充電の標準規格

今日、eモビリティの普及を実現するための革新的な技術が次々と登場しています。なかでも要となるのは、充電に関する技術です。ベクターでは、CHAdeMOやISO 15118などの充電規格に対応したソリューションや高電圧に対応した各種計測モジュールなど、EVシフトにおける開発において、さまざまなソリューションを提供しています。「スマート充電」は、ISO 15118やDIN SPEC 70121などの標準に準拠した電気／ハイブリッド自動車の充電システムについて用いられる用語です。

このノウハウのセクションでは、充電の標準規格に関する重要な情報を紹介します。以下のリンクから、ご覧になりたい標準規格に直接移動できます。

国際規格	国内規格	プロトコル
コネクタ、インレット、プラグ
IEC 62196	SAE J1772 GB/T 20234 CHAdeMO
車載充電器、EVSE
IEC 61851	GB/T 18487 GB/T 27930
ワイヤレス電力伝送（WPT）システム
IEC 61980	SAE J2954
EVからEVSEへの通信
ISO 15118	DIN SPEC 70121 DIN SPEC 70122 GB/T 27930
EVSEからCSMSへの通信
IEC 63110		OCPP

ベクターは、車両に搭載される車載充電器、充電ステーション、非接触充電システムを開発する皆様を、広範なテストシステム、ハードウェア、そしてカスタマイズされたECUソフトウェアを通じてご支援し、迅速かつコスト効率のよい開発をお手伝いします。

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プラグ、コンセント、車両コネクタおよび車両インレット – EVのコンダクティブ充電

IEC 62196充電規格では、車両への電力の供給方法、求められる保護、使用可能な通信プロトコルに応じて、コンダクティブ充電のモードがそれぞれ定義されています。

Mode 1	> AC充電、低電流（原動機付き自転車など）、通信なし
Mode 2	> AC充電、一時的な使用、ICCB（In Cable Control Box: ケーブル内制御ボックス）を標準の家庭用ソケットに接続、PWM（パルス幅変調）を使用して通信
Mode 3	> 最大63AでのAC充電、その他の機能も搭載 > 高レベル通信により充電量を制御可能
Mode 4	> 高レベル通信を使用したDCおよびAC充電 > 車外充電器により、非常に高いDC充電速度を実現

電気自動車コンダクティブ充電システム

IEC 61851は電気自動車のコンダクティブ充電システムのための標準規格で、EV充電設備の特性と動作条件、EV充電設備との接続の仕様、EV充電設備の電気安全要求をカバーしています。

IEC 61851-1	一般要件
IEC 61851-23	電気自動車DC充電ステーション
IEC 61851-24	EV DC充電ステーションと電気自動車の間のデジタル通信

電気自動車のワイヤレス電力伝送（WPT）システム

電力供給網からEVに電力をワイヤレスで伝送するための設備の仕様に関する標準規格です。これには稼働中の充電式エネルギー貯蔵システム（RESS）やその他の車載電気システムを電力供給網に接続し、それらに電気エネルギーを供給する目的で使用される設備が含まれます。

道路車両 - Vehicle To Grid通信インターフェイス

この標準規格は、EVと充電ステーションが高電圧バッテリーを充電／放電するための高レベルの通信プロトコルを定義し、ACおよびDC充電、パンタグラフ充電、ワイヤレス充電などのプロセスをカバーしています。Vehicle-to-Grid通信はグリッドの安定化を可能にします。

ISO 15118-1	一般情報およびユースケース定義
ISO 15118-2	ネットワークおよびアプリケーションプロトコルの要件
ISO 15118-3	物理層およびデータリンク層
ISO 15118-4	ネットワークおよびアプリケーションプロトコルの適合性テスト
ISO 15118-5	物理層およびデータリンク層の適合性テスト
ISO 15118-8	ワイヤレス通信の物理層およびデータリンク層の要件
ISO 15118-9	ワイヤレス通信の物理層およびデータリンク層の適合性テスト
ISO 15118-20	第2世代のネットワークおよびアプリケーションプロトコル要件（2019年にDISを公開、最終リリースは2022年前半に予定）

