SAE J1772，也稱為 IEC 62196-2 Type 1 第一型（簡稱 Type 1）或 J plug，是北美洲的電動汽車電子連接器標準，由國際汽車工程師學會所維護，正式名稱為 SAE Surface Vehicle Recommended Practice J1772, SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler。其中包括了電動汽車傳導充電系統及車輛端耦合器的物理特性、電子特性、通訊協定以及性能需求。其目的是定義通用的電動汽車傳導充電系統架構，包括對車輛端插座及配對連接器的一般性需求、機能需求以及尺寸要求。



歷史

推動 SAE J1772 開發的主要動力是源自加州空氣資源局（CARB）。以往的電動車（例如 EV1）是由感應式耦合器來進行充電。但後來不建議使用，有利於推動傳導式的汽車充電，而後來加州空氣資源局也在 2001 年 6 月訂定了 SAE J1772-2001 標準 作為加州電動汽車充電的標準。Avcon 製造了長方形的接頭，符合 SAE J1772 REV NOV 2001 規範，傳輸的電功率可以到 6.6 kW。

2001 年的 CARB 規範強制 2006 年起，生產的車要導入 J1772-2001 規範。之後的需求中需要輸送的電流超過 Avcon 連接器可以輸送的電流。因此 Yazaki 提出了新的連接器設計，在單相 120–240 V 交流電以下，其輸出功率可以到 19.2 kW，電流最大可到 80A。CARB 在 2008 年針對 Title 13 section 1962.2 提出修正草案，強制 2010 年起上市的車款，都要使用之後提出的 SAE J1772 標準，後來修正案在 2012 年通過。

依照 SAE J1772 連接器標準所設計的 Yazaki 連接器，後來成功的通過 UL 實驗室的驗證。之後 SAE 委員會在 2009 年 7 月投票通過此一標準。SAE 機動車委員會在 2010 年 1 月 14 日修改了 SAE J1772 REV 2009 版本。支持 2009 年修正版本的汽車公司有司麥特汽車、克萊斯勒集團、通用汽車、福特汽車、豐田汽車、本田技研工業、日產汽車及特斯拉公司。

國際性的 IEC 62196-2 標準（Part 2: Dimensional compatibility and interchangeability requirements for a.c. pin and contact-tube accessories）已投票通過，將 SAE J1772-2009 連接器標準加入了規範中。SAE J1772 連接器是其中的 Type 1，是交流單相的連接器。

汽車設備

許多 2000 年以後的電動車廠採用 SAE J1772-2009 標準，例如雪佛蘭沃藍達及日產聆風的第三代，以及較早期的車款。此連接器已成為美國市場標準設備，主要是因為美國電動汽車網絡中有許多有這種接頭的充電站（《美國經濟復甦與再投資法案》中有針對像 ChargePoint America 之類的計劃進行補助，這也有一些幫助）。

歐洲版車輛原來也是配備 SAE J1772-2009 接頭，後來歐系車廠才決定使用 IEC 62196-2 Type 2（VDE-AR-E 2623-2-2）接頭為標準接頭，而所有 IEC 接頭都使用同一種 SAE J1772 通信協定，因此車廠可以依市場需要，販售有 SAE J1772-2009 接頭或是 IEC 62196-2 Type 2 接頭的車輛。市面上也有這二種接頭的轉換器。唯一的差異是大部份的歐洲會有可以接三相交流電的車載充電器，其電壓及電流限制都較高，即使是相同的入門車款（例如雪佛蘭沃藍達 / Opel Ampera）也是如此。

組合充電系統（CCS）

國際汽車工程師學會（SAE）開發組合充電系統（Combined Charging System，CCS），其充電槍介面 Combo Coupler 是以 J1772-2009 連接器為主，再加上額外的針腳（Combo 1）來配合直流 200–450 伏的直流快速充電，功率可以到 90 kW。其中也可以用 PLC（電力線通信）技術，讓車輛、車外充電器及智能電網之間進行通訊。有七家車廠（奧迪、BMW、Daimler、福特、通用汽車、現代汽車、保時捷、Volvo 及福斯汽車）同意在 2012 年中導入組合充電系統。第一部使用 SAE Combo 插座的車輛是 2013 年下半年推出的寶馬 i3，之後則是雪佛蘭在 2014 年推出的 Spark EV。

歐洲的 combo coupler 是以第二型（VDE）交流充電接頭（Combo 2）為主，維持 SAE 有關直流充電以及 HomePlug 電力線通訊規範的完整相容性。Tesla 在 2019 年推出 Model 3，在歐洲使用 Combo 2 接頭，但沒有配合 Combo 1 在美國一起導入。

