ポスト燃料車時代において、気候問題は深刻化しており、気候問題への解決策は各国政府の重要課題となっています。電気自動車の導入が気候改善に有効な手段であることは世界共通の認識です。EVの導入を促進する上で、避けて通れない課題が1つあります。それは、電気自動車の充電です。多くの消費者市場調査によると、自動車消費者は、充電の信頼性の低さをEV購入の3番目の大きな障害として挙げています。EVの充電プロセス全体には、電力インフラが提供するグリッドの回復力と、市場の需要を満たす充電ステーションの建設が含まれます。これらを魅力的な電気自動車につなぐのが、EV充電ケーブルです。より大きな電気自動車販売市場を活性化させるために、重要な部品であるEV充電ケーブルは、以下の課題に直面している、または直面するでしょう。
1.充電速度を大幅に向上
私たちが慣れ親しんだ内燃機関（ICE）車は、通常数分で満タンになり、列に並ぶ必要もありません。そのため、一般的には給油は手軽なものと認識されています。ところが、新興勢力であるEVは、一般的に数時間、あるいは一晩かけて充電する必要があります。現在では急速充電器は数多くありますが、それでも少なくとも30分はかかります。この「給油時間」の大きな差が、充電速度がEV普及を阻む重要な要因となっているのです。
EV の充電速度に影響を与える要因としては、充電器から供給される電力に加えて、車自体のバッテリー容量と受信能力、そして非常に重要なのは充電ケーブルの伝送能力も考慮する必要があります。
充電ステーションのスペース計画には制約があるため、電気自動車の充電ポートが様々な場所に設置されている場合でも、充電器の充電ポートに容易に接続できるよう、充電ケーブルは適切な長さにする必要があります。そうすることで、車の所有者はスムーズに操作できるようになります。「適切な長さ」とは、充電コネクタへのアクセス性を確保する一方で、ケーブル抵抗と電流伝送損失が増加する可能性があるためです。そのため、この2つの利点の間で適切なバランスを取る必要があります。
充電時の抵抗は、導体抵抗とケーブルとピンの接触抵抗によって発生します。現在のケーブルとピンの接続技術では、一般的に圧着方式が採用されていますが、この方式は抵抗が高くなり、電力損失も大きくなります。DC充電における高電流出力への高い需要を考慮し、Workersbeeの新世代DC充電ケーブルは超音波溶接技術を採用することで接触抵抗をゼロに近づけ、より大きな電流を流すことができます。その優れた通電性能は、世界中の多くの著名な充電機器メーカーの注目を集め、相談を受けています。
2.温度上昇の問題を効果的に解決
充電プロセス中、充電ケーブルの温度と充電速度には強い相関関係があります。電流の伝達によって熱が発生します。電流が増加すると熱が増加し、抵抗が増加します。一方、導体の温度が上昇すると抵抗が増加し、電流が減少します。
ケーブルやコネクタの温度上昇は、部品の故障や誤動作、さらには火災につながる可能性があるため、安全上のリスクも伴います。そのため、充電器には通常、過熱保護と過電流保護の安全設定が備わっています。温度信号は主に、サーミスタなどの機器の温度監視ポイントを介して充電器の制御センターに送信され、電流の低減や保護電源のオフといった対応が行われます。
機器の温度をリアルタイムで監視し制御するだけでなく、充電ケーブルの適時放熱が温度上昇を解決する主な解決策となります。一般的に、自然冷却と液冷の2つの解決策に分けられます。前者は、機器のエアダクト設計に大きく依存し、ケーブルの断面積を増やして強力な空気対流を発生させ、自然放熱を実現します。後者は、主に冷却媒体による熱伝導と熱交換によって放熱を実現し、熱交換効率は自然冷却よりもはるかに高くなります。同時に、液冷技術はケーブルの断面積を小さく抑えることができるため、充電ケーブルをより細く軽量に設計できます。
3.ユーザーエクスペリエンスの向上
充電ケーブルの評価は、EVオーナーや充電ネットワーク事業者を含むユーザーに委ねられるべきです。使いやすく、メンテナンスも安心です。このような高い評価を得られれば、電気自動車の未来への自信が深まると確信しています。
より軽量：特に高出力DC充電ケーブルの場合、ケーブルの外径を小さくしながら放熱性を確保できます。ケーブルを軽量化することで、力の弱い方でも操作しやすくなります。
