SAE J3105

SAE J3105
SAE J3105
TriMet battery-electric bus 3801 charging at Sunset TC on its first day in service (March 4, 2019).jpg
오레곤 주 포틀랜드의 트라이메트 역 (SAE J3105-1) (2019년 3월)
유형 자동차 전원 커넥터
생산이력
제조사 ABB, Heliox, SHUNK, Siemens, Steubli 등
생산됨 2016+
일반사양서
핀 4
전기적
신호 DC
핀으로 꽂다
+ DC DC 전원(양극)
– DC DC 전원(음극)
PE 보호접지 전류 보호 접지 시스템
CP 조종사 후기 신호 전달
삽입 전 신호 전달에 사용되는 WiFi(IEEE 802.11n)

SAE J3105는 충전기를 배터리 전기 버스 및 중형 차량과 결합하는 자동 연결 장치(ACD)에 권장되는 관행이다. 이 관행은 SAE 인터내셔널이 '전도성 자동 연결 장치를 이용한 전기 차량 동력 전달 시스템 권장 사례'라는 정식 명칭으로 유지하고 있으며, 2020년 1월 처음 발령됐다. 주로 트랜짓 버스를 중심으로, 중역 차량용으로 설계된 자동 전도성 직류 동력 전달 시스템의 일반적인 물리적, 전기적, 기능적, 시험 및 성능 요건을 다룬다.

J3105는 보완적 특정 ACD 구현 중 하나를 선택하는 모든 차량이 이전의 IEC 62196, SAE J1772 및 SAE J3068 표준이 특성화를 정의하는 방법과 유사하게 제조업체에 관계없이 특정 구현에 적합한 모든 충전기를 사용할 수 있도록 공통의 자동 전도성 충전 시스템 아키텍처를 정의한다.cs 수동으로 제어되는 전기 자동차 공급 장치 인터페이스.

역사

SAE는 2016년 중대형 전기차 전도성 충전 태스크포스(TF)를 구성해 중대형 전기차 전도성 충전에 대한 권고안을 개발했다.[1] Participants in the Task Force included transit bus manufacturers (Gillig, New Flyer, Nova Bus, Proterra), charger manufacturers (ABB, Heliox, Opbrid, Siemens, Toshiba), interface manufacturers (Furrer+Frey, SCHUNK, Stäubli, Stemmann), electric utilities (EPRI, SMUD, SCE), transit operators (APTA, CTA, King County Metro, LACMTA, NYCTA), and intere스테드 파티(ANL, CalStart, CEC, CTE)[1]

태스크 포스는 3상 AC 전원을 이용한 충전에 대한 기존의 국제 표준의 작업을 토대로 SAE J3068 권고안을 2018년에 처음 발표했다. J3068은 최대 1000V의 AC 충전 또는 DC 충전 모두에 사용할 수 있는 수동 타입 2 커넥터를 정의한다.[2]

일반설계특성

경유 사업자는 경유지에서 정차하는 동안 전기 버스의 범위를 확장하기 위해 기회 충전을[a] 사용할 수 있다. 이는 버스가 운행되지 않는 동안 공동 차고나 저장 시설에서 충전되는 창고 충전과는 대조적이다.[b][4]: 4 ACD 시스템은 기회와 창고 충전을 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, Schipol Airport 버스 정류장은 그것의 모든 전기 버스 기단의 30 kW (예비 충전)와 450 kW (기회 충전)에 모두 오버헤드 충전기를 가지고 있다.[3]: 4

J3105는 공급 전압이 250~1000V인 DC 충전의 두 가지 전류 레벨을 정의한다.

  1. 최대 600A(350kW)
  2. 최대 1200A(1200kW)

예를 들어, 레벨 1 차량은 레벨 2 충전기에 연결될 수 있고 적절한 양의 전력을 공급받을 수 있다.[5]: 8 충전소와 통신에 대한 특정 요건은 IEC 61851-23 및 ISO 15118에 의해 관리된다.