組合充電系統所使用技術雖是「電力線通信」，但相關的信號（包括 HomePlug）不是在電力線上，而是在一般的信號線上。



特性

連接器

J1772-2009 連接器是為用在北美及日本， 120 V 或 240 V 的單相電源系統設計。圓形接頭直徑 43 - 公釐（1.7 - 英寸），其中有五個引腳，有三個不同的引腳大小，從大到小如下：


* 交流線 1 及交流線 2

* 接地

* 接近檢測（Proximity detection）以及控制導引（control pilot）

接近檢測（Proximity detection）會提供信號給電動車控制系統，在接到充電系統（充電樁）時讓車輛不要移勳，並且向車輛送出閂鎖釋放訊號

控制導引（control pilot）是車輛和充電樁之間的充電控制通訊信號，由電動車控制，來啟始充電過程，也提供其他資訊

充電樁會在控制導引腳產生 ±12 V，1 kHz 的方波，偵測是否有連接到車輛，和電動車針對最大允許充電電流、開始充電及結束充電進行通訊。

連接器設計可以插拔 10,000 次（一次是代表插入及拔下連接器各一次），若每天插拔 1 次，連接器可以使用超過 27 年。

充電

2017 年 10 月版本的 SAE J1772 標準，定義了四種充電等級：AC Level 1、AC Level 2、DC Level 1 及 DC Level 2。
其電氣額定如下：

在 SAE J1772 標準的附錄 M 有提到，有考慮過第三種交流充電方式，但沒有實施過，該方式稱為 AC Level 3，可以提供的最大功率為 6 kW，標稱電壓為 208 至 240 V，最大電流 400A。沒有 DC Level 3 充電方式的相關資訊。

例如 2020 年的 Chevrolet Bolt 有 66-kWh 的鋰離子電池以及 7.2-kW 的車載充電器，EPA 里程為 259 英里（417 公里），能源效率為 118MPGe（5.55 km/kWh），可以用 AC Level 1（120 V, 12 A）的充電器，充電一小時可以多行駛 4 英哩（6 km）的里程，或是用 AC Level 2（240 V, 32 A）的充電單元，充電一小時可以多行駛，充電一小時增加 25 英哩（40.2 km）的里程。若是用直流快充的充電器，半小時就可以充電 55 kW，多行駛 90 英哩（144 km）的里程。

有些電動車的規格超過 J1772，在 120 V 充電時可以超過 16A 的電流。這在 TT-30（"Travel Trailer" - 120 V, 30 A）普遍使用的 RV park 中是優勢。這可以充電到 24A。不過 120V 下的這種電流規格未列在 J1772 中。

特斯拉汽車支援 J1772 的一種規格擴展，就是 277V 的 Level 2 充電。就像 208 V 一樣，277 V 常用在北美商用的三相電電路中。

安全性

J1772 標準中有許多層級的振動保護、就算在潮濕的環境下也可以保證充電安全。在接頭接好之後，其引腳是和連接器內部隔離的，避免直接接觸到引腳。在接頭沒有接的時候，J1772 連接器上沒有大功率的電壓輸出，充電電源要在電動車送出充電命令後才會提供。

其接地引腳在連接連接器時會最早連接，拔下連接器時會最後脫離。若連接器接在車輛的充電座上，正在充電，而連接器移除了，較短的控制導引腳會先斷路，讓充電椿的繼電器先開路，使電流不會經由 J1772 接頭往外流。這可以避免電源引腳短路，增加其壽命。接近檢測腳也會接到開關上，當車輛拔除連接器的按鈕按下時，會觸發此開關。這會讓接近檢測腳的電阻增加，讓車載充電器停止抽取電流。



信號

SAE J1772 的信號協定設計如下：


* 充電設備送出有 AC 輸入電源的信號。

* 車輛可以透過接近檢測（Proximity detection）線路偵測到充電槍插入（因此車輛無法在有接線時開離充電設備），也可以偵測到按下充電口門閂，要拔離充電槍的動作。

