すべてのEVが快適に遠出できる充電インフラとは? ~高速道路に必要な「超急速充電器」を考える

EVの車種や台数が増えるにつれて、長距離ドライブ時の充電インフラの脆弱さが悩ましい課題になっています。ことに、高速道路SAPAへの高出力な急速充電器の複数台設置は日本のEVユーザーの悲願です。新たにEVsmartブログ著者陣に加わった、八重さくらさんが解説します。

すべてのEVが快適に遠出できる充電インフラとは? ~高速道路に必要な「超」急速充電器を考える

モデルXとアイミーブのEV2台を活用

皆さま初めまして、環境系バーチャルユーチューバー(vTuber)の「八重さくら」です。これまではTwitter(@yaesakura2019)やYoutube、自身のブログ(エコレボ)などで「EV」や「環境」に関する情報を発信してまいりましたが、この度EVsmartブログにも寄稿することになりました。

筆者の事務所では2018年にテスラ モデルXを購入、その後2020年に三菱アイミーブを増車し、現在はEV2台体制で運用しています。屋根には7.77kWの太陽光発電、そして合計27kWhの蓄電池(パワーウォール2台)を設置し、エネルギーの自給自足を目指しています。

これまでの約4年間に渡るEVの使用経験に加え、日々収集している海外のEVや環境に関する情報をもとに「EVユーザーとして正直な記事」をお届けしてまいりますので、何卒よろしくお願いいたします。

記念すべき1回目となる本記事では、「すべてのEVが快適に充電できる」高速道路の急速充電インフラについて考えてみます。

日本国内のEV充電インフラの現状

本題に入る前に、まずは国内のEV充電インフラの現状をおさらいしておきましょう。

すでにEVに乗っている方ならご存知かと思いますが、EVの充電には大きく分けて「普通充電(基礎充電)」と「急速充電(経路充電)」の2種類が存在します。

普通充電は基礎充電とも呼ばれ、自宅や目的地(宿泊施設や商業施設など)において駐車中に充電し、満充電の状態で出発できるようにするための充電方法です。戸建ての持ち家であれば比較的容易に設置でき、多くの場合で数万円~十数万円程度で設置可能です。

集合住宅についても、近年では補助金の申請から管理組合との交渉まで一括で代行してくれる業者が複数登場し、一昔前と比べればかなりハードルが下がりました。東京都など一部の自治体では設置を義務付ける動きもあり、普通充電の環境は、今後さらに充実すると予想されます。

一方で利用者の力だけでは整備が難しいのが、遠出をする際に利用する高速道路上などの急速充電器、すなわち経路充電です。高速道路を管轄するNEXCOや都市高速道路各社はe-Mobility Powerと一緒にSAPAに急速充電器の整備を進めているものの、2022年10月現在では多くのSAPAでは出力50kW(ごく一部で90kW)以下、かつ1カ所に付き1口~2口(ごく一部で3〜6口)の設置に留まっています。出力50kWの場合、30分充電した場合は約20kWh程度となり、おおよそ100km~140km程度の航続距離が追加できる計算ですが、混雑する時間帯は充電待ちが発生する頻度が高くなっています。

そんななか、希望の光として登場したのが首都高速の大黒PAに設置された、6口タイプの新型の急速充電器です。1口の最大出力は90kWですが、6口合計で最大200kW(設置後に400kWまで増強可能)に制限され、6台同時に充電した場合は1台あたり20kWまで低下する可能性があります。結果的に30分充電しても10kWh弱しか入らない可能性もあり、追加される航続距離は50km~70km程度まで減少します。ただし、「現時点では」6台同時に充電を開始することはほぼなく、実際にこのような状況に遭遇するのは、かなり稀なケースかもしれません。

【関連記事】
首都高大黒PAでEV6台が同時充電可能な新型急速充電器が運用開始(2021年12月17日)

※冒頭写真は大黒PAで充電する筆者のモデルX。最大出力90kWの新型6口器だが、車種によって充電不可のケースがあり、テスラ車では20kW以下での充電となる。

なぜ「超」急速充電器が必要なの?

e-Mobility Powerでは今後、上記の6口タイプの充電器をはじめ、56kWの2口器などを全国に設置していく計画で、一見すると順調に整備が進んでいるようにも思えます。とはいえ、150kW以上の出力をもつ「超」急速充電器の設置計画は聞こえてきません。欧米などでは350kW級の超急速充電器の拡充が進む中、EV普及だけでなく充電インフラの整備でも日本は遅れを取り始めているのです。

なぜ「超」急速充電器が必要なのでしょうか?