차량이 충전기에 접근하면 IEEE 802.11n을 통한 무선 통신은 차량과 충전기를 쌍으로 만든다. 초기 통신은 차량 운전자를 적절한 위치로 안내하여 연결을 할 수 있도록 하며, 차량 연결 후 제어 파일럿 인터페이스를 통해 통신한다.[5]: 8

3개의 J3105 구현을 위한 인프라 장착 커넥터의 상대적 크기. J3105-1은 차량 장착 레일을 포함한다(수평으로 배열됨). 화살표는 차량의 전방 이동 방향을 나타낸다.

오직 4개의 인터페이스 연결만이 J3105에 의해 정의된다. 특정 물리적 인터페이스는 보충 권장 프랙티스에 정의되어 있다.[5]: 7

  1. + DC 전원(+)
  2. – DC 전원(–)
  3. PE 접지 / 보호 접지
  4. CP 제어 파일럿

특정 충전 구현

J3105에는 특정 ACD 구현에 대한 세 가지 추가 권장 사례가 포함되어 있다.

  1. J3105-1 "인프라-마운트 크로스 레일 연결"(또는 "크로스 레일"): 오버헤드 충전소는 지붕에 장착된 차량 레일을 만족시키기 위해 팬터그래프에서 접점을 아래로 연장한다.
  2. J3105-2 "차량 장착 팬터그래프 연결"(또는 "버스 업"): 차량이 오버헤드 충전소 접점을 충족하기 위해 팬터그래프를 지붕에서 위로 확장한다.
  3. J3105-3 "장착 핀 및 소켓 연결부": 충전소는 핀을 차량의 지붕에 장착된 소켓으로 수평으로 확장한다.

물리적 특성은 특정 ACD 구현에 설명되어 있다. 특정 ACD 구현을 위한 각각의 권장 프랙티스에는 도체 치수와 간격, 필요한 정렬 및 연결 절차가 포함된다.

구체적인 이행에 따라 소량의 오정렬이 허용된다.

J3105 공칭 정렬 요구[6] 사항
보충하다 위치[i] 롤 앵글[ii] 피치 각도[iii] 요각[iv]
연석방향 연석으로부터 멀리 업 다운
J3105-1
"크로스 레일" 		1,170 ± 150 mm
46.1 ± 5.9인치 		3.5° 3.5° 5.0° 5.0° 5.0°
J3105-2
"버스 업" 		0 ± 50 mm
0.0 ± 2.0인치[v] 		4.0° 2.0° 5.0° 5.0° 2.0°
J3105-3
"핀" 		1,000 ± 10 mm
39.37 ± 0.39인치		 3,050 ± 10 mm
120.08 ± 0.39인치[vi] 		5.0° 5.0° 5.0° 5.0° 5.0°
메모들
  1. ^ 달리 명시되지 않은 한, 전면 도어의 중심선에서 차량 장착 접점의 중심선에서 버스의 후면을 향해 측정된 거리.
  2. ^ 거리에 수직인 평면에 상대적인 차체의 각도.
  3. ^ 거리 평면에 상대적인 차량 축간 각도.
  4. ^ 연석 선에 상대적인 차량 각도(길이 포함)
  5. ^ 충전 접점이 있는 후드의 중심선에 맞춰 측정한다.
  6. ^ 지면에서 깔때기의 중심선까지 수직으로 측정한다.

크로스 레일(J3105-1)

첫 번째 OpCharge 스테이션에서 Volvo 7900이 장착된 ABB 크로스 레일 충전기
접힌 팬터그래프

교차로 ACD 구현(공식적으로 "인프라에 탑재된 교차로 연결")에서 연석측 충전소는 도로 위에 걸려 있는 상부 구조물을 포함한다. 버스가 충전소로 끌어올린 후 팬터그래프의 오버헤드 충전기에서 접점이 내려져 버스의 전방 지붕에 장착된 레일에 연결된다.

