電気自動車の普及が進む中、そのクリーンで効率的な魅力にひかれて購入を考えている人も多いのではないでしょうか。しかし、「充電」に関するさまざまなことが気になって、購入に踏み切れていない人も多いはずです。そこでこの記事では、家庭での充電方法から公共の充電ステーションの活用方法まで、電気自動車の充電に関する基礎から応用、さらには今後の展望まで詳しく解説していきます。
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電気自動車の充電の基礎知識：動作のメカニズム
電気自動車（PHVおよびEV）の普及は、今後さらに進むと見込まれています。しかし、その充電方法については、詳しく知っている人は少ないのではないでしょうか。ここでは、電気自動車の動作のメカニズムなど、充電の基礎知識について詳しく解説していきます。
電気自動車充電の基礎知識
国内のおもな電気自動車の多くには、通常の充電に用いる小さめの充電口と、急速な充電を目的とした大きめの充電口の2つがあるのが一般的です。ただし、バッテリー容量の少ないPHVやいくつかの小型EVでは、通常充電用の充電口だけを有するモデルもあります。一方、EVバスのような大型車両では、急速充電用の充電口だけを持つのが通常です。充電のシチュエーションと適切な充電器の選び方
「通常充電器」は、充電に一定の時間を必要とします。なぜなら、日本の場合、通常充電器に使える出力は3kW（200V×15A）となっているためです。この仕様だと、1時間で充電できるのは3kWhとなります。たとえば、バッテリー容量が60kWの電気自動車をフル充電しようとすると、約20時間必要です。そのため、自宅やオフィス、ホテルなど、車が長時間停まるシチュエーションでの日常的な充電に適しています。一方、「急速充電器」は、高電圧を利用して短時間での充電を可能にし、通常約30分で80％程度の充電が可能です。これは、移動中に追加で充電をしたり、急な充電ニーズに対応したりするのに適しているといえるでしょう。そのため、高速道上のサービスエリアやパーキングエリア、それにディーラーなどに設置されていることが多いのです。
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公共の充電ステーション: 充電の種類と利用方法
電気自動車の普及の促進を目指し、充電インフラの拡充が求められています。そのため、電気自動車の持ち主なら誰でも利用できる公共の充電ステーションが増えてきているのが傾向です。ここでは、公共の充電ステーションの種類とその利用方法を紹介していきます。
充電ステーションの種類
電気自動車の充電ステーションには、全てのEVオーナーが自由に使用できる「公共の充電ステーション」と、特定の利用者を対象とした「プライベートな充電ステーション」があります。日本では、充電インフラへの国からの補助金が設けられているため、これを活用して設置された充電ステーションは、基本的には全てのEVドライバーが充電可能な公共の充電ステーションです。これは、たとえホテルの駐車場など限定的な場所にある場合でもあてはまります。
充電ステーションの使い方
充電ステーションの利用手順は、認証および料金決済の方法により、大きく2つに区別されます。
1：eMP認証の充電ステーションの利用方法
eMP加盟の充電ステーションには、eMPのロゴや、その前身である日本充電サービス（NCS）の「ゾウのアイコン」が示されています。公共の多くの充電ステーションは、このeMPのネットワークに所属しており、eMPカードやeMPと連携している車メーカーが提供する充電カードを用いて充電が可能です。カードを持っていない方でも、スマートフォンを用いてゲストとしての登録ができ、その認証情報で充電することができます。
2.：eMP以外の認証システムを採用している充電ステーションの利用方法
eMPネットワーク以外の充電ステーションの多くは、スマートフォンアプリを介しての認証と、クレジットカードによる料金の決済が主流です。また、自治体による運営や特定の条件によって無料利用が許可されている充電ステーションもあります。ほかにあるのは、充電する都度、指定された場所で料金を支払って利用するタイプの充電ステーションです。
充電ステーションの料金体系
充電する際に発生する料金体系は、おもに「eMP提携の充電ステーション」と「そのほかの充電ステーション」に分類されます。「eMP提携の充電ステーション」の場合は、eMP公式のカードや車のメーカーが提供するeMPと連携したカードを利用して、認証・支払を行うのが一般的です。一方、eMPに所属しない充電ステーションには、それぞれの独自の料金設定があります。
