双方向充電または双方向充電機能を備えたEVは、電力網にエネルギーを戻したり、住宅に電力を供給したり、緊急時や停電時にはバックアップ電源を提供したりするために使用できます。双方向充電器により、EVは太陽光発電や安価なオフピーク電力を蓄電して、家庭の電気代を削減できます。双方向充電について話すときはいつでも、V2G、V2H、V2L双方向充電の概念が欠かせません。このブログでは、これについて、またV2G双方向充電器とは何か、V2H双方向充電器とは何かなどについて学びましょう。
双方向充電とは何ですか? また、どのように機能しますか?
双方向EV充電とは、基本的に2つの方法（往復）で充電が行われる方式です。このタイプの充電では、電力網から車へエネルギーが流れたり、他の機器への電力供給に使用されたり、電力網に送り返されたりします。
個人用電子機器の充電に使用されるポータブル電源と同様に、車も同じように使用できます。EV の場合、家、バーベキュー、さらには電力網など、はるかに大きなデバイスを充電できます。
双方向充電は、いくつかの使用例をカバーする包括的な用語です。最も一般的な使用例は、V2G、V2H、および V2L です。では、V2G と V2H と V2L の双方向充電を比較してみましょう。
V2G、V2H、V2L 双方向充電とは何ですか?
双方向充電について話すとき、V2G、V2H、V2Lの概念がよく話題になります。V2GとV2HとV2Lの双方向充電には大きな違いがあります。
- V2G（車両からグリッドへ） このプログラムでは、EV が電力網にエネルギーを輸出して電力網をサポートします。
- V2L（車両から負荷まで） このタイプの配置では、EV を使用して他の EV を充電したり、他の電化製品に電力を供給したりできます。
- V2H（車から家へ） ここでは、EV エネルギーが企業や家庭に電力を供給するために使用されます。
V2G 双方向充電器または V2G 双方向充電とは何ですか?
V2G（Vehicle-to-Grid）とは、電気自動車（EV）のバッテリーに蓄えられたエネルギーのごく一部を、必要に応じて電力網に送電するシステムです。これはサービス契約の内容によって異なります。V2Gプログラムに参加するには、双方向充電器と互換性のあるEVが必要です。
このプログラムを選択したEV所有者には、金銭的なインセンティブも与えられます。クレジットが付与されるか、電気料金が削減されます。V2G対応のEVは、所有者がVPP（仮想発電所）プログラムに参加するのに役立ちます。ピーク需要時に電力を供給し、グリッドの安定性も向上します。
現在、V2G と双方向 DC 充電機能を備えた EV はほんの一握りです。V2G をサポートする EV には、三菱アウトランダーやエクリプス プラグイン ハイブリッド、後期モデルの日産リーフ (ZE1) などがあります。これで、V2G 双方向充電器または V2G 双方向充電とは何かがわかったはずです。
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V2G 双方向充電の問題点は何ですか?
V2G技術における大きな問題の一つは、標準的な双方向充電コネクタとプロトコルが不足していることである。さらに、規制上の課題も存在する。
車両からグリッドへの標準規格は、エネルギーをグリッドに放出する際の安全性、電力、電気要件を規制する必要があるため、複雑で困難です。双方向 EV 充電システム機器の場合、UL9741 は、現在開発中の提案安全規格です。UL1741 (安全規格) と、DER (分散型エネルギー リソース) を電力システムに相互接続するための IEEE1547 規格に基づいて構築されています。
現在、ほとんどのEVには標準のCCS DC充電ポートが搭載されています。現在、双方向充電にCCSポートを使用するEVはFord F-150 Lightning EVのみです。しかし、将来的には、V2GおよびV2H機能を備えたCCS接続ポートを備えたEVが増えるでしょう。それでは、V2H双方向充電器とは何かを見てみましょう。
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V2H 双方向充電器または V2H 双方向充電とは何ですか?
