SAE J1772
SAE J1772
SAE J1772-2009電気自動車コネクタ
タイプ自動車用電源コネクタ
生産履歴
生産 2009
一般仕様
長さ 33.5ミリメートル（1.32インチ）
直径 43.8ミリメートル（1.72インチ）
ピン 5
電気
信号 単相交流
データ
データ信号SAE J1772 :抵抗/パルス幅変調
ピン配置
CCS コンボ 1 のピン配置 (EVSE コードに接続したプラグの端から見た図)
L1 1行目 単相交流
L2/N ライン2 / ニュートラル 単相交流
CP 管制パイロット 挿入後シグナリング
PP 近接パイロット 挿入前シグナリング
体育 保護アース 全電流保護接地システム
CCS Combo 1 拡張機能により、下部に 2 つの高電流 DC ピンが追加され、ニュートラルとライン 1 の 2 つの交流 (AC) ピンは使用されません。

SAE J1772は、国際規格IEC 62196 Type 1にちなんでJプラグまたはType 1コネクタとも呼ばれ、電気自動車用電気コネクタに関する北米規格です。正式名称は「SAE Surface Vehicle Recommended Practice J1772, SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler」で、SAE Internationalによって管理されています。 [ 1 ]

SAEは、電気自動車の導電性充電システムおよびカプラに関する一般的な物理的、電気的、通信プロトコル、および性能要件を管理しています。その目的は、動作要件、車両インレットおよび接続コネクタの機能要件と寸法要件を含む、共通の電気自動車導電性充電システムアーキテクチャを定義することです。

J1772 5ピン規格は、幅広い単相（1φ）交流（AC）充電レートをサポートしています。家庭用NEMA 5-15コンセントに接続して1.44kW（12A @ 120V）を供給できるポータブル機器から、最大19.2kW（80A @ 240V）を供給できる有線機器まで、幅広い範囲に対応しています。[ 2 ]これらのコネクタは非公式に充電器と呼ばれることもありますが、車両のオンボード充電器にAC電力を供給し、充電器がそれをバッテリーの充電に必要な直流（DC）に変換するため、「電気自動車供給装置」（EVSE）と呼ばれます。

Combined Charging System (CCS) Combo 1 コネクタは標準に基づいて構築されており、最大 350 kW の DC 急速充電用に 2 つのピンが追加されています。

歴史

ここではフォード レンジャー EVに搭載されている古いAvconコネクタが紹介されています

SAE J1772 開発の主なきっかけは、カリフォルニア大気資源局(CARB) でした。ゼネラルモーターズ EV1やトヨタ RAV4 EVなどの初期の電気自動車は、誘導方式のMagne Charge (SAE J1773)を採用していました。CARB は誘導技術を拒否し、充電用の電力供給に導電結合を選択しました。2001 年 6 月、CARB はカリフォルニア州の電気自動車の充電インターフェースとして SAE J1772-2001 規格を採用しました。[ 3 ] [ 4 ]このコネクタの初期バージョンはAvcon社製で、最大 6.6 kW の電力を供給できる長方形のコネクタを備えていました。[ 5 ] [ 6 ]カリフォルニア州の規制により、2006 年モデルから SAE J1772-2001 の使用が義務付けられました。

CARBはその後、2001年のJ1772（Avcon）規格でサポートされていた6.6kWよりも高い電流供給を求めました。このプロセスを経て、矢崎総業は新しい丸型コネクタ設計を提案しました。このコネクタは、単相120～240V AC、最大80アンペアで最大19.2kWの電力供給を可能にしました。2008年、CARBは2010年モデルからこの新しいコネクタの使用を義務付ける新しい規格を発行しました。[ 7 ]これは2012年に承認されました。[ 8 ]

新しいSAE J1772プラグ規格に準拠して製造された矢崎プラグは、UL認証を取得しました。この規格は、2009年7月にSAE委員会で投票によって承認されました。[ 9 ] 2010年1月14日、SAE J1772 REV 2009がSAE Motor Vehicle Council（SAE自動車評議会）で採択されました。[ 10 ]改訂2009規格に参加または支持している企業には、スマート、クライスラー、GM、 フォード、トヨタ、ホンダ、日産、リビアン、テスラなどがあります。