EVはガソリンスタンドで給油する内燃機関車とは異なり、自宅や目的地などでの「駐車時間を使った充電」が基本ですが、この考え方は遠出でも同じです。車で遠出する際には一気に500kmや1,000kmを走る人は少なく、たいていの人は途中で数回休憩を取ると思います。この休憩時間で充電を終わらせることができれば、充電時間は実質ゼロにできます。

例えばプロのトラックドライバーなら4時間毎に30分以上の休憩が法律で義務付けられていますが、自家用車では休憩の頻度や時間は人によってまちまちかもしれません。

一つの参考となる研究結果があります。

「251~300kmを移動する人の86%が少なくとも30分以下の休憩を取り、46%の人は30分以上の休憩を取る」
※ETC2.0プローブデータを活用した都市間高速道路における休憩行動分析(平井氏ほか)より

これを言い換えると、30分以内で300km分以上を走れるだけ充電できれば、(少なくとも)約半分の人は充電時間を実質ゼロにできることになります。人によっては「充電時間をゼロにする必要はない」という考え方もあるかも知れませんが、より多くの人にEVを普及させるには「内燃機関車よりEVのほうが便利」という状況が必要だと筆者は考えています。

そして最大でも90kW、場合によっては20kWまで落ちるような充電インフラでは、充電時間を実質ゼロにすることは非常に難しくなってしまうのです。

充電時間を実質ゼロにできる充電速度は?

それでは「30分で300km分」を充電するには、どれくらいの充電速度が必要でしょうか。

もちろん電費(車種や走り方などの違い)にも左右されますが、仮に比較的電費が悪い条件となる「1kWhあたり5km走れる」場合を想定して計算してみましょう。単純計算で300kmを走るには60kWhの電力量が必要となり、仮に平均出力120kWの充電器があれば30分で充電が完了することになります。

ただし、この計算を根拠に出力120kWで十分かと言われると、必ずしもそうとは言い切れません。理由の一つとして「充電量が少ないときは速く、充電量が多いときは遅い」という電池の充電特性を考慮する必要があります。例えば筆者がテスラ モデル3のロングレンジで急速充電をテストした結果は以下の通りで、充電開始直後に出力220kWに達したあと速度は下がり続け、充電量が80%に達した頃には出力50kWまで低下しています。

充電量と充電速度の関係(テスラ モデル3の記録より筆者作成)。

このグラフを見ると、例えば約200kmの走行分にあたる10%~50%の充電であれば、約10分で完了しています。仮に200kmごとに10分の休憩で済むならば、多くの人が休憩時間だけで充電が終わり、充電時間を実質ゼロにできることになります。テスラの最新のV3スーパーチャージャーは最大250kW(4口で350kW)の充電に対応していますが、電池の特性を考慮した上での一つの答えと言えるでしょう。

【編集部注】 急速充電の出力と充電量は、充電時のロスや充電するEVのバッテリー電圧なども関係してくるので単純な割り算通りではありませんが、ここでは基本的な仕組みをわかりやすくするために単純化して考察しています。

設置してから最低5年は使われる急速充電器

もう一つ考慮しなければならないのは、多くの急速充電器が設置してから最低でも5年以上は使われるということです。例えば今から10年前の2012年頃は国内のEVは日産リーフや三菱アイミーブしかなく、充電速度は最大でも50kWしか対応していませんでした。確かに当時の車種に合わせて充電器を設置するならば出力50kWで十分ですが、これらの充電器は出力100kW~150kW以上の急速充電に対応した車種が登場した2022年現在も使われています。

車両の性能は急激に進化しており、本来ならば高性能な車両を導入すればより便利になることが期待されていますが、残念ながら「設置した時点の車両性能に合わせて整備された」国内の急速充電インフラでは、最新の車両の性能を発揮できません。このような理由から、充電器を設置する際は今後5年~10年程度の車両の性能向上を考慮する必要があると筆者は考えています。

それでは今後全国への展開が予定されている6口タイプの新型急速充電器について、ここでもう一度振り返ってみましょう。仮に将来的に6口合計で400kWに増強した場合は4台までなら最大の90kWで充電できる計算ですが、1台あたり最大90kWの制限は変わりません。例えばテスラのV3スーパーチャージャーなら10分で200km分を充電できるのに対し、90kW充電器では2倍以上(約21分)の時間がかかる計算になり、やはり充電時間を実質ゼロにすることは難しいのです。

