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充電ステーションは、充電ポイント、充電装置、または電気自動車供給装置（EVSE）とも呼ばれ、プラグイン電気自動車（バッテリー電気自動車、電気トラック、電気バス、近距離電気自動車、プラグインハイブリッド車を含む）の車載バッテリーパックを充電するための電力を供給する電源装置です。
電気自動車（EV）の充電器には、交流（AC）充電ステーションと直流（DC）充電ステーションの2種類があります。電気自動車のバッテリーは直流電力でしか充電できませんが、電力網から供給される電力のほとんどは交流です。そのため、ほとんどの電気自動車には「オンボードチャージャー」（OBC ）と呼ばれるAC-DCコンバーターが内蔵されています。AC充電ステーションでは、電力網からのAC電力がこのオンボードチャージャーに供給され、DC電力に変換されてバッテリーが充電されます。DC充電器は、コンバーターを充電ステーションに統合することで、より高出力の充電（より大型のAC-DCコンバーターが必要）を実現し、車両のサイズ、重量、コストの制約を回避します。ステーションはオンボードコンバーターを介さずに、車両に直接DC電力を供給します。最新の電気自動車のほとんどは、ACとDCの両方の電力に対応しています。
公共充電ステーションは通常、路上や小売店、政府施設、その他の駐車場に設置されています。民間の充電ステーションは通常、住宅、職場、ホテルに設置されています。公共充電は、DC急速充電ネットワーク、グリッドのアップグレード、高速道路回廊拡張プロジェクトへの高額な設備投資により、2025年には世界のEV充電インフラ収益の約46%を占める見込みです。[ 1 ]
充電ステーションには、さまざまな国際規格に準拠したコネクタが備えられています。DC充電ステーションは、異なる規格を使用する様々な車両を充電するために、複数のコネクタを備えているのが一般的です。
ベンダー間の相互運用性を可能にするため、充電技術に関する複数の標準が確立されています。命名法、電力、コネクタに関する標準が利用可能です。テスラはこれらの分野で独自の技術を開発し、2012年に充電ネットワークの構築を開始しました。[ 2 ]
2011年に欧州自動車工業会（ACEA）は以下の用語を定義しました。[ 3 ]
「電気自動車コネクタ」と「電気自動車インレット」という用語は、以前は1999年の米国国家電気規程（NEC）第625条で同じように定義されていました。NEC-1999では、「電気自動車供給装置」という用語も、「敷地内配線から電気自動車にエネルギーを供給する目的で特別に設置された」ユニット全体と定義されており、「導体、電気自動車コネクタ、接続プラグ、およびその他のすべての付属品、装置、電源コンセント、または機器」が含まれます。[ 4 ]
テスラ社は、充電器のグループを「充電ステーション」と呼び、個々のEVSEを「コネクタ」と呼んでいます。 [ 5 ]
米国国家電気輸送インフラ作業評議会（IWC）は、1991年に電力研究所（EPRI）によって設立され、自動車メーカーと電力会社からメンバーが選出され、米国における規格を策定した。[ 7 ] IWCの初期の活動は、1999年版米国電気工事規程（NEC）ハンドブックにおける3段階の充電レベルの定義につながった。[ 6 ] : 9
1999年版NECでは、レベル1充電機器（NECハンドブックで定義されているが、規格には記載されていない）は、接地付きの標準的なNEMA 5-20R 3ピンコンセントを介して電力網に接続され、プラグから12インチ（30cm ）以内に漏電遮断器が必要とされた。電源回路は最大定格電流の125%で保護する必要があり、例えば、連続電流16アンペア（「アンペア」または「A」）の充電機器には、 20Aのブレーカーが必要であった。 [ 6 ]： 9
レベル2充電装置（ハンドブックで定義されているもの）は、NEC-1999に基づき、固定された場所に恒久的に配線され、固定されていました。また、接地と地絡保護が必要でした。さらに、充電中に車両が始動しないようにするためのインターロックと、ケーブルとコネクタの安全分離機構も 必要でした。分岐回路を保護するために、40Aブレーカー（連続最大供給電流の125%）が必要でした。[ 6 ]： 9利便性と充電速度の向上のため、初期のEVの多くは、所有者やオペレーターがレベル2充電装置を設置することを好みました。この装置は、誘導パドル（ Magne Charge）または導電性コネクタ（Avcon ）を介してEVに接続されました。[ 6 ]： 10-11、18
レベル3充電装置は、車両外の整流器を使用して入力交流電力を直流に変換し、それを車両に供給した。1999年版NECハンドブックは、執筆当時、レベル3充電装置には電力会社が配電システムと変圧器をアップグレードする必要があると予測していた。[ 6 ]： 9
The Society of Automotive Engineers (SAE International) defines the general physical, electrical, communication, and performance requirements for EV charging systems used in North America, as part of standard SAE J1772, initially developed in 2001.[9] SAE J1772 defines four levels of charging, two levels each for AC and DC supplies; the differences between levels are based upon the power distribution type, standards and maximum power.