SAE J1772-2009コネクタ仕様はその後、国際規格IEC 62196-2（「パート2：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および互換性要件」）に追加され、最終仕様の投票は2011年5月に終了する予定です。[ 11 ] SAE J1772コネクタは、単相カプラを提供する「タイプ1」実装と見なされています。[ 12 ]

車両装備

SAE J1772-2009は、電気自動車メーカーのシボレー・ボルトと日産リーフに採用されました。このコネクタは、米国市場で標準装備となりました。これは、米国の電気自動車ネットワークにおいて、このコネクタに対応した充電ステーションが利用可能であったためです（チャージポイント・アメリカ・プログラムなど、アメリカ復興・再投資法に基づく助成金の活用もその一因です）。[ 13 ] [ 14 ]

欧州バージョンには、自動車業界がIEC タイプ 2「Mennekes」コネクタを標準インレットとして決定するまで、SAE J1772-2009 インレットも装備されていました。すべての IEC コネクタは同じSAE J1772 信号プロトコルを使用するため、自動車メーカーは、地域市場に応じて 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搭載した自動車を販売しています。また、J1772-2009 を IEC タイプ 2 に、またはその逆に変換できる (パッシブ) アダプタも利用可能です。唯一の違いは、多くの欧州バージョンには、同じ基本的な電気自動車モデル ( Chevrolet Volt/Opel Amperaなど) であっても、より高い電圧および電流制限で三相電力を利用できるオンボード充電器が搭載されていることです。

複合充電システム（CCS）

CCS Combo 1 車両インレット。J1772 と 2 つの DC 急速充電ピンが見える。

2011年、SAEはJ1772-2009コネクタの派生型であるJ1772/CCSコンボカプラを開発しました。これは直流（DC）急速充電用の コンバインド充電システム規格に対応するためのもので、標準の5ピンJ1772コネクタに加えて、急速DC充電をサポートする2つの大きなピンが追加されています。コンボ1は、 200～920ボルトDC、最大350kWでの充電に対応しています。[1]コンビネーションカプラは、電力線通信技術を使用して、車両、オフボード充電器、スマートグリッド間の通信も行います。[ 15 ]自動車メーカー7社（アウディ、BMW、ダイムラー、フォード、ゼネラルモーターズ、ヒュンダイ、ポルシェ、ボルボ、フォルクスワーゲン）は2011年末、2012年半ばにコンバインド充電システムを導入することで合意しました。[ 16 ] SAEコンボプラグを採用した最初の車両は、 2013年後半に発売されたBMW i3と、2014年に発売されたシボレー スパークEVでした。 [ 17 ]

欧州では、コンボカプラはタイプ2（VDE）AC充電コネクタ（コンボ2）に基づいており、DC充電のSAE仕様およびHomePlug Green PHY PLCプロトコルとの完全な互換性を維持しています。[ 18 ] 2019年にテスラはヨーロッパでCCSコンボ2プラグを搭載したモデル3を導入しましたが、米国ではCCSを搭載したモデルを導入していません。ヨーロッパでのモデル3の導入に伴い、テスラはV2スーパーチャージャー（CCSコンボ2とテスラDCタイプ2の両方をサポート）にCCS充電ケーブルを追加しました。ヨーロッパのV3およびV4テスラスーパーチャージャーにはCCS充電ケーブルのみが付属しています。[ 19 ]

プロパティ

コネクタ

J1772-2009コネクタは、北米や日本で使用されている120Vまたは240Vの単相交流電気システム用に設計されています。直径43ミリメートル（1.7インチ）の丸型コネクタはキー付きで、5つのピン（プラグの外側から見て）を備えています。[ 20 ]

