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充電ネットワークの必要性が急激に高まっています。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車両を迅速かつ安全かつ効率的に充電するための新たな方法を模索せざるを得ませんでした。そして、イノベーションは多様性をもたらします。
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規格は存在していません。このため、電気自動車給電装置（EVSE）とEV間の相互運用性に問題が生じており、現在も問題が続いています。さらに、この多様性により、成長著しい市場において、手動テストによる制御と通信の検証は不可能になっています。
EV充電を簡素化・標準化するために、ケーブルやコネクタから通信プロトコルに至るまで、いくつかの規格が策定されました。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異なっていました。しかし、現在では世界標準化に向けた動きが見られます。表1は、現在のeモビリティ充電に関する国際および国内規格の一覧です。
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、通信、電力伝送の方法を定義することで相互運用性を実現します。しかし、新たな規格の登場はeモビリティ業界に課題をもたらします。今日、メーカーは製品の認証を得るために、数百もの技術要件を考慮し、複数のコンプライアンス試験を実施する必要があります。
課題| 常に進化する市場
EV充電フレームワークは絶えず進化しており、世界的な展開に必要な様々な規格への準拠試験は複雑でコストもかかります。DIN70121 Ed. 2やISO 15118-2 Ed. 1といった規格は、10年足らず前に発行されました。それ以来、これらの規格は改善や新機能に対応するために、絶えず変更と拡張が行われてきました。例えば、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カバーしています。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、現行および旧来の充電規格に照らして検証し、旧来のEVとの互換性を確保する必要があります。
規格には、充電プロセスに新たな関係者も含まれています。認証とプラグ＆チャージ（ISO 15118-2に含まれる）は、電気自動車と充電器自体だけでなく、充電プロセスに新たな関係者を巻き込む機能です。その結果、テストの複雑さと膨大な数のテストに加え、サイバーセキュリティと暗号化も含まれるようになりました。
通常、充電規格やコンプライアンス要件の変更は、製品の変更や既存の試験の更新につながります。これらの充電プロトコルは、厳密に遵守しなければならない複雑なメッセージシーケンスと検証を定義しており、実装には時間と複雑さを要します。つまり、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、多大な開発期間、専門の作業員、そして設備投資を必要とします。
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、最新の標準とコンプライアンス要件に準拠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
あなたとあなたのチームが、EVSEが最新の充電規格に準拠し、市場に出回ってい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、パワーエレクトロニクスのダイナミクスと通信プロトコルをテストできるEVモデルを用いたモデルベースアプローチが必要です。スケマティックエディターのドラッグアンドドロップコンポーネントを使用することで、充電システムのテスト対象となる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、統合することができます。
通信層でも同様の処理が可能です。Typhoon HILは、ISO 15118-2、電力線通信（PLC）における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、オープンチャージ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、実際の充電器の動作と同じように、EVSE制御を実際のコマンドでリアルタイムにモデル化し、テストする柔軟性が得られます。
次のステップは、コンパイルをクリックしてモデルを初めて実行することです。これにより、 HIL SCADAが開きます。これは組み込みツールで、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作成・保存できます。フラウンホーファー研究所が作成した、 IEC 62196準拠の充電用モデル（図2参照）のような、既に構築済みのモデルから始めることもできます。
もちろん、モデルが動作するようになったら、次は最も重要なステップである自動化です。自動テストを導入することで、テスト範囲の変更、繰り返し、拡張がはるかに容易になります。TyphoonTestツールは、テストプロセスを完全に自動化し、効率的な課金プロセスを実現します。エンジニアはテスト範囲を拡大し、認証コンプライアンステストを再現できるようにローカルシステムを準備することで、問題が発生する前に潜在的な障害を回避できます。さらに、製品の進化に伴い、新しいバージョンの標準がリリースされた際に、経験豊富なテスト自動化エンジニアを必要とせずに、テストの反復にかかる時間を節約できます。
Typhoon HILのオールインワンソリューションを活用することで、チームは鮮明なグラフィックを含むリッチで汎用性の高いレポートを生成し、明確な結果を得ることができます。テストの管理と展開、レポートへのアクセスはクラウドまたはPDFで行えるため、結果をチームと迅速かつ簡単に共有できます。
使いやすさ、幅広いテスト範囲、包括的な通信プロトコル サポートを 1 つのソリューションに組み合わせることで、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がなくなります。
クレジット
テキスト|カッシアーノ・F・モラエス、ヘイトール・J・テッサロ
ビジュアル| カール・ミッケイ
編集者|セルヒオ・コスタ、ジュリアーノ・グリグロ、デボラ・サント
