連 載

新技術調査レポート

電気自動車充電設備について㈶建築コスト管理システム研究所・新技術調査検討会

１ はじめにの出力を充てています。このハイブリッド車に、車外から充電ができるプラグが取り付けられたものはプラグインハイブリッド（PHV：Plug-in

ガソリンや軽油など化石燃料をエネルギー源とHV）と呼ばれています。

する自動車のほかに、電気をエネルギー源とするEV・PHV・HVのメーカーとして主なところ自動車が注目されています。この背景としては、は、国内では三菱自動車工業、トヨタ自動車、日地球温暖化対策の一つとして化石燃料から発生す産自動車、ホンダ、マツダ、光岡自動車等の自るCO2の削減が大きな要因としてあげられます。

動車メーカーが主体です。また海外でも、GM、また、内燃機関に比べ燃費が概ね良いこと、各種フォードなどの主要自動車メーカーのほか、テス補助制度があることなどから脚光を浴びるようにラモーターズなど多くの企業が参入しています。

なってきています。
今回はこの電気自動車にどのように充電するの

ま た、 米 国 で は 既 存 のHVをPHVに 改 造 す るキットを販売している業者もあります。

か、充電設備にはどのようなものがあるのか、さらには今後どのような方向性にあるのかを調査しましたので報告します。

２ 電気自動車の充電とは

２．２

車載電池

電気自動車には電池が搭載されています。この
電池には、振動・衝撃・落下・貫通・圧壊・転覆等の機械的要件のほか、内部短絡・外部短絡・過充電・過放電・大電流充電・自然放電等の電気的

２．１

電気自動車

要件、水中投下・加熱・結露・類焼などの環境的電気自動車（EV：Electric Vehicle）とは、電要件、さらにはサイクル寿命（充放電の繰り返し気をエネルギー源とし、電動機で駆動できる自動寿命）やカレンダー寿命（長期使用による経年劣車のことです。電気をエネルギー源としたものと化）などの長寿命、高出力、低コストなど多くのは具体的に、①充放電できる蓄電池、②水素やア要件がありますが、現状ではリチウムイオン電池

ルコールから発電する燃料電池、③空気中の酸素やニッケル水素電池などが利用されています。

を利用する金属空気電池、などがありますが、こ車載電池は今も技術革新が続いており、エネル

こでは①の蓄電池を搭載するものを「電気自動ギー密度（体積比、重量比）の向上、コストの低車」と呼ぶことにします。エネルギー源として蓄減、安全性の向上など多くの研究開発が進められ電池だけを搭載する自動車のほかに、現段階でています。

は内燃機関と併用（ハイブリッド）するものも多く利用されています。ハイブリッド車（HV：

２．３

充電のしくみHybrid Vehicle）では自動車駆動に内燃機関の出電気自動車への充電は、駐車場などで停車中に力と電動機出力を充て、蓄電池充電には内燃機関専用コンセントや急速充電設備からケーブルを建築コスト研究

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新技術調査レポート

表１形

は高圧受電となることが一般的であるため、新設充電のしくみ

式

電源

充ケーブル

交流車載充電器で充電する。

を使って直流急速充電設備から充電する。

電池交換

すでに満充電した蓄電池と交換する。

非接触その他

電方法

路面などからの高周波交流の電磁誘導により充電する（移動しながらの充電も可能）。
車体屋根面の太陽光発電から充電する。の場合は当初から高圧契約ですが、既存の設備でも急速充電設備を追加して設置する場合には、低圧契約から高圧契約への変更や、高圧契約であっても契約電力の増加を検討する必要があります。
急速充電器のメーカーとしては、高岳製作所・ハセテック・高砂製作所などの配電盤メーカー系やGSユアサなどの蓄電池メーカー系、そして日産自動車・トヨタ自動織機などの自動車メーカー系などがあります。
急速充電器の構成としては、３相200Vの交流使って充電します。蓄電池は直流なので充電にはを受け入れる電源部、交流を直流に変換する交直直流が必要ですが、電気自動車は交流を直流に変変換部、車両と連結するケーブル・プラグや車両換する整流器や電圧調整器を車載しているので交との制御情報をやりとりする制御回路などがあり流での給電もできますし、急速充電設備を使ってます。の直接直流も可能です。プラグインハイブリッド

このうち交直変換部は急速充電器の中心部で車では、蓄電池が空になっても内燃機関で駆動でAC/DCコンバーターとも呼ばれ、受電した３相きるため、急速充電に対応する直流のプラグの必200Vを最大500V、125Aの直流に変換・平滑化し要がありません。て車両に送ります。

