電気自動車充電インフラの主なトレンドと技術

EV所有者は、どこにいても確実に充電できるように相互運用性を期待し始めています。路上でのEVの増加は、電力網が需要を管理し、特に電力供給が途絶える緊急事態に備えて都市の回復力を高めることができるV2G（車両対グリッド）およびV2H（車両対家庭）アプリケーションを研究する準備が必要であることを意味します。

ドライバーはどこでも充電したい

EV充電ステーションは、POS (販売時点情報管理) 端末に少し似ており、場所によって場所が異なります。POS端末とEV充電器の違いは、いつでも支払いができる一方で、通りかかるすべての充電ステーションでEVを充電できるとは限らないことです。

公共のEV充電ステーションの需要が高まるにつれ、EV充電ステーション間の相互運用性が必須条件になりつつあります。ドライバーはプロバイダーに関係なく、最も近い充電器を利用できることを望んでいます。相互運用性は、ユーザーエクスペリエンスを簡素化しながら、充電アクセスの懸念や範囲の不安を和らげるための「ラストマイル」になりつつあります。

オープン チャージ ポイント プロトコル (OCPP) は相互運用性を実現する上で重要な役割を果たします。2009年に開発され、無償かつライセンスの要件なしに国際的に使用されているオープン スタンダードです。OCPPは、充電ステーションと中央バックオフィス システム間の通信を可能にし、充電ステーション メーカー、充電ポイント オペレーター (CPO)、バックオフィス ソフトウェア サプライヤー、公益事業会社など、主要なEV業界企業によってサポートされています。プロトコルを中心にソフトウェア ソリューションを開発できます。

EV充電の相互運用性の良い例えは、携帯電話のローミングです。大手プロバイダーがあらゆる場所でサービス提供できるようになる前は、顧客が町を離れたときに他のプロバイダーの携帯電話ネットワーク インフラストラクチャを使用できるように、ローミングに依存していました。どのタワーに接続しても、カバー範囲は確保できました。EV充電ステーションも同様にローミングをサポートし、ドライバーが希望する充電ステーションを利用できるようにする必要があります。EV Connectなどの企業は、充電ステーションと、ステーションの相互運用性を実現するオープン ネットワークを使用する関連ソフトウェアを提供しており、これによりEVドライバーはプラットフォームやプロバイダーを超えて充電ステーションを利用できるようになります。

EV充電インフラをガソリンスタンドと同じくらい普及させ、ユーザーフレンドリーにするには、相互運用性が必要です。

よりスマートな支払い、セキュリティ、その他の充電ステーション機能

EV充電の相互運用性は、プロバイダーに関係なくあらゆる車両があらゆる充電ステーションを使用できるようにするだけでなく、安全に支払いを簡単に行えるようにすることも目的としています。

幸いなことに、EV充電の支払い方法は潜在的に非常に多く存在します。重要なのは、取引が安全であることをドライバーが安心して、選択した支払い方法を使用できるようにすることです。現在利用可能な方法には以下のものがあります:

• モバイル アプリ: 多くの充電ネットワークでは、充電器で選択した支払い方法を使用して、スマートフォン アプリからオンラインで支払いを行うことができます。ただし、このアプリは、充電器が動作する特定のネットワークのコンポーネントである必要があります。
• RFIDカード: 一部の課金ネットワークでは、支払いを容易にするために企業固有のRFIDカードを選択しています。ドライバーはスマートフォンアプリを必要とせずに、ネットワーク固有の充電器で充電サービスの支払いのために資金をチャージすることができます。RFIDカードは、許可された車両のみが充電にアクセスできるようにするため、車両管理者にとって便利です。
• 非接触型決済: この方法では、QRコードをスキャンするだけなので、支払いを処理するためにクレジットカード リーダーなどのハードウェアが不要になります。ドライバーは、ネットワーク固有のアプリやサブスクリプションなしで、電子ウォレットを使用して支払うことができます。

支払いシステム以外にも、充電ステーションは一般的にスマート化が進んでおり、設定された構成と監視機能によってより適切に管理できるようになっています。これは、OCPPのおかげです。OCPPにより、ファームウェアの更新、ログ記録、イベント通知、認証用プロファイル、安全な通信を通じて、より堅牢なセキュリティも実現されます。

