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スマート充電とは、電気自動車、充電ステーション、充電事業者間でデータ接続を共有する充電システムです。スマート充電により、充電ステーションは充電機器の使用を監視、管理、制限してエネルギー消費を最適化できます。 [ 1 ]制御されていない充電と比較すると、スマート充電は、車両充電によるピークを他の消費によるピークからずらすことで、電力使用のピークを平準化します。[ 2 ]
スマート充電は、ユーザー管理型充電（UMC）とサプライヤー管理型充電（SMC）の2つの充電管理システムに分けられます。[ 3 ]
UMCでは時間帯別料金制が適用され、顧客は料金とニーズに基づいて充電のタイミングを決定します。時間帯別料金制におけるEV充電プロファイルはオフピークEV充電であり、電気料金が下がる時間帯に充電負荷が急激に上昇します。[ 4 ]制御されていない充電によって引き起こされるピークEV充電プロファイルと比較すると、UMCは電気料金規制に応じて、ピーク充電負荷の形成を特定の遅い時間（通常は午後9時から午後10時の間）に遅らせます。[ 4 ]
SMCでは、充電と放電の決定は、リアルタイムのエネルギー生産、ローカルのエネルギー消費、近くのEVやその他の電気機器からの充電状態情報など、複数の信号に基づいて行われます。 [ 1 ]オフピーク時間帯には、充電負荷が徐々に上昇することが観察されます。理想的には、EVの充電ピークは、オフピーク時間帯のリアルタイムの電力需要ギャップに合わせて自己調整されます。
V1G
UMCシステムでは、時間に応じた電力料金設定は単純なインセンティブの一形態です。EV所有者は、充電のタイミングと充電速度を調整することによってのみ報酬を得ることができます。これは、車両の一方向制御（V1G）とみなされます。V12Gは、負荷分散または負荷管理とも呼ばれます[ 5 ]。
V2G
SMCネットワークを通じて、EVは充電の決定に加えて、地域の電力需要を満たすため、またはピーク時の電力需要への圧力を軽減するために放電することもできます。V2Gはスマート充電の実装であり、電力会社/送電システムは、通常はピーク時に顧客からエネルギーを購入できます。放電は、電力範囲を拡張することでグリッドに柔軟性をもたらし、電力生産のピークを削る可能性があります。[ 6 ] V2Gにより、EVはグリッドに電力を供給できます。活発な市場の所有者は、グリッドサービスプログラムを通じて年間500ドルから1,500ドルを稼ぐことができます。[ 7 ]
スマート充電は、ピーク負荷の一部をオフピーク時間帯に移行させます。V2Gをバックアップとして使用できる機能により、エネルギー需要の予測可能性も向上します。研究によると、より滑らかで予測可能なエネルギー需要曲線は、総エネルギー生産におけるグリーンエネルギーの割合を高めます。[ 4 ]
上海の電気料金に対する顧客の反応に関する調査によると、ピーク時とオフピーク時の料金比率が2:1の場合、顧客の75%がオフピーク時に充電するように充電パターンを調整する。料金比率が6:1の場合は、その割合は90%に達する。[ 8 ]
英国で行われたUMCとSMCの受容率に関する調査によると、現在および過去のEV所有者はSMCよりもUMCを採用する可能性が2倍高いことが示されています。[ 3 ]英国における実際のプラグイン電気自動車採用者と潜在的な採用者の認識 一般的な懸念事項のいくつかは、以下で取り上げられています。
研究では、バッテリーの充電状態を70～80％に維持すれば、部分的な充電がバッテリー寿命に与える影響は最小限であることが証明されています。しかし、充電習慣に関する調査によると、EV所有者の大多数は毎日車両をフル充電まで「補う」ようです。[ 3 ]
もう一つの問題は、SMCを採用すると、使用時のバッテリー残量が不明確になることです。これは結果として、旅行の柔軟性を制限します。考えられる解決策としては、バッテリー容量の向上や代替充電経路の導入などが挙げられます。
研究によると、カーシェアリングは自家用車の利用を減らし、乗車率を低下させることが示されている。[ 9 ]しかし、車両の平均利用時間が増加すると、駐車/充電時間が減少する。これは充電電力に課題をもたらすだろう。
英国政府は、2019年7月以降、政府が資金提供するすべての電気自動車用家庭用充電ポイントは革新的な「スマート」技術を使用しなければならないと規定している。これは、充電ポイントが遠隔操作可能で、信号を受信、解釈、反応できる必要があることを意味する。スマート充電は、電力需要のピークを抑えることで、電力システムに対する電気自動車のコストを最小限に抑え、オフピーク充電を促進することで消費者のコストを抑えることもできる。[ 10 ]
成熟したスマート充電システムにおいては、公共充電インフラは商業的に持続可能であるべきである。充電ステーションの設置場所、コスト、そして需要変動への対応能力（すなわち充電／放電電力）が制約要因となる。充電ステーションに関連するコスト、設置スペース、および出力電力を削減するために、代替の充電経路を検討することができる。
連続充電は、誘導充電と伝導充電の2種類から構成されます。伝導充電は、充電ボードを使用してエネルギーを伝送します。電力を受信するには、内蔵の受信機が必要です。充電可能な経路を設けることで、金属接触が可能になります。 誘導充電は、電磁誘導によって電磁場を利用してエネルギーを伝送します。
その名の通り、バッテリー交換方式は充電ステーションでの充電待ち時間をなくします。
9.スマートEV充電の必須ガイド