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充電の種類と方法

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、充電の種類と充電方法に関する重要な情報を紹介します。

スマート充電のためのベクターソリューション

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。

充電の種類

充電インフラストラクチャでは、主に次の3種類の充電方法が用いられます。

  • 交流(AC)
  • 直流(DC)
  • インダクティブ充電

車両に搭載されている電池は常に直流(DC)で充電されます。そのため充電システム(充電インフラストラクチャと車載エレクトロニクス)は、それぞれ異なる構造を必要とします。ACおよびインダクティブによる充電では、車両側にAC/DCコンバーターが必要です。DC充電の場合、このコンバーターは充電ステーションに内蔵されており、充電ステーションは基本的に、電池に直接接続される形になります。その結果DC充電では、車両が必要な充電量を絶えず充電ステーションに伝える必要が生じ、車両と充電ステーションを接続する通信ユニットの搭載がDC充電システムに不可欠のものとなります。物理的な通信媒体とメッセージシーケンスの詳細は、ISO 15118、DIN SPEC 70121、SAE J2847/2、GB/T 27930、CHAdeMOなどの国内/国際規格で定義されています。

充電方法

コンダクティブ

コンダクティブ充電では、EVの電池と充電ステーションとを結ぶ物理的な接続が必要です。

 
ウォールボックス

壁面に設置されるEVSEで、多くの場合、ディスペンサーは1つしかなく、AC(定格< 22kW)に対応しています。今後はDC(定格< 50kW)にも対応する見込みです。

 

 

充電ステーション

公共充電ステーションや車両基地の充電施設で使用されるスタンド型または大型のEVSEで、主にDC(定格> 100kW)に対応しています。

パンタグラフ

パンタグラフは地域交通のバスやトラックに使用される可動式の集電装置で、一時的なDC充電接続(定格> 200kW)を確立します。この充電方法はISO 15118-20で標準化される予定です。

倒立パンタグラフ

倒立パンタグラフは充電マストに設置され、車両の屋根にある接点に下降して接続を確立します。これによって車両は軽量化しますが、充電側は複雑化し、安全性のリスクも高まります。これは現在OppCharge(随時充電のためのDC標準規格)として標準化されており、> 150kWに対応しています(WiFiが必須)。

ルーフマウント型パンタグラフ

これは車両の屋根に設置されたパンタグラフで、これに対応した充電マストとの接続を確立します。これにはPLC (Power Line Communication) またはWiFiの利用が可能です。

ワイヤレス充電

Wireless Power Transfer(WPT: ワイヤレス電力伝送)

現在のワイヤレス充電はほとんどがインダクティブ充電です。これは電磁誘導によって2つの物体間でエネルギー交換を行う方式で、現時点での効率は90%を超えています。アプリケーションの大半は乗用車ですが、例外的に一部の商用車でも採用されています。ISO 15118-20で標準化されています。

双方向充電

Bidirectional Power Transfer(BPT: 双方向電力伝送)

BPTでは車両からホームグリッドやパワーグリッドに電力をフィードバックすることができます。これは電力網の需要ピークと供給ピークのバランスを取るリザーブとして機能し、支払額からの返金も可能です。ISO 15118-20で標準化されています。

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  • 電気充電のユースケース
  • 充電方法
  • 充電インターフェイス
  • 標準規格およびプロトコル
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充電ECU、充電ステーション、インダクティブ充電システムのためのテストシステムとECUソフトウェア

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充電インターフェイス
EVとEVSEのACおよびDC充電用コネクタについて説明します。
通信プロトコル
EVとEVSEとの通信は低レベル通信、高レベル通信、付加価値サービスに分かれます。
充電の標準規格
IEC 62196、ISO 15118、GB/Tなど、充電に関する国際/国内規格の概要を説明します。