EV 充電インフラの未来を設計する

現在のジレンマは明白です。 一方で、大規模な EV 充電をサポートするために必要なインフラが信頼性に欠けたものであれば、消費者は電気自動車やプラグイン ハイブリッド車を買おうとはしません。他方で、EV 市場の停滞により、企業や自治体は電気自動車の普及の要となる充電インフラへの投資を削減しています。これは、昔からよく言われる「鶏が先か、卵が先か」問題によく似ています。

E モビリティの拡大には大きな障害があります。ありがたいことに、エンジニア、テクノロジー企業、政府機関、その他の組織が互いに協力して、EV 充電ネットワークの世界中への広範な展開を妨げている非常に複雑な難題のいくつかを解決しようとしています。

いくつかのイノベーション分野、たとえば高電圧・高電流ソリューション、小型化を支える構成部品、熱管理技術の向上などは、EV 充電インフラの未来を期待させます。TE Connectivity はエンジニアと密接に協力して、各地域に固有のニーズや全世界に共通する高電流・高電圧の増大する需要に応える EV 充電ソリューションを設計・開発しています。 

電気自動車の普及を妨げている最大の課題のひとつは、充電速度です。 現在、高速充電ステーションは 20 ～ 30 分で最大 80% の充電ができ、従来のガソリン スタンドに代わるものとして最も有望視されています。利用可能な高速充電ステーションの数を増やし、充電速度を向上させる取り組みが続いていますが、その中でエンジニアに課される課題はますます大きくなっています。

従来より高い電流と電圧が要求される高速充電ステーションは、高出力に対応し、広範な電流調整ができるように設計する必要があります。そのためには、EV 全体の電力の流れを安全に接続および保護できる高品質で信頼性の高い構成部品が必要です。たとえば、高出力定格向けに設計されたリレーとコンタクタは、信頼性の高い充電回路の設計と高速充電モードでの確実な保護に貢献します。

より高電圧・高電流で充電するシステムは EV システムの熱負荷を増加させ、 バッテリーの温度と、バッテリーから充電器までの間に存在するすべての接続部品の温度を上昇させます。

したがって、各構成部品のサイズを、過熱せずに定格電流を流せる大きさにする必要があります。ただし、システム全体の重量の増加、限られたスペースの不適切な割り当て、不必要なコストの追加を防ぐため、構成部品のサイズを必要以上に大きくしてはなりません。充電ケーブルが過熱することなく高速充電に必要な電流を扱えるようにするため、液体冷却技術を適用することもできます。

熱負荷の問題に対処し、適切なサイズの高い信頼性を持つ構成部品ソリューションの仕様を確保するため、TE Connectivity は、充電中に温度上昇にさらされる内部接続や構成部品の性能分析に使用できる高度な熱モデリング手法を開発しました。これらの手法は、EV 充電システムにおける安全で信頼性の高い性能を実現します。

EV 充電ネットワークの世界中への拡大を推進し続けるには、充電インフラを高速かつパワフルにするだけでなく、小型・軽量化することも重要です。 充電技術を小型化しながらその電力性能を高めようとすると、当然のことながら、大きな設計上の難題に直面します。

AC および DC 充電ステーションを開発する際は、サイズと重量を特に考慮する必要があります。AC 充電器を小型化・軽量化すると、車両内のスペースに余裕が生まれます。これは家庭と公共のどちらの充電ステーションにも当てはまります。特にスペースが限られた都市部では、スペースの使用効率を最大限に高めるために充電ステーションを可能な限り小さくする必要があります。

EV 充電器の主な構成部品は、基板および信号コネクタ、コンタクタ、パワー レジスタ、端子台などです。これらの構成部品を小型化できれば、充電ステーションをよりコンパクトで柔軟性の高いものにすることができます。ただし、これらの構成部品を小型化したことで高速充電に必要な性能が犠牲にならないようにすることが重要です。

エンジニアや設計者は、TE と共に E モビリティ インフラの未来を推進できます。TE Connectivity が提供しているエネルギー効率に優れた高速な EV 充電ソリューションの詳細をご確認ください。