今年の初めから、世界のNEV（新エネルギー車）市場は目覚ましい成長を遂げています。重要な新インフラとして、充電器は加速的に展開され、その規模は継続的に拡大しています。最新のデータによると、中国を例にとると、2025年1月までに中国の充電インフラの累計数は1321万3000基に達し、前年比49.1%増加しました。その中でも、高出力充電は中国の充電器業界における新たな明るい兆しとなっています。

高出力充電器は、その名の通り、高出力能力を持つ充電装置です。従来の充電器と比較して、最も顕著な利点は充電時間の劇的な短縮です。

高出力充電は、主に急速充電に使用される高出力の充電技術を表します。一般的に、充電出力が大きいほど充電時間は短くなり、充電出力は、AC充電の場合は車両のOBC（車載充電器）、DC充電の場合はBMS（バッテリー管理システム）によって決まります。充電が開始される前に、車両と充電機器間の通信がチェックされ確認されます。その重要な側面の一つが、車両が受け入れ可能な充電出力です。

現在、高出力充電は、車両全体の電圧プラットフォームを上げることなく、主に充電電流を増加させることを目的としています。しかし、充電電流が増加すると、端子やケーブルの発熱量が急激に上昇し、温度が急激に上昇して充電装置の電子部品が損傷したり、深刻な火災事故につながる可能性があります。

高電圧または高電流出力：充電電圧または充電電流、あるいはその両方を増加させることにより、単位時間あたりにバッテリーに供給される電力量を増加させます。例えば、従来の充電では5V/2Aのような低い電圧と電流を使用する場合がありますが、高出力充電では800Vや1000Vといった高い電圧、あるいは800Aや1500Aといった大きな電流を使用する場合があります。

2.2 充電回路設計の最適化：PFC + LLCアーキテクチャなどの高度な電源管理チップと回路トポロジーを採用します。これにより、充電効率が向上し、エネルギー損失が削減され、高出力出力条件下でも充電機器が高い変換効率と安定性を維持できるようになります。

2.3 インテリジェント充電管理：インテリジェントチップとアルゴリズムの助けにより、電力、電圧、温度などのバッテリー状態をリアルタイムで監視します。バッテリーの実際の状態に基づいて、充電パラメータが自動的に調整され、定電流、定電圧電流制限、定電圧フロート充電などの充電モードが実装されます。これにより、充電プロセスの安全性と効率が保証されます。

1 充電時間の短縮：高出力充電の最も大きな利点です。例えば、NEV分野では、電気大型トラックの電力を15分で60%以上回復させることができます。一般的なNEVでは、20%から80%まで充電するのにわずか15分しかかかりません。

2 ユーザーの利便性向上：高出力充電により、充電中のユーザーの待ち時間が短縮されます。これにより、EVなどのデバイスの使用がより便利になり、移動効率が向上し、「航続距離の不安」が軽減されます。

3 運用効率の向上：物流・輸送分野では、EVは迅速に充電を完了し、次の輸送業務に投入できるため、物流フリートの運用効率が向上し、運用コストが削減されます。

1 公共充電ステーション：高速道路のサービスエリアや大型駐車場などの公共の場所では、高出力充電パイルにより電気自動車の急速充電が可能になり、待ち時間を最小限に抑えます。

2 物流輸送：長距離輸送において、高出力充電は充電時間を大幅に短縮し、輸送効率を向上させます。

1 液体冷却充電技術：液体冷却充電技術は、充電ガンやケーブルなどの加熱機器を充電中に冷却するために冷却剤を使用します。この方法により、充電中の温度を効果的に制御でき、より細いケーブルの使用が可能になり、充電機器と車両の安全性を確保できます。テスラのV3スーパーチャージャーはこの液体冷却技術を採用しています。

2 800V高電圧アーキテクチャ：ポルシェタイカンなどの新開発EVの多くは、800Vの高電圧電気システムを採用しています。この高電圧システムは、充電時間を大幅に短縮できます。同じ電力の場合、電圧が高いほど電流は低くなり、充電中のエネルギー損失と発熱が減少します。