また、特定のメーカーが提供する充電カードには、一定期間の無料サービスなどの特典が用意されていることがあります。電気自動車を購入する際や、充電カードの取得時には、その詳細をしっかりと確認しましょう。
急速充電器と通常充電器のメリットとデメリットとは
急速充電器と通常充電器には、それぞれにメリットとデメリットが存在します。そのため、公共の充電ステーションで充電したり、家庭に導入したりする場合に、どちらがよいのかと迷う場合もあるでしょう。それぞれの充電方式のメリットとデメリットを知っておけば、状況によって最適な選択が可能です。ここでは、2つの充電方式のメリットとデメリットを、詳しく解説していきます。
急速充電器のメリットとデメリット
急速充電器の最大の魅力は、その迅速な充電能力です。40分程度で約80％の充電が可能なため、特に長距離のドライブの途中で、充電を早急に追加したい場合にその力を発揮します。しかし、この便利な急速充電器も完璧ではありません。導入に際しては、本体価格など設置の初期投資が高額であり、さらに管理や維持にもコストがかかります。また、設置のスペースや特定の工事が必要なため、場所の選択肢が限られることもあるのです。充電時には、バッテリーにも大きな負担をかける可能性があるため、注意が必要です。以下に、急速充電器の一般的な仕様と、設置するのにかかる大まかな費用を示します。
・出力数：10～150kW
・充電時間：約30分（車に積載されているバッテリーが40kWHで充電の出力が100kWの場合）
・特性：満充電に近づくと充電速度が落ちる
・本体価格：約200～1000万円
・工事費用：約250～1000万円程度
・メンテナンス費用：年間に約30万円
通常充電器のメリットとデメリット
通常の充電器は、急速充電器とは異なり導入が低コストで済む点が大きな魅力です。さらに、電力消費が比較的低く、設置場所の確保もしやすい特徴があります。充電速度は緩やかなため、充電に長い時間が必要なのはデメリットです。しかし、その場を離れてほかのことを行うことができると考えれば、メリットともとらえることができるでしょう。また、バッテリーへの負荷が低いので、バッテリーの寿命を気にせず安心して利用できるのはメリットです。以下に、通常充電器の一般的な仕様と、設置するにかかる大まかな費用を示します。
・出力数：3～6kW
・充電時間：約17時間（車に積載されているバッテリーが40kWHで充電の出力が100kWの場合）
・特性：一定の速度で充電される
・本体価格：約17～80万円（ケーブル付属）
・工事費用：約20～30万円程度
・メンテナンス費用：通常は不要
以上のように、急速充電器と通常充電器には、メリットとデメリットがあります。しかし、どちらが優れていてどちらが劣っているというわけではないのです。大切なのは、用途やシチュエーションに合わせて、適切な充電器を選択することといえます。
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正しく安全に充電するためのポイントとは
電気自動車を正しく安全に充電するには、以下に紹介する4つのポイントが重要です。
1.電源プラグや充電コネクタをぬらさない
充電器の接続部や電源プラグ、特に充電コネクタの部分は、防水性が確保されてはいるものの、水分には十分な注意が必要です。もし水滴などが付着してしまった場合は、乾いた布を使用して丁寧に拭き取るよう心がけましょう。ただし、充電器は車両とデータのやり取りをしてから電流を供給する仕組みなので、過剰に心配する必要はありません。それでも、激しい雨や雪でコネクタや充電口がぬれていたり、凍結したりする可能性がある場面では、慎重に操作することが推奨されています。
2.ぬれた手で抜き差ししない
手は充電コネクタに直接触れる部分です。電気自動車の安全対策はしっかりしていますが、完全に漏電や感電のリスクを排除することはできません。そのため、湿った手での接続や操作は避けるべきです。安全を第一に考え、場合によっては絶縁性の高いゴム手袋などを使用しましょう。
3.充電ポート保護カバーを使用する
雨天時などでの充電時、充電接続部のぬれることが気になる場合は、その部分をしっかりと保護する「充電ポート保護カバー」が役立ちます。多くのメーカーが純正の保護カバーを提供しており、また、自動車用品店やネットショップでも1000円から2000円ほどでさまざまなデザインや形状のカバーが購入可能です。
