SAE J1772(通常读作 "J seventeen seventy-two")是由美国汽车工程师学会(SAE)制定的,针对电动汽车传导充电连接器的北美标准。它规范了电动汽车(EV)与充电设备(EVSE)之间的物理接口、电气特性、通信协议和安全要求,是确保北美市场电动汽车与充电设施之间安全互操作的基石。
简单来说,它定义了北美地区最常见的那个“充电口”和“充电枪”应该长什么样、怎么工作
下面为您详细解读这个标准的核心内容:
🗂️ 标准的主要演进与组成部分
SAE J1772标准经历了重要的演进,从最初的交流充电扩展到了直流快充。
标准版本 | 核心内容与特点 |
---|---|
SAE J1772 (2001) | 最初版本,使用巨大的Avcon连接器,后已被淘汰。 |
SAE J1772 (2009) | 里程碑版本。引入了现在广泛使用的J1772-2009连接器(通常称为 "J-Plug" 或 "Type 1")。仅支持交流充电(AC)。 |
SAE J1772 (2017) | 现行综合版本。整合了交流充电和直流组合充电系统(CCS Combo 1) 的规范。我们现在提到的J1772通常指的是这个综合性的标准。 |
标准的核心部分包括对连接器、接口、电气要求和通信协议的详细规定。
🔌 连接器类型(物理接口)
SAE J1772标准定义了两种主要的物理接口:
交流连接器 (J1772-2009 / Type 1)
外观:圆形,带有5个引脚。
引脚定义:
L1 / L2:交流电源线(单相)
N:中性线
PE:保护地线
CP:控制导引线 - 用于通信和确认连接状态
PP:接近检测线 - 用于检测插头是否完全插入,并确定电缆的额定电流容量
应用:主要用于Level 1和Level 2交流充电,是北美所有电动汽车的标配接口。
直流组合连接器 (Combo Coupler / CCS Combo 1)
外观:在原有J1772交流接口的下方增加了两个大直径的直流引脚。
设计理念:实现后向兼容。同一个车辆充电口既可以插入交流枪(使用上半部分),也可以插入直流快充枪(使用全部接口)。
应用:用于DC Fast Charging(直流快充),即Level 3充电。
⚡ 充电级别 (Charging Levels)
SAE J1772标准中定义了三个充电级别,这与IEC 61851中的“模式”概念类似,但功率划分更具北美特色:
充电级别 | 电源类型 | 典型功率 | 充电速度 | 典型应用场景 |
---|---|---|---|---|
Level 1 | 交流单相 | 1.2 kW - 1.9 kW (120V, 12A-16A) | 非常慢 | 家庭普通插座,应急充电 |
Level 2 | 交流单相 | 3.3 kW - 19.2 kW (240V, 12A-80A) | 中速(数小时充满) | 家庭、 workplace、公共场所充电桩的主流选择 |
DC Fast Charging | 直流 | 50 kW - 350+ kW (200V-1000V) | 快速(30分钟内充至80%) | 高速公路沿线、商业区快充站 |
🤖 通信与控制导引电路
这是SAE J1772标准的技术核心,确保了充电过程的安全。它并不使用复杂的数字通信协议(如CAN总线),而是通过控制导引线(CP) 上的脉宽调制(PWM)信号来实现车辆与充电桩之间的简单、可靠通信。
工作原理:
充电桩通过CP线发送一个特定占空比的PWM信号。
车辆连接到充电桩后,会通过一个电阻来调制这个信号。
充电桩通过解读PWM信号的占空比和电压变化,来判断:
车辆是否准备就绪;
车辆的最大充电电流需求是多少(占空比对应电流值);
充电系统是否存在故障。
接近检测(PP):PP线通过一个电阻值来告诉车辆充电电缆的额定电流容量。车辆会确保自己的充电电流不超过电缆所能承受的极限,这是关键的安全保障。
🌍 与其他标准的关系和适用范围
与IEC标准的关系:SAE J1772的交流部分(Type 1连接器)与IEC 62196-2 Type 1 基本兼容,是国际标准在北美地区的具体实现。但其通信协议和具体要求是SAE独立制定的。
适用范围:SAE J1772是事实上的北美标准,在美国、加拿大和韩国等地被广泛采用。几乎所有在北美销售的纯电动车(如特斯拉(通过适配器)、雪佛兰Bolt、福特Mustang Mach-E)和插电混动车(如丰田普锐斯Prime)都配备此接口。
与特斯拉的关系:特斯拉在其北美车型上使用专属的NACS接口,但随车都会提供一个J1772转NACS的适配器,使其车主可以使用北美庞大的J1772公共充电网络。
📊 测试与认证
产品(如充电桩、车辆充电口)需要通过SAE指定的严格测试,以确保符合标准的所有电气、机械和安全要求。通过认证是产品在北美市场上市销售的必要条件。
💎 总结
SAE J1772是北美电动汽车充电生态系统的核心标准。它:
定义了物理连接器(Type 1和CCS Combo 1)的规格。
规定了交流充电(Level 1/2)和直流快充的技术要求。
通过简单可靠的PWM通信协议确保充电安全。
保证了不同品牌的电动汽车和充电设施在北美市场的无缝互操作性。
对于消费者而言,这意味着他们可以开着任何品牌的电动车,在任何品牌的公共充电桩上,使用一个标准的接口完成充电,无需担心兼容性问题。