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Jul 20, 2023

なぜアメリカのEV充電器は壊れ続けるのか

Immagina di vivere in un mondo in cui le stazioni di servizio hanno difficoltà a erogare gas.

ガソリンスタンドがガソリンを供給するのに苦労している世界に住んでいることを想像してみてください。

ドライバーが給油する数回ごとに、何かがおかしくなります。ガスが流れないか、しばらく速く流れ、その後チョロチョロと遅くなります。 また、クレジット カードの支払いが不可解に拒否されたり、画面が空白になったりする場合もあります。

消費者が助けを求めているとしたら、残念です。 この世界のガソリンスタンドには人間は存在せず、選択肢は1～800番のみ。 広い駐車場の真ん中にガソリンポンプがポツンと立っている。

「ガソリン」という言葉を「電気」に置き換えると、これは米国中の電気自動車の充電ステーションで毎日起こっていることを現実的に説明したものになります。 米国がEVに電力を供給し、ガソリンスタンドに代わるために構築中のハイテク高速高速道路給油システムは不具合だらけで、撲滅するのが難しいことが判明している。

個別には問題ですが、全体としては重大な影響を与える可能性があります。

ソフトウェア専門家でEV充電器分析会社EVSessionの創設者であるビル・フェロ氏は、「EV以外のドライバーにとって、EVの充電は苦痛であるという見方がさらに強まる」と述べた。 「急速充電インフラが悪臭を放つため、EVを購入するのはリスクだと人々が感じているため、EVの普及は遅れるだろう。」

この問題は、外出先で急速充電器を使用する人や、テスラを運転していない人が経験します。 研究と無数の逸話は、彼らが遭遇する奇妙なつまずきについて説明しています: 空白の画面、破損したプラグ、失敗したクレジットカード支払い、警告なしに中止されるセッション、この瞬間には速く流れ、次の瞬間にはゆっくりと流れる電流 (Energywire、3 月 21 日)。

この大惨事の背後には、一連の恐ろしい構造的問題が潜んでいます。 これらは、EV 充電器が進化した独特の方法と、配線とバッテリーがガソリン スタンドで行われることよりもはるかに複雑であるという事実に結びついています。

「これは、燃料をある貯留層から別の貯留層に移送するよりも難しい問題だ」とフェロ氏は語った。

連邦政府、州政府、ネットワーク事業者、自動車メーカーから充電分野に数十億ドルが注ぎ込まれているにもかかわらず、問題は続いている。

充電システムに関する最近のいくつかの研究では、残念な結果が判明しています。

昨年、研究者らはサンフランシスコ・ベイエリアのすべての公共急速充電器を訪問し、そのほぼ23％で「画面が反応しないか利用できない、支払いシステムの障害、充電開始の失敗、ネットワークの障害、またはコネクタの破損」が発生していることを発見した。 また、自動車コンサルタント会社JDパワーは、EVドライバーを対象とした調査で、公共充電ネットワークが「機能していないステーションに悩まされている」ことを発見した。 5 つのセッションのうち 1 つはチャージを実行できませんでした。 それらの障害のほぼ 4 分の 3 には、ステーションが誤動作したか、オフラインになっていたことが関係していました。

修正の緊急性を認識し、官民のさまざまな関係者が解決策を試しています。

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たとえば、バイデン政権は「稼働時間」、つまり充電器が稼働している時間の割合に関する基準を設定している。 カリフォルニア州は、顧客エクスペリエンスを向上させる方法について大規模な調査を開始しています。 自動車メーカーのフォード・モーターは昨年、独自のステーション監査チームを配置した（Energywire、2022年1月4日）。 最大の公共ネットワークであるエレクトリファイ アメリカは、自社のステーションの 5 分の 1 を新しいモデルに置き換えています。

しかし、これらのアクションの多くはブラックホールの端で機能します。

EV ドライバーにとって満足のいく充電体験が何を意味するのか、誰も定義できません。 基礎となるデータは存在しません。 何十万人ものアメリカ人がEVを購入し、高速道路を使い始めているが、この基準の欠如は誰も責任を負わないことを意味している。 説明責任がなければ、問題は今後も続く可能性があります。

業界の懸念は、EVドライバーの増加によって友人たちに、高速道路での充電は少しバグがあり、少し煩わしいと思われることだ。地球が着実に温暖化する中、何百万人もの友人たちが電気自動車への移行を控えるには十分な障害である。

EV の給油に関する問題はどこでも起こるわけではありません。 しかし、政府が最も多くの資金を投入し、充電エクスペリエンスの向上にその主張を賭けている地域では一般的です。

