE J1772. Положительный уровень сигнала LIN может изменяться от 12 вольт до 9 или 6 вольт (известный 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 IEC 61851 издание 3. Основными участниками разработки этого протокола являются ABB в Швеции, Университет Делавэра, Ваттенфаль Швеция, Mack Trucks / Volvo Trucks Северная Америка и другие.

SAE J3068 (2018) написан с точки зрения разработчика, использующего коммерческий пакет разработки LIN с поддержкой API для функциональности LIN (который знаком группам программирования встроенных контроллеров в автомобильной промышленности). Поведение EV и EVSE описывается отдельно в терминах 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 МЭК 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.

J3068 заявляет, что он направлен на охватывают трехфазное оборудование, которое соответствует применимым североамериканским стандартам листинга.

Основными стандартами для оборудования для электроснабжения электромобилей в Северной Америке являются трехнациональные стандарты Мексики, Канады и США. См. CANENA. По сути, это равнозначные документы с разными названиями в каждой стране.

Разъем J3068 механически идентичен разъему Тип 2, поскольку он Нормативные ссылки на IEC 62196 -2 и -3. Кроме того, J3068 поддерживает номинальное напряжение, соответствующее сетевым напряжениям в Северной Америке и стандартам EVSE. В отличие от Европы, где наиболее распространенным типом трехфазного звездообразного питания является номинальное напряжение 400/230 В переменного тока (что означает переменный ток между фазами / фазами с нейтралью), в Северной Америке три наиболее распространенных типа трехфазное напряжение звезды составляет 208/120, 480/277 и 600/347 В переменного тока.

Стандарты МЭК ограничивают зарядку однофазным переменным током до 250 В переменного тока (см. IEC 62196-2). Трехфазные EVSE и однофазные транспортные средства предназначены для взаимодействия. Номинальное значение 480 В переменного тока теоретически допускается в документе МЭК, но это математически несовместимо с пределом однофазного напряжения 250 В переменного тока. Он эффективно ограничивает максимальное трехфазное напряжение до 433 В переменного тока (250 * √3) и означает, что вы не можете сделать EVSE 480/277 В переменного тока, не превысив предел однофазного напряжения 250 В переменного тока. Стандарт SAE J3068 определяет систему для номинальных значений напряжения до 600 В переменного тока, что также является максимальным номинальным напряжением, охватываемым UL 2594.

Если напряжение переменного тока и номинальные токи 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 трехфазного тока 208/120 В переменного тока, требуются элементы управления LIN-CP, если только электромобиль не может выдерживать напряжение 400/230 В переменного тока достаточно долго, чтобы подать сигнал EVSE на отключение питания. если он не может заряжаться от 400/230 В переменного тока. Это связано с тем, что типичный европейский электромобиль, предназначенный для трехфазной зарядки, будет подвергаться воздействию 400/230 с управлением ШИМ, и нет гарантии, что трехфазный электромобиль в Северной Америке не будет подвергаться воздействию европейских напряжений питания, если он будет экспортирован.

UL 2594 в Северной Америке требует, чтобы любой EVSE, который подает более 250 В переменного тока, был постоянно подключен к электросети (также известный как Электросеть ). В Европе IEC 61851-1 обозначает это проводное соединение как «Режим 3». J3068 требует, чтобы комплекты кабелей EV были постоянно подключены к EVSE (IEC 61851-1 называет этот случай C).

Пример 1: J3068 EVSE, обеспечивающий 480/277 В переменного тока при токе до 100 А, продается в США. EVSE будет протестирован на соответствие UL2594, и сетевое питание будет подключено напрямую к EVSE. NFPA 70, статья 625, требует, чтобы автоматический выключатель / предохранитель и проводка были рассчитаны на 125 А, поскольку нагрузка составляет до 100 А. Используемый комплект автомобильного шнура будет проверен на соответствие UL 2251 и будет постоянно прикреплен к станции. Цифровая связь (LIN-CP) проверит, совместим ли автомобиль с этим напряжением (480/277 В переменного тока), и покажет максимальную скорость заряда 100 А.

Пример 2: Импортный пассажирский электромобиль, который поддерживает только приложение A 61851-1, подключен к канадскому EVSE на 600/347 В переменного тока, разработанному в соответствии с J3068. Автомобиль будет защищен от возможных повреждений, потому что зарядная станция не включит свое внутреннее реле. Только автомобиль, который поддерживает LIN-CP и указывает, что он принимает 600 В переменного тока, может использовать EVSE.

.

Базовая зарядка переменным током определена в SAE J1772 и IEC 61851-1, приложение A, с аналоговым управлением пилот, и используется с различными однофазными сетями переменного тока с напряжением ниже 250 В переменного тока. LIN-CP (L ocal I nterconnect N etwork на C ontrol P ilot) был первоначально определено в приложении D к МЭК 61851-1 в редакции 3. В отличие от ПЛК над контрольным пилотом (МЭК 15118-2), LIN CP спроектирован как недорогая цифровая модернизация аналогового управления ШИМ.

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 5 В до 27 В. Расширенный диапазон напряжения необходим, потому что трансивер LIN должен работать, когда контрольный пилот находится на уровне 6 В (аналогично "State C" в J1772).