またベタープレイス社のように充電済みの蓄電制御部は車両との通信を行います。車両への出池と車載電池を交換するという方式も提案され、力可能範囲などの情報を送り、車両からの充電許路線バスやタクシーなど運行拠点を持っている交可を得て電流指令に従った電流を出力し、停止す通機関には適しているといわれています。

る場合は車両からの充電完了信号または充電器のこのほか研究段階ですが、駐車場路面に埋め込充電停止ボタンの押下により出力を停止します。

んだループコイル等から非接触で充電する方法

このような急速充電器と車両間のやりとりについや、移動しながら非接触で充電する方法などが提ては、充電器や車両ごとに違っていては不便なの案されています。また電気自動車の屋根面にソーで、後述のCHAdeMO（ちゃでも）協議会で標準ラーパネルを設置し、補助的に充電しようとする化され、CHAdeMOプロトコルと呼ばれていまものもあります。

す。
普通充電は分電盤の専用回路から給電するもの

３ 充電設備の種類

で、単相100Vの場合は15Aの専用コンセントを利用して充電します。変換装置は車載ですので、３．１給電は交流のままです。満充電までに14時間程度

急速充電と普通充電

急速充電設備は、電気自動車に直流を給電し、かかるので、帰宅後夜間に充電するパターンが代30分程度で満充電の80%程度まで充電します。急表的です。コンセントの代わりに専用ポール型の速充電設備には、３相200V50kW程度の電源が必

普通充電器もあります。単相200Vのものは倍速要です。電力会社との契約で50kWを超えるもの

充電と呼ばれることもあり、7時間程度で満充電

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新技術調査レポート

表２

ります。このためガソリンスタンドの配置と同様充電設備の種類

方式

急速充電
普通充電

電源

充電時間・充電深度

AC３相200V50kW

30分で80%AC単相100V15A

14時間で100%AC単相200V20A

７時間で100%（充電時間・充電深度は代表的な車両の例）に急速充電設備の適切な配置が求められており、大阪府や神奈川県では最適配置をシミュレーションしながら実証実験を行っています。このように官公庁・商業施設・高速道路サービスエリアなどの駐車場では、急速充電器の導入が進められています。とすることができます。時間帯別の電力契約をしている場合には、夜間の電力を利用すると料金も３．３

パブリック充電での設備安く、また夜間に充電すれば電気使用の少ない時

パブリック充電で急速充電設備を設置する場合間帯ですので、低圧契約のアンペアも抑えられまには、白線標示や車止め等駐車場として必要な設す。

備はもちろんですが、充電設備についても急速１

また普通充電では、三菱自動車工業 や日産自２、３

充電器本体のほか、急速充電器に給電する電源などの自動車メーカーからガイドブック

設備、急速充電器である旨の誘導案内標識看板、が公表されていて、詳細な設置の方法や設置上のケーブル取り回しや急速充電器を作動させるため留意点が記載されています。普通充電器のメーに必要な照明設備、利用者認証によって不正利用

カーには配電盤等の電気機器メーカーなどがあを防ぐカード認証システムなどが必要となること

り、パナソニック電工や新日軽などからも充電コがあります。

動車

ンセント・充電ポールが販売されています。

関連する法令としては、電気事業法・電気工事士法など電気関係法、消防法（条例の規制対象と３．２

パブリック充電とプライベート充電

充電設備の利用を特定の人に限定するプライなる場合もあります）、駐車場法、大規模小売店立地法などがあります。

ベート充電は、電気自動車を購入した個人が自宅急速充電器の設置費用については、充電器本体の壁面などに専用コンセントの形で設置するパが200万～ 800万円程度ですが、基礎工事・運搬ターンが代表的です。このほか集合住宅の駐車場据付工事・配線工事等の設置工事費、電源改修での利用も想定されていますが、管理組合や所有者の承認のもとで設置する必要があります。この場合でも普通充電が中心となっているようです。
不特定多数が利用するパブリック充電は、自動車販売店、官公庁、病院、ガソリンスタンド、コンビニ駐車場、時間貸し駐車場などに設置され、多くは急速充電設備が設置されています。
電気自動車の１充電当たりの航続距離は車種や車載電池の容量にもよりますが、多くは160km程度でエアコン等の電装品の使用により短くなります。電気自動車の電欠（ガソリン車のガス欠に相当）の対処としては、急速充電設備が不可欠とな