AC charging stations connect the vehicle's onboard charging circuitry directly to the AC supply.[9]
Commonly, though incorrectly, called "Level 3" charging based on the older NEC-1999 definition, DC charging is categorized separately in the SAE standard. In DC fast-charging, grid AC power is passed through an AC-to-DC converter in the station before reaching the vehicle's battery, bypassing any AC-to-DC converter on board the vehicle.[9][10]
Additional standards released by SAE for charging include SAE J3068 (three-phase AC charging, using the Type 2 connector defined in IEC 62196-2) and SAE J3105 (automated connection of DC charging devices).
In 2003, the International Electrotechnical Commission (IEC) adopted a majority of the SAE J1772 standard under IEC 62196-1 for international implementation.
The IEC alternatively defines charging in modes (IEC 61851-1):
電力網と「充電器」（電気自動車用電源装置）との接続は、3つのケースで定義されています（IEC 61851-1）。
北米充電規格（NACS）は、テスラ社が自社車両で使用するために開発しました。2022年にテスラ社が仕様を公開するまで、独自の規格でした。[ 14 ] [ 15 ]このコネクタは、J1772/CCSコネクタよりも物理的に小さく、AC充電とDC充電の両方の機能に同じピンを使用します。
2023年11月現在、自動車メーカーのフォード、ゼネラルモーターズ、リビアン、ボルボ、ポールスター、メルセデス・ベンツ、日産、ホンダ、ジャガー、フィスカー、ヒュンダイ、BMW、トヨタ、スバル、ルーシッドモーターズはすべて、将来的に北米向け車両にNACSコネクタを搭載することを約束している。[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]自動車スタートアップのアプテラモーターズも、自社の車両にこのコネクタ規格を採用している。[ 19 ]ステランティスやフォルクスワーゲンなどの他の自動車メーカーは、2023年末時点では発表していない。[ 20 ]
充電ポイントに関する欧州連合（EU）の要件を満たすため、 [ 21 ] EUで販売されるテスラ車にはCCS Combo 2ポートが装備されています。北米とEUの両ポートは、 テスラのスーパーチャージャーネットワークを介して480V DCの急速充電に対応しており、スーパーチャージャーはNACSとCCSの充電コネクタを様々に使用しています。スーパーチャージャーのバージョンに応じて、72kW、150kW、または250kWの電力が供給され 、最初のものはSAE J1772のDCレベル1に相当し、2番目と3番目はDCレベル2に相当します。2021年第4四半期時点で、テスラは世界中に3,476か所のスーパーチャージャー設置場所と31,498基のスーパーチャージャー（平均で1か所あたり約9基の充電器）があると報告しています。[ 5 ]
2020年時点で、電気自動車および小型トラック向けのCCS DC急速充電規格の拡張版が開発されており、大型商用車（クラス8、場合によっては6および7、スクールバスや路線バスを含む）に高出力充電を提供する予定だった。 2018年3月にCharging Interface Initiative e. V.（CharIN）タスクフォースが結成されたとき、開発中の新しい規格は当初、商用車向け高出力充電（HPC）（HPCCV）[ 22 ]と呼ばれ、後にメガワット充電システム（MCS）と改名された。MCSは、理論上の最大電力4.5メガワット（MW）で、 200 ～ 1500V 、0 ～ 3000Aの範囲で動作することが期待されている。この提案では、MCS充電ポートが既存のCCSおよびHPC充電器と互換性があることを求めている。[ 23 ]タスクフォースは2019年2月に集約された要件を発表し、最大制限を1000 V DC（オプションで1500 V DC）および3000 Aの連続定格とすることを求めた。[ 24 ]
コネクタ設計は2019年5月に選定され[ 22 ]、2020年9月に米国国立再生可能エネルギー研究所（NREL）で試験が行われた。13社のメーカーが試験に参加し、7つの車両用インレットと11の充電器コネクタの結合性能と熱性能が検証された[ 25 ] 。最終的なコネクタ要件と仕様は、2021年12月にMCSコネクタバージョン3.2として採用された[ 26 ] [ 27 ]。