一部の充電ステーションには、車両が充電ステーションを塞いでいるかどうか、またはEVが制限時間を超えて駐車しているかどうかを検知するセンサーが設置されており、他のドライバーにステーションが利用できないことがアプリで通知されます。EVの数が増え、ドライバーが空いているステーションを見つけるのに苦労する中、EVが充電時間を過ぎても放置されていることが問題となっている。

よりスマートな充電ステーションは、V2GおよびV2Hアプリケーションの実現にも役立ちます。

グリッドへの恩返し

EVバッテリーと充電ステーションの長期的なビジョンは、電力が一方通行にならないようにすることです。たとえば、停電の際には、充電されたEVを建物の電力源として使用できます。

2030年までに世界中で2億5,000万台から3億2,000万台の電気自動車 (プラグインハイブリッド車を含む) と200万台以上の電気バス が走行すると予想されており、低コストのエネルギー貯蔵を提供し、停電の際に建物の重要なシステムの一部を稼働させ続けることができる、車輪付きの利用可能な容量が大量に存在します。世界中の多くの都市では、停電が発生したときにEVバッテリーに蓄えられた電気をリアルタイムで スマートビルディングインフラ に送り返すことができるように、建物のガレージにEV双方向充電ステーションを設置することがすでに義務付けられており、汚染物質を排出するディーゼル発電機の必要性が排除されています。

しかし、充電と放電がさらに頻繁になるとバッテリーの寿命が短くなることを恐れて、ドライバーがバッテリーの共有に前向きにならないのではないかという懸念がある。ドライバーはまた、可能な限り車が完全に充電されていることを望んでいます。V2Gアプリケーションのせいで旅行を開始したときに80% しか充電されていないことに気付くのは望まないでしょう。しかし、EVドライバーは、EVのエネルギーを自宅で共有することにもっと前向きになるかもしれない。

EVを電力網のストレージ資産に変換するには効率性が求められ、必要なデータを収集し、エネルギー転送プロセスをシームレスにするモノのインターネット (IoT) デバイスとソフトウェアの開発が進められています。これらのテクノロジーにより、充電ステーションプロバイダーはインフラストラクチャを監視および最適化できるようになります。

ブロックチェーン技術と人工知能 (AI) も、V2Gアプリケーションで重要な役割を果たします。EVドライバーは、バッテリー電力を電力網と共有するためのインセンティブを必要とする可能性があり、ブロックチェーンは、V2Gの課金と報酬取引をより透明化する、分散型の不変のデジタル台帳を提供します。一方、AIアルゴリズムにより、V2G管理システムは、グリッドの状態と電力生産を監視して充電と放電のパターンを推奨するなど、傾向と予測を正確かつ迅速に生成し、エネルギー消費を最適化できるようになります。

これらはV2Gアプリケーションのほんの一例です。多くのスタートアップ 独自のV2Gソリューションに取り組んでいます。

負荷管理がよりスマートに

路上を走る電気自動車が増えるにつれて、電力網への圧力が高まっており、電力網は負荷を管理し、電力網が不安定になったり過負荷になったりする可能性を減らすために、よりスマートになる必要があります。

静的負荷分散は、クラスター内の固定割り当て供給容量に基づいて充電ステーションに供給可能な電力を管理し、システムの現在の状態に関係なくトラフィックを分散します。ますますスマートになる充電ステーションのソフトウェアのおかげで、動的負荷管理がよりインテリジェントになり、多くのEVが同時に充電されているときに電力配分が管理されるようになりました。充電を要求する車の数が電力網が処理できる数より多い場合、充電インフラは各充電ステーションの電力量を制限して対応することができます。

負荷分散の主な目的は電力網の健全性を維持することですが、よりスマートな充電ステーションは、優先充電のために高い料金を支払ってもよいと考えているEV顧客を優先し、充電プロバイダーの新しいビジネス モデルやサービスをサポートするようにも指示できます。

EVの導入が拡大するにつれ、グリッドのバランスを維持し、ドライバーの利便性を確保することがますます重要になります。航続距離の不安が消え始めると、期待は高まり、次の旅路にはよりスマートな充電インフラとより強靭な電力網が必要になります。