もしかしたら「なぜそこまで充電時間にこだわるのか」と疑問に感じた人もいるかもしれません。参考までに、充電インフラがEVの購入に与える影響について、筆者がTwitterで取ったアンケートを紹介します。

スーパーチャージャーとテスラの購入に関するアンケート(筆者Twitteより)

実にテスラオーナーの40%を上回る人(YES/NOの回答比では4/7以上)が「スーパーチャージャーがなかったらテスラを購入していなかった」と回答しており、これは「超」急速充電インフラの重要性を示していると言えるでしょう。

筆者からの提言

欧米など海外では出力250kW~350kW以上の「超」急速充電器が一定間隔で整備されていますが、これは将来登場する車両を考慮した性能だと言えるでしょう。

近い将来、より高出力の急速充電に対応できる車両が登場したときに「こんな充電インフラでは車両性能を活かせない!」とならないためにも、今から5年後や10年後の車両性能を活かせるような充電インフラの整備が必要不可欠です。たとえ海外のような250kW~350kWが難しいとしても、最低でも現在発売されている車両が対応している150kW程度は確保すべきでしょう。何も「すべての充電器を150kWに対応しろ」と言っているわけではありません。遠出するときに困らないよう一定間隔に、そして1箇所に複数台設置されていれば良いのです。
(長くなるので今回は触れませんでしたが、プラグを挿すだけで充電が始まるプラグ&チャージや、従量課金問題も議論する必要があるでしょう)

今世界では急速にEVへの移行が進んでいます。国や地域によっては2030年には内燃機関車を禁止する動きもあり、ノルウェーなどいくつかの国ではすでに新車の半分以上がEVに置き換わっています。国内の自動車メーカーは販売の約8割を海外向けが占めており、このような海外市場で魅力的なEVを発売できなければシェアを大きく失うことになります。海外でEVの販売ランキングに入る国内メーカーの車種はごくわずかであり、多くの国内メーカーが海外メーカーと比べてEVで出遅れていることは既知の事実ですが、急速充電インフラの整備が進んでいないことも一因だと筆者は考えています。日本の基幹産業を維持するためにも、早急な「超」急速充電インフラの整備は必須と言えるでしょう。

筆者はこの思いをもとに署名キャンペーンを立ち上げ、お陰さまで間もなく最低目標である500筆に達する見込みです。私たちの声を国や高速道路各社、そしてインフラ整備の主役を担うe-Mobility Powerに届けるためにも、どうか引き続き以下の署名キャンペーンへの賛同、並びに拡散をよろしくお願いいたします。

【署名キャンペーン】
すべてのEVが快適に充電できるよう、高速道路に「超」急速充電器を整備してください!

【編集部注】 EVsmartブログ編集部としては、150kWを超えるような急速充電インフラの整備は高性能EVを発売する自動車メーカーの責務でもあり、公共の充電インフラとしては90〜150kW程度でも十分に「実質充電時間」の短縮に繋がると考えています。従って、著名キャンペーンの要望にある「最低150kW、将来的には350kW」や、「一部の車両のみに対応した規格(テスラ・CCSなど)の超急速充電器の設置」といった点については異論もあります。

とはいえ、ことに高速道路SAPAを中心に「高出力器複数台設置」を急ぐべきという要望の根本的な主旨に賛同し、社会的に議論が広がり状況が進展して欲しいという思いを込めて、編集長として署名いたしました。(寄本)

(文/八重さくら)

この記事のコメント(新着順)18件

  1. まずは充電代をそれだけで充電器を維持し続けることが可能な水準に是正しないと充電器の整備が進むはずがありません。
    今後の低価格化を見込んで1000万円の充電器を3年で投資回収するには1日1万円、閑散期も含めて平均5台の高稼働率とすると1回30分あたり2000円を電気代とは別に徴収しなければなりません。
    それと駐車場を占有するのであればその代金も必要です。

  2. 充電器に限らず高速道路のインフラ全体に言えることですが、「連休などは混雑して入れない。閑散期は稼働率が極端に落ちる」という問題があると思います。
    この辺を何とかしないと(平日のみのgo toトラベルをやるとか)・・
    SA PAへの急速充電器設置のハードルが高いなら、インターチェンジ付近への設置(テスラみたいですが)もありかも知れませんね。