より快適な柔軟性：柔らかいケーブルは曲げやすく、持ち心地も快適です。また、ケーブルの配線性能が向上し、設置も容易になります。Workersbeeの充電ケーブルは、優れた柔軟性と耐クリープ性を備えた高品質のTPEとTPUで作られており、優れた弾力性と強度を備え、変形しにくく、メンテナンスも簡単です。
より強力な耐久性と耐候性：高温期における紫外線や熱疲労によるシースのひび割れを防ぐため、原材料と構造設計に配慮しています。また、寒い冬でも硬化したり柔軟性を失ったりすることがないため、ケーブルの耐候性劣化を心配する必要もありません。
盗難防止ロックを設置する:充電中に誰かが突然充電ケーブルを抜いて充電が中断されることを防ぎます。
4.厳格な認証基準を満たす
発展途上にある電気自動車充電業界にとって、認証基準は製品が市場に参入するための厳しいハードルです。認証を受けた充電ケーブルは、各バッチが基準を満たしていることを確認するために監視されており、より信頼性、安全性、そして信頼性が確保されています。充電ケーブルはEVへの電力供給だけでなく、通信にも使用されるため、その安全性は極めて重要です。
欧米市場では、UKCA、CE、UL、TUVといった認証が主流です。規制や安全要件は現地市場に適用する必要があり、補助金の取得には必須要件となるものもあります。これらの認証を取得するには、通常、圧力試験、通電試験、浸水試験など、複数の厳格な試験に合格する必要があります。
5.将来のトレンド：高出力急速充電
EVのバッテリー容量が増加するにつれて、夜間充電を必要とする充電速度は、ほとんどの人にとって不十分です。より安全で便利な急速充電を実現する方法は、交通電動化業界全体が検討すべき課題です。液体冷却技術の急速な熱交換により、現在では350～500kWの高出力を実現しています。しかし、これが終わりではないことは明らかです。、EVの充電速度が内燃機関車の燃料補給と同程度になることを期待しています。充電電流を高くすると、液冷充電もボトルネックになる可能性があります。そうなると、より画期的な解決策を試す必要があるかもしれません。一部の研究では、相変化材料技術が新たな解決策となる可能性が示唆されていますが、市場投入までには長い時間がかかるかもしれません。
6.将来のトレンド：V2X
V2Xとは、Internet of Vehicles（車両のインターネット）の略で、車両やその他の設備によって確立される通信リンクと影響を指します。V2Xの応用は、エネルギー管理と輸送の安全性向上に役立ちます。主にV2G（グリッド）、V2H（ホーム）/B（ビル）、V2M（マイクログリッド）、V2L（ロード）が含まれます。
V2Xを実現するには、効率的なエネルギー伝送を実現するために双方向充電ケーブルを使用する必要があります。これにより、電気自動車に対する私たちの認識が変わり、柔軟な負荷、より柔軟なエネルギーへのアクセス、そして電力網におけるエネルギー貯蔵の拡大が期待されます。車両との間で、相互接続または通電された状態で電力とデータを伝送することが可能になります。
7.将来のトレンド：ワイヤレス充電
現在の携帯電話の充電と同様に、将来的には電気自動車の充電にも大規模なワイヤレス充電が導入される可能性があります。これは革新的な技術であり、充電ケーブルにとって大きな課題となります。
電力はエアギャップを介して伝送され、充電器内の磁気コイルと車内の磁気コイルが誘導充電を行います。これにより、走行距離の不安はなくなり、電気自動車が走行中であればいつでも充電が可能になります。その頃には、充電ケーブルは不要になるかもしれません。しかし、この技術は非常に高度なインフラ整備を必要とし、普及には長い時間がかかるでしょう。
充電ケーブルは、EVと充電ネットワークが信頼性の高い接続を確立できるよう、データを効果的に伝送するだけでなく、急速充電電流を供給でき、充電性能に影響を与える可能性のある温度などの外部環境要因にも耐えられる必要があります。Workersbeeは、充電ケーブル分野における長年の研究開発を通じて、高度な知見と多様なソリューションを提供してきました。さらに詳しい情報をご希望の場合は、お気軽にお問い合わせください。
投稿日時: 2023年11月28日