家庭での充電は通常、問題なく終了します。 他の「低速」またはレベル 2 の充電器にも同じことが当てはまります。これらの充電器は、職場や駐車場に散布され、何時間も電子を摂取することでバッテリーを充電します。

このバグは、直流急速充電器 (DCFC) として知られる急速充電器で最も一般的です。 これらは、ドライバーが外出中に 15 分または 30 分でバッテリーを充電する必要がある場合の充電ソリューションです。

これらのスーパー アウトレットは、高速道路の停留所の近く、都市の中心部、郊外の交差点に存在します。 議会が超党派のインフラ法で承認したEV充電インフラ整備に75億ドルを支出しているバイデン政権にとって、こうしたネットワークの構築は最優先事項だ。 最初の資金調達ラウンドは、主要高速道路沿いに50マイル間隔でDCFC充電器を全国に敷き詰めることを目的としている。

政府の目標は、駅を建設するだけでなく、顧客満足度の向上など、高い基準を作り出すことです。

このプログラムを管理している連邦道路局は、「（政府の）資金で購入された充電器だけでなく、国内のすべての充電ステーションの信頼性を向上させるよう充電ステーション運営者を奨励するつもりだ」と述べた。

皮肉なことに、顧客満足度の高い、信頼性の高い全国的な充電ネットワークがすでに存在しています。 これはスーパーチャージャー ネットワークと呼ばれ、テスラ社によって構築および運営されています。

ユーザーと専門家は、テスラが他のネットワークを悩ませている問題を概ね解決したという点で広く同意している。 そのドライバーは、ほとんど失敗せずにプラグイン、支払い、充電を行います。 スーパーチャージャーは、テスラが他のEVモデルにもネットワークの一部を開放し始めた先月まで、テスラのドライバー専用だった（Energywire、2023年2月15日）。

テスラはまた、競合ネットワークがなかなか対応できず、ガソリン スタンドではまったくできない他の取り組みでも先駆者であり、優れています。

たとえば、Tesla アプリまたはダッシュボード画面で目的地を入力すると、停車するスーパーチャージャーのルートが表示され、どのプラグが機能しているか、現在使用されているかどうかに関する信頼できる情報が表示されます。

専門家らによると、テスラの成功の主な理由は、テスラがエコシステム全体とそのすべてのデータを所有し、管理しているためだという。 車を製造し、充電器を動かし、支払いを管理します。 駅で何かが故障した場合、それを修理するのはテスラの仕事です。 誰が責任者であるかは疑いの余地がありません。

Tesla 以外の他のネットワークがこのような問題を抱えている理由は、公共料金システムにはより多くの関係者が関与しているためです。 それらには、自動車メーカー、充電ネットワーク事業者、ルート検索ツール、そして現在は政府も含まれています。

テスラと同じレベルの責任を引き受けようとする者は誰もおらず、誰かがそうするかどうかは明らかではない。

「私のこの経験は誰のものですか？」 EVネットワークソフトウェアプラットフォームであるChargewayの創設者兼最高経営責任者（CEO）のMatt Teske氏は、EVドライバーの立場に立ってこう語った。 「答えは誰にもありません。」

今日の充電ステーションがうまく機能しない理由の 1 つは、消費者向け製品としての奇妙な進化にあります。

EV 自体と同様、充電ステーションが最初に道路に登場したのは、顧客が求めたからではなく、規制当局が要求したからです。

2000年代初頭、カリフォルニア大気資源委員会は自動車メーカーに対し、州の自動車市場に参加するためにEVを販売するよう要求した。 充電ステーションは並行して設置されました。

今日の主要ネットワークの 1 つである EVgo Inc. は、2000 年代初頭の電力市場の電力危機を解決するために、NRG Energy Inc. とカリフォルニア公共事業委員会との間で 2012 年に締結された法的和解から誕生しました。 もう一つのエレクトリファイ・アメリカは、自動車メーカーのフォルクスワーゲンAGがディーゼル排ガス不正行為に対するペナルティとして2016年に創設を余儀なくされた組織である。

これらの企業は、顧客ではなく規制当局を満足させることを使命としており、特定のソリューション セットを使用してコストを節約しました。

「本当に単純なことのように扱われました」とテスケ氏は語った。

充電ステーションは、近くのキオスクに従業員がいるガソリンスタンドのようには機能しません。 代わりに、ATM や自動販売機のように人間の介入なしで動作しますが、コーラの代わりに高電圧の電力を販売します。

しかし、ATM や自動販売機とは異なり、充電ステーションでは顧客を完全に扱うことはできません。 日よけの下に設置されたり、特に明るい場所に設置されたり、監視カメラで監視されたりすることはありません。 その代わりに、電気自動車はもっと自動車のように扱われるでしょう。 ステーションは風雨の強い場所、駐車場の真ん中や端に設置されており、監視の目や破壊行為の標的になりやすい場所からは遠く離れていました。

