EV 充電器インフラの設置ペースを上げる必要性

著者:  ON Semiconductor  - 03-20-2020 

電気自動車充電技術がいかにグローバルな採用の鍵となるか

環境と持続可能性への懸念、およびクリーンエアに関する法規制の強化により、自動車やその他の交通機関の脱炭素化の勢いは急速に高まっています。従来の内燃エンジン (ICE) を搭載した車両と比較した電気自動車 (EV) 技術の実現可能性は、技術の進歩とともに大きくなっています。また、自動車メーカーがより多くのEVでラインナップを充実するにつれて、より環境に配慮し情報通の消費者にとって、選択可能なモデルが増加しています。

社会がEVを受け入れ、採用するにつれて、充電インフラは並行して成長する必要があります。この成長の規模、実績、高度化は、EVの採用率に追随するか、理想的には、EVの採用拡大を妨げないように、EV採用率を上回る必要があります。将来の自動車の購入者が、車の充電を続けたいときや路上で充電が必要な際に、潜在的な問題があると考えた場合、EV に乗り換えないことも考えられます。

走行距離の不安は、EV 採用を遅らせる可能性がある主要な潜在的問題の1つとして認識されています。そのため、電力使用量が少ない自動車とともに、広域に及ぶ高性能な充電インフラが非常に重要であり、これにより自動車の使用者が安心できる途切れのない走行が可能になります。充電器自体は、安全性と信頼性の両方を考慮して設計された堅牢なシステムでなければなりません。

多くのEV 使用者は自宅で車を充電することを選択しますが、大多数の使用者は、化石燃料車の実質的な代替品とするために、自宅から離れた場所にある充電ステーションを必要とします。これらの離れた場所にある充電器の主な要件は、高速で便利であることです。

2019 年5 月の時点で、全米に68,000 台のレベル2 充電器および高速DC 充電ユニットがありました。そのうち16%の11,000 ユニット弱が高速DC 充電器でした。高速充電器はより実用的で、長距離走行をするEVユーザをサポートします。

 

EV充電器のレベルと種類

現在のEV 充電器は、主に電力レベルにより3 つの主要なカテゴリに分類されます。レベル1 、レベル2 の充電器は住宅での使用に適しており、最大6.6kW の充電電力を供給でき、約4 〜8 時間で平均的なEV を充電できます。はるかに大型のDC 急速充電器は、地元の電力会社から三相電力にアクセスできる商用施設でのみ利用できます。DC 急速充電器のシステムは、数時間を要するのとは対照的に(ほとんどのユーザにとって時間がかかることは完全に非実用的です)、わずか30 分のEV バッテリへの充電で、走行距離を100 マイル以上増やせます。これらの3つのタイプを図1に示します。

 

EVChargers

 

DC 高速充電器は、充電時間20分あたり走行距離60〜80 マイルを追加しますが、レベル2 充電器は、1時間の充電でわずか10〜20マイルの走行距離しか追加しません。

現在、EV充電器の大手メーカーは25社以上あり、市場機会が大幅に増加しているため、毎年多くのメーカーが市場に参入しています。この関心と競争が、イノベーションの促進と、より良いソリューションの開発の加速に役立っています。この市場の主要メーカーのリストを図2に示します。

 

EV Charger Manufacturers

 

一部のメーカーはレベル1 およびレベル2 タイプのシステムのみを製造していますが、他の多くのメーカーは3 タイプすべてのシステムを製造しています。さまざまなEV 充電器設計の中で、異なる車両と充電器間の通信プロトコル、いくつかの異なる充電器インタフェースコネクタの設計など、多くの規格が適用されます。これらについて図3 に示します。

 

EV Charger Connecters

 

公共の充電器の利用には、さまざまな方法が用意されます。無料で提供される充電ステーション、あるいは利用者が利用のためにネットワークのメンバーになる必要がある充電ステーションがあり、他には従量課金で支払う充電ステーションがあります。

 

オン・セミコンダクターが行っていること

オン・セミコンダクターのスーパージャンクションMOSFET、IGBT、SiCデバイス、パワーインテグレーテッドモジュール(Power Integrated Module、PIM)、およびゲートドライバ、センシング、制御、周辺電源製品は、あらゆるタイプと電力レベルの電気自動車充電システム向けの完全なシステムソリューションを提供しています。

最終的に、EVの完全な受け入れと成功は、本質的に充電インフラと技術に関連づいています。 EVの走行可能距離が化石燃料車と同等以上である場合、充電器の消耗したバッテリを、従来の燃料補給と同じ時間で満充電に戻すことができる場合、ICE自動車は過去の遺物になるでしょう。

EVの持続可能性の将来について、以下のコメント欄を通じて、皆さんのご意見をぜひお聞かせ下さい。また、引き続きオン・セミコンダクターのブログをお読みいただければ幸いです。コメントも歓迎いたします。

 

Tags:Automotive, MOSFET, IGBT, IGBT
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