* 控制導引（control pilot）機能開始動作
  
* 充電設備檢測到有充電式電動車輛（PEV）
  
* 充電設備送出充電設備已可以提供電力的訊號，給充電式電動車輛。
  
* 確認充電式電動車輛的送風需求
  
* 充電設備的電力會提供給電動車輛

* 充電式電動車輛控制能量的流動

* 充電設備和充電式電動車輛會持續監控安全接地的完整性

* 依充電式電動車輛的需求，持續提供電力

* 若充電式電動車輛上充電槍拔下，就會中斷充電過程

技術規範最早是列在 SAE J1772 的 2001 年版本中，之後也出現在 IEC 61851-1 及 IEC TS 62763:2013 裡。充電站會在接近檢測（Proximity detection）及 控制導引（control pilot）提供 12V，並量測其電壓差。這個通訊協定和其他的充電協定不同，SAE J1772 不需要額外的積體電路，因此使這個通訊協定具有強健性，在−40 °C 到 +85 °C 的溫度範圍都可以運作。

控制導引

充電設備會在控制導引（Control Pilot）端子上送 1 kHz 的方波，此電路會在車輛端透過電阻器及二極體（電壓範圍 ±12.0±0.4 V）接到保護地。若 CP-PE（接地系統）電路開路，充電設備的火線不會有電壓。若電路有導通，充電設備也會確認接地系統是否功能正常。車輛可以用設定電阻的方式來請求充電：沒有充電的車輛使用 2.7 kΩ，和 mode 3 相容的電阻，表示有偵測到車輛。若切換到 880 Ω 的電阻，表示車輛已預備好可以充電，若切換到 240 Ω，表示車輛提出在充電時「需要空調」（with ventilation）。

在 SAE J1772:2001 中，控制導引線的電路範例可以看出 CP-PE 在車輛端接有 2.74 kΩ 的電阻，因此當和充電系統相連接時，電壓會從 + 12 V 降到 + 9 V，也會啟動信號產生電路。車輛會再並聯 1.3 kΩ 電阻，使電壓降到 + 6 V，請求充電，或是並聯 270 Ω 電阻，使電壓降到 + 3 V，請求通風。因此充電設備的反應都是由偵測 CP-PE 的電壓，然後再依電壓反應。其中的二極體使電壓降只出現在正電壓範圍，CP-PE 若有負電壓，會視為是重大故障（例如碰觸到帶電部份），會因此關斷電流。

充電設備也會用脈衝寬度調變（PWM）波形來表示充電設備可以提供的最大電流：16% PWM 表示最大電流 10 A，25% PWM 表示最大電流 16 A，50% PWM 是最大電流 32 A，90% PWM 是快速充電的選項。

1 kHz CP 信號的 PWM 任務比表示最大允許電流。依照 SAE 的規定，最大允許電流需考慮接頭輸出、線材以及車輛的輸入接頭。美國的載流量（電流容量）會分為連續使用及短期負載的容量。SAE 定義的載流量是依公式產生，公式是依 1 ms 周期（1 kHz 信號），其周期內導通時間小於 640µs 時，其最大連續電流為 0.6 A 每 10µs 到每 850µs（最小值是 100 µs x .6 A = 6 A)。若超過 850µs，公式會將導通時間減去 640µs，再乘以 2.5。例如 (960 µs - 640 µs) x 2.5A = 80 A.

接近導引

接近導引（Proximity Pilot），簡稱為 PP，也稱為 plug present，在 SAE J1772 範例中，是用開關 S3 描述，是以機械的方式連接到連接器閘鎖釋放的致動器。在充電時，充電樁的 S3 短路，PP-PE 會連接 150 Ω 的電阻 R6。在閘鎖釋放時，充電樁的 S3 斷路，PP-PE 會加上 330 Ω 的電阻 R7，因此線上的電壓會有電壓降，讓電動車在充電槍拔出之前可以提早關閉充電機能。不過許多低階的電源轉換器電接線不提供用 PP 線偵測連接器閘鎖狀態的機能。

依照 IEC 62196，PP 腳也可以說明充電纜線的容量。

其中的電阻可以說明充電纜線的最大容量。充電樁若偵測到其電流超過充電纜線的最大容量，會中斷充電，電流是由 Rc 來偵測，其值定義如下

Rc 是在 PP 和 PE 之間的電阻。

P1901 電力線通信

SAE 在 2012 年的新版標準中，計劃使用電力線通信（特別是 IEEE 1901）作為車輛、充電站以及智慧電網之間的溝通介面，不需要額外的接腳。SAE 和 IEEE 標準協會已分享其有關智慧電網以及車輛電子化的標準草案。

P1901 通訊協定可以透過 IEEE 1905 標準和其他 802.x 標準相容，允許用其他和 IP 為基礎的協定向電表、車輛、電力公司，以及充電設備所在的大樓通訊。P1905 也包括無線通訊。目前已看到 DC 充電設備和電動車輛的 SAE J1772 通訊是透過 HomePlug 電力線通信（PLC）來實現。