V2H（Vehicle-to-Home）はV2G（Vehicle-to-Give）とよく似ています。ただし、このシステムでは電力は電力網に送られるのではなく、家庭の電力として使用されます。これにより、EVは通常の家庭用蓄電池システムのように機能し、特に屋上太陽光発電と組み合わせることで自給率を高めることができます。しかし、V2Hの最も大きな利点は、停電時にバックアップ電源を供給できることです。
V2Hを適切に動作させるには、互換性のある双方向充電器と、エネルギーメーター（CTメーター）などの追加機器が必要です。CTメーターは、電力網との間のエネルギーの流れを監視するために使用されます。そのため、メーターは電力網の主接続点に設置する必要があります。システムが家庭で消費される電力網エネルギー量を検出すると、双方向EV充電器に同量の電力を放電するように指示します。これにより、電力網から引き込まれる電力を相殺します。同様に、このシステムが屋上太陽光発電アレイから電力が供給されていることを検出すると、その電力をEVの充電に転用します。これは、スマートEV充電器の動作と非常によく似ています。
緊急事態や停電の際にバックアップ電源を確保するには、V2H システムがグリッドの停電を検出し、自動接触器 (スイッチ) を使用してネットワークから分離できる必要があります。これをアイランディングと呼びます。
現在、V2Hテクノロジーを搭載しているEVはごくわずかです。これらのEVには、三菱アウトランダーPHEVと後期モデルの日産リーフが含まれます。これらのEVは両方とも、旧式のCHAdeMOコネクタを使用しています。新しいフォードF-150 Lightning EVは、車載双方向充電器を介してCCSコネクタを使用してV2Hモードで動作できるため、非常にユニークです。ただし、このEVモデルは、フォードチャージステーションプロとフォードホームインテグレーションシステムと一緒に使用する場合にのみ機能します。これで、V2H双方向充電器とは何かがわかりました。今度は、V2L充電とは何か、V2L双方向とは何かを知りたいと思います。
V2L 充電とは何ですか? V2L は双方向ですか?
V2L（Vehicle-to-Load）技術は、双方向充電器を必要としないため、上記で説明した他の2つの技術よりもはるかにシンプルです。VTOL（垂直離着陸機）と呼ばれることもあります。
V2L対応車両には、双方向充電器と標準的なAC電源コンセントが内蔵されており、一般的な家庭用AC電化製品を接続できます。ケーブルを介して電源を供給するために、専用のV2LアダプターとEV充電ポートを使用する車両もあります。緊急時には、車両から家庭へ延長コードを接続することで、コンピューター、冷蔵庫、照明、調理器具などの重要な機器に電力を供給できます。
合計 2.4kW の電力を供給する 9.6 つの 150kW AC 電源コンセントを介して、新型 Ford F-2 Lightning は V2L 機能を備えています。V6L 技術を備えた他の車両には、Kia EV5 と新型 Hyundai IONIQ 2 があります。これらの車には、外部と内部の両方の AC 電源コンセントがあります。これで、V2L 充電とは何か、そして VXNUMXL は双方向であるのかという疑問に答えられたはずです。
オフグリッドおよびバックアップ電源用の V2L
V2L搭載車両は、延長コードを使って特定の機器に電力を供給するバックアップ電源として非常に便利です。また、V2L電源をバックアップ配電盤、あるいは特定のAC切替スイッチや切り替えスイッチを使って主配電盤に直接接続することも可能です。
バックアップ発電機の必要性を減らす、あるいはなくすために、V2L 搭載車両をオフグリッド太陽光発電システムに組み込むこともできます。ほとんどのオフグリッド太陽光発電システムには双方向インバーター充電器があります。技術的には、この充電器は V2L 搭載車両を含むあらゆる AC 電源からの電力を使用できます。ただし、安全に行うには、インバーターを太陽光の専門家または資格のある電気技師が設置および構成する必要があります。これで、V2G、V2H、V2L の双方向充電の違いが理解できたはずです。
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市場で最も優れた双方向充電器 9 選とは?