表３項

急速充電器設置工事の内訳

目

内

容

充電器本体
急速充電器本体の機器費用
機器費
充電器設置 充電器の基礎工事・据付工事、充電器へ工事費の配線工事などの工事費
電源改修工事費

充電器電源向けの変圧器変更、キュービクル改修など必要に応じてその他付帯 照明設備、案内表示看板、利用者認証シ工事費
ステムなど必要に応じて建築コスト研究

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費・案内表示などの付帯工事で合計１千万円程度

ターのホームページには、対象となる充電設備５かかることもあるといわれています。

が列挙されており、本体の参考価格が掲示されています。

４ 現状の充電設備

また都道府県や市町村でも後述のEV・PHVプラットホーム構想などの支援を受けて、充電器設４．１

置工事費や電源改修費用などの補助を行ってお標準化団体

急速充電設備と車両との間での充電に関わるり、国と同時に補助を受けられる例もあります。

やりとりやプラグ形状などの標準化については、さいたま市や新潟県では、充電器本体のほか充電力会社や自動車メーカーなどが中心となった電器向けの太陽光発電設備も補助対象となってい

CHAdeMO協議会でまとめられています。て、自然エネルギーの有効活用の一助にもなって同協議会では、「電気自動車用急速充電器の設４置・運用に関する手引き 」を発行し、充電設備の普及啓発に努めています。

います。
松本市では、ホテル旅館業等の事業協同組合の場合には、普通充電器スタンドの設置、上屋、案内看板の設置経費の全額が上限100万円まで助成４．２されています。また、鳥取県では電源容量増加に充電設備の設置への補助制度

国の補助は㈳次世代自動車振興センターを窓口伴う基本料金の増分も対象となっています。に、充電器本体価格の最大1/2までの設置費用の鹿児島県では、「屋久島CO2フリーの島づくり」

補助を行っています（平成23年度の例）。同センを目指して屋久島での普通充電設備の補助を行っています。

表４

主な充電設備の補助制度

補助

充電器

対象

電源その他

４．３
補助率
（最大）

国による振興支援

経済産業省では、EV・PHVの普及に向けて、「EV・PHVプラットホーム」６ で情報公開してい

本体

工事

付帯工事

国

○

×

×

1/2

インハイブリッド車のための充電設備設置にあ栃木県

○

○

×

1/3

たってのガイドブック」がダウンロードできるほ

さいたま市

○×

○（太陽光発電）

1/2

東京都

○

××

1/2

神奈川県

○

○

○（案内看板）

1/3に８都府県、第２期に10府県を選定し、電気自動

新潟県

○

○

○（太陽光発電）1/2車の普及とそれによるCO2削減に向けて先進的な松本市○○○（案内看板）10/10

取組みを推進しています。

岡山県○○×1/2

岡山市

○○×

1/3

鳥取県

○

○○（基本料金増分）

2/3

鹿児島県

○××

1/2

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2011.10ます。この中では、前述の「電気自動車・プラグか、全国の充電設備の情報もリンクされています。
また、同省ではEV・PHVタウンとして第１期これを受けて、長崎県では五島列島を中心にEVレンタカーの導入と急速充電器設備の普及を促進し、「未来型ドライブ観光の実現を目指して」７います。また、神奈川県でも充電インフラ等の位
置情報WEBサービスを展開し、大型商業施設や新技術調査レポート

ガソリンスタンド等に急速充電設備の導入を働きビを利用しても判明します。③については１回のかけています。

充電に30分程度かかるため、電気自動車があまりまた、沖縄県でもレンタカーを中心にEV化が普及していない時点では問題にならないでしょう

進められ、充電設備の充実も図られています。

が、今後の普及の段階では、充電設備に待ち混雑

2020年までに沖縄本島内に100基設置する目標もが想定されるため、重要な機能であると思われま掲げられています。

す。
充電設備を見つけたあと、必要な情報として５ 今後の動向

は、④充電器からケーブルをうまく電気自動車に接続し、充電器操作をミスなく充電できるための５．１

操作案内情報、それができない場合の回復情報、電気の流れの双方向化

電気自動車には必ず蓄電池が備えられていることから、住宅やビル工場など需要側の蓄電池⑤充電完了を利用者に知らせる機能、などがあれば便利です。

としての性格も兼ね備えています。従来は電力充電待ちが発生する場合、合理的な充電順位と系統から電気自動車に向けた電力の流れでGrid

しては先着順ですが、充電場所への到着順だけでto Vehicle（G2V）と呼ばれていましたが、今後、は特定の充電場所への集中が予想され、充電待ち

V2H（Vehicle to Home：電気自動車から住宅へ）行列がいつ終わるのかわからないといったことがという方向性や、それをさらに発展させたV2G考えられます。近隣の充電設備への誘導や、あら（Vehicle to Grid）への傾向も明らかになっていかじめ充電の予約を行うことなどで解消ができまます。第一段階として東日本大震災の被災地からす。また、１箇所に複数の充電設備がある場合、の要望もあり、すでに有力自動車メーカーでは、設置者側からは充電設備のピーク電力抑制といっ電気自動車から直接携帯電話や炊飯器など家電にた面からも、情報通信技術の活用が期待できま8、9す。さらに充電完了後の駐車スペースの開放、不を予定しています。国際商品でもある自動車は移慣れな操作ミスなど充電に伴うトラブルへの対動できる需要側蓄電池としての性格を持っていま