SAE J1772 / IEC 62196-2-1 タイプ1
行位置関数注記
トップ[ a ]1 L1 「ACライン1」
2 北 120 Vレベル1充電の場合は「ACニュートラル」 、208～240 Vレベル2充電  の場合は「ACライン2」 
下[ b ]3 体育 「保護アース」または「グラウンド」
ミドル[ c ]4 PP 「近接パイロット」または「プラグ存在」は、車両の制御システムに信号を提供し、電気自動車供給設備 ( EVSE、つまり充電ステーション) に接続されている間は車両が動かないようにし、ラッチ解除ボタンを車両に信号します。
5 CP 「コントロールパイロット」は、車両とEVSE間の充電レベルを交渉するために使用される通信回線であり、車両が操作して充電を開始したり、その他の情報を伝達したりすることができます。[ 21 ]この信号は、EVSEによって生成される±12ボルトの1kHzの矩形波で、車両の存在を検出し、最大許容充電電流を伝え、充電の開始/終了を制御します。[ 22 ]
  1. ^一番上の列はコネクタの中心線から 6.8 mm (0.27 インチ) 上に配置され、ピンは中心線を中心に 15.7 mm (0.62 インチ) 間隔で配置されています。
  2. ^一番下の列は、コネクタの中心線から 10.6 mm (0.42 インチ) 下にあります。
  3. ^中央の列はコネクタの中心線から 5.6 mm (0.22 インチ) 下に配置され、ピンは中心線を中心に 21.3 mm (0.84 インチ) 間隔で配置されています。

このコネクタは、10,000回の嵌合サイクル（接続と切断）と風雨への曝露に耐えられるように設計されています。1日に1回の嵌合サイクルで、コネクタの寿命は27年以上となります。[ 23 ]

リリースメカニズム

  • モックアップカーの SAE J1772 プラグの黒いリリースボタン
    モックアップカーの SAE J1772 プラグの黒いリリースボタン
  • VinFastの充電ステーションで親指で操作するSAE J1772プラグ
    VinFastの充電ステーションで親指で操作するSAE J1772プラグ
  • 日産のアダプターケーブル（車用タイプ1プラグ、欧州の充電ソケット用タイプ2プラグ付き）
    日産のアダプターケーブル（車用タイプ1プラグ、欧州の充電ソケット用タイプ2プラグ付き）
  • 自動リリース用の側面開口部を備えたIEC 62196タイプ2コネクタ
    自動リリース用の側面開口部を備えたIEC 62196タイプ2コネクタ

SAE J1772（タイプ1）プラグは、手動で操作するフックで車に固定されます。通常は親指でボタンを押すことで電源が遮断されます。そのため、誰でも充電を停止でき、ケーブルを盗難される可能性もあります。これを防ぐため、欧州規格IEC 62196タイプ2コネクタには、車の所有者がリモコンで操作できる自動ロックとリリースのための開口部が側面に設けられています。車がプラグをロックまたはリリースすると、充電器もPP信号に応じて追従します。

さらに、J1772コネクタを搭載した多くの最新車の充電ポートには、J1772ラッチの開閉を阻止する伸縮ピンが装備されています。このピンを延長することで、リリースラッチの開閉が不可能になります。これにより、車両は差し込まれたJ1772コネクタの取り外しを防止できます。これは、コネクタが大電流のDC充電を遮断するように設計されていない場合、CCSの実装に不可欠です。

充電

SAE J1772-2017規格では、ACレベル1、ACレベル2、DCレベル1、DCレベル2の4つの充電レベルが定義されています。[ 24 ] J1772の以前の改訂版では、検討されたものの実装されなかったACレベル3も記載されていました。