Хотя большая часть содержания документа SAE J3068 сосредоточена на расширениях для более высоких напряжений, распространенных в Северной Америке по сравнению с Европой, следует отметить, что все европейские системы зарядки типа 2, где шнур, прикрепленный к станции, полностью совместим с SAE J3068, будь то постоянный, трехфазный переменный ток 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 частотой 60 Гц и 208/120 В переменного тока, может использоваться в Северной Америке с без доработок. Его также можно использовать с понижающе-повышающими трансформаторами для понижения 480/277 В переменного тока до приемлемого уровня без внутренних изменений. (Это может быть не самый практичный подход во многих случаях, и сертификаты безопасности для страхового покрытия в Северной Америке отличаются от европейских сертификатов.) J3068 EVSE, который обеспечивает только 208/120 В переменного тока, может работать идентично европейскому EVSE. Для обратной совместимости электромобили могут поддерживать как элементы управления J3068, так и европейские аналоговые элементы управления, за исключением случаев, когда они не могут заряжаться при номинальном европейском напряжении или могут быть повреждены от 400/230 В переменного тока (например, электромобиль, оптимизированный для 208/120 В переменного тока, может не работать). уметь терпеть 400/230).

Устройство сопряжения J3068 определено в соответствии со спецификациями IEC 62196; механических отличий нет. Номинальное напряжение выше, но исходный соединитель был разработан для поддержки напряжений в Северной Америке, даже если не было ШИМ-управления. Стандарты Underwriters Laboratories могут допускать сертификацию реализаций передовых конструкций при более высоких токах, чем европейский стандарт, который является более консервативным, чем другие плотности тока зарядных соединителей электромобилей. Например, европейский номинал 63 А для 6-миллиметровых контактов разъема типа 2 равен примерно 2,23 А на квадратный мм поперечного сечения, а номинальный ток 200 А для 8-миллиметровых контактов постоянного тока (без охлаждения) равен 3,98 А / мм.

В то время как J3068 фокусируется на зарядке от переменного тока 6 (с использованием четырех меньших 6-миллиметровых контактов), он также определяет зарядку J3068 от постоянного тока 8, которая полностью совместима с европейским типом 2 Зарядка постоянным током с использованием контактов 8 мм (часто называемых «CCS» (комбинированная система зарядки), хотя термин «CCS» не используется в стандартах 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 реализованы в одном автомобиле. Кроме того, единственное существенное электрическое различие между J3068 DC 8 и J1772 DC зарядкой - это значение резистора Proximity. (У соединителя, конечно, есть механические отличия.)

J3068 AC 6 зарядка с использованием 6-миллиметровых контактов 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 не оптимальным, поскольку система, разработанная для 400/230 В переменного тока в Европе, вероятно, не будет обеспечивать достаточную зарядную мощность при 208/120 В переменного тока, что является единственным распространенным напряжением, совместимым с элементами управления ШИМ в Северной Америке. По этой причине J3068 лучше всего реализовать с поддержкой элементов управления LIN в Северной Америке. Например, система зарядки грузового автомобиля, оптимизированная для максимального номинального напряжения трехфазного тока 208/120 В переменного тока (см. Приложение E, рис. 19 на странице 91 документа J3068), может просто отказаться от зарядки, если не обнаружит элементы управления LIN, тем самым защищая себя от возможного воздействия 400/230 В переменного тока, что является обычным для ШИМ-управления. Транспортные средства, которые могут безопасно заряжаться от 400/230 В переменного тока 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, возможно, можно будет заряжать от J1772 EVSE с помощью адаптера. Хотя использование адаптеров, как правило, не рекомендуется, адаптеры от производителя могут быть полезны и разрешены в некоторых странах в соответствии с IEC. Такой адаптер должен быть рассчитан на 80 ампер, поскольку нет практического способа сообщить номинальный ток адаптера. Например, бортовое зарядное устройство, настроенное для 480/277, которое состоит из трех однофазных зарядных устройств, подключенных от линии к нейтрали, может поддерживать адаптер, настроенный, который соединяет L1, L2 и L3 J3068 вместе и L1 J1772. вход и провода N от входа J1772 к N на входе J3068. Транспортное средство должно быть способно определять разницу между сопротивлениями контактов Proximity и должно масштабировать ограничение тока до 1/3 для каждого зарядного устройства в этом примере. Возможны другие конфигурации в зависимости от конструкции автомобильного зарядного устройства.

7 ноября 2018 года Greenlots анонсировала проект по предоставлению зарядной инфраструктуры для всех электрических грузовиков Volvo в Южной Калифорнии. «Согласно Greenlots, этот проект будет одним из первых в Северной Америке, который продемонстрирует новый стандарт зарядки для тяжелых транспортных средств, SAE J3068, в реальных приложениях». См. пресс-релиз.

Nuvve предлагает трехфазный переменный ток EVSE, сертифицированный в соответствии с UL и европейскими стандартами, с поддержкой до 480/277 В переменного тока при 120 А с SAE J3068 и IEC 61851-1 Соответствие Приложению D, в дополнение к J1772 и Приложению A поддерживает более низкие напряжения. См. Лаборатория электрических испытаний штата Мэриленд, номер списка E114798.

Разработчики опубликовали обновленный LDF, который может облегчить разработку с использованием общих компиляторов. См. Ссылку в блоге Центра электрификации транспорта.