    1. hatusetudenn さま、コメントありがとうございます。

      高速道路網への充電インフラ整備。SAPAの出入り無料化を含め、EVユーザーの利便を第一義として、合理的な拡充が進んでくれることを、私も願っています。

    2. hatusetudenn さま、コメントありがとうございます。

      >インターチェンジ付近への設置(テスラみたいですが)もあり

      あり! だと思います。
      一定時間内の高速道路乗り降り無料化にも期待です。

  3. 「経路充電として、超急速充電が必要」という趣旨は理解できるのですが
    超急速充電の充電サービスがリーズナブルな価格で提供されるのか?が気になっています。自宅の充電が仮に、30円/kwhとして(最近は上がっていますが)、超急速充電の価格は、どの程度と想定されているのでしょうか?仮に3倍となると、私個人の感想では、利用はしにくく、経路充電よりもリーズナブルな価格での低速の目的地充電の整備が進む方がよい気がします

    1. しげ さま、コメントありがとうございます。

      超急速充電の利用料金。私見ですが、出力の低い充電器よりも高額となるのは合理的なことだと思います。
      ひとつの事例として、出力ごとに段階的な料金設定となっているテスラスーパーチャージャーの仕組みが参考になるでしょう。
      チャデモのeMPネットワークの急速充電については、充電器の出力(現状、20〜90kW、最大では150kWまで3〜7倍の差が!)によって料金を変えるのが現実的ではないかとも思います。

      高速道路SAPA(もしくはIC付近に設置して一定時間内の乗り降り無料化とか)への90kW以上の高出力器複数台設置とともに、eMPに期待したいところです。

      利用しやすい目的地充電設備の拡充が大切というのも、ご指摘の通りだと思います。

  4. 従量課金に触れていたので一言。
    kwあたりで従量課金制になれば、確かに不公平感というか、低出力な充電器を使っているときの不満は軽減されるかも知れません。
    但し、従量課金を採用する時点でおそらく充電にかかる料金はかなり上昇すると予想されます。
    現在の料金体系は、上記のような不満はあるものの、全体として格安で、超出血大サービス期間中であることは忘れてはいけないです。

    1. アキラ様、コメントありがとうございます。

      >全体として格安で、超出血大サービス期間中

      これは出力が高い充電器に関してはそうかもしれませんが、大多数を占める低出力充電器では
      https://www.nissan.co.jp/EV/CHARGE_SUPPORT/ZESP3/
      プレミアム10、385円/10分ですから、60分で2310円ですが、仮に20kW充電器では実行出力が18kW程度となりますので、電気代は2310/18=128円/kWh。
      今の電気代の平均である40円/kWh強程度から見て、約3倍にあたります。
      40kW充電器なら、2310/36=64円/kWhとなり、これは充分リーズナブルだと思います。

  5. テスラオーナーへのアンケート結果のみをもって、超急速充電器とEV普及率を結びつけるのは、如何なものでしょうか?
    世界中で最も売れているEVはテスラかもしれませんが、それであれば、海外のアンケート結果を基にしたほうが説得力がありそうです。
    国内累計で最も売れたのはリーフだと思いますので、リーフオーナーの意見も知りたいところです。
    いずれにせよ、国内ではEVが普及しているとは言えませんので、マイナーな意見を引用して、EV普及には超急速充電器が必須という結論にはならないと思います。
    因みに否定派では無い、EVオーナーです。

    1. それは電気を知らない一般民なら誰しも思うこと。
      しかし電気技師として電力測定に携わる者の視点として、計測機材の不足が問題と感じます。ただでさえ厳しい計量法の規定・直流クランプメーターの部品代高騰など。おそらく現実的やないはずですー。
      この手の機器は少量多品種生産あるいはオーダーメイドなんでどうしてもコスト高ぅなりますー。現に高圧受電設備(キュービクル)など本体は数百万円、内部機器でも数十万円しますし。
      それに電気機器メーカーとて直流電流トランスの開発実績もありゃせんから。今まで精々30A程度しか作っとりゃせんのもをいきなり300A対応にしろって言われても開発に数年かかり、開発費回収も10年かかるんならそれなりに数売れなあきゃーせん。わざわざ儲からんことにリスク背負う時勢でもにゃあし。仮に海外生産できてもこんなパンデミック全盛(爆)やと疑心暗鬼になりやしーでだちかんわ。
      要するに問題山積やにゃあですかね。
      個人的に急速充電器の普及を阻んどるのは電気事業法の高圧受電設備関連やと思いますが…50kW以上の電力でキュービクルと電気主任技術者が要る制度を緩和せんとあきゃーせん気がします(ただそれをやるとこっちは商売あがったりですが…そうなりゃENECHANGEへ転職きゃあ!?)

