EV充電機能の動向

電気自動車市場の成長は必然のように思えるかもしれません。CO2排出量削減への注力、現在の政治情勢、政府と自動車業界による投資、そして完全電動化社会への継続的な取り組みなど、すべてが電気自動車の恩恵を示しています。しかしながら、これまで消費者による電気自動車の普及は、充電時間の長さと充電インフラの不足によって阻まれてきました。EV充電技術の進歩はこれらの課題に対処し、自宅や路上での安全かつ急速な充電を可能にしています。急速に成長するEV市場のニーズに応えるべく、充電コンポーネントと充電インフラは進化を続けており、電気自動車の飛躍的な成長への道を切り開いています。

EV市場の推進力

電気自動車への投資はここ数年増加傾向にありますが、社会の様々な分野から注目と需要の高まりが強調されています。気候変動対策への関心の高まりにより、電気自動車の重要性が浮き彫りになっています。内燃機関からの炭素排出量を削減し、クリーンエネルギー輸送への投資を可能にすることは、政府と産業界の両方にとって共通の目標となっています。持続可能な成長と天然資源の保全へのこうした重点は、テクノロジーをオール電化社会、つまり有害な排出物のない再生可能資源に基づく無限のエネルギーを持つ世界へと向かわせる流れを推進しています。
これらの環境的および技術的要因は、連邦規制と投資の優先事項に反映されており、特に2021年インフラ投資・雇用法では、連邦レベルでのEVインフラ整備に75億ドル、EV充電・燃料補給インフラへの補助金に25億ドル、そして国家電気自動車充電プログラムに50億ドルが割り当てられています。バイデン政権はまた、全米に50万カ所のDC充電ステーションを建設・設置するという目標を追求しています。

この傾向は州レベルでも見られます。カリフォルニア州、マサチューセッツ州、ニュージャージー州などの州では、電気自動車の普及を促進するための法整備が進められています。税額控除、Electrify America運動、インセンティブ、そして義務化といった施策も、消費者とメーカー双方にEV普及への取り組みを促しています。

自動車メーカーも電気自動車への移行に追随しています。GM、フォード、フォルクスワーゲン、BMW、アウディといった大手メーカーは、次々と新型EVモデルを投入しています。2022年末までに、市場には80種類以上のEVとプラグインハイブリッド車が登場すると予想されています。また、テスラ、ルシッド、ニコラ、リビアンなど、新たなEVメーカーの参入も増えています。

電力会社もまた、オール電化社会への準備を進めています。増大する需要に対応するためには、電力会社が電化において常に先手を打つことが重要です。また、州間高速道路沿いには、充電ステーションを設置するためのマイクログリッドなどの重要なインフラ整備が不可欠です。高速道路沿いでは、V2G（Vehicle-to-Grid）通信も普及しつつあります。

成長の障害

EVの普及に向けた機運は高まっているものの、成長を阻む課題がいくつか予想されています。インセンティブは消費者やフリートのEVへの乗り換えを促すでしょうが、そこには落とし穴が伴う可能性があります。EVがインフラと通信して走行距離を追跡できるようにする動きが出てくる可能性があり、そのためには技術革新と屋外通信インフラの整備が求められるでしょう。

消費者レベルでEV普及を阻む最大の障害の一つは、信頼性と効率性に優れた充電インフラです。EV市場の予測される成長に対応するには、2030年までに960万基の充電ポートが必要になると推定されています。これらのポートの約80%は家庭用充電器、約20%は公共または職場の充電器となります。現在、消費者は航続距離不安、つまり長距離走行時に充電が必要になるのではないかという懸念からEV車の購入をためらっています。航続距離不安とは、充電不足で長距離を走行できないのではないか、また、必要な時に充電ステーションが利用できない、あるいは効率的に利用できないのではないかという懸念です。

特に公共または共用の充電器は、24時間ほぼ常時、高速充電機能を提供できる必要があります。高速道路沿いの充電ステーションに立ち寄るドライバーは、急速かつ高出力の充電を必要とする可能性が高いため、高出力充電システムであれば、わずか数分の充電で車両のバッテリーをほぼ満充電することができます。

高速充電器は、信頼性の高い動作を実現するために、特別な設計上の配慮が必要です。充電ピンを最適な温度に保ち、より高い電流で車両を充電できる時間を延ばすには、液体冷却機能が不可欠です。車両が密集する充電エリアでは、接触ピンを冷却することで、消費者の絶え間ない充電需要に対応し、効率的で安定した高出力充電を実現できます。

高出力充電器の設計上の考慮事項

EV充電器は、EVドライバーのニーズに応え、航続距離への不安を解消するため、堅牢性と高出力充電能力の最適化に重点を置いた設計が増えています。500アンペアの高出力EV充電器は、液体冷却・監視システムによって実現されています。充電コネクタの接点キャリアは熱伝導性に優れ、内蔵の冷却ダクトから冷却剤が放熱するため、ヒートシンクとしても機能します。これらの充電器には、冷却剤漏れセンサーや、各電源接点における正確な温度監視機能など、様々なセンサーが搭載されており、ピンが90℃を超えないように監視します。90℃を超えると、充電ステーション内の充電コントローラが出力を下げ、許容温度を維持します。

EV充電器は、摩耗や損傷に耐え、メンテナンスが容易である必要があります。EV充電ハンドルは摩耗や損傷を想定して設計されており、長期間にわたる乱暴な取り扱いによって接触面が損傷することは避けられません。近年、充電器はモジュール式の部品を採用し、接触面の交換を容易にする設計が増えています。
充電ステーションにおけるケーブル管理も、耐久性と信頼性を確保する上で重要な考慮事項です。高出力充電ケーブルには銅線、冷却水配管、アクティビティケーブルが含まれており、引っ張られたり、車両が踏みつけたりしても耐えなければなりません。その他の考慮事項としては、ロック可能なラッチが挙げられます。これにより、ドライバーは公共の充電ステーションで車両を充電したまま、ケーブルが外される心配をすることなく、（嵌合面のモジュール性と冷却水の流れの図解）を離れることができます。