最後に、Electrify America ではクレジット カードで支払う必要があったにもかかわらず、初期のネットワークではクレジット カードで支払うオプションが提供されていませんでした。 充電ネットワークは、Visa や Mastercard の手数料と複雑さを回避することが望まれます。 むしろ、支払いは会員カードを通じてネットワークに直接送られることになります。

初期の頃は、これらの決定はどれもそれほど重要ではありませんでした。 初期の EV 購入者は、暗い駐車場やイライラする充電セッションの不便さを無視する真の信者でした。

しかし、テスラとは呼ばれないEVが本格的に販売され始めたため、過去のコスト削減の決定が今日の騒動の発生の一因となった。

充電ステーションは自動販売機よりもはるかに複雑で壊れやすいことが判明しました。

テスケ氏は、「何が問題になる可能性があるのか​​のチェックリストを探しているとしたら、それは長いリストだ」と語った。

キオスクの金属シェルの内側には、洗練されたパワー エレクトロニクスが搭載されています。 危険なレベルの電流が頑丈なケーブルを介してコネクタに送られますが、ガムの塊で簡単に無効にすることができます。 価格や充電セッションの持続時間などの情報をドライバーに伝えるために重要なビデオ画面は、汚されたり壊れたりする可能性があります。 ドライバーが支払いカードをタップ、挿入、またはスワイプしようとすると、さまざまな問題が発生する可能性があります。

そして、コンピューターコードがあります。

「結局のところ、すべてはソフトウェアです」と、全米に 800 か所ほどの放送局を持つ Electrify America の品質および適合性担当ディレクター、ケン テニスン氏は述べています。

ATMからの現金や自動販売機からのスニッカーズを受け取るのは人間の手です。 充電セッションから電子を受け取るのは電気自動車です。より正確に言えば、絶えず変化し、拡大し続ける電気自動車であり、各電気自動車は独自のバージョンのソフトウェアを使用して充電ステーションと通信します。

充電業界向けのソフトウェアプロトコルは存在するが、「それらの規格への準拠は完全ではないし、規格自体も完璧ではない」とテニスン氏は述べた。

こうしたソフトウェアの問題の中には、問題を解決できていない若いハイテク産業に伴う成長痛のようなものもあります。 ただし、これは関連するシステムの数が膨大であるため、複雑になります。

満足のいく充電セッションはオーケストラです。 充電ステーション、ネットワークオペレーター、車両、支払いはすべてシームレスに連携します。 しかし今日はオーケストラの調子が狂っています。

これらの論理和は、ドライバーにとって説明できない問題を引き起こします。

たとえば、充電セッション中の特定の瞬間に供給されるキロワット（ポンプから転がり落ちるガソリンの量にほぼ相当）は、説明なしに上下に変動する可能性があります。 これは多くの場合、ステーションの電子機器と車両の電子機器の間の通信に問題があり、同じソフトウェア言語を話そうとするものの失敗することが原因です。

これらすべてのハンドオフにより、ネットワークがテスラのナビゲーション能力をエミュレートすることも困難になります。 ゼネラル・モーターズ社のボルトやフォード社のライトニングF-150のようなテスラの競合他社は、次のステーションが動作していてスペースがあることを教えてくれるかもしれないし、そうでないかもしれない。 ソフトウェアの非互換性により、動作が不安定になります。

「人々がすべての部品を束ねており、プロセスの所有者が 1 人もいないため、これは困難です」と EVSession の Ferro 氏は言います。

この混乱の中で信頼性を高めるために、業界と政府は疑わしい値の測定に目を向けています。

その指標は稼働時間です。 機械やシステムに適用すると、稼働時間は簡単な測定値となります。 これは、一定期間内でマシンが稼働している時間をパーセンテージで表したものです。

稼働時間は 2 値です。 マシンは起動しているか、停止しています。 オペレータが充電ステーションに ping を送信し、肯定的な応答を受け取った場合、その充電ステーションは「稼働中」とみなされます。 しかし、その狭い定義は、充電のような複雑なエクスペリエンスによって崩れる可能性があります。

独立EV充電アナリストのローレン・マクドナルド氏は、稼働時間は「コネクタが壊れているか、支払い処理に問題があるか、駐車スペースがICE処理されているかどうかを測定するものではない」と述べた。 ICE とは、EV ドライバーのもう 1 つの悩みである内燃機関車が占有している EV 充電用駐車スペースを指します。