充電方法 電圧（V） 段階 最大電流（連続）（A） 分岐遮断器定格（A）[ a ]最大出力（kW）
AC レベル 1 120 1 12 15 1.44
16 20 1.92
AC レベル 2 208または240 1 24～80歳 30～100 5.0～19.2
ACレベル3 [ b ]208～600 3 63～160 80～200 22.7–166
充電方法 電圧（V） 段階 最大電流（A） 最大出力（kW）
DC レベル 1 50～1000 – 80 80
DCレベル2 50～1000 – 400 400
  1. ^ NEC 625.41条によれば、分岐回路の定格はEVSEの最大連続電流の125%以上でなければならない。
  2. ^ SAE J1772規格の付録Mに記載されているように、3つ目のAC充電方式も検討されたが、軽自動車には実装されなかった。大型車両および産業車両については、 SAE J3068中型・大型車両導電性充電タスクフォース委員会に委ねられ、同委員会は400VAC以下ではJ1772プロトコルを許可し、400VAC以上では新しいLINプロトコルを必要とする（LINはすべての電圧で推奨される）。J3068はタイプ2（ Mennekesコネクタ）を使用し、最大166kWを供給できる可能性がある。 [ 25 ] 単相電力を使用するJ1772 ACレベル3モードでは、公称電圧240VAC、最大電流400Aで最大96kWを供給できただろう。この電力レベルは、10年後にJ3068が実装した最大600VACに近いが、J3068バージョン1は最大250アンペアまでしかサポートしていない。

例えば、2020年モデルのシボレー ボルトには、66kWhのリチウムイオン電池と7.2kWのオンボード充電モジュールが搭載されています。EPA航続距離は259マイル（417km）、エネルギー効率は118 mpg‑e（29kW⋅h/100mi、17.7kW⋅h/100km）で、[ 26 ]ポータブル充電コードを使用してACレベル1（120V  、12A  ）で充電し、1時間あたり最大4マイル（6.4km）の走行が可能で、ACレベル2充電ユニット（240V  、 32A）を使用すると、1時間あたり最大25マイル（40km）の走行が可能です。オプションのDC急速充電（DCFC）ポートを使用すると、このモデルは最大55kWで充電し 、1時間あたり最大180マイル（290km）の走行が可能です。

他のEVは、800Vバッテリーアーキテクチャ（ヒュンダイのE-GMPプラットフォームなど）を採用しており、充電速度を大幅に向上させています。ヒュンダイによると、「350kWのDC充電器を使用すれば、IONIQ 5はわずか18分で10%から80%まで充電できます。WLTPサイクルによると、IONIQ 5のユーザーはわずか5分の充電で100kmの走行距離を実現できます。」[ 27 ]これらの車両は、最大230kWの充電電力を約50%の充電状態まで受け入れることができるため、低電圧バッテリーを搭載した同様のEVよりもはるかに速く充電できます。

 一部のEVはJ1772を拡張し、16アンペアを超えるACレベル1（120V）充電を可能にしています。これは、例えばTT-30（「トラベルトレーラー」 - 120V 、 30A）レセプタクルが普及しているRVパークなどで役立ちます。これらのレセプタクルは最大24アンペアでの充電が可能です。しかし、この120Vレベルの充電はJ1772にはまだ規定されていません。    

北米充電システムでサポートされているもう 1 つの拡張機能は、277  Vでのレベル 2 充電です。208  V と同様に、277  V は北米の商用3 相回路でよく使用されています。

安全性

J1772規格には、複数レベルの耐衝撃保護が組み込まれており、濡れた状態であっても安全に充電できます。物理的には、接続ピンはコネクタ内部で分離されており、物理的にアクセスすることはできません。未接続時は、J1772コネクタのピンには電力が供給されません。[ 28 ]車両からの指示があるまで通電されません。[ 29 ]

近接検出ピンは、コネクタリリースボタン内のスイッチに接続されています。リリースボタンを押すと、車両は電流の供給を停止します。コネクタが取り外されると、短い方のコントロールパイロットピンが最初に切断され、EVSEはプラグへの電力供給を低下させます。これにより、負荷がかかった状態で電源ピンが切断され、アーク放電が発生して寿命が短くなることを防ぎます。グランドピンは他のピンよりも長いため、最初に接続され、最後に切断されます。

シグナリング

J1772信号回路

信号プロトコルは、以下の充電シーケンスのために設計されている。[ 29 ]

