世界の輸送業界が低炭素化と電動化へと移行するにつれ、大型輸送車両、船舶、航空機、建設機械などの大型機器に対する極めて高い充電電力の需要がますます高まっています。最大3.75MWの充電電力を持つメガワット充電システム(MCS)は、前述の分野における電動化を推進する重要な技術となっています。MCSは充電時間を大幅に短縮できるだけでなく、高負荷かつ高頻度の運転シナリオにも対応できるため、グリーンエネルギーへの転換を実現するための重要な支えとなります。
大型車両のバッテリー容量は乗用車の数十倍にもなることが多く、従来の充電方法では大型機械設備の急速なエネルギー補充に対応することは困難です。そのため、欧州のCCS規格のDC充電と比較すると、充電電力要件は理想的には10~15倍に増やす必要があります(図1参照)。MCSは現在、充電電圧と電流を上げることで、大型車両のバッテリーを45分で80% SOCまで充電できます。これには最大3.75MWの電力が必要で、長距離運転の法定休憩時間にも合致しています。
GB/T、CHAdeMO、CCS、NACS規格と比較して、MCSは充電時間を4.2~15倍短縮します。技術的には、MCSはCCSを起源としていますが、いくつかの点で両者には大きな違いがあります。
充電インターフェースと低レベル通信
IEC TS 63379で定義されているMCSインターフェースは、最大3000Aの電流を伝送し、1250Vの電圧をサポートすることが可能ですが、最高電力シナリオでは必須の液冷が必要となります。
MCSの低レベル通信規格はIEC 61851-23-3(2026年発行予定)です。MCSのパイロットピンの制御はチャージイネーブル(CE)と呼ばれ、5V DC電圧を使用し、PWMは使用しません。CCSのPPピンと同様に、MCSは挿入検出(ID)に5V DCを使用し、補助電気機器に12/24Vの電源を供給することもできます。
1. 高レベル通信:10BASE-T1Sマルチポイント通信
高レベル通信はISO 15118-20に基づいており、その修正1(ISO 15118-20 Amd-1)ではMCS用の追加のサービスIDが導入されています。通信構造はCCSと同様で、TLS、TCP/IP、イーサネットを使用しますが、物理層はISO 15118-10で規定されている10BASE-T1Sを採用しています。10BASE-T1Sは単一ツイストペアイーサネットで、帯域幅は10Mbpsの半二重通信であり、IEEE 802.3cg仕様に基づく差動マンチェスター符号化(DME)を採用しています。MCS高レベル通信では、電力線搬送通信(PLC)は不要であり、接続状態を検出するためのSLAC(信号レベル減衰特性)プロセスも不要です。
2. PLCA通信メカニズム
標準イーサネットのポイントツーポイント通信とは異なり、10BASE-T1はマルチポイント接続と物理層衝突回避(PLCA)メカニズムをサポートしています。EVSEインフラストラクチャはコーディネーターとして機能し、ノードID 0とEV電気自動車ID 1(ドロップノード1)を割り当てます。ISO 15118-10によると、通信バスは最大6つの追加ノード(ドロップノード)をサポートでき、センサーデータ、電流、温度、プラグとソケットのその他の情報などを送信できます。PLCAは通信プロセスをさらに最適化し、複数のノード間のデータ伝送効率を向上させ、充電プロセスの各リンクにおける情報の同期と安全性を確保します。
MCSの開発とテスト
MCSの標準化はまだ完了していませんが、自動車メーカーやインフラ向けの充電システムの開発は既に始まっています。初期段階でのシミュレーションとテストは、設計ミスを防ぎ、修正時間を短縮し、コストを削減するのに役立ちます。
Vector社が開発したMCSシミュレーションテストソリューションは、EVCC/SECデスクトップレベルの機能および通信開発テスト、一貫性および相互運用性テスト、メガワットレベルの性能電力テスト、EV/EVSE実車およびパイルのデータ収集と分析を網羅しており、さまざまな次元のエンジニアのアプリケーションシナリオに対応しています(図4)。
様々な地域におけるMCS/CCS/OCPP/GBT/CHAdeMOのプロトコルに対応した、EV/EVSEの分析、シミュレーション、およびテスト用ソフトウェアプラットフォーム。
これはソフトウェアに組み込まれた安全な通信モジュールであり、TLS 1.2/1.3暗号化、PnCセキュリティ証明書テンプレート、およびSubject Trusted Route Interconnect認証をサポートしています。
新世代のインテリジェント充電ボードは、CCS(PLC)/MCSハードウェア誘導回路のシミュレーション機能を提供するとともに、物理層の故障シミュレーションもサポートしています。
この通信インターフェースカードは10BASE-T1Sをサポートしており、MCSハイレベル通信とMultiDropマルチポイント接続を可能にします。
最大充電電力3.84MW、電圧1500Vの試験台を提供可能で、これには180kWのメイン制御モジュールと拡張用の追加電源ラックが含まれます。
標準的なISO 15118テストケースライブラリとソースコード環境(vTESTstudio)を提供することで、テスターは標準化されたテストシーケンスを超えて、独自のテストシーケンスを迅速に実装できるようになります。
大型輸送機器の電化におけるコア技術であるMCSの標準化、信頼性、柔軟性は、業界の発展プロセスに直接的な影響を与える。今後、規格の継続的な改善と試験ツールの高度化に伴い、MCSは物流、港湾、航空、建設機械などの分野で幅広く応用されることが期待される。
適切な開発、シミュレーション、テストツールを活用することで、システムの複雑さや潜在的なリスクに対処できます。Vectorが提供するシステムは、MCSで規定された最大充電電力での性能テストを含む高い柔軟性と拡張性を備えており、ツールチェーンは他の充電規格にもシームレスに対応し、さまざまなプロジェクトのニーズをより的確に満たします。Vectorは関連する標準化委員会にも参加し、最新のMCS標準化プロセスに合わせてソリューションを迅速に調整しています。
投稿日時:2026年9月21日
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