双方向充電が可能な高度な EV 充電器は、双方向充電器と呼ばれます。単純に聞こえますが、交流 (AC) から直流 (DC) への電力変換プロセスは非常に複雑です。これは、AC を使用して充電する通常の単方向 EV 充電器とは逆です。
双方向充電器は通常のEV充電器とは異なり、インバーターと同様に動作します。充電中はACをDCに変換し、放電中は逆に変換します。ただし、これらの充電器は双方向DC充電に対応した車両専用です。市場で最も優れた双方向充電器は次のとおりです。
1. ウォールボックス クエーサー
Wallbox Quasarは、同種製品の中で最小サイズの双方向充電器です。実際、家庭用として設計された初のEV充電器です。高度な双方向DC充電機能を備えています。
この充電器の最大定格電力は 32A または 7.4kW です。ただし、CHAdeMO DC 車両コネクタを備えた車両にのみ対応している点に注意してください。現在、三菱アウトランダー プラグイン ハイブリッドと後期型日産リーフ EV でのみ使用できます。Wallbox Quasar の価格は、およそ 4500 ～ 8000 ドルです (地方税と国によって異なります)。
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2. レクティファイアー・テクノロジーズ・ハイベリー
レクティファイア・テクノロジーズは、オーストラリアの電力変換機器メーカーです。同社は、双方向のコンパクトな家庭用充電器を開発した世界で2番目の企業です。ハイベリー双方向DC充電器はまだ市場に出回っていませんが、96%の効率を誇り、非常にモダンでスリムなデザインが特徴です。同社はこの充電器が世界で最もスリムな双方向DC充電器になると主張しています。標準出力は7kW、高出力は11kW（46A）で、2つのサイズが用意される予定です。
当初は、V2G を介して、EV 所有者が余剰電力を電力網に販売できるようになります。ただし、V2H (Vehicle-to-Home) などの追加機能は、後日利用可能になります。CSS または CHAdeMO 準拠の電気自動車の両方と互換性があります。価格もまだ発表されていません。
3. ウォールボックス クエーサー 2
先日、Wallboxは第2世代となるQuasar 2を発表しました。この新しい双方向DC充電器は、ゼロから設計されています。最大48Aまたは11.5kWの放電・充電電力を提供します。デザインも以前のモデルとは全く異なります。以前のモデルはディスプレイのない独特な外観でしたが、新しいQuasar 2には停電時に対応車両から家庭に電力を供給できるブラックアウトモードが搭載されています。
Wallbox 社は、この充電器は、家庭の電力供給を車両供給にスムーズに移行できると主張しています。つまり、この充電器は、家庭を電力供給から安全に切り離すために必要な外部の電力供給アイソレータ (請負業者) と連動して動作します。完全な仕様はまだ発表されておらず、したがって価格もまだ不明です。ただし、同社の Web サイトには、この充電器には Bluetooth、WiFi、イーサネット、さらには 3G/4G を含む幅広い通信オプションが含まれると記載されています。
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4. エンポリアV2X双方向充電器
Emporiaはコロラド州に拠点を置く小規模企業で、V2X対応の双方向ホーム充電器を開発しました。この充電器は、 BREK Electronics社が設計したシリコンカーバイドベースのAC/DCインバーターを内蔵しており、非常に優れた製品です。最大出力は11.52kWまたは48Aです。Emporia Vueホームエネルギー管理システムと連携でき、CSS Type 1コネクタに対応しているため、蓄電ニーズとエネルギー使用を自動化できます。最も注目すべき機能は、オフグリッドアイランド機能に対応していることです。互換性のあるグリッドアイソレーションデバイス（コンタクタ）を追加することで、オフグリッドモードで動作します。
価格は約 1500 ドルで、最も手頃な価格のユニバーサル双方向充電器の 2023 つです。ただし、この製品はまだ設計段階にあり、XNUMX 年にリリースされる予定です。
5. Delta V2H双方向充電器
デルタエレクトロニクスは、エネルギー貯蔵や太陽光発電など、電力変換およびエネルギー効率化機器を専門とする企業です。同社は、住宅用および商業用アプリケーション向けに、双方向EV充電器を幅広く製造しています。
Delta V2H は、3 相の車両から家庭への双方向充電器 (V2H) で、定格出力 22kW または 11kW の 95 つのモデルがあります。この充電器は、オフグリッド (バックアップ) モードとオングリッド モードで動作できます。ただし、この充電器は現在 CHAdeMO 車両コネクタとのみ互換性があります。また、6% という高い動作効率も実現しています。この充電器の XNUMXkW 単相バージョンも開発中ですが、今のところ詳細はあまりわかっていません。
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6. フェルマータ エナジー FE-15
FE-15双方向充電器は、2010年に設立された米国企業Fermata Energy社によって製造されています。北米で入手可能な双方向DC充電器の中でも最も強力な機種の一つです。充電出力と放電出力はともに15kWです。現在、この充電器はCHAdeMO DCコネクタを搭載した車両のみに対応しています。仕様とデザインから判断すると、この壁掛け式充電器は耐久性、安全性、そして性能を重視して設計されていることは明らかです。
この充電器はUL9741認証も取得しています。現在、米国では日産リーフでの使用が認証されている唯一のDC充電器です。親会社は、小型商用電気自動車で使用できる、より強力な3相20kW双方向充電器も開発しました。
7. オーテル マキシチャージャー V2X
