急速充電ステーションは接地する必要があるか？
EV オーナー、充電ステーションのオペレーター、そして急速充電ゲームに夢中になっている皆さん、こんにちは。今日は、営業電話、テクニカル サポート チケット、さらにはガレージでのランダムなチャットで少なくとも週に 2 回は聞かれる質問に取り組みたいと思います。「急速充電ステーションは実際に接地する必要がありますか?」構築と導入を行ってきたサプライヤーとして急速充電ステーション過去 5 年間、これが単なる「イエスかノー」の話ではない理由がわかりました。それはランダムなセーフティボックスのチェックではなく、EVの動作方法、充電ステーションが電力を処理する方法、そして充電するために車を駐車する人々に関係しています。堅苦しいエンジニアリング専門用語を使わずに詳しく説明しましょう。
まず、シーンを設定しましょう。急速充電ステーション (ガレージにある低速のレベル 2 充電器ではなく、DC 急速充電器のことです) は、標準の壁コンセントよりも大量の電力を EV のバッテリー パックに直接供給します。そのため、20 分で 80% の充電が可能となり、ロードトリップにとっては大きな変革となります。しかし、そんなに高圧の電力が必要なのでしょうか？何か問題が発生した場合にどこかに行くための安全な経路がなければ、うまく動作しません。そこでグラウンディングが登場します。
ちょっと待ってください、そもそもグラウンディングとは一体何なのでしょうか？技術に詳しくない人のために説明すると、これは基本的に、充電ステーション全体 (およびそれに接続されている EV) を地球に接続する専用の金属線です。非常に安全な電気の逃げ道と考えてください。充電器内のワイヤが擦り切れて金属製のケースに接触したり、電力網からのサージなどの不具合が発生した場合でも、過剰な電力が流れるべきでない場所にさまよう必要はありません。それはアース線を通って、過負荷になることのない巨大な無限の電力シンクである地球にまっすぐに流れ込みます。接地してないの？その余剰電力は行き場がないため、充電器のハンドルを握っている顧客など、近くにあるものを飛び越えようとする可能性があります。それは大きなリスクです。
でもちょっと待ってください、「私の家です」と反発する人もいます。家庭用DCカーチャージャー「まあ、その通りです。家庭用 DC 充電器は公共の急速充電器よりもはるかに低電力です。通常は 7kW 以下ですが、急速充電器は 50kW、150kW、さらには 350kW も可能です。電力が少ないということは、リスクが小さいことを意味します。そのため、家庭用の設備によっては、完全に接地する代わりに、代替の安全対策 (GFCI ブレーカーなど) で問題を回避できる場合があります。しかし、公共の急速充電ステーションはどうなっていますか? 彼らは設置されています。交通量の多い場所、屋外、濡れた地面の近く、金属構造物の近くなど、これらの要因によりリスクが高まるため、接地は単に良いだけではなく、米国の国家電気規格 (NEC) から世界の IEC 規格に至るまで、ほぼすべての電気規格で義務付けられています。
昨年の実例についてお話しましょう。私たちの近くの小さな食料品店は、設置に数ドルを節約するために、2 台の新しい急速充電器の接地を省略しました。数か月後、雷雨が吹き荒れ、雷サージが送電網を襲いました。充電器には適切な接地がなされていなかったため、サージがケーブルを介して顧客の Tesla に逆流しました。ダッシュボードはクリスマスツリーのようにライトアップされ、オーナーは充電器のコネクターを握るとヒリヒリする感じがしたと語った。店は充電器の修理、システム全体のアップグレード、そして地元の建築局からの多額の罰金を支払わなければならなかった。アーシングはそのような間違いを防ぎます。
さて、エンジニアリングの側面に少し触れてみましょう（軽めにしておきます、誓います）。急速充電ステーションは、EVSE (電気自動車供給装置) と呼ばれるコンポーネントに依存しています。 EVSE の接地システムは、ステーションを地球に接続するだけではありません。また、EV の車載充電器とも通信します。車は電力を流す前に接地信号をチェックします。信号が弱いか受信できない場合、充電器はまったく起動しません。それは安全機能が組み込まれているのです！したがって、急速充電器が接地されていない場合、安全上の問題があるだけでなく、正しく動作しない可能性さえあります。電源が入らない充電器のビデオを何人かの顧客から送ってもらいましたが、10 回中 9 回、問題はアース線の緩みまたは欠落です。だからこそ、私たちが構築するとき、電気自動車充電ユニットここで手抜きをするとトラブルが発生するため、二重の冗長アース線（充電器のケース用と電源回路用に 1 本）を含めています。
