SAE J1772 - 标准.docx

SAE J1772是汽车工程师协会提出的一个适用于电动汽车充电连接器的标准，它覆盖了电动汽车充电系统和连接器里通用的物理，电器，通讯协议和性能要求，目的是定义一个通用的充电需求，尺寸的充电连接器。河北优控新能源科技有限公司研发的插入式电动汽车和混动动力汽车控制器，在整车整合和匹配过程中，对车上配置的充电系统采用了J1772标准内的定义，和国际接轨，适用于含有J1772标准的充电桩。而国内充电桩的建设基本上全部采用J1772的充电插头标准。适用于国内和北美地区的用电标准。下面对SAEJ1772标准进行详细介绍。1，接插件介绍：J1772-2009 接插件是专门为那些用单相电系统120或240V 的地区而设计的，这个圆形直径为43mm的接插件有5个针脚，三个不同的尺寸针脚。AC1，AC2 两个引脚，相同尺寸，大功率针脚，用于充电接地引脚，用来接地检测和通讯引脚，尺寸相同，两个较小尺寸的控制引脚，用来和车载充电器连接，决定了充电的功率下面主要介绍下检测引脚和通讯引脚：检测引脚（“Proximity Detection），防止连接到充电器时汽车移动，用来检查车辆是否插有充电插头通讯引脚(Control Pilot )： 用于协调汽车和充电器之间的充电阶段的线路，决定了充电功率的大小。这个接插件采用用一个由充电桩设备产生的1KHz +12V的方波信号，在这个引脚来检测车辆是否存在，传输最大允许的充电电流并且来控制充电，而充电电流的大小由发送的PWM信号的频率来决定。这个接插件设计可以承受10000此的连接/断开循环，这样的一个设计可以使接插件有27年的使用寿命，所以质量比较可靠。注： 在插入式充电电动汽车和混动动力汽车中，检测引脚会给控制器（VCU）和电池管理系统（BMS）信号，用来检车充电插头是否连接，如果连接后BMS控制器会根据电池组状态进行充电，而VCU（HCU）会防止在充电插头连接时车辆移动，用来提醒驾驶者。2，充电定义：J1772标准定义的2个充电状态电压相数峰值电流功率AC 1120V单相16A1.92kWAC 2240V两相32A(2001)80A(2009)7.68kW19.20kWSAE J1772 委员会也提出了一种基于SAE J1772-2009 交流接插件外形并且增加了DC和地引脚的接插件，在DC状态可以支持200-450V 直流80A（36kw）充电（模式1），和也可以支持到200A（90KW）充电 （模式2），但是在评估J1772-2009接插件后和其他设计有冲突，包括JARI/TEPCO 公司使用的CHAdeMO DC快速充电协议。SEA DC 的模式3充电目前还没有定义，但是他的标准已经存在，在2009接插件设计中已经可以支持到200-600V DC 最大可达400A（240kw）。3，安全性J1772标准包含几个电击保护的层面，确保即使在潮湿的条件下充电也能保证安全。接插件本身，在接插件连接的时候，里面的引脚都能够相对独立，没有互相接触，这样就保证没有其他一些物理上的因素时针脚互相接触。 当接插件分开时，J1772接插件的所有引脚都没有电压，充电电流不会流向汽车控制器。电源引脚是第一个接触，最后一个断开的引脚，如果插头已经在汽车充电口插上了，当它拔掉时，控制引脚和检测引脚会第一时间断开充电继电器，切断流向J1772的电流。这可以在电源引脚防止任何的电流，延长其使用寿命。检测引脚也会被连接到一个开关，当从车上拔下插头时，可以手动断开开关。这就会导致在检测引脚的电阻值变化，会控制车辆控制器在拔出之前断开电流。4，信号： 信号电路信号协议：（1）AC充电器存在信号（2）车辆通过检测电路检测插头（这样可以防止在充电式汽车驾驶移动）（3）控制功能： 插入到电动车辆的充电设备检测 充电设备指示PEV正在充电（提供能量） PEV汽车的通风要求 充电设备的电流（4）PEV能量管理（5）PEV和充电设备安全性的连续监测（6）PEV决定充电继续（7）断开充电器和车辆的充电插头时停止充电PEV：插电式电动（混动）汽车技术规范中描述在2001版的SEA J1772 和IEC 61851-1，TS 62763:2013中。 充电桩提供12V电源给监测连接引脚和检测引脚（即插头）来测量电压差。这个协议允许跳过集成电路作为其他所需的充电协议，例如用来Chademo 或者 EnergyBus的通讯CAN通讯，SAEJ1772 的工作温度-40 -85C。充电桩发送一个1000Hz的方波信号在通讯监测接口，在车辆一端通过一个电阻和二极管和保护地连接（方波电压为12V+-0.4V）,如果CP-PE电路是断开的，尽管标准允许充电电流在模式1（最大16A），也让充电桩的公共火线为不工作的（dead）。如果该电路是闭合的，充电桩也要去检测保护地是可工作的。车辆可以通过设置一个电阻请求充电状态，用一个2700车辆兼容模式3宣布（“车辆检测”）没有要求充电； 换成一个880电阻，车辆准备好被充电；换成一个240电阻车辆就要求“通风下”充电，不会对外部有影响，但是如果没有通风设备是可用的就会切断内部充电电流。充电桩可用PWM信号来体现最大电流，16% PWM是最大电流10A， 25%PWM是最大16A，50%PWM信号最大是32A，90%PWM信号是快速充电选项。在SAE J1772:2001中的传输线路实例中，电流环路CP-PE是通过一个2740电阻永久连接的，当线缆接到带方波发生器的充电桩时，电阻可用把12V电压信号降到9V。充电被激活当充电桩增加一个并联1300欧姆电阻可以把电压降到6V，或者并联一个270欧姆电阻可以把电压降到3V。因此充电桩可以只检测存在于CP-PE回路上的电压范围。注：二极管只会在阳极产生压降，任何在CP-PE环路上负电压都会关闭电流输入，这会认为是一个致命的故障（例如触摸接插件引脚）。总电阻 CP-PEopen2700 880 240 电阻 R2with R3 = 2740 2740 1300 2740 270 2740 测量电压 CP-PE+12V+9V 1V+6V 1V+3V 1V0V12Vbase statusStatus AStatus BStatus CStatus DStatus EStatus Fcharging statusstandbyvehicledetectedready(charging)withventilationno power(shut off)error1kHz 的PWM周期信号指示了允许的最大电流；根据SAW包含插座，线缆和车辆输入。在美国，电流负载的定义分为连续和短期的操作。SAE定义的电流负载是被一个公司计算得来，给予1000us的周期。0.6A/10us, 100=6A， 800us=48A）P1901电力线路通讯在2012年一个更新的标准中，提出使用电力线路通讯，尤其是IEEE P1901，介于车辆，充电桩，和智能电网之间