ポートランド・ジェネラル・エレクトリックの支援を受けて、ダイムラー・トラック・ノースアメリカは2021年4月21日、オレゴン州ポートランドにある本社向かいに、初の大型車両充電ステーション「エレクトリック・アイランド」を開設した。このステーションは8台の車両を同時に充電でき、充電ベイはトラクター・トレーラーに対応できるサイズになっている。さらに、1MWを超える 充電器が利用可能になった際には、それにも対応できる設計になっている。[ 28 ]スタートアップ企業のWattEVは2021年5月、カリフォルニア州ベーカーズフィールドに40台収容可能なトラックストップ/充電ステーションを建設する計画を発表した。フル稼働時には、 敷地内の太陽光発電設備と蓄電池から部分的に供給される合計25MWの充電電力を供給する予定だった。[ 29 ]
一般的なコネクタには、タイプ 1 (ヤザキ)、タイプ 2 (メンネケス)、CCS コンボ 1 および 2、CHAdeMO、およびテスラがあります。[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]多くの標準プラグタイプは、 IEC 62196-2 (AC 電源用) および 62196-3 (DC 電源用)で定義されています。
EV充電器の種類に関する簡単なメモ
CCS DC充電には電力線通信（PLC）が必要です。DC電流を供給するために、タイプ1またはタイプ2の車両用インレットと充電プラグの下部に2つのコネクタが追加されます。これらは一般的にコンボ1コネクタまたはコンボ2コネクタと呼ばれています。インレットのスタイルは通常、国ごとに標準化されているため、公共の充電器は両方のタイプのケーブルを取り付ける必要がありません。一般的に、北米ではコンボ1タイプの車両用インレットが使用され、世界のほとんどの地域ではコンボ2が使用されています。
CHAdeMO規格は日産、三菱、トヨタが採用しており、SAE J1772 Combo規格はGM、フォード、フォルクスワーゲン、BMW、ヒュンダイが支持している。どちらのシステムも約20分で80%まで充電できるが、互換性はない。クリーンテクノロジーのマーケティングおよびコンサルティング会社であるNavigant Researchの編集ディレクター、リチャード・マーティン氏は次のように述べている。
CHAdeMOコネクタとSAE Comboコネクタ間のより広範な対立は、今後数年間の市場にとって障害となり、解決する必要があると我々は考えている。[ 35 ]
米国では、1990年代後半から2000年代初頭にかけて初めて市場に投入されたGM EV1、フォード・レンジャーEV、シボレーS-10 EVなどの多くのEVは、許容可能な充電速度を維持するために、NEC-1999で定義されているレベル2（単相交流）EVSEの使用を好んだ。これらのEVSEには、誘導コネクタ（Magne Charge）または導電コネクタ（一般的にAVCON）のいずれかが取り付けられていた。誘導システムを支持したのはGM、日産、トヨタであり、導電システムを支持したのはダイムラークライスラー、フォード、ホンダであった。[ 6 ]： 10-11
Magne Chargeのパドルには2種類のサイズがありました。旧型の大型パドル（EV1およびS-10 EVに使用）と、新型の小型パドル（初代トヨタRAV4 EVに使用、アダプターを介して大型パドル搭載車にも互換性あり）です。[ 36 ]大型パドル（1994年導入）は液冷式車両の吸気ポートに対応するために必要でしたが、小型パドル（2000年導入）は空冷式吸気ポートに対応していました。[ 37 ] [ 38 ]： 23誘導パドルカップリングの技術要件を規定したSAE J1773は、1995年1月に初版が発行され、1999年11月に改訂版が発行されました。[ 38 ]： 26
影響力のあるカリフォルニア州大気資源局は、低コストと耐久性を理由に、2001 年 6 月 28 日に導電性コネクタを標準として採用し[ 39 ]、マグネチャージ パドルは翌年 3 月までに廃止されました[ 40 ] 。当時、製造元にちなんで命名された 3 つの導電性コネクタが存在しました。Avcon (別名バットアンドピン、フォード、ソレクトリア、ホンダで使用)、Yazaki (別名ピンアンドスリーブ、RAV4 EV で使用)、ODU (ダイムラークライスラーで使用) です[ 38 ] : 22 Avcon バットアンドピン コネクタはレベル 2 およびレベル 3 (DC) 充電をサポートし、SAE J1772 推奨実施基準の最初のバージョン (1996 年) の付録に記載されていました。2001 年バージョンでは、コネクタの説明が実施基準の本文に移動され、米国における事実上の標準となりました。[ 38 ] : 25 [ 41 ] IWC は環境および耐久性試験に基づいて、北米向けに Avcon バット コネクタを推奨しました。 [ 38 ] : 22 [ 42 ]実装された Avcon コネクタは、レベル 2 用に 4 つのコンタクト (L1、L2、パイロット、グランド) を使用し、レベル 3 用にさらに 5 つのコンタクト (シリアル通信用に 3 つ、DC 電源用に 2 つ) (L1、L2、パイロット、Com1、Com2、グランド、クリーン データ グランド、DC+、DC−) を追加しました。[ 43 ] 2009 年までに、J1772 は代わりに丸型のピンアンドスリーブ (Yazaki) コネクタを標準実装として採用し、長方形の Avcon バット コネクタは廃止されました。[ 44 ]
