はじめに | EV充電インフラの現状
電気自動車の急速な普及により、世界規模でのEV充電ネットワークが急務となっている。しかし既存の充電インフラが整っていない状況下で、自動車メーカーは自社の車両を迅速・安全・効率的に充電できる新たな方法を模索せざるを得ず、こうした革新は多様性を生み出している。
電気自動車（EV）への移行が始まって以来、EV充電に関する世界的に統一された標準は存在しなかった。これにより、電気自動車供給設備（EVSE）とEV間の相互運用性の問題が生じ（現在も生じている）。さらに、この多様性により、成長市場において制御と通信の検証を手動テストで行うことは現実的ではない。
電気自動車（EV）の充電を簡素化・標準化するため、ケーブルやコネクタから通信プロトコルに至るまで、複数の規格が開発された。これらの規格は地域ごとに異なり、充電モードや電力レベルによっても変化した。しかし現在では、世界的な標準化に向けた動きが進んでいる。表1は、現行の国際的および国内的なeモビリティ 規格の一覧を示す。
表1. EV充電に関する国際規格とプロトコル
EVSEの標準化は、充電プロセスにおける接続方法、通信方法、電力伝送方法を定義することで相互運用性を実現します。しかし、新たな規格の台頭はeモビリティ 課題をもたらしています。現在、メーカーは製品認証のために数百もの技術要件を考慮し、複数の適合性試験を実施する必要があります。
課題 | 絶えず進化する市場
EV充電フレームワークの絶え間ない進化により、世界的な展開に必要な様々な規格に対するテストは複雑かつ高コストとなっています。DIN70121 Ed. 2やISO 15118-2 Ed. 1といった規格は10年以内に制定されました。それ以来、これらの規格は改良や新機能に対応するため、絶えず変更と拡張が加えられています。 一例として、2022年に発行されたISO 15118-20はスマート充電と双方向充電を規定している。規格が急速に進化する中、新規充電ステーションは現行規格および旧規格への適合性を検証し、旧型EVとの互換性を確保する必要がある。
規格には充電プロセスにおける新たな利害関係者も含まれる。認証およびプラグ＆チャージ（ISO 15118-2で規定）は、電気自動車と充電器自体を超えた新たな主体を充電プロセスに導入した機能である。その結果、テストの複雑さとテストの総数は増加し、サイバーセキュリティと暗号化も対象に含まれるようになった。
通常、充電規格や適合要件の変更は、製品の改修や既存試験の更新を伴います。これらの充電プロトコルは、厳密に順守すべき複雑なメッセージシーケンスと検証手順を定義しており、その実装には多大な時間と複雑さが伴います。つまり、EV充電器は適合性と相互運用性を確保するために、膨大な開発時間、専門技術者、そして資本投資を必要とするのです。
自動テストとHILシミュレーションの組み合わせは、これらの課題を解決し、最新の規格やコンプライアンス要件に対応し続けるための解決策です。
HILのメリット| EV充電通信の先導役となる
仮にあなたとチームが、EVSEが最新の充電規格に対応し、市場にあるあらゆるタイプのEVを充電できることを確認したいとします。そのためには、電力電子機器のダイナミクスと通信プロトコルを同時にテストできるEVモデルを用いたモデルベースアプローチが必要です。 Schematic Editorのドラッグアンドドロップコンポーネントを使用すれば、充電システムをテストしたい車両に必要な電気システムのリアルタイムモデルを、容易かつ迅速にパラメータ化・統合できます。
通信層についても同様のプロセスに従うことができます。Typhoon 、ISO 15118-2、電力線通信（PLC）上の信号レベル減衰特性（SLAC）、IEC 61851など、幅広い通信プロトコルと規格をサポートしています。 さらに、プラグ＆チャージは既にサポートされており、CHAdeMO規格、ISO 15118-20規格、およびオープン充電ポイントプロトコル（OCPP）のサポートも準備中です。これらのコンポーネントにより、充電器が実環境で動作するのと同様に、実際のコマンドを用いてEVSE制御をリアルタイムでモデル化およびテストする柔軟性が得られます。
次に、コンパイルをクリックし、モデルを初めて実行します。これによりHIL SCADAが起動します。これは組み込みツールであり、シミュレーションの状態に関する最も重要な情報を表示するパネルを簡単に作成・保存できます。フラウンホーファー研究所が構築したIEC 62196準拠の充電用モデル（図2参照）のような事前構築済みモデルから開始することも可能です。
もちろん、モデルが動作するようになったら、最も重要なステップである自動化が待っています。自動テストを導入することで、テストの変更、繰り返し、カバレッジの拡大が格段に容易になります。 TyphoonTest ツールを使用すれば、テストプロセスを完全に自動化し、効率的な検証プロセスを確保できます。エンジニアはテストカバレッジを拡張し、認証適合性テストを再現するためのローカルシステムを準備できるため、問題となる前に潜在的な失敗を回避できます。さらに、製品が進化するにつれ、標準規格の新バージョンがリリースされた際、経験豊富なテスト自動化エンジニアを必要とせずに、チームはテストの反復に要する時間を節約できます。
最後に、Typhoon オールインワンソリューションの力を活用すれば、チームは驚くべきグラフィックスを備えた豊富で多用途なレポートを生成し、明確な結果を得られます。テストの管理・展開や、クラウド上またはPDF形式でのレポートアクセスも可能で、チームとの結果共有を迅速かつ簡単に行えます。
使いやすさ、広範なテストカバレッジ、包括的な通信プロトコルサポートを単一ソリューションに統合することで、EVSEが現場で確実に動作することを確認するために、これ以上待つ必要はありません！
クレジット
テキスト| カシアーノ・F・モライス、エイター・J・テッサーロ
ビジュアル | カール・ミッケイ
編集者| セルジオ・コスタ、ジュリアーノ・グリグーロ、デボラ・サント
