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EV充電ネットワークの必要性が急増している。しかし、既存の充電インフラが整備されていないため、自動車メーカーは、自社の自動車を迅速、安全、効率的に充電できるようにするための新たな方法を革新する必要に迫られている。
EVへの移行が始まって以来、EV充電に関する世界的に定義された標準は存在しなかった。そのため、電気自動車供給設備（EVSE）とEVの相互運用性に問題が生じていた（現在も生じている）。さらに、この多様性により、手動テストによる制御と通信の検証は、成長市場では実行不可能となっている。
ケーブルやコネクターから通信プロトコルに至るまで、EV充電を簡素化・標準化するためにいくつかの規格が開発された。これらの標準規格は地域的なもので、充電モードや電力レベルによって異なっていた。しかし現在では、グローバルな標準化の動きがある。表1は、現在の国際および国内eモビリティ 充電規格の一覧である。
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、通信、送電の方法を定義することで、相互運用性を可能にする。しかし、新しい規格の台頭は、eモビリティ 業界に課題をもたらしている。今日、メーカーが製品を認証するためには、何百もの技術要件を検討し、いくつかの適合試験を実施する必要がある。
課題 ｜進化し続ける市場
EV充電の枠組みは常に進化しているため、世界的な展開に必要なさまざまな規格に対するテストは複雑で高価なものとなっている。DIN70121 Ed.2やISO 15118-2 Ed.1といった規格が発表されたのは10年も前のことである。それ以来、これらの規格は改良と新機能をカバーするために、絶え間ない変更と拡張を受けてきた。その一例が2022年に発行されたISO 15118-20で、スマート充電と双方向充電をカバーしている。規格は急速に進化しているため、新しい充電ステーションは、古いEVとの互換性を確保するために、現行および古い充電規格と照らし合わせて検証する必要がある。
規格はまた、充電プロセスに新たな利害関係者を取り込む。認証とプラグ＆チャージ（ISO 15118-2に包含される）は、電気自動車と充電器そのものだけでなく、充電プロセスに新たな関係者をもたらした機能である。その結果、サイバーセキュリティと暗号化を含むテストの複雑さとテストの数が増加した。
通常、チャージング標準やコンプライアンス要件の変更は、製品の修正や既存のテストの更新につながります。これらの充電プロトコルは、厳格に従わなければならない複雑なメッセージのシーケンスと検証を定義しており、その実装は時間がかかり複雑である。言い換えれば、EV充電器は、コンプライアンスと相互運用性を確保するために、多大な開発時間、専門家、設備投資を必要とする。
HILシミュレーションと組み合わせた自動テストは、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するためのソリューションです。
HILのメリット｜EV充電通信をリードする
EVSEが最新の充電規格に対応し、市場のあらゆるタイプの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、通信プロトコルとともにパワーエレクトロニクスのダイナミクスをテストできるEVモデルによるモデルベースのアプローチが必要です。Schematic Editorのドラッグ＆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、簡単かつ迅速にパラメータ化して統合することができます。
通信レイヤについても同じプロセスを踏むことができます。Typhoon HILは、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や規格をサポートしています。さらに、Plug & Chargeはすでにサポートされており、CHAdeMO標準、ISO 15118-20標準、Open Charge Point Protocol (OCPP)のサポートも予定されています。これらのコンポーネントにより、実際の充電器の動作と同じように、実際のコマンドでリアルタイムにEVSE制御をモデル化し、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が開きます。この組み込みツールでは、シミュレーションのステータスに関する最も重要な情報を表示するパネルを簡単に構築して保存することができます。フラウンホーファー研究所が作成した、IEC 62196を使用した充電用のこのモデル（図2参照）のように、作成済みのモデルから開始することもできます。
もちろん、モデルが動作するようになったら、次に最も重要なステップである自動化がやってきます。TyphoonTestツールを使えば、テストプロセスを完全に自動化し、効率的なチャージングプロセスを確保することができます。エンジニアは、テストカバレッジを拡大し、認証コンプライアンステストを再現するローカルシステムを準備することで、問題になる前に潜在的な不具合を回避することができます。さらに、製品が進化するにつれて、経験豊富なテスト自動化エンジニアがいなくても、新しいバージョンの規格がリリースされれば、チームはテストを反復する時間を節約できます。
最後に、Typhoon HILのオールインワン・ソリューションのパワーで、あなたのチームは、明確な結果を得るために、驚くほどのグラフィックでリッチで多彩なレポートを作成することができます。テストの管理・展開や、クラウドまたはPDFでのレポートへのアクセスも可能で、結果をチームで迅速かつ簡単に共有できます。
使いやすさ、テスト範囲の広さ、包括的な通信プロトコルのサポートを1つのソリューションに統合することで、EVSEが現場で動作するかどうかを確認するために、もう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・モラエス、ハイトール・J・テッサロ
ビジュアル ｜カール・ミッケイ
編集｜セルジオ・コスタ、ジュリアーノ・グリグロ、デボラ・サント