充電時間は、バッテリーの容量、電力密度、および充電電力に依存します。[ 45 ]容量が大きいほど、バッテリーが保持できる充電量が多くなります（燃料タンクの大きさに相当）。電力密度が高いほど、バッテリーは単位時間あたりにより多くの充電を受け入れることができます（タンクの開口部の大きさに相当）。充電電力が高いほど、単位時間あたりに供給されるエネルギーが多くなります（ポンプの流量に相当）。高速充電の重要な欠点は、電力網に負荷がかかることです。[ 46 ]
カリフォルニア州大気資源局は、ゼロエミッション車として認定されるための最低目標航続距離を150マイル（240km ）と定め、さらに急速充電に対応できる車両であることも規定した。[ 47 ]
充電時間は次のように計算できます。[ 48 ]
実効充電電力は、バッテリーまたはバッテリー管理システムの制限、充電損失（最大25％にもなる場合がある[ 49 ] ）により最大充電電力よりも低くなる可能性があり、充電コントローラーによって適用される充電制限により時間とともに変化する可能性があります。
2025年初頭、中国の2社が、電気自動車が5分間の充電で長距離を走行できるバッテリー技術を発表した。[ 50 ] BYDは、当時の米国の充電器のピーク充電速度が400kW以下だったのに対し、ピーク充電容量が1,000kW （1MW ）のバッテリーを開発した。 [ 50 ]中国の送電網インフラは、高出力充電ハブを電力網に直接接続することを可能にし、場合によっては高圧線にも接続できるため、米国の地域電力会社のアップグレードの遅延を回避できる。[ 50 ]
初代日産リーフのような第一世代電気自動車の使用可能なバッテリー容量は約20キロワット時（kWh）で、航続距離は約100マイル（160km ）でした。テスラは、より長距離の車両を最初に導入した企業であり、当初は40kWh 、60kWh 、 85kWhのバッテリー容量を持つモデルSを発売し、後者は約480km （300マイル）の航続距離を実現しました。[ 51 ] 2022年現在 プラグインハイブリッド車は通常、15 ～60マイル（24～97km ）の電気走行距離を持っていた。[ 52 ]
バッテリーは直流電力で充電されます。電気自動車は、電力網から供給される交流電力で充電するために、小型の交流-直流コンバータを車内に内蔵しています。充電ケーブルは電力網から直接交流電力を供給し、車内はこの電力を内部で直流に変換してバッテリーを充電します。ほとんどの電気自動車に内蔵されているコンバータは、通常、6～7 kW までの充電速度をサポートしており、一晩の充電には十分です。[ 53 ]これは「交流充電」として知られています。電気自動車の急速充電を容易にするには、はるかに高い電力 (50～100 kW 以上) が必要です。これには、車内に組み込むには実用的ではない、はるかに大きな交流-直流コンバータが必要です。代わりに、交流-直流変換は充電ステーションで行われ、内蔵コンバータをバイパスして直流電力が車に直接供給されます。これは直流急速充電として知られています。
充電ステーションは通常、複数の電気自動車が利用でき、電気自動車が充電されていないときは電源を遮断するための電流または接続検知機構を備えている。
安全センサーの主な種類は以下の2つです。
センサー配線は反応速度が速く、故障する部品点数も少なく、設計・実装コストも低い可能性がある。一方、現行のセンサーは標準コネクタを使用でき、電力会社が実際に消費された電力を監視したり、その分を課金したりすることも可能だ。
長距離ドライブには公共充電ステーションのネットワークが必要です。また、集合住宅などでよくあるように、自宅に充電ステーションがない車両にとっても不可欠です。料金は国、電力会社、電源によって大きく異なります。一部のサービスは分単位で課金されますが、他のサービスは受け取ったエネルギー量（キロワット時で測定）で課金されます。米国では、一部の州がkWh単位の充電の使用を禁止しています。[ 55 ]
先進国では充電ステーションに新たなインフラはほとんど必要なく、新しいネットワークで新しい燃料を供給するよりも少ないかもしれない。[ 56 ]これらのステーションは既存の遍在する電力網を活用できる。[ 57 ]
充電ステーションは、さまざまな障壁に対処するために、公共機関、商業企業、および一部の大手雇用主によって提供されています。オプションには、路肩で使用するシンプルな充電ポール、屋根付き駐車場用の充電キャビネット、電力分配機器と統合された完全自動化充電ステーションなどがあります。[ 58 ]
2012年12月現在 2014年8月現在、米国、ヨーロッパ、日本、中国には約5万基の非居住用充電ポイントが設置されている。[ 59 ] 約 3,869 基の CHAdeMO 急速充電器が設置され、そのうち 1,978 基が日本、1,181 基がヨーロッパ、686 基が米国、24 基がその他の国に設置されました。[ 60 ] 2021 年 12 月現在、米国とカナダを合わせた公共および民間の EV 充電ステーションの総数は 57,000 基を超えています。[ 61 ] 2023 年 5 月現在、世界の公共 EV 充電ポイントは 390 万基を超え、ヨーロッパが 60 万基以上、中国が 270 万基以上でトップとなっています。[ 62 ]米国には、プラグイン電気自動車 (EV) 用の充電コンセントが 138,100 基以上あります。 2023年1月、S&Pグローバルモビリティは、米国には約126,500のレベル2充電ステーションと20,431のレベル3充電ステーションがあり、さらに16,822のテスラスーパーチャージャーとテスラデスティネーションチャージャーがあると推定した。[ 63 ]