크로스 레일 구현은 볼보버스가 주도하는 오프차지(기회충전)와 오프차지 컨소시엄이 여러 버스 및 충전 인프라 제조사를 포함하면서 상업적으로 판매되고 있다.[7] 최초의 오프차지 역은 볼보가 건설한 하이브리드 버스를 위해 ABB가 룩셈부르크 베르트랑주에 2016년 말 배치했다.[8] 미국에서는 뉴플라이어인프라솔루션즈가 M42노선을 따라 뉴욕시 교통공사의 노선 충전기로 2019년 첫 OpfCharge 스테이션이 배치됐다.[9]

버스 업(J3105-2)

SHUNK SLS 102 버스 업 팬터그래프가 장착된 VDL Citea
팬터그래프 헤드 및 인프라 장착 접점 후드를 보여주는 도식

버스 업 ACD 구현(공식적으로 "차량 탑재 팬터그래프 연결")도 오버헤드 충전기를 사용하지만, 충전 접점은 버스가 충전기를 맞추기 위해 팬터그래프를 지붕에서 위로 확장하는 동안 제자리에 고정된 상태를 유지한다. 충전 접점은 버스와 충전기 접점을 쉽게 연결할 수 있도록 긴 후드 인클로저 하부에 있다.

버스업 구현은 두 회사가 모두 네덜란드에 본사를 두고 헬리오스가 제공한 충전기를 이용해 VDL 버스&코치가 채택했다. 시폴 공항의 암스텔란드-메를란덴[nl] 충전소는 2018년 완공 당시 유럽에서 가장 큰 전기버스 충전기 설치장으로, 헬리오스의 450kW 기회충전기 23대와 30kW 디포 충전기 84대를 포함, 버스업 팬터그래프가 장착된 VDL Citea SLFA 연결 버스 100대를 서비스했다.[10][11] 헬리오스는 또 2018년 탑다운(J3105-1)과 버스업(J3105-2) 차량 모두와 호환되는 이중인터페이스 시스템을 도입했다.[12]

핀 및 소켓(J3105-3)

J3105-3용 핀 크기 2개

핀과 소켓 ACD 구현(공식적으로 "Enclosed Pin and Socket Connection")에서 핀을 연석측 충전소에서 버스 지붕에 가이드 깔때기가 있는 소켓으로 수평으로 삽입한다.

핀과 소켓 구현은 Quick Charching Connector(QCC)로 마케팅하는 Steubli에 의해 개발되었으며,[13] QCC는 함부르크(충전소 6개, 자동 유도 차량 25대)와 싱가포르(역 3개, AGV 22개)의 항구에서 시험적으로 구현되었다.[14] 또 롱비치항은 기존 33개 디젤 추진 트랙터로 구성된 함대를 충전소 설치가 포함된 배터리-전기 구동트레인으로 전환하겠다는 뜻을 밝혔다. 삼중수소에 의해 건설되고 스테우블리 QCC 시스템이 장착된 충전소의 양은 33개의 트랙터를 동시에 충전하기에 충분할 것이다.[15]

거부된 구현

네 번째 ACD 구현("인프라 마운트 블레이드 연결" 또는 "블레이드")은 예비 개발의 일부였지만, J3105 표준 개발 중에 마케팅이 중단되었고 블레이드 구현은 초기 호에 포함되지 않았다.

블레이드

프로테라 촉매 및 루프 "스코프"
충전기 슈, "블레이드" 접촉면 위에 위치

블레이드 ACD 구현("인프라 마운트 블레이드 연결")은 크로스 레일 구현과 유사하며, 양쪽 모두 패시브 차량 접점이 있는 오버헤드 충전 장치를 사용하기 때문이다. 그러나 블레이드 구현에서는 버스 지붕에 깔때기 모양의 "스쿱"을 사용하여 충전기 슈를 버스 후면 지붕에 있는 "블레이드" 충전 접점으로 기계적으로 유도한다. 블레이드 구현은 크로스 레일보다 체결 속도가 느리지만, 차량을 충전기에 연결하기 위한 도킹 프로세스는 더 자동화되어 있다.

