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コネクテッドのためのベクターソリューション
今日、E-モビリティー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、DIN 70121:2014-12、SAE J2847/2に準拠した電気／ハイブリッド自動車の充電について用いられる用語です。 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とカスタムの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ソフトウェア開発をお手伝いします。
EV充電のノウハウ向上に
ベクターの最新の電気自動車チャートをぜひお申し込みください。これは、充電通信に関する技術的な要点を分かりやすく図解した、A1サイズのポスター（英語版）です。このポスターでは、特に以下のトピックを説明しています。
- 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
充電方法
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）
- 非接触充電
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および非接触による充電では、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。
ISO 15118
ISO 15118は自動課金処理のオプションを定義している唯一の規格で、これには証明書とTLSセキュリティに基づいた認証が用いられます。この規格ではこのメカニズムを、「プラグ＆チャージ」（PnC: Plug and Charge）と呼びます。
非接触充電システムでは原則として交流が用いられます。車両側の電力を単純に制限することは不可能であることから、ここでも、車両（セカンダリ側）とフロアプレート（プライマリ側）の間で通信が必要になります。この通信もISO 15118で仕様が策定されています。
スマート充電
「スマート充電」は、ISO 15118、DIN SPEC 70121、SAE J2847/2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。車両と充電ステーション間の通信は、次の2つの方法で実現されます。
- Control Pilotピン経由のパルス幅変調（PWM）信号とHomePlug Green PHY規格に準拠した電力線通信技術を用いたデジタル信号による通信
- 非接触充電の場合には無線通信
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と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ソフトウェア開発をお手伝いします。ベクター製品の詳細については、以下でご覧ください。
ECUのテスト
ベクターのスマート充電テストソリューションをお使いいただけば、実際の充電スポットを稼働させずに車載充電器をテストできます。テストの際は、充電スポットの多様な動作をさまざまな条件でシミュレーションできます。
テストシステム全体で共通のタイムスタンプを用いることにより、正確な時間関係を維持しながら充電通信、CANなどのバス通信、I/Oイベントをシミュレーションできます。
車載充電器を手早くテストしたいという皆様のために、ベクターは一般的なテスト作業を支援する、以下の製品をご用意しています。
vTESTstudioはテスト設計のためのオーサリングツールであり、以下の機能を備えています。
- テストシーケンスのプログラミング（CAPL、C#）
- スプレッドシート形式のテスト設計
- グラフィック形式のテスト設計
- 任意のシグナルや変数などのオブジェクト用パラメーターと波形の定義
CANoe .Ethernetは、スマート充電用の車載充電器と充電スポットを開発するための理想的な開発／テストツールです。
- テストの作成と実行
- SCC対応のDLL（ISO 15118準拠のスマート充電）を利用したステートマシンと充電環境のシミュレーション
- 幅広い解析、測定、ログ記録機能
- 残りのネットワークシミュレーションのサポート
- 電源をはじめとするその他システムコンポーネントの制御
VTシステムは、充電通信のテストを目的として、以下の機能を備えています。
- Control Pilot信号（入出力）およびProximity Pilot信号の制御
- ECUのセンサーおよびアクチュエータのシミュレーション
- 外部測定機器の制御（電源、電子負荷）
充電規格に対するコンフォーマンス／相互運用性のテスト
CANoeテストパッケージEVはコンフォーマンステスト生成ツールです。これを使用することにより、国際的な標準規格であるCCSとGB/Tに対する電気自動車（EV）の適合性と相互運用性をテストできます。CANoeテストパッケージEVは主要なテストシナリオをカバーするだけでなく常に最新の仕様に対応しており、わかりやすく実装されていて変更も容易です。
- テストケースを簡単に選択および実行
- テスト実行およびレポート生成を自動化
- 実行可能なテスト環境をすばやく生成
- 個々のテストに合わせてテストケースを容易に拡張
- その他のテストハードウェアを接続できるオープン性
充電スポットのテスト
ベクターのスマート充電テストソリューションをお使いいただけば、実際の車載充電器を稼働させずに充電スポットをテストできます。テストの際は、車載充電器の多様な動作をさまざまな条件でシミュレーションできます。