2024年7月現在中国の充電ステーションの総数は1,060万に達し、そのうち320万が公共のもので、740万が民間のもので、55%以上がDC充電ステーションであるとCCTVニュースは伝えている[ 64 ]。これにより、中国は世界最大かつ最も多様な自動車充電ネットワークを持つ国となった[ 65 ] 。これは、2012年に存在した17,000の公共充電ステーションに続くもので、そのほとんどは中国国家電網が北京、上海、杭州、深圳、合肥などの主要都市で試験プログラムとして建設したものである。
2012年12月現在 日本には1,381基の公共DC急速充電ステーションがあり、世界最大の急速充電器の設置数を誇るが、AC充電器は約300基しかない。[ 59 ]
2013年9月現在 オーストラリア最大の公共充電ネットワークは、首都パースとメルボルンにあり、両都市に約30の充電ステーション（7kW AC）が設置されている。他の首都には小規模なネットワークが存在する。[ 66 ] 2024年までに、パースの公共充電ネットワークは209を超える充電器にまで拡大し[ 67 ]、2026年時点でオーストラリア全土に5000を超える充電器が存在する[ 68 ] 。
インドでは、公共の電気自動車（EV）充電ステーションは、一般的に道路沿いや商業施設、政府機関、その他の駐車場などに設置されている。一方、民間の充電ステーションは、住宅、職場、ホテルなどに設置されているのが一般的だ。
2013年12月現在、エストニアは全国をカバーするEV充電ネットワークの展開を完了した唯一の国であり、高速道路沿いに最大40～60km（25～37マイル）間隔で165基の急速充電器が設置され、都市部ではより高密度になっている。[ 69 ] [ 70 ] [ 71 ]
2012年11月時点で、ヨーロッパには約15,000の充電ステーションが設置されていました。[ 72 ] 2013年3月時点で、ノルウェーには4,029の充電ポイントと127のDC急速充電ステーションがありました。[ 73 ]環境の持続可能性への取り組みの一環として、オランダ政府は2015年までに全国に200以上の急速（ DC ）充電ステーションを設置する計画を開始しました。展開はABBとオランダのスタートアップFastnedによって行われ、オランダの1,600万人の住民のために50kmごとに少なくとも1つのステーションを提供することを目指しています。[ 74 ]さらに、E -laad財団は2009年以来、約3,000の公共（低速）充電ポイントを設置しました。[ 75 ]
中国などの他の市場と比較すると、欧州の電気自動車市場はゆっくりと発展してきました。このことと充電ステーションの不足により、欧州で入手可能な電気自動車のモデル数が減少しています。[ 76 ] 2018年と2019年に、欧州投資銀行（EIB）はAllego、Greenway、BeCharge、Enel Xなどの企業と複数のプロジェクトを締結しました。EIBの融資は、合計2億ユーロで充電ステーションのインフラ整備を支援します 。[ 76 ]英国政府は、電気自動車への完全な移行のため、2035年までにガソリン車とディーゼル車の新車販売を禁止すると発表しました。[ 77 ]
2018年8月現在 2013年には、米国では80万台の電気自動車と1万8000か所の充電ステーションが稼働しており[ 78 ]、これは2013年の5678か所の公共充電ステーションと1万6256か所の公共充電ポイントから増加している[ 79 ] [ 80 ]。2020年7月までに、テスラは1971か所のステーション（1万7467個のプラグ）を設置した[ 81 ] 。
米国エネルギー省代替燃料データセンターによると、2023年10月現在、米国とカナダにはCHAdeMOコネクタを備えたステーションが6,502箇所、SAE CCS1コネクタを備えたステーションが7,480箇所、テスラ北米充電システム（NACS）コネクタを備えたステーションが7,171箇所ある。 [ 82 ]
2026年3月現在 米国には、241,301 台の充電器を備えた 78,444 か所の EV 充電ステーションがあります。[ 83 ]カリフォルニア州は、すべての州の中で最も多くの充電ステーションと登録されている EV 台数を誇っています。[ 83 ]ショッピングセンターには、急速 DC 充電器の 95% が設置されており、迅速な充電に適していますが、ホテルの 90% は、より低速なレベル 2 充電器です。[ 83 ]
米国北部やカナダの寒冷地には、主にブロックヒーター用の公共電源コンセントがいくつかあります。これらのコンセントの回路ブレーカーは他の用途での大電流を遮断しますが、電気自動車の充電には使用できますが、充電速度は遅くなります。[ 84 ]公共駐車場では、このようなコンセントは気温が-30 °C（-22 °F）を下回った場合にのみオンになるため、EVの充電には使用が制限されます。[ 85 ]
2022年6月、米国大統領バイデンは、米国においてEVブランド、充電会社、場所を問わず、2030年までに50万基の標準化された全国電気自動車充電ステーションネットワークを構築する計画を発表した。[ 86 ]米国は、主要高速道路や回廊沿いに充電ステーションを建設するために、2022年から2026年の間に、国家電気自動車インフラ（NEVI）フォーミュラプログラムを通じて各州に50億ドルを提供する予定である。[ 87 ]グリーンレーンと呼ばれる提案された回廊の1つは、カリフォルニア州ロサンゼルスとネバダ州ラスベガスの間に充電インフラを構築する計画である。[ 88 ] 2025年4月、旗艦充電ステーションがカリフォルニア州コルトンで稼働し、バーストウとベイカーにもさらに拠点が開発中である。[ 89 ]
