SAE J3068

SAE J3068「三相対応カプラを使用した電気自動車用電力伝送システム」^{[ 1 ]}は、 SAEインターナショナルが発行・維持する北米の推奨規格です。J3068は、電気自動車の充電用電気コネクタと制御プロトコルを定義しています。正式名称は「SAEインターナショナル推奨規格J3068」です。J3068は、単相および三相交流電力、ならびに直流電力を伝送できるカプラを使用して電気自動車に導電電力を伝送するシステムを定義し、制御用のデジタル通信プロトコルを定義しています。J3068はまた、車両入力、供給機器コネクタ、嵌合ハウジング、および接点に関する要件も規定しています。 ^{[ 1 ]： 1}

北米における三相充電に関する問題について、電力研究所のインフラストラクチャ作業評議会の会議で最初に議論されたことが、 J3068の開発につながった。米国で合法的に使用できる非独占的でUL認証済みの機器が不足していた。一部の大型電気自動車は、地絡保護を使用せずに、また車両から切り離されたときに自動的に通電が停止するコネクタを使用せずに充電されていた。^{[ 2 ]}

そのため、SAEは、大型および中型用途、より一般的には商業施設や工業施設、または三相電源が利用可能で好ましいその他の場所での車両充電に焦点を当てた規格を開発するための新しいタスクフォースを承認しました。規格の開発の初期段階で、J3068コネクタとインレットは、メンネケスコネクタとしても知られるヨーロッパのIEC 62196タイプ2コネクタを拡張したものとなることが決定されました。

J3068は、該当する北米の認証基準を満たす三相機器を対象としていることを明記している。

北米における電気自動車用充電設備の主要規格は、メキシコ、カナダ、米国の3カ国共通の規格です。CANENAを参照してください。これらは基本的に同等の文書ですが、各国で名称が異なります。

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J3068コネクタは、IEC 62196-2および-3を直接参照しているため、機械的にはタイプ2コネクタと同一です。 ^{[ 7 ]}さらに、SAE J3068は、北米のグリッド電圧およびEVSE規格に準拠した電圧定格をサポートしています。

480Y/277 VAC 三相Y結線4線式電源は、商用施設で電力会社が供給する一般的な構成であるため、SAE J3400および SAE J3068 では暗黙的に高い定格が採用され、北米アプリケーションでは公称 277 VAC での単相充電が可能になります。また、北米の SAE J3400 電気自動車は、277 VAC での PWM-CP による電力伝送をサポートする必要があります。^{[ 8 ]}

SAE J3400およびSAE J3068では、EVSEは公称システム電圧が480Y/277 VAC（単相277 VAC）を超える場合、PWM-CP制御を使用できません。これらの電圧制限を超える場合（例：600Y/347 VAC - 主にカナダ）、デジタル通信（例：LIN-CP）を使用する必要があります。

基本的な AC 充電は、アナログ制御パイロットを使用してSAE J1772およびIEC 61851-1 Annex Aで定義されており、 250 VAC 未満のさまざまな単相 AC グリッド電圧で使用されます。LIN-CP ( L olcal Interconnect N etwork on the Control Pilot )は、当初 IEC 61851-1 Annex D の第 3 版で規定されました。PLC over Control Pilot ( ISO 15118-2 ) とは異なり、LIN CP はアナログ PWM 制御の低コストのデジタルアップグレードとして設計されています。^{[ 1 ] : 1 [ 9 ]}

この制御プロトコルは、SAE J1772のアナログ電圧レベル信号方式を維持したLINのバリエーションです。LIN信号波形の正レベルは、12ボルトから9ボルトまたは6ボルト（J1772では状態A、状態B、状態Cとして知られています）に変化します。このLINベースの制御プロトコルの初期バージョンは、IEC 61851第3版の附属書Dに掲載されています。このプロトコルの開発に大きく貢献した企業には、スウェーデンのABB 、デラウェア大学、スウェーデンのVattenfall、北米のMack Trucks / Volvo Trucksなどがあります。