マクドナルド氏は、この指標は「充電できるかできないか」という重要な質問に答えていないため、失敗すると付け加えた。

「稼働時間にはそれが反映されていません」と彼は言いました。

それにもかかわらず、連邦政府と州政府が何十億もの公的資金を投入する際に、稼働時間はパフォーマンスを測定する基盤となっています。

たとえば、バイデン政権は昨年、超党派のインフラ法から連邦資金を受け取っている充電ステーションは97パーセント以上の稼働時間を達成しなければならないと布告した。

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その対象範囲内にあるのは同社だけではない。 コロラド州、ニューヨーク州、バーモント州は充電器への資金提供に97パーセントの基準を採用しているが、メイン州はそれより低い95パーセントを採用している。 ケンタッキー州のルイビル・ガス・アンド・エレクトリックやニューヨーク州のコンソリデーテッド・エジソンなど、一部の電力会社は99％という高い目標を掲げている。

狭いとはいえ、連邦基準は少なくとも出発点です。 北東部の大気質機関の非営利団体であるネスカウムのクリーン交通政策アドバイザー、ジェシー・ウェイ氏は、「連邦政府のガイダンスがあるのは本当に助かる」と語った。

97% の稼働率が厳密であるかどうかは、誰に尋ねるかによって異なります。

Electrify America の Tennyson 氏は、充電ステーションにエラーの余地がほとんどないため、この基準は非常に厳密であると考えています。 故障した場合は修理が必要となり、数日かかる場合もあります。 1年後には「2、3回以上の失敗は許容できない」と彼は言った。

EVアナリストのマクドナルド氏は、その逆を主張している。 彼は、97% の稼働時間は 3% のダウンタイムを意味すると指摘します。 1 年間で、ダウンタイムは 11 日になります。

「私に言わせれば、これは非常に低いハードルだ」と彼は言う。 「アマゾン ウェブ サービス (Amazon.com Inc. の企業向けクラウド製品) が「年間 11 日もダウンしているなんて想像できますか?」

バイデン政権がEV充電器の信頼性という広範な問題を解決するために、稼働時間という狭い解決策を手に入れた可能性がある理由の1つは、他に選択肢が存在しないことだ。

「稼働時間の計算は、充電器が満足のいく顧客エクスペリエンスを提供できない可能性のある故障のすべてのカテゴリーに対応しているわけではない」と連邦道路局は今年初めに各州に発表したガイダンスの中で認めている。

もっと良くやらないのはなぜでしょうか？ FHWAは「入手可能なデータが不十分だ」と述べた。

データの欠如が重要なギャップであると専門家は言う。 現在、米国には独立したサードパーティによる課金データのソースは存在しません。 充電ネットワークが 97% の稼働時間を達成していると主張している場合 (多くの場合、実際にそうしています)、その主張を確認する方法はありません。

これは、充電ネットワークの構築に数百万ドルもの連邦資金を投じる義務を負っている州にとっては懸念材料だ。 連邦政府は稼働率 97% を達成することを要求しています。 しかし、チャージウェイ社のテスケ氏は、こうしたネットワークを構築する企業を審査している州が「売り手の言葉をそのまま受け入れている」と指摘した。

解決策は出てくるかもしれないが、時間がかかるだろう。

超党派のインフラ法案の一環として、バイデン政権は資金を提供している充電ステーションからデータを収集する権限を獲得した。 各州は1年後にデータ送信を開始することが義務付けられている。 FHWAによれば、その情報は「一般向けのダッシュボード」を備えた「国家データベースおよび分析プラットフォーム」になるという。

主要な構造的解決策がカリフォルニアで進行中である可能性がある。

昨年、カリフォルニア州議会は、州の資金を得ている充電ステーションに新たな記録保持と報告基準を義務付ける法案を可決した。 この規則は、カリフォルニア州エネルギー委員会（CEC）によって起草される予定で、2024年までに策定される予定である。最終的には、カリフォルニア州の交通機関の排出ガス政策に同調する多くの州がこの規則を模倣する可能性がある。

「これは非常に複雑であり、すべての答えを持っているわけではない」とCEC委員のパティ・モナハン氏は今年初めに開催されたブルームバーグ・ニュー・エナジー・ファイナンスのカンファレンスで語った。 「これは大変な調査だ。」

一方、高速道路の急速充電器を利用している人々の歯ぎしりした気持ちは、すぐには緩みそうにない。 EV導入の次の波は、部分的には、不活性プラグと眉をひそめるドライバーの物語であり、インスタグラムに投稿されて誰もが見ることができるようになるだろう。

EV充電の専門家フェロ氏は、「これは今後5年間問題になるだろう」と述べた。 「テスラが米国の充電ネットワーク全体を引き継ぐか、他の企業が協力して行動するか、あるいはその両方が少しずつ加わることになるだろう。」