3 高出力充電器：高出力充電器は、驚異的な充電電力を提供できます。例えば、350kWの充電器は、15分でバッテリーの80%を充電できます。これらの充電器は通常、CHAdeMO、CCS、GB/Tなどの複数の規格をサポートしており、さまざまな車両との互換性を確保しています。

4 バッテリー管理システム（BMS）：バッテリー管理システムは、高出力充電において重要な役割を果たします。バッテリーの状態（温度、電圧、充電レベルなど）を監視し、安全で効率的な充電プロセスを保証します。BMSは充電戦略を最適化して、バッテリーの過熱や過充電を回避し、バッテリー寿命を延ばすことができます。

放熱

充電出力の増加に伴い、機器の放熱要求はより厳しくなります。例えば、480kWの充電パイルが全出力で稼働する場合、その放熱ニーズは20kWを超えます。高出力かつ長時間の稼働が求められる大型トラックの充電エリアでは、より効果的な放熱と高い機器信頼性が不可欠です。放熱分野では、従来の直接換気方式、独立したエアダクト、そして液体冷却の3つの主要技術があります。この中で、独立したエアダクトと液体冷却は比較的高い保護レベルを提供します。

総合効率

高出力化に伴い、効率の問題がより顕著になり、放熱やステーション全体の経済的利益に影響を与えます。電力変換の分野では、トポロジーやシステムレベルの最適化に加え、炭化ケイ素デバイスのような新しい半導体デバイスの応用も非常に重要です。しかし、現時点では、炭化ケイ素デバイスの応用には、コスト、高周波駆動の要求、支持磁性デバイスの設計、放熱、短絡保護などの課題が依然として存在します。

騒音

騒音は、ユーザーの充電体験やステーションの設置場所に影響を与えます。特に騒音要件が高い一部のシーンでは、騒音の大きい機器の使用ができない、または使用や設置が制限されるため、騒音の影響を低減するための対策が必要となります。騒音制御においては、ファンの配置、エアダクトの設計、および遮音材・吸音材の使用がすべて重要な要素であり、これらが一体となって騒音レベルに影響を与えます。

電力網

高出力DC充電の広範な適用は、電力網に影響を与えます。電力網の負荷が大幅に増加します。特にショッピングモールや住宅地などの場面では、電力網の容量が限られており、高出力充電設備へのアクセスには通常、追加の容量拡張が必要です。これらの地域での電力網の容量拡張は困難であるだけでなく、コストもかかります。高出力充電の急速な電力の昇降は、電力網の変動を激化させ、電力網の安定性に課題をもたらします。この急速な電力変化は、電力網のピーク・バレー特性に影響を与え、ピーク・バレー差を増加させ、ピーク・バレー時間の変化を引き起こす可能性もあり、ステーション運営の経済的利益に影響を与えます。

電力分配

電力分配容量、ケーブル敷設などのエンジニアリングアプリケーションの観点から見ると、360kW/480kWは120kWの充電デバイスの3/4倍以上になる可能性があるため、多くの360kW/480kWはテスラV3のような「ステーション内ステーション」またはデモンストレーションステーションを選択しています。

まず、高出力充電装置の標準構成として液体冷却放熱技術が採用され、放熱効率と装置寿命が向上しています。

第二に、インテリジェントおよび相互接続技術が徐々に成熟しています。IoT（モノのインターネット）、ビッグデータ、人工知能技術を通じて、充電パイルオペレーターは機器のリモート監視、障害診断、動的価格設定を実現し、運用効率を向上させることができます。

第三に、高出力充電パイルは互換性と汎用性をより重視するようになります。異なるブランド、モデル、仕様のNEVに対応でき、車両と充電パイル間の障壁を打破し、ユーザーにより便利な充電体験を提供します。

第四に、高出力充電は再生可能エネルギー源との統合が深まります。太陽光や風力エネルギーを使用して充電パイルに電力を供給することで、真にグリーンな充電が可能になり、二酸化炭素排出量をさらに削減し、持続可能なエネルギー開発を促進します。