相容的車款及充電系統

在北美及日本，雪佛蘭沃藍達、日產聆風、三菱 iMiEV 電動汽車、三菱的 PHEV、Chrysler Pacifica Hybrid、豐田 Prius 的插電式混合動力車、Smart 電動車、福特 Focus EV、福特 Fusion Energi、本田 Clarity（純電動車及插電式混合動力車）、Kia Soul EV 及 Fiat 500e 都有 120V 的充電座，可以將 120 V 電源線接頭接到 J1772 充電座上。若是一些家用電源是 220-230 V 的國家，車上的 EVSE 充電座多半是 level 2 的充電座，可以接家用的電源，不過其充電電流會比專用充電站的充電電流要小。

和 SAE J1772-2009 相容的產品如下：


* ABB Lunic B, B+, Pro S, Pro M，有 SAE J1772，功率到 4.6 kW。

* BlinkCharging IQ200 - 商用 Level2 J1772 EVSE - 可以設定充電電流，最大可到 80 安培（19.2kW）。

* BlinkCharging HQ100 - 家用 Level2 J1772 EVSE - 30A (7.2kW)。

* BTCPower（Broadband TelCom Power），美國第一個商品化的 SAE 直流快充充電器。

* Bosch Power Max 家用充電椿。

* ClipperCreek 產品，包括有 CS-40、LCS-25、LCS-25p 及 HCS-40。其中充電電流最大的是 CS-100。

* ChargePoint CT4000 智慧充電器、纜線管理、driver 服務： ChargePoint 充電站網路中的 CT500、CT2000、CT2100 及 CT2020 系列。

* Eaton 電動車充電站的 Pow-R-Station 系列。

* ECOtality Blink 的家庭壁掛充電器，以及商用的獨立型充電裝置。

* eMotorWerks JuiceBox 開源 18 kW 75 A EVSE。

* EverCharge 交流充電裝置，電壓為 208 - 240 Vac，電流 30 A，功率 7.2 kW max。

* EVSEadapters 240 V 16 A 可攜式 Level 2 EVSE。

* EVoCharge – 伸縮捲軸的 EVSE，可以支援住家、商用及工廠用。

* 奇異的 Wattstation，最早在 2011 年問世。

* GoSmart Technologies 的 ChargeSPOT 充電裝置。

* GRIDbot 的 UP 系列充電裝置。

* Hubbell PEP 充電裝置。

* Leviton 家用充電裝置，有不同的功率等級，有獨立的轉接線，可以接到 NEMA 6 240 V 的接頭。

* 西門子公司的 VersiCharge，是低成本的家用、半公用 level 2 電動車充電裝置。

* SemaConnect ChargePro 充電裝置。

* TucsonEV - J1772 配接盒、J1772 延長線、公母接頭（有帶線或沒有帶線的）。J1772 相容的 EVSE，電壓電流為 240 V/30 A。Zero Motorcycle 轉接到 J1772 的轉接器、Tesla UMC 到 J1772 的轉換器、30A 及 40A 電動車的延長線，有經 UL 認證。

* Circontrol 的 Circarlife 產品，包括電動車充電的基礎裝置，以及 J1772 標準的立柱及壁掛單元。

* OpenEVSE：開源設計的 EVSE.

* 智慧 EVSE 計劃: 開源設計的 EVSE，有多充電裝置的電流均流。

* Vega eStation Level-2 充電站。是斯里蘭卡 chargeNET 網路的一部份

* Webasto 家用充電椿

* Zappi - 家用充電椿



競爭標準

RWE 和戴姆勒汽車提出的 Mennekes 接頭已列在 IEC 62196 的第二型（IEC 62196 Type 2），其中包括交流單相以及交流三相的連接器。此連接器的規範是 VDE-AR-E 2623-2-2 標準。連接器最多可以提供三相 63 A（若在中歐，電壓為 400 V）, 因此最大功率是 63 A × 400 V × √3 = 43.6 kW。另外 IEC 62196-2 標準有 Type 3 連接器，有單相及三相連接器以及 shutters。第一型（SAE）、第二型（VDE）及第三型的 pilot pin 都使用 IEC 61851-1 的標準。

東京電力也有用 JARI 直流連接器發展了車用高壓直流快速充器的規格，和三菱汽車、日產汽車及速霸陸汽車成立了 CHAdeMO（charge de move）聯盟，推動此規格



參考資料



外部連結


* SAE J1772 Committee（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）