  • 供給機器はAC入力電源の存在を知らせる
  • 車両は近接回路を介してプラグを検出し（これにより、車両は接続中に走り去るのを防ぐことができます）、プラグを取り外す準備としてラッチが押されたことを検出できます。
  • コントロールパイロット（CP）機能の開始
    • 供給装置がプラグイン電気自動車（PEV）を検出
    • 供給設備はPEVに電流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に提供される供給設備の電流容量
  • PEVはエネルギーの流れを制御する
  • PEVと供給装置は安全接地の連続性を継続的に監視します
  • PEVの決定に従って充電が継続されます
  • プラグを車両から取り外すと充電が中断される可能性があります

この技術仕様は、2001年版のSAE J1772で初めて規定され、その後IEC 61851-1およびIEC TS 62763:2013で規定されました。充電ステーションは、電圧差を測定するコントロールパイロット（CP）とプロキシミティパイロット（別名プラグプレゼンス：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のように集積回路を必要としないため、SAE J1772は堅牢で、-40℃～+85℃の温度範囲で動作可能です。

管制パイロット

コントロール パイロット (モード) : 充電ステーションは、抵抗器とダイオード(電圧範囲 ±12.0±0.4 V)を介して車両側の保護アースに接続されたコントロール パイロットで1 kHzの方形波を送信します。 CP–PE (保護アース) 回路が開いている場合、公共の充電ステーションの活線は常にデッド ステートですが、規格ではモード 1 (最大 16 A) 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、充電ステーションは保護アースが機能していることを確認することもできます。 車両は、CP ピンと PE ピン間の抵抗を設定することで、特定の充電機能を要求できます。2.7 kΩ は、充電を必要としないモード 3 対応車両 (車両検出) を通知します。 880 Ω は車両が充電準備完了であることを示し、240 Ω は換気充電を要求します。この場合、充電ステーションは、エリアが換気されている (つまり、屋外である) 場合にのみ充電電力を供給します。

SAE J1772:2001 の Control Pilot ラインの回路例では、電流ループ CP–PE が 2.74 kΩ の抵抗を介して車両側に恒久的に接続されており、ケーブルを充電ステーションに接続すると電圧が +12 V から +9 V に降下し、波発生器が作動することがわかります。車両は、並列に 1.3 kΩ の抵抗を追加して電圧を +6 V に降下するか、必要な換気のために並列に 270 Ω の抵抗を追加して電圧を +3 V に降下させることにより、充電を作動させます。したがって、充電ステーションは、CP–PE ループに存在する電圧範囲をチェックするだけで対応できます。[ 30 ]ダイオードは正の範囲でのみ電圧降下を引き起こすことに注意してください。CP–PE ループの負の電圧は車両内の D1 によってブロックされ、負の期間中に CP–PE ループを流れる大きな電流は、致命的なエラー (ピンに触れるなど) と見なされて電流が遮断されます。

IEC62196-2 オスプラグの場合、コントロール パイロット ピンは、接続されていないケーブルが延長コードとして使用されるのを防ぐために短くなっています。これにより、電流容量が低い可能性のある下流ケーブルを、電流定格が高いケーブルに接続するのを防ぎます。

基地のステータス 充電状態 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 車両を検出しました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 換気機能付き246Ω 270Ω +3±1V
ステータスE 電源なし（電源オフ）0V
ステータスF エラー-12V

コントロールパイロット（電流制限） ：充電ステーションは、パルス幅変調（PWM）を利用して、充電ステーションで利用可能な最大電流を波形信号で示すことができます。16% PWMは最大10A、25% PWMは最大16A、50% PWMは最大32A、90% PWMは急速充電オプションを示します。[ 31 ]