Autel Energyは、2004年に設立された米国に拠点を置く企業です。インテリジェントな自動車関連サービスと製品を専門としています。長年にわたり、同社は高品質な家庭用EV充電器、業務用EV充電ソリューション、および各種急速DC充電器の開発に携わってきました。
Autel MaxiCharger V2X は、V12H と V2G の両方の機能、つまり車両とあらゆるもの (V2X という用語の由来) を提供する高出力 2kW 双方向充電器です。CHAdeMO または CCS1 のいずれかで利用でき、イーサネット、CAN、WiFi、Bluetooth、OCPP 1.6J 通信プロトコル、RS485 など、幅広い通信オプションを提供します。最も注目すべきは、CCS1 バージョンが 150 ～ 950V DC のさまざまな DC 電圧範囲で動作することです。つまり、新しい高電圧の車両プラットフォームと互換性があるということです。公式リリース日と価格はまだ不明です。
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8. エンフェーズ双方向EV充電器
Enphase Energyは、2006年に設立された世界有数の太陽光発電用マイクロインバーターメーカーです。Enphaseの双方向EV充電器は、 V2H（Vehicle-to-Home）とV2G（Vehicle-to-Grid）の両方の機能を実現するIQ8マイクロインバーター技術をベースに構築されています。この機能により、非常にユニークな製品となっています。IQ8マイクロインバーターは、実際にはオフグリッドモードとオングリッドモードの両方で動作可能なマイクロ双方向インバーターです。
この充電器は双方向充電器を構築するのに最適です。さらに、Enphase の家庭用エネルギー エコシステムへのスムーズな統合も可能になります。双方向充電器は Enphase Encharge バッテリー システムと非常によく似ていますが、EV 充電器の場合、バッテリーは車両内にあります。
Enphase はこの充電器の完全な仕様をまだ発表していません。入手可能な限られた情報に基づくと、この充電器は Encharge 10 バッテリー システムに非常に似ているようです。おそらく 2024 年にリリースされるでしょう。
9. フォード チャージ ステーション プロ
Charge Station Proは、フォード専用のEV充電器です。最大出力は19.2kW（240V）、または80アンペアです。2022年半ば頃に新型フォードF-150ライトニング・エレクトリック・ピックアップと同時に発売されました。フォードはこの充電器の開発にあたり、シーメンスeMobilityと協力しました。この充電器を使用することで、F-150 EVから家庭への電力供給が可能になり、ホームインテグレーションシステムと併用することで、最大9.6kWの電力を供給し、インテリジェントなバックアップ電源として機能します。
この充電器が電力変換に関してどのように機能するかはまだ明らかではありません。ただし、この充電器は、EV の内部充電器を使用して双方向電力変換を行う AC 双方向システムとして、または米国標準の J1172 コネクタ (J プラグ) を使用する通常の AC 充電器として動作できるようです。したがって、この充電器には、このリストに記載されている他の充電器のような内蔵インバーターはありません。
Ford Charge Station Pro の公式価格は、設置費込みで約 1310 米ドルです。ただし、Ford Home 統合システムの価格はまだ発表されていません。
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双方向充電からどのようなメリットが得られますか?
双方向充電の主な利点は次の3つです。
1.お金を稼ぐ
V2G（Vehicle-to-Grid）を利用すれば、電力網にサービスを提供することで収益を得ることができます。電力会社は、電力需要が高い時にあなたのバッテリーを放電し、需要が低い時に充電します。提供するサービスの期間と種類に応じて、合意された料金が支払われます。
2 お金を節約
電気自動車を所有する場合の継続的なコストは、ガソリン車よりも明らかに低いことは当然です。これは、サービス、メンテナンス、燃料コストが低いためです。
双方向充電機能を使えば、車のバッテリーから家庭へエネルギーを送ることで（V2H）、電気代を削減できます。電気料金を抑えるために、定置型バッテリーと同様に負荷シフトを活用することも可能です。
負荷シフトにより、エネルギーが高価なときに充電と放電を行い、安価なときに充電することで電気代を削減できます。V2H を使用する主な欠点は、互換性のある双方向充電ウォールボックスに常に接続する必要があることです。
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3.エネルギー自給
双方向充電の大きな利点の1つは、電力網への依存をなくしたり、減らしたりできることです。ただし、双方向充電によって完全に電力網から独立した生活を送ることはまず不可能でしょう。しかし、電力網からのエネルギー消費量を大幅に削減することはできます。
双方向充電によりEVの劣化が進むのでしょうか？
スマートフォンのバッテリーと同様に、電気自動車（EV）もエネルギーを使用するたびに、ごくわずかな劣化が生じます。日常的な運転に加えて、車をエネルギー貯蔵装置としても使用すると、充放電サイクル（完全充電と完全放電）の回数が増加します。理論的には、これによりバッテリーの劣化が加速します。
運転と比較すると、双方向放電はバッテリーへの負荷が少ないことを示唆する証拠がいくつかあります。双方向使用による低い一定負荷と比較すると、運転による電力の変動性と強度によってより多くの熱が発生します。
これで、双方向充電、その利点、そして最も重要な V2G と V2H と V2L の双方向充電の比較に関する重要なポイントをすべて学習できました。