2023年7月、自動車メーカーのゼネラルモーターズ、BMW、ホンダ、ヒュンダイ、キア、メルセデス、ステランティスは、北米に急速充電器のネットワークを構築すると発表した。[ 90 ]後にトヨタも参加し、この事業はイオナと名付けられた。[ 91 ]
2023年後半の時点で、テスラのスーパーチャージャーの一部は、既存のスーパーチャージャーに内蔵されたCCSアダプターを使用することで、テスラ以外の車両にも開放され始めた。[ 92 ]電気自動車すべてに利用可能なその他の充電ネットワークには、Electrify America、EVgo、ChargePointなどがある。[ 93 ] 2023年10月、Electrify Americaは、さまざまな自動車メーカーと15件の契約を結び、同社の充電ネットワークを電気自動車に利用できるようにしたと発表した。[ 94 ]
2025年5月、テスラはACT Expoでテスラセミの展開をサポートするため、46ステーションの公共メガチャージャーネットワークを開発する計画を発表した。[ 95 ]
南アフリカには小規模ながら拡大を続ける充電ステーション網があり、電気自動車（EV）とプラグインハイブリッド車（PHEV）の走行台数も増加傾向にある。EV充電インフラへの政府による直接的な投資は行われていないため、南アフリカには民間の充電施設が点在している。インフラへの投資は増加している。
南アフリカ各地には、既に概念実証用の高容量DC充電器が設置されており、Charge社のN12ノースウエスト 施設にある3基の400kW充電器、ミッドランドのモール・オブ・アフリカにある200kWの充電ステーション、ケープタウンのキャナルウォークにある150kWの充電器などが含まれる。
充電ステーションの設置費用は50万ランドから200万ランドと見積もられている。収益性を達成するには、南アフリカでは約10万台の電気自動車が路上を走る必要がある。[ 96 ]
2025年現在、南アフリカでは年間約3,500台の新型EVが販売されている。新モデルが市場に投入されるにつれて、販売台数は着実に増加すると予想されている。同時に、この業界はすでに28億ランドの価値があると推定されている。[ 96 ]
今後数年間で、周辺にさらに多くの充電ステーションを建設する計画がある。これらの開発に関わっている企業は、 Eskom、BYD、[ 97 ]、南アフリカ自動車協会、[ 97 ]、ケープタウンを拠点とするCharge （南アフリカ開発銀行からの1億ランドの投資の一環として、太陽光発電の乗用車および電気トラック充電ステーションを運営）である。[ 98 ] [ 99 ] [ 100 ]
2017年4月、アルゼンチンの国営石油会社YPFは、国内の110か所のサービスステーションに電気自動車用の急速充電ステーションを220基設置すると発表した。[ 101 ]
電気自動車メーカー、充電インフラ提供事業者、地方自治体は、公共充電ステーションの電気自動車ネットワークを促進・提供するための協定や事業を締結している。
EVプラグアライアンス[ 102 ]は、ソケットとプラグのIEC規格と欧州規格を提案した21の欧州メーカーの協会です。メンバー（シュナイダーエレクトリック、ルグラン、スカム、ネクサンスなど）は、シャッターを使用しているため、このシステムはより安全だと主張しました。以前のコンセンサスは、IEC 62196およびIEC 61851-1規格は、触れることができる部品を非通電にすることで既に安全性を確立しているというものでした。[ 103 ] [ 104 ] [ 105 ]
電気自動車の充電の80%以上は、通常ガレージなどの自宅で行われています。[ 106 ]北米では、レベル1充電は標準的な120ボルトのコンセントに接続され、1時間の充電で5マイル（8.0km ）未満の航続距離を提供します。
より高速な充電ニーズに対応するため、レベル2充電ステーションが普及しつつあります。これらのステーションは240ボルトで動作し、充電速度を大幅に向上させ、1時間あたり最大48km（30マイル）以上の航続距離を実現できます。レベル2充電器は、特に1日の走行距離が多いEVオーナーにとって、より実用的なソリューションとなります。
充電ステーションは、主に 2 つの方法で設置できます。メインの電気パネルボックスに直接配線する方法と、240 ボルトのコンセントにコードとプラグを接続する方法です。後者の場合、NEMA 14-50 コンセントがよく使用されます。このタイプのコンセントは 240 ボルトを供給し、50 アンペアの回路に配線すると、北米の電気規定に従って 40 アンペアでの充電をサポートできます。これは最大 9.6 キロワットの電力供給に相当し、[ 107 ]より速く効率的な充電体験を提供します。
バッテリー交換（または切り替え）ステーションにより、車両は放電したバッテリーパックを充電済みのものと交換することができ、充電間隔をなくすことができます。バッテリー交換は電動フォークリフトの用途で一般的です。[ 108 ]
交換可能なバッテリー サービスの概念は、早くも 1896 年に提案されました。最初に提供されたのは 1910 年から 1924 年にかけて、ハートフォード・エレクトリック・ライト社が電気トラック向けの GeVeCo バッテリー サービスを通じて提供したものです。車両所有者は、ゼネラル・エレクトリックが一部所有するゼネラル・ビークル社 (GeVeCo) からバッテリーなしの車両を購入しました。[ 109 ]電力は、ハートフォード・エレクトリックから交換可能なバッテリーの形で購入されました。車両とバッテリーの両方は、迅速な交換を容易にするように設計されていました。所有者は、トラックのメンテナンスと保管をカバーするために、走行距離に応じた変動料金と月額サービス料金を支払いました。これらの車両は600万マイル (970万キロメートル)以上を走行しました。
