電気自動車（EV）の普及に伴い、高速で信頼性が高く、拡張性の高い充電インフラへの需要は高まり続けています。EV充電ステーション（正式名称は電気自動車給電設備（EVSE））は、このインフラの基盤を担っています。しかし、充電ポイントの数が増加するにつれて、大規模な分散型充電システム全体の通信管理の複雑さも増しています。
ここで光ファイバーネットワーク接続が活躍します。この記事では、光ファイバー通信がEV充電システムの主要な課題をどのように克服するのか、そして堅牢で将来を見据えたEV充電ネットワークの構築を目指す事業者にとって、光ファイバーがなぜ最適な選択肢になりつつあるのかを探ります。
EV 充電ステーションとは何ですか? どのように通信するのですか?
EV 充電ステーションには 2 つの形式があります。
- 独立ステーションは独立して運営されます
- 集中型プラットフォームに接続されたネットワーク化された充電ステーション。
ネットワーク化されたステーションは、はるかに高い柔軟性とインテリジェンスを提供します。事業者は、充電スケジュール、エネルギー負荷、ユーザーへの課金、そして系統との連携を遠隔管理できます。充電ステーション、エネルギー貯蔵システム（ESS）、電力系統、そしてバックエンド制御センター間のデータ交換は、安定した電力供給とシステム効率の確保に不可欠です。
しかし、これらすべてを可能にするには、高速で干渉のない通信が不可欠です。
EV充電システムにおける通信の課題
1. CANバスの距離制限
多くのEVとその搭載バッテリーは、通信にコントローラエリアネットワーク（CAN）バスを利用しています。CANは短距離のリアルタイム制御において高い信頼性を備えていますが、その物理層はボーレートとケーブル長によって制限されます。
ISO 11898規格によると：
- ボーレートが高くなると（例：1 Mbps）、最大距離は大幅に減少します。
- これにより、通信パフォーマンスを低下させることなく EV 充電ポイントを設置できる距離が制限されます。
特にキャンパス、駐車場、都市環境に広がる大規模な充電ネットワークの場合、この制限がボトルネックになります。
2. 長距離および干渉が発生しやすい環境
EV 充電器は通常、次の場所に設置されています。
- 屋外で厳しい天候にさらされる
- 無線LANのカバー範囲が限られている地下駐車場
- 充電器が離れている郊外や工業地帯
一部の通信事業者は、ケーブル配線を削減するために無線接続（Wi-Fiまたは携帯電話）の活用を試みていますが、干渉、信号損失、遅延といった問題が頻繁に発生し、特にメタルネットワークや高トラフィック環境ではその傾向が顕著です。そのため、多くのシステムインテグレーターは、信頼性とパフォーマンスの向上を目指して有線光ファイバー通信へと移行しています。
光ファイバーネットワークがEV充電システムに最適な理由
1. 長距離通信
光ファイバーケーブルは、数十キロメートルにわたって劣化することなくデータを伝送できます。そのため、CANバスの距離制約を克服し、広範囲にわたる複数のEV充電ステーションを集中制御システムに接続するのに最適です。
2. 電磁干渉（EMI）に対する耐性
銅線とは異なり、光ファイバーは電磁干渉の影響を受けません。これは、変圧器、変電所、高電圧 EV 充電器の近くのノイズの多い電気環境では不可欠です。
3. 高いデータスループットと低レイテンシ
ファイバーは高帯域幅のデータ交換をサポートし、負荷分散、需要応答、ユーザー通知のためのリアルタイム通信を保証します。
4. 過酷な環境でも高い信頼性
CAN からファイバーへのコンバーターなどの産業グレードのファイバー デバイスは、次の機能を提供します。
- 広い温度耐性
- サージ保護
- 屋外キャビネットや道路脇の設置に適した頑丈な筐体
CANから光ファイバーへ：EV充電システムのための信頼性の高いソリューション
CANベースの通信と光ファイバーネットワーク間のギャップを埋めるために、 CANからファイバーへのコンバータ が使用されます。
COME-STAR CANから光ファイバーへのコンバータ
- 自動ボーレート検出によりプラグアンドプレイで簡単にインストール可能
- 最大1MbpsのCAN伝送と最大100kmの距離の光ファイバー通信をサポート
- -40°C～+75°Cの温度範囲に対応し、過酷な屋外環境にも適しています。
- 3 kV絶縁と2 kVサージ保護を備え、安全で中断のない動作を保証します。
- 迅速なトラブルシューティングのための LED インジケータ (CAN とファイバー障害検出)
スマート シティ全体に充電器を展開するシステム インテグレータであっても、スケーラブルな充電アーキテクチャを構築する EVSE メーカーであっても、ファイバーベースの通信は必要なパフォーマンスと信頼性を提供します。
結論：光ファイバーによるよりスマートで強力なEV充電ネットワークの構築
EVの普及が加速するにつれ、インテリジェントで堅牢な充電ネットワークの必要性も高まっています。光ファイバーは、長距離通信とEMIといった主要な課題を解決するだけでなく、スマートグリッドとの統合やリモート管理など、EV充電インフラの将来性を確保します。
CAN からファイバーへのソリューションに投資する事業者は、次のことが期待できます。
- システムの稼働時間の向上
- より高速なデータ応答
- より良いユーザーエクスペリエンス
- メンテナンスと診断時間の短縮
EV 充電システムの構築またはアップグレードを検討している場合は、通信バックボーンとしてファイバーを検討する時期です。