4.雷や激しい雨の日は充電しない
雷雨や大雨のときは、電気自動車の充電器の使用は控えることが推奨されます。特に、雷の影響は重大です。もし充電途中に雷が近くで鳴り始めたならば、安全を最優先に考えて充電設備やケーブルには接近しないよう心がけましょう。また、雷や大雨の影響で、充電の動作に異常が現れた場合も注意が必要です。安全を守るためにも、天候の変化には常に注意を払うようにしましょう。
充電インフラの現状と今後の展望: 国や自治体の方針と動向
電気自動車を購入する際に気になるのは、充電インフラの普及率でしょう。充電設備が十分に普及していないことは、電気自動車を利用する際の不安要素となり得ます。そのため、国や自治体、それに主要な自動車メーカーは、充電設備の拡大を積極的に推進しているのです。ここでは、国や自治体の充電インフラに対する取り組みや課題を紹介していきます。
充電インフラの現状と課題
2014年以降、電気自動車に対する日本の充電インフラは、拡大しつつありました。しかし、2020年を境にその勢いが減速し、逆に減少の動きが見られるようになっているのです。国内のEV充電機器の数が伸び悩む背景には、おもに以下に紹介する4つの課題があります。
充電スポットの場所選び
電気自動車の充電場所は、利用者がアクセスしやすい場所に整えることが求められます。そのため、公共の駐車スペースが限られている都市エリアでは、有料の駐車場などの狭い場所に設置を考えるケースが多いのです。これにより、充電の際の駐車料金の負担が必要になると同時に、設置機器のサイズや形状などにさまざまな工夫が求められます。一方、地方エリアでは広めの駐車場を容易に利用できる反面、一般家庭での充電が主流となりやすく、公共の充電場所の需要は限定的になる傾向です。さらに、大通り沿いや観光地の駐車エリアといった場所では、通行量や利用者の停車時間を考慮した充電スポットが求められます。
高速道路と一般道の充電施設の問題点
長距離移動時には、高速道路上のサービスエリアやパーキングエリアにある充電施設が非常に重要です。多くのユーザーがこれらの施設を利用するため、充電機器の利用率は高くなっています。しかしながら、特定の日や季節には駐車場が埋まりやすく、新たな充電設備の増設が難しくなっているのです。また、高速道路での急速充電器の設置には大きな工事が伴い、それに伴うコストも高くなる傾向があります。そのため、経済的な問題から増設が見送られるケースもあるのです。
一方、市街地などの一般道では、店舗に設置された充電スタンドを多くのドライバーが使用しています。しかし、営業時間外には利用できない制約があることも少なくありません。これを解決するには、国や自治体によって、一般道路への充電施設を拡充する取り組みが必要です。
長期間の使用に伴う充電施設の問題
充電設備の数が頭打ちになっている背景の1つが、老朽化の問題です。充電設備には一般的に8～10年の使用期間が推奨されています。2014年頃から日本での充電設備の導入が進んだことを考えると、2022年あたりから多くの機器がその耐用年数の限界に近づいてくるでしょう。更新やメンテナンスの要請があっても、経済的な側面から運営事業者が更新を見送ることも珍しくありません。その結果、契約期間が終了した際に撤去される充電設備が増えてきているのです。
充電設備導入の経済性の問題
急速充電器の需要が増しているにもかかわらず、導入に伴う高額な初期投資や運用費用が大きなハードルとなっています。具体的には、設置において、本体と工事費用で約2000万円かかるケースも少なくありません。そのうえ、高額な維持管理費が必要です。これにより、多くの利用者を想定しているコンビニエンスストアや商業施設、または高速道路沿いの休憩所でさえも、投資の回収が難しいと判断される場合が出てきています。この経済的な側面が、新たな充電施設の展開をためらわせている一因と考えられています。
国や自治体の方針と期待される進展
充電設備の普及に向けての課題は存在しますが、今後の展開に対する見通しはかなり期待感が高まっています。なぜなら、調査会社である富士経済からは「2035年時点で、2020年と比べて通常充電器の市場は159.0％増しの13万2000台、急速充電器の市場は162.3％増しの1万2700台に達する」との展望が公表されいるからです。さらに、日本政府が2021年に掲げた「2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」では、「2030年までの期間で、公共施設における急速充電設備3万台を含む合計で15万台の充電インフラの設置」を目指すと明言しています。
