EV車用充電スタンド一体型蓄電池システムに関する試験課題

16 Feb 2023

EVの販売台数の伸びや仕様の向上に伴い、充電ステーションにおける急速充電設備の割合も増えており、市場調査では、2025年には公共のEV充電ステーションが世界で300万以上に増加するとされています。充電ステーションに太陽光発電や蓄電池をいかに組み込むか、充電時間の短縮や充電の安全性をいかに高めるかが、業界の最重要課題の一つとなっています。

現在のEV充電モデルはAC充電とDC充電に大別され、家庭用、公共用、ショッピングセンター用と様々な場所に設置されています。DC急速充電の設計と設置は充電通信プロトコルの業界標準への準拠に加え、総電源の定格容量や運用利用管理のための充電モデル評価などが必要となります。特に、充電スタンドは異なる電気自動車や市場のニーズに適応するために様々な規格を満たす必要があります。複数系統充電スタンドは自動車の異なる電力要件に応じて分配され、自動車の電力要件の変化に応じて動的に調整できる複数の電力モジュールを含んでいます。また、このような充電スタンドの新機能は生産時にいかに迅速かつ完全に検証できるかという点でも課題となっています。

Chroma 8000 EVSE ATSChroma 61800双方向交流電源(グリッドシミュレータ)Chroma 17040/17040Eバッテリーシミュレータは試験対象の仕様に応じて、各種DC充電規格(CCS、CHAdeMO、GB/T、ChaoJi)のEVまたはEVSEシミュレータ、シングルまたは複数系統への高出力充電試験プラットフォームとして構成可能です。これにより、高出力充電器の品質が向上し、製造時間やコストを大幅に削減することができます。Model 8000 EVSE ATSは新しいソフトウェアであるPowerPro5を搭載しており、複数のシーケンステストを実行する機能が追加され、同一または異なる地域の通信プロトコルのEVを最大4台まで同時にシミュレーションすることが可能です。また、充電スタンドは複数系統への同時出力や異なる挿入時間でも制御可能で、試験条件に応じた流通試験を成功させることができます。試験シナリオは実際の充電挙動に近く、全体の試験時間は従来の単発の個別試験と比較して最大40%と大幅に短縮でき、試験容量とカバー率を効果的に拡大することが可能です。Model 61800双方向交流電源とModel 17040/17040Eバッテリーシミュレータは消費電力と周囲温度を低減するエネルギー回生機能を備えており、お客様の節電に貢献するだけでなく、二酸化炭素排出量の削減も実現し、省エネと二酸化炭素削減という目標を達成します。

電気自動車の充電の未来には通常のACまたはDCプラグイン充電ステーションに加えて、より安全で便利なWPT(Wireless Power Transfer)のような新しい技術や製品も登場します。WPTは道路の駐車区画の真下に設置することができ、電線の老朽化による充電障害を防ぎます。


▲高出力直流充電(HPC)テストソリューション

製品開発の初期段階で必要とされ、面倒で繰り返しの多い入出力特性試験やオフセット効率試験を克服し、お客様が製品発売のスタートを切れるよう支援します。電気自動車のWPT(Wireless Power Transfer)充電用自動テストシステム「Chroma 8000」はWPT充電規格のSAE J2954規定の全電力要件をカバーしています。専用のテストソフトウェアにより、リアルタイムのデータモニタリング、トレーサビリティ、2D/3Dチャート生成を実現し、製品開発・テストにかかる時間と工数を大幅に削減します。GB/T 38775に準拠した異物検出(FOD)機能を導入し、開始位置、終了位置、分割パラメータを入力するだけで、グラウンドエンド(GA)分割領域の指定とテストポイント数を定義でき、GA平面全体のFODテスト位置座標をすべて算出することができます。さらに、Chromaの独自のFOD検査ソフトウェアにより、簡単な操作設定でFOD検査を自動化することができ、ワイヤレス充電の電磁エネルギーが金属異物に与える加熱反応を効果的に回避することができます。


▲Chroma 8000 電気自動車用ワイヤレス充電自動テストシステム

EV充電ステーション事業者は走行距離の不安解消や電力スケジューリングの柔軟性向上のため、太陽光発電などの再生可能エネルギーと蓄電システムを組み合わせたエネルギー利用の改善策をすでに検討しています。蓄電池システムメーカーにとって最大の課題は品質や安全性に直結する「蓄電庫内の電池ストリングのバランス」となります。

エネルギー貯蔵システムの試験において、Chromaは電池システムに起因する重大な問題や、貯蔵キャビネット内の各電池ストリングの使用状況を検証する必要となり、最も効率的の測定できる方法をお客様に提供します。Model 17040E充放電試験装置により、1700Vの高電圧と200kWの並列充放電が可能で、1msの電流クリープが可能です。PCSで電力を調整し、系統を補償する場合の蓄電システムの充放電挙動のシミュレーションができます。17040EシステムのソフトウェアはBMSから電池セル情報を読み込むと同時に、電池周波数調整処理中の電池セル各ストリングの電圧変化を検出し、電池セルの電圧変化を特定して蓄電キャビネットの組立品質の欠陥を検出し、電池セルの過充電や過放電の発生を防止し、設計ミスを特定することができます。


▲Chroma 17040E 電力回生式充放電試験システム

世界的なEV産業の盛り上がりにより、自動車メーカー、充電スタンド、充電システムトゥーン、バッテリーメーカーなどが投資を行い、大きなビジネスチャンスをもたらしています。 ChromaはEV/バッテリー試験分野に深く関わり、研究開発から量産まで、完成車から上流・下流まで、包括的に試験ソリューションを提供しています。

 

EV・PHV関連テストソリューション