1917年から、シカゴではミルバーン・ライト・エレクトリック社の自動車の所有者向けに同様のサービスが運営されていた。[ 110 ] 91年後、 2008年の夏季オリンピックでは、50台の電気バスのバッテリーを迅速に交換するシステムが導入された。[ 111 ]
Better Place、Tesla、および三菱重工業は、バッテリー切り替え方式を検討した。[ 112 ] [ 113 ]複雑な要因の1つは、この方式では車両設計の変更が必要になることである。
2012年、テスラは独自の急速充電ネットワークであるテスラ・スーパーチャージャーの構築を開始しました。[ 2 ] 2013年、テスラはバッテリーパックの交換もサポートすると発表しました。[ 114 ]ハリスランチに交換ステーションのデモンストレーション施設が建設され、短期間運用されました。しかし、顧客はスーパーチャージャーの使用を圧倒的に好んだため、交換プログラムは中止されました。[ 115 ]
バッテリー交換に関して、以下の特典が申請されました。
Better Placeネットワークは、バッテリー切り替えモデルの最初の現代的な試みでした。ルノー・フルエンスZEは、このアプローチを採用できる最初の車であり、イスラエルとデンマークで販売されました。[ 121 ]
Better Placeは2011年3月、レホボト近郊のキリヤット・エクロンにイスラエル初のバッテリー交換ステーションを開設した。交換プロセスは5分で完了した。[ 116 ] [ 122 ] Better Placeは2013年5月にイスラエルで破産を申請した。[ 123 ] [ 124 ]
2013 年 6 月、テスラはバッテリー交換サービスを提供する計画を発表した。テスラは、モデル S のバッテリー交換が 90 秒強で完了することを示した。[ 117 ] [ 125 ]イーロン マスクは、このサービスは 2013 年 6 月の価格で約60 ドルから80 ドルで提供されると述べた。車両購入にはバッテリー パック 1 つが含まれる。交換後、所有者は後で戻って完全に充電されたバッテリー パックを受け取ることができる。2 番目のオプションは、交換されたバッテリーを保持し、元のバッテリーと交換品の価値の差額を受け取るか支払うことである。価格は発表されなかった。[ 117 ] 2015 年、同社は顧客の関心が低かったため、このアイデアを断念した。[ 126 ]
2022年までに、中国の高級自動車メーカーNioは中国とヨーロッパ全土に900以上のバッテリー交換ステーションを建設した[ 127 ] 。これは2020年の131から増加している[ 128 ]。
タンクローリーが容易に進入できる道路の近くに設置する必要があるガソリンスタンドとは異なり、充電ステーションは理論的には電力供給と十分な駐車スペースさえあればどこにでも設置できる。
私的な場所には、住居、職場、ホテルなどがあります。[ 129 ]住居は、圧倒的に最も一般的な充電場所です。[ 130 ]住居用充電ステーションは通常、ユーザー認証や個別のメーターがなく、専用回路が必要になる場合があります。[ 131 ]住居で充電されている多くの車両は、標準的な家庭用コンセントに差し込むケーブルを使用するだけです。[ 132 ]これらのケーブルは壁に取り付けられている場合があります。
公共の充電ステーションは、高速道路沿い、ショッピングセンター、ホテル、政府施設、職場などに設置されています。ガソリンスタンドの中にはEV充電ステーションを提供しているところもあります。[ 133 ]一部の充電ステーションは、アクセスしにくい、見つけにくい、故障している、充電速度が遅いなどと批判されており、EVの普及を遅らせています。[ 134 ]
公共充電ステーションは、政府や企業のプロモーションに基づいて、料金を徴収したり、無料サービスを提供したりする場合があります。充電料金は、家庭用電気料金から何倍も高い料金まで様々です。料金が高いのは通常、充電速度が速いという利便性に対するものです。車両は通常、所有者がいなくても充電できるため、所有者は他の活動に参加できます。[ 135 ]設置場所には、ショッピングモール、高速道路の休憩所、交通機関の駅、政府機関などがあります。[ 136 ] [ 137 ]通常、ACタイプ1 /タイプ2のプラグが使用されます。
ワイヤレス充電は、有線接続なしで充電できる誘導充電マットを使用し、駐車スペースや道路に埋め込むことも可能です。
移動式充電とは、充電ステーションを電気自動車まで運ぶ別の車両を使用する方式で、電力は燃料発電機（通常はガソリンまたはディーゼル）または大型バッテリーから供給される。
デンマークの海運会社マースク・サプライ・サービスが立ち上げるスティルストロムと呼ばれる洋上電力充電システムは、船舶が海上で再生可能エネルギーを利用できるようにする。[ 138 ]洋上風力発電所で発電された電力に船舶を接続するスティルストロムは、停泊中の船舶からの排出ガスを削減するように設計されている。[ 138 ]
