Eモビリティの推進
執筆者：Georg Grunenberg、アプリケーションエキスパートEV充電インフラ事業部 デバイスコネクタ部門Phoenix Contact GmbH & Co. KG, Blomberg
電動モビリティは、完全電動化社会において重要な役割を担い、持続可能な未来への道筋を拓きます。しかしながら、その普及には充電ポイントの高い可用性、低いメンテナンス要件、そして短い充電時間が不可欠です。これらの要素を改善するには、電気接続技術が大きく寄与します。
現行のウォールボックスは、コンパクトな形状と高い機能性を兼ね備えた魅力的なデザインを提供しています。
世界的に必要とされる充電ポイントの数は増加を続けております。この成長において、交流（AC）充電と直流（DC）充電の両方が中心的な役割を担っております。交流充電は通常、ご自宅のウォールボックスや公共の交流充電ステーションを通じて行われ、夜間充電や車両が長時間駐車される場所に最適です。一方、直流充電はバッテリの補充を大幅に高速化します。これは長距離移動において極めて重要です。
AC充電とDC充電の比較
地域によって異なりますが、交流充電ポイントと直流充電ポイントの比率は約10:1です。2030年までに、欧州だけで3,000万基以上の新たな交流充電ポイントが必要となります*。これらの交流充電器を費用対効果の高い方法で導入し、信頼性の高い運用を実現するためには、接続技術が極めて重要です。
経済的で信頼性の高いAC充電ポイント
モジュラー式充電ステーションには、電源装置、AC充電コントローラ、コンタクタ、エネルギーメータ、通信モジュール、漏電監視装置などの構成要素が、DINレールに取り付けられ、手作業でワイヤされることがよくあります。手作業による組み立てとワイヤは、時間がかかり、コストがかさみ、またミスが生じやすいものです。
従来のウォールボックス設計で、DINレールに取り付けられた独立したモジュールを備えています。
より良い方法は、可能な限り多くの機能を直接プリント基板（PCB）上に統合することです。これにより手作業によるワイヤが削減され、エラー率が低下すると同時に、壁掛けボックスのコンパクト化が図られます。基板実装部品は広く入手可能であり、一般的に別体のモジュールよりもコスト効率に優れています。
ワイヤ作業を大幅に削減したPCBベースのウォールボックス
自動位相切替機能付きPV余剰電力充電システム
太陽光発電の余剰電力による充電は、余った太陽光発電の電力を電気自動車の充電に活用します。自動相切替機能付きウォールボックスは、1.3kWでの単相充電を開始し、より高い電力レベルでは三相に切り替えることで、エネルギー利用を最大化します。蓄バッテリと組み合わせることで、余剰太陽光エネルギーを蓄え、後日の電気自動車充電や家庭用電力として利用することが可能です。
自動位相切替により、太陽光発電エネルギーを最大限に活用できます。
安全かつ迅速な現地設置
欧州における11kW充電ポイントの平均投資額は、1kWあたり約125ユーロです。つまり11kWユニットの費用は約1,375ユーロとなります。設置費用は約375ユーロ、全体の約30％を占めます。設置業者は時間的制約のもとで作業を行うことが多く、マニュアルを確認する時間がほとんどありません。直感的で安全なクイック接続技術は、明確な利点を提供します。ネットワーク接続（単相、二相、または三相）においては、負荷の均等な分散のため、三相ワイヤが推奨されます。
導体サイズが6mm²（場合によっては16mm²）までの場合、レバー操作式のプリント基板用端子台が最適です。オレンジ色のレバーにより、接続が直感的で工具不要、かつ迅速に行えます。レバーの位置で接続状態が視覚的に確認できるため、追加の点検が不要となります。高いばね力により、長期にわたる接触信頼性が確保されます。Phoenix ContactのLPTシリーズは、2.5 mm²から25 mm²までの導体断面積に対応し、水平および斜めのワイヤ挿入方式により、最適なデバイス統合を実現します。
レバー接続技術は、オレンジ色のアクチュエーターにより直感的に操作できます。高いスプリング力が、永続的に確実な接続を保証します。
複数の充電ポイントを設置する際には、電源を各ポイント間でループ接続する必要があります。QPDおよびPRCコネクタ付きの事前組立済みケーブルは、この作業を簡素化します。これらのケーブルの配線コードは誤接続を防止し、迅速かつ安全な設置を実現します。
PRCシリーズの防水・防塵コネクタを介した複数ウォールボックスへの電力供給
省スペース設計の内部ワイヤ
内部ワイヤはメーカーにおいて管理された環境下で行われます。迅速なワイヤを可能とする省スペース接続技術が不可欠です。プッシュイン式プリント基板端子およびコネクタが第一選択肢となります。フェニックスコンタクト社は信号および電源接続向けに包括的な製品ラインアップを提供しており、垂直・水平・角度付き配置により最大限の柔軟性を実現します。
電気自動車とAC充電ポイント間の通信は、充電ケーブル内の制御パイロット（CP）ラインを介したPWM（パルス幅変調）信号を使用します。これにより、車両は充電の開始、監視、停止が可能となります。近接パイロット（PP）接点は、安全な充電のためのケーブル電流容量を識別します。これらの信号は最大12VおよびmAレベルの電流で動作します。コンパクトなプッシュX技術搭載コネクタは、このような低電圧接続に最適です。プッシュX技術により、柔軟な導体を直接挿入でき、挿入時のクリック音によるフィードバックが得られます。
信頼性の高い通信のための堅牢なコネクタ
AC充電ポイントでは、LTE、WLAN、Bluetoothによる無線通信がサポートされていることがよくあります。
- LTE（セルラー）：リモート監視・制御、エラー報告、およびバックエンドシステム経由の課金
- WLAN：ローカル設定およびスマートホーム統合
- Bluetooth：迅速な認証および短距離設定
これらの機能は通常、通信用プリント基板に統合されており、必要に応じて差し込みます。高ピン数のファインピッチ基板間接続または基板-ワイヤ接続コネクタ（ピッチ：0.635 mm、0.8 mm、1.27 mm）により、信頼性の高い接触が確保されます。屋外充電器は過酷な気候条件に直面するため、コネクタはIEC 61851-1に準拠し、-25℃から+55℃の温度範囲に耐えなければなりません。熱の影響によりコネクタ内で相対的な動きが生じる可能性があります。フェニックスコンタクトのFSシリーズフローティングコネクタは、最大0.7mm（x/y方向）および0.6mm（z方向）の公差を補償します。
堅牢なFS 0.635浮動コネクタは広い許容範囲を備えており、通信モジュールおよびHMIとの間で信頼性の高い長期的なデータ交換を保証します。
充電器にはワイヤインターフェイスも搭載される場合があります：ファームウェア更新および診断用のUSB-A/C、ならびにLAN接続用のRJ45です。Phoenix Contactでは、現場組立対応のRJ45コネクタ、パッチケーブル、USBソリューションを幅広く取り揃えております。
まとめ
適切な接続技術により、試運転時の緩みや誤ったワイヤによる故障を防止します。高品質で長期安定性の高い接点は、過酷な環境下においても充電ステーションやウォールボックスの信頼性の高い動作を保証します。