EU AFIR規制に基づく欧州標準電気自動車充電設備の適合性試験スキームの分析

本稿では、EU AFIR規制の導入に伴う欧州における充電ステーションの多様性の増大に対応するため、充電特性分析に基づく欧州標準互換性試験方法を提案する。DIN70121やISO15118などの規格に基づく充電ステーションの通信プロトコル、電気的パラメータ、保護戦略の違いを分析することで、充電性能、信頼性、境界値、適応性、障害注入を網羅する仮想テストベンチを構築し、ハードウェアおよびプロトコルの異常シナリオをシミュレートする。

この方法は、欧州規格の充電における故障シナリオをシミュレートし、海外での実地試験のコストを削減し、欧州への輸出向け電気自動車用充電設備の共同最適化のための技術支援を提供することができる。

1欧州の充電設備市場と輸出互換性の課題

世界で最も電気自動車の普及率が高い地域の一つであるヨーロッパは、充電規格システムに関する厳格な技術要件と包括的な試験基準で知られています。ヨーロッパでは充電インフラが急速に拡大しており、充電ステーションの数が増加するにつれて、車両とステーション間の通信互換性のリスクがますます顕著になっています。

AFIR規制は、ネットワークカバレッジの向上と充電の利便性の向上を目的としており、各国に施設建設の加速を促しているものの、異なる事業者や充電ステーションのモデル間では、通信プロトコル、障害診断、電力スケジューリングロジックに違いがあり、車両とステーション間の相互作用において、プロトコルハンドシェイクの失敗や電力スケジューリングの不一致など、マッチングの障害やパフォーマンスの変動が発生しやすい。

充電ネットワークの拡大に伴い、大規模で多様な充電ステーションと様々な車種間の安定かつ効率的な通信と連携を確保することが、ユーザーエクスペリエンスと電力網スケジューリングの信頼性に影響を与える重要な課題となっている。

2欧州標準充電との互換性問題の影響

世界的な電気自動車市場の急速な発展に伴い、「充電できること、そして充電性能が良いこと」は、ユーザーエクスペリエンスと企業イメージに影響を与える重要な要素となっている。

欧州規格の充電における互換性の影響は、物理インターフェースの互換性、通信プロトコルの適応性、充電制御ロジックの安定性、安全保護機構の信頼性など、複数の技術的側面を含みます。互換性の問題は、ユーザーエクスペリエンスを低下させるだけでなく、深刻な安全上の危険を引き起こす可能性もあります。実際のアプリケーションでは、過電圧、過電流、絶縁不良などの問題により、機器の損傷や火災が発生する場合があります。通信プロトコルの脆弱性が悪用され、充電プロセスが妨害されたり、ユーザーデータが盗まれたりする可能性もあります。また、低温や高温などの極端な環境によって充電設備が誤動作する可能性もあるため、事前に互換性テストを実施して、これらの問題を検証し、回避する必要があります。

統計によると、欧州規格の電気自動車における充電中の故障の39%以上は、互換性の問題が原因である。メーカーによって技術的な詳細（例えば、ISO15118におけるPLC通信パラメータのカスタマイズなど）の実装方法が異なるため、充電トラブルが頻繁に発生する。

既存の技術には明らかな限界がある。

• ► 互換性に関する側面としては、オプションや保護ロジックの違いなどが挙げられる。
• ►まず、テストは特定の標準要件（例えば、DIN70121の基本通信のみをテストするなど）に基づいてのみ実施可能であり、プロトコルオプションや保護ロジックの違いといった互換性の側面を網羅することはできません。
• ►2つ目は、海外の杭打ち道路試験を通じて互換性を検証することであり、1台の車両試験に50万元以上の費用がかかり、サイクルは2～3ヶ月である。
• ►第三に、欧州標準車両モデルのテスト（DIN70121やISO15118などのプロトコル標準に基づくシミュレーターによる通信メッセージの信頼性の検証など）では、単一の検証プロジェクト（電気パラメータの動的な調整を含まないなど）で通信プロトコルレベルでの部分的な互換性の問題しかカバーできません。
• ►第四に、実際の充電ステーションの互換性テストには多数の充電ステーションサンプル（通常20以上のブランドをテストする必要がある）が必要であり、充電互換性の問題（時折発生する通信の中断など）を確実に再現できない場合、確率的な事象に頼ってデータを再検証または補足することは不可能であり、ターゲット設定が低く、市場の迅速な検証ニーズを満たすことが困難である。

したがって、欧州規格の充電互換性の検証方法と寸法を早急に更新する必要がある。