  6. PowerXの取り組みも、長距離走行後の早期回復手段としては有効なので、経路の高速充電と合わせ期待すべきインフラではないでしょうか。
    一方で国や自治体の補助金が、車体の普及か再エネのみに着目され、経路充電へのインセンティブ、集合住宅や宿泊先を含む普通充電整備へのインセンティブとはなっておらず、補助金のみが有効とは言いませんが、ユーザが団体としてあるべき整備の方向性へ言論空間を含め圧力を高める必要があろうかと考えています。
    EVSmartさんや関係のご活躍を期待します。

  7. 時間課金制でシェアすると出力が落ちる充電器は損をするので使いたくないです。
    従量制なら時間が伸びるだけなので仕方がないかなと思いますが、90kw機で半分だと30分で約20kw、走行距離で100kmちょっとでは、やってられませんね。
    やはり経路充電は1台あたり最低でも90kwは欲しいです。
    また、海老名のように出力の違う充電器を複数台設置する場合は遠くからでも出力がはっきりわかるように充電器の上に看板を出して欲しいです。
    せっかくの高出力充電器を受入能力の低いPHVなどがのんびり使うようなことのないようにして欲しいです。

    1. 設備出力比例の料金制にすることが出来れば、低出力許容できない車両程、
      高出力機利用が不利になる為、強制はできないが各自が車両に合わせた設備の利用に動くでしょう。
      提案に過ぎませんが、充電設備出力上限の差に応じて、課金時間に倍率を適用
      充電終了時、倍率適用した課金時間をセンターに送るでいいかと思います。
      40A6分=2分課金 60A6分=3分課金 80A6分=4分課金 
      120A6分=6分課金 
      200A1口=6分=9分課金 350A1口=6分=12分課金
      ※高速道路SAPA等で、1基しか配置されていない等
      ほかに選択肢がない箇所は、割増は妥当ではない。
      課金の差がないと充電許容に関係なく特定の設備に需要が偏る為
      設備有効利用と今後増える需要による利便性低下を避ける措置も大事。

  8. ミニキャブミーブバン10.5kWh乗りです。

    先日もPowerXについて記事がありましたが、超高速充電器拡充への一歩という感じでしょうか。

    新たな執筆陣が加えられることで広範な情報提供がなされることに期待しています。

    また、執筆者と編集部の意見が異なることを注釈として書かれていることに好感を持ちました。
    人の考えは十人十色なので全面的に一致することは難しいと思います。

    個人的には超高速の恩恵に預かれない車両なので要求度は低いのですが、大容量電池で長距離を(快適に)実現するためには重要なことかと思います。

    その一方で、低速(と言われる)急速充電器を「要らない」とかアプリ上でコメントしてるかたがいることを残念に思っています(速い充電器を絞り込み検索することもできますね)。

    個人的には充電器の故障が直らない(放置?)のような維持管理面が気になってます。

    一方に偏らない記事、期待しています。

  9. テスラ社がユーザーに提供している経路充電が正しいと考えると、(家充電が可能なユーザーであっても)やっぱり、著者が言う数字が正しいと思います。さらに言えば、高速道路上か、高速道路近くに設置されていれば、そんなに数もいらない。この数字があれば、車側の問題であるものの、バッテリー残量10%未満から充電スタートするのも、ストレスがないはず(この点は忘れがち)。

  10. 「251~300kmを移動する人の86%が30分以下、46%が30~60分の休憩を取る」とありますが、合計132%ですがどう解釈するのでしょうか?

    1. NOLA さま、コメントありがとうございます。

      休憩時間に関するレポートは、以下のURLでPDFが公開されています。
      https://repository.kulib.kyoto-u.ac.jp/dspace/bitstream/2433/232009/5/dkogk04440.pdf

      筆者の八重さくらさんにも確認したところ「46%が30~60分の休憩を取る」という部分は「30分以上」とするべきと確認できました。

      PDF資料のP78(PDFのP84)にあるグラフが出典であり。

      休憩なしは14%、つまり、「30分以下」以上の休憩を取る人が86%。
      その86%のうち、
      ・40%が0-30分の休憩をとる
      ・46%が30分以上の休憩をとる
      という解釈になります。

      記事についても、そのように修正してしておきます。

      ご指摘、ありがとうございました。

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					八重 さくら

八重 さくら

現在は主にTwitterや自身のブログ(エコレボ)でEVや環境に関する情報を発信。事務所の社用車として2018年にテスラ モデルX、2020年に三菱アイ・ミーブを購入し、2台体制でEVを運用中。事務所には太陽光発電とテスラの蓄電池「パワーウォール」を設置し、車と事務所のほぼすべての電力を太陽光で賄うことを目指しています。

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