1 kHz CP信号のPWMデューティサイクルは、最大許容主電源電流を示します。SAEによれば、これにはコンセント、ケーブル、車両インレットが含まれます。米国では、電流容量（アンペア容量または電流容量）の定義は、連続動作と短時間動作で分かれています。[ 31 ] SAEは、1 kHz信号の1 msフルサイクルに基づく式で導き出される電流容量値を定義しており、最大連続電流定格は850 μsまで10 μsあたり0.6 A（最低（100 μs/10 μs）× 0.6 A = 6 A）です。850 μsを超える場合は、式で640 μsを減算し、その差に2.5を掛ける必要があります。たとえば、（（960 μs − 640 μs）/ 10 μs）× 2.5 A = 80 Aです。[ 30 ]

PWMデューティサイクル表示アンペア容量[ 31 ]
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 ピーク
25% 15 A 20 Aピーク
16% 9.6A
10% 6A

近接パイロット

SAE J1772のピン配置例に示されているように、近接ピンPP（プラグプレゼンスとも呼ばれる）は、スイッチS3がコネクタのラッチリリースアクチュエータに機械的にリンクされていることを示します。充電中、EVSE側はS3と150ΩのR6を介してPP-PEループを接続します。リリースアクチュエータを開くと、EVSE側のPP-PEループに330ΩのR7が追加され、ラインに電圧シフトが生じ、電気自動車は充電電源ピンが実際に切断される前に制御されたシャットオフを開始できます。ただし、多くの低電力アダプタケーブルでは、PPピンでロックアクチュエータの状態検出機能が提供されていません。

IEC 62196では、近接ピンはケーブル容量を示すためにも使用されます。これは、非テザー EVSE に関係します。

抵抗器はケーブルアセンブリの最大電流容量に合わせてコード化されています。EVは、推奨解釈範囲の値で定義されているRc（上記のJ1772信号回路ではR6として示されています）の測定によってケーブルの電流容量が超過したことを検出すると、電流供給を遮断します。

Rc は、取り外し可能なケーブル アセンブリ内で PP と PE の間に配置されます。

ケーブルアセンブリの電流容量 Rc（±3％） EVSEによる推奨解釈範囲
13 A1.5 kΩ / 0.5 W1～ 2.7kΩ
20A680Ω/0.5W330Ω – 1kΩ
32 A220Ω/1W150～ 330Ω
70 A 単相 / 63 A 三相100Ω / 1W50～ 150Ω

[ 32 ]

P1901電力線通信

2012年に予定されている更新規格では、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、スマートグリッドの間で電力線通信、具体的にはIEEE 1901を使用することを提案しています。SAEとIEEE標準化協会は、スマートグリッドと車両の電動化に関連する規格案を共有しています。[ 33 ]

P1901通信はIEEE 1905規格を介して他の802.x規格と互換性があり、車両、メーターまたはディストリビューター、そして充電器が設置されている建物との任意のIPベース通信を可能にします。P1905には無線通信も含まれます。少なくとも1つの実装では、オフボードDC EVSEとPEV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。[ 34 ] [ 35 ] [ 36 ]

競合する標準

RWEとダイムラーが提案したMennekesコネクタと呼ばれる競合提案は、2011年のIEC 62196でタイプ2コネクタとして標準化されました。これは、欧州連合（EU）の標準単相および三相カプラとして広く採用されています。[ 12 ] [ 37 ]このコネクタは、J1772のJプラグと同じパイロットピンプロトコルを採用しています。IEC仕様では、最大63 A、43.6 kWまで許容されます。2018年、SAE J3068委員会は、北米の産業市場向けにEUコネクタの拡張機能をリリースし、 3φ電源で最大160 A / 166 kWまで許容しました。

同じIEC 62196-2規格では、シャッター付きの単相および三相カプラを提供するScame Global社のタイプ3コネクタのペアも規定されています。[ 12 ] 2016年にMennekesコネクタにオプションでシャッターを許可する小さな変更がIECによって承認された後、タイプ3は非推奨となりました。

東京電力は、 JARI DCコネクタを使用した自動車用高電圧DC急速充電専用の仕様を開発し、それを推進するために三菱、日産、スバルの日本自動車メーカーとCHAdeMO（チャージ・ド・ムーブ、「移動中充電」に相当）協会を設立した。[ 38 ]

参照

参考文献

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