スマートグリッドとは、サービスの制限や価格の調整によって変化する状況に適応できる電力網のことです。一部の充電ステーションはグリッドと通信し、価格が比較的低いときなど最適な状況で充電を開始できます。一部の車両では、オペレーターが充電を制御できます。[ 139 ]車両対グリッドのシナリオでは、ピーク需要時に車両のバッテリーがグリッドに電力を供給できます。これには、グリッド、充電ステーション、車両間の通信が必要です。SAE International は関連規格を開発しています。これには、SAE J2847/1 が含まれます。[ 140 ] [ 141 ] ISO と IEC は、自動支払いのプロトコルも提供するISO/IEC 15118として知られる同様の規格を開発しています。
電気自動車（EV）は、風力、太陽光、水力、地熱、バイオガス、および一部の低環境負荷水力発電などの再生可能エネルギー源で駆動できます。再生可能エネルギー源は、一般的に石炭、天然ガス、石油などの非再生可能エネルギー源よりも安価で、クリーンで、持続可能です。[ 142 ]
充電ステーションは、電力網が稼働している電力（石油、石炭、天然ガスなど）によって稼働します。しかし、多くの企業が充電ステーションのクリーンエネルギー化に向けて進歩を遂げています。2023年11月現在、Electrify Americaは、フレズノ郡などの地域を含むカリフォルニア州の農村部に50以上の太陽光発電式電気自動車（EV）充電ステーションを開発するために500万ドル以上を投資しています。これらの堅牢なレベル2（L2）ステーションは電力網に接続されておらず、農村部のドライバーに再生可能エネルギーによるEV充電へのアクセスを提供します。Electrify AmericaのSolar Glow 1プロジェクトは、サンバーナーディーノ郡の75メガワットの太陽光発電プロジェクトで、年間225,000メガワット時のクリーンな電力を生成すると予想されており、これは20,000世帯以上に電力を供給するのに十分な量です。[ 143 ] [ 144 ]
テスラのスーパーチャージャーとデスティネーションチャージャーは、主に太陽光発電で稼働しています。スーパーチャージャーには、電力使用量を相殺する発電を行うソーラーパネル付きのソーラーキャノピーが設置されています。デスティネーションチャージャーの一部には、発電を行うためにキャノピーや近隣の屋上にソーラーパネルが設置されています。2023年時点で、テスラのグローバルネットワークは、オンサイトリソースと年間再生可能エネルギーマッチングの組み合わせにより、100%再生可能エネルギーで稼働していました。
E-Move充電ステーションには、1.76kW の太陽光発電を供給できる8枚の単結晶ソーラーパネルが装備されています。[ 145 ]
2012年、アーバン・グリーン・エナジーは世界初の風力発電式電気自動車充電ステーション「三亜スカイポンプ」を発表した。この設計は、4kW の垂直軸風力タービンとGEワットステーションを組み合わせたものである。[ 146 ]
2021年、Nova Innovationは世界初の潮力発電によるEV充電ステーションを発表した。[ 147 ]
ストックホルム、ヨーテボリ、マルメを結ぶスウェーデンの高速道路E20号線の一部区間では、電気自動車と連動して電磁コイル受信機を充電するプレートがアスファルトの下に設置されている。
これにより車両の自律性が向上し、バッテリーコンパートメントのサイズが小さくなります。この技術は、 スウェーデンの道路3,000kmに沿って導入される予定です。[ 148 ]スウェーデン初の電化区間であり、世界初の恒久的な電化区間である[ 149 ]ハルスベリとエレブロ地域を結びます。工事は2025年までに完了する予定です。[ 150 ]
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米国運輸省、運輸統計局、
オムニバス世帯調査
。2003年2月、4月、6月、8月の調査データが統合されています。データは調査前月の活動を対象としています。
マニトバ州民の寒冷地での経験と車両の充電は、PEV の導入への移行を円滑にするのに役立ちます。状況によっては、冬に車両のブロックヒーターに電力を供給するために使用されている既存のインフラを、PEV の限定的な充電にも使用できます。ただし、既存のコンセントの中には、PEV の充電に適さないものもあります。住宅用コンセントは、複数の照明やその他の電気機器に電力を供給する回路の一部である場合があり、PEV の充電に使用すると過負荷になる可能性があります。このような状況では、PEV 充電専用の回路を資格のある電気技師が設置する必要がある場合があります。また、一部の商業駐車場のコンセントは負荷制限またはサイクル方式で動作するため、それらを使用すると、PEV の充電量が予想よりも少なくなったり、まったく充電されない場合があります。駐車スペースが PEV 専用に指定されていない場合は、駐車場または建物の管理者に相談して、車両に十分な電力を供給できることを確認することをお勧めします。
パークアンドライド駐車場に設置されているプラグインは、外気温が-20度を下回ると自動的にオンになり、電力消費を節約するために段階的にオンオフを繰り返します。
EVドライバーにとって充電ネットワークや個々の充電ステーションが十分なものとなるためには、何が必要か...アクセスしにくい充電ステーションに関する苦情が多数寄せられている...ステーションが見えないために、実際に見つけるのに途方もない時間がかかることがある...充電ステーションの中には、50%の時間ダウンしているものもある...旅行時間を約50%増やす覚悟がない限り、ロードトリップ中に50kWで充電しても、実際には十分ではない...