このような目標を実現するためには、補助金の更なる拡大など、国の強力な支援が不可欠です。もし、15万台の充電インフラが実際に整備されると、電気自動車の利用者の日常や旅行の利便性は大きく向上することが予想され、遠出に対する不安も軽減されます。充電設備の維持・管理も大切な課題として残りますが、政府や産業界の連携により、電気自動車の活用が進む社会が形成されることが期待できるでしょう。
▶ 自治体の太陽光発電、蓄電池、V2Hの補助金
電気自動車のバッテリーの耐用年数と劣化を防ぐポイントとは
電気自動車には、一般的に走行用のエネルギーを供給するメインバッテリーと、車の補助機能をサポートするサブバッテリーの2つが組み込まれています。そして、おもに車を動かすのは、このメインバッテリーです。そして、メインバッテリーにも寿命が存在します。ここでは、メインバッテリーの耐用年数と、その劣化を防ぐポイントを解説していきます。
バッテリー耐用年数の基準
電気自動車のメインの動力源となるリチウムイオンバッテリーは、その内部での化学反応を利用してエネルギーを蓄積するのが特徴です。しかし、繰り返しの充放電を経ると内部の物質が変化してしまい、持続的にエネルギーを保持する能力が低下します。つまり、フル充電状態でも、持続する時間が徐々に短くなってくるのです。ただし、このような劣化が進行しても、すぐにバッテリーが機能しなくなるわけではありません。しかしながら、走行可能な範囲が大きく減少し、日常生活での利用が厳しくなると、そのバッテリーは寿命を迎えたと判断されることが多いのです。
バッテリーの劣化を防ぐポイント
電気自動車のバッテリーを長持ちさせるポイントは、おもに運転方法とバッテリーの保存状態、そして、充電手段にあります。これは、バッテリーは、急激な電気の出し入れにより劣化を早める性質があるのが理由です。このため、一度に多くの電力を使う急加速や過度なスピードアップは避けるのが賢明でしょう。また、リチウムイオンバッテリーは、充電したまま長期間放置すると化学的な変化が進行し、劣化が早まる性質を持っています。しかし、完全に放電させることもよくありません。日常使用では、充電を30%から80%の間に保つのが最適とされています。
さらに、バッテリーは過度な熱を避けなければなりません。直射日光の下での駐車や充電状態のままの長時間放置は、劣化を進める原因となります。また、充電時には、急速充電よりも、3～6kW程度の出力を持つ通常充電の方が、バッテリーへのストレスが少ないといわれています。急速充電の頻度を高めにすると、バッテリーの劣化が早まるリスクがあるので、急速充電と通常充電を適切にバランスよく活用することが重要です。
海外と日本の充電インフラの違いと最新のトレンド
充電インフラの国際的なトレンドとして、「大出力化」と「中国の躍進」が目立ちます。欧州では、100kWh以上のバッテリーを持つ車の普及に伴い、200kWや350kWといった高出力の充電器が注目されているのです。アメリカでも、大容量のバッテリーを装備した車の市場への投入が進められており、高出力充電の需要が高まっています。中国においては、従来185kWが基準とされていたものの、目標として900kWの充電器の開発が進められ、すでに480kWの充電器が稼働中です。
日本は、充電インフラの整備が初期から進んでいたため、欧米諸国に比べても設置数での遅れは見られません。しかし、多くの充電設備が10年の寿命を迎えています。そのため、充電機器の更新や廃止が進む一方、高出力化の動きはあまり見られません。その理由として、国内市場で流通しているバッテリー容量が相対的に少ないことがあります。多くが、50kW程度の充電器で十分という状況が続いているのです。
さらに、日本製の充電器は海外製と比べて価格が高く、全体としての導入コストが増加しています。具体的には、基本の設置コストが約200万円とされ、土地や配電・変電設備を新たに導入する場合は1000万円以上の費用がかかるといわれているのです。このように、日本ではコストの高さが新たな充電器の設置のハードルとなっています。
スマートグリッドとの協力による未来の充電：エコエネルギーとの相乗効果
自然災害などによる停電が増加する中、大いに期待されているのは電気自動車といえます。なぜなら、電気自動車はモーター駆動用の電力を蓄えるバッテリーを持っており、同時に外部への電力供給も可能なモデルが増えているからです。これらの電力は、非常時の電源として使用するだけではなく、太陽光発電などの再生可能エネルギーにおいても活用が進められています。ピーク時の電力消費をスムーズにするためにも、電気自動車の活用は注目されています。