이 블레이드 구현은 프로테라가 배터리-전기 버스 라인을 위해 개발했다. 프로테라는 2016년부터 특허받은 디자인에 로열티 없이 접근할 수 있도록 했다.[16] 그럼에도 불구하고 블레이드 디자인은 다른 제조사들에 의해 채택되지 않았고 블레이드 구현은 2018년 이후 어느 정도인 개발 중에 결국 J3105에서 떨어졌다.[3]: 26 [4]: 11 프로테라는 이후 신형 버스를 위해 J3105-1(판토그래프 다운) 또는 J3105-2(판토그래프 업) 충전 시스템을 채택했다.[17]

메모들

  1. ^ 기회충전은 경유, 온루트 또는 고속충전(350 kW+ 충전 속도)으로도 알려져 있다.[3]: 34 버스가 수익서비스 중인 동안 충전이 이뤄지기 때문에 체류시간과 노선 일정별로 기회충전 장소를 선정한다. 고출력 고속충전기는 충전시간을 단축하는 데 쓰인다.
  2. ^ 디포 충전(기본 또는 저속 충전이라고도 함, 50 – 100 kW)[3]: 34 은 버스 유지 관리 및 보관 디포에서 연료 재급유를 수행하는 재래식 연료(디젤, 천연 가스 또는 수소) 버스를 이용한 운행과 유사하다. 충전 버스가 몇 시간 동안 서비스를 재개하지 않기 때문에 저전력으로 디포 충전을 수행할 수 있다.

참조

  1. ^ a b Shuttleworth, Jennifer (June 2018). "Conductive Automatic Charging Recommended Practice nears completion" (PDF). Automotive Engineering. Society of Automotive Engineers. Retrieved 6 November 2020.
  2. ^ "SAE International Releases New Specification (SAE J3068) for Charging of Medium and Heavy Duty Electric Vehicles" (Press release). Society of Automotive Engineering International. April 26, 2018. Retrieved 6 November 2020.
  3. ^ a b c d Kosowski, Mark (October 22, 2019). "Transit Bus Fleet Size" (PDF). Electric Power Research Institute. Retrieved 7 November 2020.
  4. ^ a b Battery-Electric Bus Implementation Report: Interim Base and Beyond (PDF) (Report). King County Metro. January 2020. Retrieved 7 November 2020.
  5. ^ a b c Kosowski, Mark (June 12, 2018). "SAE J-3105 Heavy-Duty Conductive Automatic Charging Recommended Practice" (PDF). Electric Power Research Institute. Retrieved 9 November 2020.
  6. ^ Kosowski, Mark (March 10, 2020). "SAE J-3105 Heavy-Duty Conductive Automatic Charging Recommended Practice" (PDF). Electric Power Research Institute. Retrieved 9 November 2020.
  7. ^ "Home Page". OppCharge. Retrieved 7 November 2020.
  8. ^ "ABB delivers OppCharge fast charger for electric hybrid buses to Bertrange, Luxembourg" (Press release). ABB Group. December 21, 2016. Retrieved 9 November 2020.
  9. ^ "New Flyer Launches U.S.' First OppCharge Charging Stations" (Press release). New Flyer of America. April 23, 2019. Retrieved 9 November 2020.
  10. ^ Kane, Mark (April 27, 2018). "Heliox Launches Europe's Largest Opportunity & Depot Charging For Buses". Inside EVs. Retrieved 9 November 2020.
  11. ^ "charging urban life" (PDF). Heliox. 2018. Retrieved 9 November 2020.
  12. ^ Kane, Mark (November 25, 2018). "Heliox Introduces Multi-Standard Charging For Buses In Europe". Inside EVs. Retrieved 9 November 2020.
  13. ^ "Automatic Rapid Charging Solution QCC" (PDF). Stäubli Electrical Connectors. Retrieved 7 November 2020.
  14. ^ "Taking Charge". Land Sea Air. No. 178. March 12, 2020. Retrieved 9 November 2020.
  15. ^ "Stäubli teams up for automated charging of electrical vehicles in port logistics" (Press release). Stäubli Electrical Connectors. July 22, 2019. Retrieved 9 November 2020.
  16. ^ "Proterra offers single-blade overhead fast-charging technology to transit industry on royalty-free basis". Green Car Congress. June 29, 2016. Retrieved 7 November 2020.
  17. ^ "Proterra Catalyst Platform Introduction for the California Transit Association" (PDF). Proterra, Inc. November 14, 2019. Retrieved 7 November 2020.

외부 링크