ちょっと待ってください。急速充電器に接地が必要ないシナリオはありますか?正直に言うと、多くはありません。私たちが見た唯一の例外は、イベントや建設現場で使用される一時的なモバイル急速充電器です。これらはトレーラーに搭載されており、ほとんどは電力網に接続されているのではなくバッテリーで駆動されるため、永続的な接地接続は必要ありません。しかし、公衆が来る日も来る日も使用する、固定の送電網に接続された急速充電ステーションについて話したらどうなるでしょうか?接地については交渉の余地がありません。人里離れた高速道路の停留所でも、「ここで何が大変だ」と思われるかもしれませんが、地面は依然として有効な導体であり、規則では依然として地面が必要です。
別の角度から見ると、長寿です。急速充電器は大きな投資ですよね?ほとんどの通信事業者は、ステーションの寿命が 10 ～ 15 年であると予想しています。接地が不十分な場合（または接地がない場合）、電圧サージが発生し、整流器、ケーブル、冷却システムなどの内部コンポーネントが劣化します。サージによって電子機器が消耗したという理由だけで、接地されていないシステムを備えた充電器が 3 ～ 4 年も早く故障したのを見てきました。適切に接地すると、充電器の寿命が延び、メンテナンスコストが削減されるため、オペレータの ROI が高くなります。それは全員にとってwin-winです。
ユーザーの信頼についてもお話しましょう。休憩所で急速充電器に接続する場合、充電器が衝撃を与えない、車が損傷しないという安心感を求めます。ステーションが接地していないように見える場合、その噂は EV フォーラム、ソーシャル メディア、PlugShare などのアプリで広がります。通信事業者によると、信頼性の低いステーションは、手入れが行き届いていて、明らかな接地コンポーネント (充電器のベースから地面に伸びる銅線など) が備わっている近くのステーションに比べて、ユーザーが 20 ～ 30% 少ないとのことです。つまり、グラウンディングは単なる技術的なものではなく、ビジネス的なものなのです。
「接地すると設置に時間とコストがかかります。いくつかの手順を省略できないでしょうか?」と考えている人もいると思います。はい、しかし、それをスキップするコストははるかに高くなります。計算してみましょう。150kW の急速充電器に適切な接地システムを設置すると、設置コストが約 500 ドルから 1,000 ドル追加されます。違反に対する平均罰金は 5,000 ドル以上で、これに事故が発生した場合の修理費も加わります。さらに、駅が使用不能になると収入が失われます。それは当然のことであり、接地は小さな初期費用で大きな安心を得ることができます。
さて、これをサプライヤーとしての私たちの活動に結び付けてみましょう。当社は急速充電器を販売するだけではなく、さまざまなサービスを提供しています電気自動車の充電インフラ安全性を最優先に、長持ちするように作られています。私たちの一人ひとりがEV車の急速充電ユニットは適切に接地するために事前に配線されており、地域の規制を満たすために必要なコンポーネントがすべて付属しています。また、お客様が問題に遭遇することを望まないため、アース線が正しく接続されていることを確認するための設置サポートも提供しています。ビジネス オーナー、不動産管理者、または急速充電ステーションの設置を検討している方には、適切な充電器の選択からすべての安全基準が満たされていることの確認まで、あらゆるステップをご案内します。
結局のところ、急速充電ステーションは絶対に接地する必要があります。それは私たちが作ったルールではありません。これは、ユーザー、オペレーター、および機器を保護する実証済みの安全対策です。これがなければ、感電、機器の損傷、規定違反、ビジネスの損失などの危険があります。敷地内に急速充電器の追加を検討している場合、または接地、充電器の仕様、その他の EV 充電関連に関する質問がある場合は、当社のチームにお問い合わせください。私たちは、お客様がニーズに合った正しい選択ができるようお手伝いいたします。堅苦しい売り込みは一切せず、率直な回答を提供します。
参考文献
- 米国電気工事規程 (NEC) 第 625 条: 電気自動車充電システム (2023 年版)
- 国際電気標準会議 (IEC) 61851-1: 電気自動車の導電性充電システム - パート 1: 一般要件
- 米国エネルギー省エネルギー効率・再生可能エネルギー局: 急速充電ステーションの安全ガイドライン (2022 年)
- 自動車技術者協会 (SAE) J1772: 電気自動車のカプラーおよび充電システム規格