EVの充電および放電インフラストラクチャの管理のためのプロトコル

この標準規格は、充電ステーションとバックエンドインターフェイスがメッセージを交換するための通信プロトコルをカバーします。これにはeモビリティエコシステムの構築や、電力供給システムとのデータ交換など、多様なeモビリティアクター間の通信プロセスのための一般的な要件が含まれます。

電気自動車およびプラグインハイブリッド車用コンダクティブ充電カプラー

この標準規格は表面車両における実務上の推奨事項を定義したもので、コンダクティブ充電の一般的な物理的、電気的、機能的、性能的要件をカバーします。また、車両インレットおよび相手側コネクタの動作と機能の要件がこれに含まれています。ISO 15118の前身となった標準規格でもあります。ここでは3つの充電レベルが定義されています。

Level 1	米国で最も普及しているアース付き家庭用コンセント（120Vコンセント）からのAC充電
Level 2	AC充電、208-240V、単相
Level 3	DC充電、< 400Aおよび240kW

小型プラグイン／電気自動車のためのワイヤレス電力伝送およびアラインメントの方法論

SAE J2954では、小型プラグイン電気自動車における家庭（プライベート）充電およびパブリックワイヤレス電力伝送（WPT）の基準と、安全性、性能、相互運用性の要件が定められています。このドキュメントでは現在、一方向充電、定置式アプリケーション（停車時の充電）、地上（地表面）設置のガイドラインと、電磁放射を評価する際の推奨方法が提供されています。将来的には動的または双方向のアプリケーションや埋め込み型の設備なども考慮される予定です。

CCSでDC充電を制御するためのDC EVSEおよびEVの間のデジタル通信

これはDC充電ステーションと電気自動車の間の通信を定義するドイツの標準規格で、ISO 15118-2の前身となった規格でもあります。DC充電および電力供給システムとの通信の通信プロトコルに関する要件が規定されています。

DC EV充電ステーションとEVの間の制御用デジタル通信の適合性テスト

この標準規格は、DIN SPEC 70121に基づいた、充電ステーションと電気自動車の間のDC充電通信に対する適合性テストを規定します。

電気自動車コンダクティブ充電システム

GB（Guobiao、国標）標準規格は中国国家標準化管理委員会（SAC）が公開している中国の国内規格です。GB/T 18487.1には感電、過負荷および短絡保護、緊急停止などの安全性に関わる要件のほか、EVとEVSEの間の通信と接続に関する要件が含まれています。さらに、EVカプラーやEVSEの構造および性能の要件も定められています。

電気自動車のコンダクティブ充電のための接続セット

GB/T 20234.2標準規格ではAC Type-2に似たオスコネクタが指定されていますが、制御シグナルは異なります。DC規格のGB/T 20234.3では最大250kWでの充電容量がサポートされています。

車外コンダクティブ充電器とバッテリー管理システムの間の通信プロトコル

GB/T 27930は、EVの充電プロセス行われるEVSEと車載バッテリー管理システム（BMS: Battery Management System）の間のCAN (Control Area Network) ベースの通信を対象とした中国の国内規格です。通信の物理層、データリンク、アプリケーション層が規定されています。

GB/T 27930に関する詳しい情報

Open Charge Point Protocol (OCPP)

OCPPは、Open Charge Alliance (OCA) がEVネットワークのオープン化とアクセス性の向上を目的として定義して以来、標準のプロトコルとして使われるようになりました。このプロトコルはEV充電ステーションと充電管理システムの間の通信を可能にし、EVSEと充電管理システムの多くのサプライヤーに採用されています。現在最も広く使われているバージョンはOCPP 1.6Jですが、最新バージョンはOCPP 2.0.1で、より高度なセキュリティや設定などの機能が追加されています。ただし、これらのバージョン間に互換性はありません。今後、OCPPに替わってIEC 63110が使用されるようになる可能性があります。