充電ステーションのテストの際は、テストの構築をシンプルにする以下のベクター製品をご利用いただけます。
vTESTstudioはテスト設計のためのオーサリングツールであり、以下の機能を備えています。
- テストシーケンスのプログラミング（CAPL、C#）
- スプレッドシート形式のテスト設計
- グラフィック形式のテスト設計
- 任意のシグナルや設定値などのオブジェクト用パラメーターと波形の定義
CANoe .Ethernetは、スマート充電用の車載充電器と充電スポットを開発するための理想的な開発／テストツールです。
- テストの作成と実行
- SCC用DLL（ISO 15118準拠のインテリジェント充電）を利用したステートマシンと環境のシミュレーション
- 幅広い解析、測定、ログ記録機能
- 残りのネットワークシミュレーションのサポート
- 電子負荷をはじめとするその他システムコンポーネントの制御
VTシステムには、充電通信のテストを目的として、以下の機能が装備されています。
- Control Pilot信号（入出力）およびProximity Pilot信号の制御
- ECUのセンサーおよびアクチュエータのシミュレーション
- 外部測定機器の操作（電源、電子負荷）
E-モビリティ計測ソリューション
ベクターとCSM社は非常に高い機能と柔軟性を備えたE-モビリティ計測ソリューションを開発しました。これには以下のような優位性があります。
- 高電圧のコンポーネントとケーブルを高速かつ多チャネルで測定
- ラボ、試験装置、テスト走行、耐久試験での効率的なサポート
- vMeasure expを使用することにより、物理値、ECU内部シグナル、車両バス経由で送信されたシグナルを簡単に記録
- 充電システムの効率、車両の電力消費量、ドライブトレインとインバーターの効率、車軸の機械的出力、エンジンの出力と効率、車両電気システムのリップル、高電圧ケーブルのシールド電流など、関連するすべてのパラメーターをオンラインで計算
eMobilityAnalyzerについて詳しくは、vMeasure expのWebページをご覧ください。
ECUソフトウェア
ベクターは、オンボート充電ECUの早期開発のために、ソフトウェアスタック、MICROSAR.CHARGEを提供しています。このスタックにはISO 15118、DIN SPEC 70121、SAE J2847/2に準拠したスマート充電のプロトコルストリーム全体があらかじめ組み込まれています。また、電力線通信用トランシーバの制御機能も含まれています。
MICROSAR.CHARGEは中国のGB/T 27930および日本のCHAdeMOの標準規格をそれぞれサポートしています。これらではDC充電の仕様が定められており、CAN経由の通信が基盤となっています。
ベクターは、スマート充電における車両側の通信シーケンスをカバーする組み込みソフトウェアモジュール、MICROSAR.CHARGEを提供しています。
MICROSAR.CHARGEベーシックソフトウェアは既存のAUTOSARアーキテクチャにシームレスに組み込むことができ、数多くの自動車メーカーで量産に使用されています。また、自動車メーカー固有の既存のソフトウェアアーキテクチャとも併せて使用できます。
ISO 15118、DIN SPEC 70121、SAE J2847/2によってEthernetベースの通信がサポートされます。これはCombined Charging System (CCS)と呼ばれる、北米とヨーロッパで普及している標準規格です。すべての自動車メーカーについて、SLAC (Signal Level Attenuation Characterization)を用いてのEIM (External Identification Means)およびPnC (Plug' n Charge)を使用するAC/DC充電がサポートされます。さらに、HTTPおよびDNS経由で付加価値サービス（VAS）に接続したり、自動車メーカー固有の機能を実装したりすることが可能です。これにより、たとえば、独自の通信により、車両と充電ステーションの間で、追加の情報を交換することができます。
CCS関連の標準に加え、ベクターは中国のGB/T 27930および日本のCHAdeMOの標準規格もサポートしています。これらではDC充電の仕様が定められており、CAN経由の通信が基盤となっています。AC充電はPWM信号によってのみ制御されます。
ECUハードウェア
ベクターコントローラーは、データ通信を中心とした特定のユースケースに対応するECUで、短期間での動作サンプルの開発や、量産開発への利用にも最適なソリューションです。
充電ステーション用ソフトウェアライブラリ
vSECClibファミリは、充電ステーションのコントローラーの通信インターフェイス開発を効率化するソースコードライブラリ群です。これらのソフトウェアスタックは車両とバックエンドをカバーするほか、今後はAC/DCのスマート充電ステーションのパワーエレクトロニクス通信にも対応する予定です。各ライブラリはそれぞれ個別にコントローラーに組み込むことができ、標準に対するコンプライアンスを持続的に確保することができます。
充電ステーション管理ソフトウェア
vCharMは充電インフラストラクチャの管理と電力制御を省力化するソフトウェアです。メーカーに依存しないソフトウェアに多数の充電ポイントを組み込み、充電プロセスの承認、モニター、計画を行うほか、動的な負荷管理によって高コストな負荷ピークを回避することで、既存のグリッド接続のまま充電ステーションの増設を可能にします。vCharMは従業員、居住者、顧客などに充電サービスを提供する車両基地や住宅、商業施設に最適です。