応、充電設備の遠隔操作保守、いたずらや盗電のすので、このようなインターフェイスが整備され防止など問題点の解決に情報通信技術の利用は不れば、災害時のみならず、常時においても系統側可欠になるでしょう。

接続できるインターフェイスを開発し、販売ピーク電力の抑制の一助になるものと考えられています。

電気自動車自体の普及が図られているなか、地方自治体での補助制度では不特定の無料利用を条件とすることもありますが、充電設備の利用に課

位置情報、利用予約など情報通信技術との融合金を行っている例もあります。日本ユニシスでは走行中に充電設備を利用しようと思った場合、高速道路のサービスエリアに設置された急速充電必要な情報として、まず①正確な電池残量と走行設備で課金・決済のサービスを開始 しています。

可能距離、次に②最寄りの充電設備の位置情報・課金を行う場合には、給電した電力量に応じて経路情報、さらに③当該充電設備の空き情報また課金する電力量課金（○○円/kWhなど）、継ぎは予約状況、などが必要となります。このうち①足し充電でもフル充電でも充電した回数に応じては電気自動車本体の機能ですが、②については、課金する充電回数課金（１回○○円など）、充電充電設備の情報が登録されていれば現状のカーナ時間課金（30分○○円など）などの課金方法が考

５．２

10

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えられています。

１

しては考えられ、新しいビジネスモデルになるの

ＥＶポータル・充電環境について

http://www.ev-life.com/consider/pdf/i-miev_charger_set.

急速充電設備の設置費用の回収をするには、利用課金以外のサービスとの組み合わせも可能性と三菱自動車
pdf

２

日産自動車

ＥＶ普通充電用電源回路ガイドライン

http://ev.nissan.co.jp/LEAF/PDF/guideline_charge.pdf

ではないかと注目されています。

３

６ おわりに４

日産自動車

充電環境ガイドブック

http://ev.nissan.co.jp/LEAF/PDF/charge_guide_book.pdf
CHAdeMO協議会

電気自動車用急速充電器の設置・運用に関する手引き
http://www.chademo.com/jp/pdf/QCtebikiRev1.pdf

以上のように、電気自動車自体も電動機や車載

５

備についても今後さらなる発展が期待されます。
充電時間については、３分間で50％程度まで充電できる超急速充電器が開発されたとの情報11

hojokin-toha-3.html
６

きるシステムで国際特許を取得したとの情報 もhtml
７

magazine/1011nagasaki.pdf８bsa1106080501000-n1.htm
９

達する可能性を秘めていますので、今後も注目していく必要があるものと思われます。

日産自動車

プレリリース「日産リーフ」の駆動用バッテ

リーから一般住宅へ電力供給するシステムを公開
http://www.nissan-global.com/JP/NEWS/2011/_STORY/110802-

けの対象となっており、政策面や制度設計についなどの多くのビジネス領域にも関係し、大いに発

三菱自、オプション器具

2011.06.08

http://www.sankeibiz.jp/business/news/110608/

力契約の規制については平成23年３月の規制仕訳

テム）やパークアンドライド、カーシェアリング

サンケイビス、ＥＶを家電電源にを年内発売があります。ても発展の途上にあります。ITS（高度交通シス

未来型ドライブ観光の実現を目指して
http://www.mlit.go.jp/seisakutokatsu/soukou/soukou-

あり、従来のガソリン給油の給油時間に迫るもの
また、電気自動車の急速充電器の設置に係る電EV・PHVプラットホーム
http://www.meti.go.jp/policy/automobile/evphv/index.

や、宇都宮のベンチャー企業が５分間で満充電で12導入補助のご案内

http://www.cev-pc.or.jp/CEV/judenki/hojokin-toha/

電池の開発、使い終わった電池の二次利用、リサイクルを含め発展途上であり、電気自動車充電設

次世代自動車振興センター

01-j.html
10

日本ユニシス

プレスリリース

2010.04.21

http://www.unisys.co.jp/news/nr_100421_smartoasis.html
11

JFEエンジニアリング

プレスリリース

2010.06.10

http://www.jfe-eng.co.jp/release/news10/news_e10006.html
12

読売新聞

電気自動車５分で急速充電、ベンチャーが特許

2011.06.08
http://www.yomiuri.co.jp/eco/news/20110608OYT1T00252.htm

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