そして、個人の利用だけではなく、社会全体の電力供給の最適化や効率化を実現するための取り組みとして進められているのが、スマートグリッドとの連携です。スマートグリッドとは、IT技術を活用して電力の消費や蓄電を制御し、電力の供給側と需要側のバランスを最適に保つ取り組みのことを指します。スマートグリッドと電気自動車の連携のポイントは、車のバッテリーを電力ネットワークの蓄電池として活用することです。余剰電力の有効利用や必要時の電力供給といった、電力の需給バランスを保つための取り組みが進められているのです。
電気自動車の充電器の種類と性能とは
電気自動車を充電するための設備は、大きく分けると「通常充電器」と「急速充電器」の2つです。そして、通常充電器には、家庭のコンセントから利用できる「コンセント型」と、専用の設備として設置される「ポール型」の2つが存在します。この種の充電器では、主にAC200Vや100Vの電源が使用されることが一般的です。そして、その出力範囲は1.6kWから6.0kWまでとなっています。たとえば、1.6kWの出力で1時間充電すれば、約10kmの距離を走行することが可能です。3.2kWの場合、その距離は20kmに増加します。
一方、急速充電器は、その名の通り短時間での充電を目的とした高出力の設備です。そのため、ガソリンスタンドや高速道路のサービスエリア、道の駅などに設けられることが多いといえます。出力は50kW以上となっており、設置には特別な電気契約が必要です。性能的には、たとえば、5分の充電で約40km走行可能な電気量を得ることができます。
電気自動車の充電に関する法律と規制とは
電気自動車の充電に関する法律としては、「電気事業法」「建築基準法」「道路運送車両法」があてはまります。電気事業法とは、電気の供給や受け取り、それに関連する施設の建設や運営に関する基本的なルールを規定する法律です。大出力の充電器の設置や運営に関わる部分がこの法律に関わってきます。建築基準法とは、建築物の建設や改修に関する基準を定める法律のことです。充電器の設置場所や、特に大出力の充電器の安全対策などが、この法律の下で規定されています。道路運送車両法とは、車両の安全性や環境性能を確保することを目的とした法律のことです。この中には、電気自動車の技術基準や充電設備に関する基準も含まれています。
次に、規制についてです。日本の電気自動車の充電に関する法律の枠組みでは、20kWまでの出力の充電器に特別な規制は設けられていません。しかし、20kWを超える充電器には、安全性の観点から絶縁の確保など、いくつかの基準を満たす必要があります。さらに、200kW以上の出力を持つ充電器の分類は「変電設備」です。このような高出力の充電器は、高電圧を適切に変換するための設備として取り扱われ、厳格な規制が適用されます。
電気自動車の充電に関するよくある悩みと解決策を紹介
ここでは、電気自動車の充電に関する、よくある3つの悩みとその解決策を紹介します。
Q1.どこで充電できるの？
A1.実際の電気自動車のオーナーが利用している充電場所は、多い順から「道の駅」「高速道路のSA・PA」「ショッピングモール」「ディーラー」「コンビニ」「ホテルや旅館」「レジャー施設」「駅・空港」となっています。このように、電気自動車の充電場所は、次第に整いつつあるのです。
Q2.充電には何が必要？
A2.自宅で充電する場合は、充電ケーブルが必要です。公共の充電ステーションでの充電には、支払に対応した充電カードが必要となります。ただし、場所によってはクレジットカードで支払えるところもあるため、充電の際に確認してみましょう。また、大変まれにですが、充電ステーションに充電ケーブルが置いていないことがあります。そのため、電気自動車の購入時に付属されるケーブルを常備しておくと安心です。
Q3.充電場所を探す方法は？
A3.充電できる場所を探すには、カーナビやスマホ用の専用アプリが便利です。カーナビでは、オプションで充電場所を表示できる機能の備わった機種が増えてきています。ただし、カーナビでは充電場所の位置情報しかわかりません。その点、スマホ用のアプリでは、充電の種類や空き状況、料金や使用可能時間なども知ることができます。いくつかのアプリが出ていますので、気に入ったものを選ぶようにしましょう。
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