2018年版の制御プロトコルの説明は、LIN機能のAPIをサポートする市販のLIN開発パッケージを使用する開発者の視点から記述されています（これは自動車業界の組み込みコントローラプログラミングチームには馴染みのあるものです）。EVとEVSEの動作は、API上でそれぞれが認識できる信号に基づいて個別に説明されています。EVとEVSE間でLIN信号がどのように送信されるかの詳細は、市販のLINソフトウェアによって処理されることを前提としています。

IEC 61851-1:2017 附属書 D は、標準の実装に市販の LIN 開発パッケージが使用されることを前提としていません。標準の実装方法は開発者に委ねられています。J3068 と 61851-1 附属書 D の論理と用語の違いについては、J3068 (2018) 付録 F に詳しく記載されています。

LIN-CPは、J2411（シングルワイヤCAN）に基づくテスラの方式と類似していますが、既存のEVSE安全モデルとの互換性を保つため、CP電圧レベルはアナログPWMから維持されています。

J3068で使用されるLINトランシーバは、拡張電源電圧範囲を備えている必要があります。例えば、TI SN65HVDA100-Q1は5V～27Vで動作します。LINトランシーバは、制御パイロットが6Vレベル（J1772の「状態C」に相当）のときに動作する必要があるため、拡張電圧範囲が求められます。^{[ 6 ]： 30～33}

SAE J3068の2022年版では、PWM信号との互換性を向上させるために、SAE J1772で定義されているものとは若干異なるパイロット回路を推奨している。^{[ 10 ]}

SAE J3068 には、カプラ近接回路 (北米ではタイプ 2 インレットを備えた車両とも呼ばれる) に関する追加要件があり、これにより、近接を監視する AC および DC 電力伝送の両方で相互運用可能な SAE J3400 および SAE J1772 EVSE として機能します。また、SAE J3068 には、インフラストラクチャ近接回路 (北米ではソケット アウトレット EVSE とも呼ばれる) に関する追加要件があり、これにより、48 A の持ち運び可能なケーブル アセンブリをサポートできます。近接回路の両側は、オプションで 12V の近接給電をサポートできます (SAE 3068/2 を参照)。

SAE J3068は、カプラ近接回路に適切な調整を加えた直流電力伝送に関するSAE J3400を参照している。

車載充電器のトポロジーによっては、アダプターを使用してJ1772 EVSEから充電できる場合があります。アダプターは理想的ではありませんが、メーカー独自のアダプターは有用な場合があり、IEC規格では一部の国で使用が認められています。アダプターの定格電流を視覚的に示す実用的な方法がないため、このようなアダプターは80アンペア定格である必要があります。  

2018年11月7日、Greenlotsは南カリフォルニアで全ての電気ボルボトラックに充電インフラを提供するプロジェクトを発表した。「Greenlotsによると、このプロジェクトは北米で初めて、新しい大型車両充電規格であるSAE J3068を実際の用途で実証するプロジェクトの一つとなるだろう。」^{[ 13 ]}

Rema USAは、ANSI/UL 2251（米国）およびCAN/CSA C22.2 No. 282（カナダ）の認証を取得したAC ₆ 63A 480VAC三相電源コードセット（52.3kW  ）と、DC ₈ 1000VDC電源コードセット（125Aおよび200A）を2種類提供しています。詳細は、Underwriters Laboratoriesの認証番号E338388をご覧ください。

Nuvveは、ULおよび欧州規格に準拠した三相交流EVSEを提供しており、SAE J3068およびIEC 61851-1 Annex Dに準拠し、最大480/277 VAC、120アンペアまで対応しています。さらに、低電圧ではJ1772およびAnnex Aにも対応しています。詳細は、メリーランド電気試験研究所の登録番号E114798をご覧ください。

デラウェア大学輸送電化センターの開発者らは、ハードウェアとソフトウェアを含むSAE J3068リファレンス実装をGitHubに公開した。

複数のフレームに同じ信号が現れるのをサポートしていないLINスタックの場合、代替のLDFが必要になる場合があります。詳細については、輸送電化センターのブログをご覧ください。

北米では、プロトコルバージョン253を使用した独自バージョンが「フェンス内」アプリケーションで使用されています。近い将来、推奨実施基準の改訂版でSAE J3068に機能拡張が追加される予定であり、その際にこのバージョンは廃止される予定です。