[論文レビュー] Reliability of Open Public Electric Vehicle Direct Current Fast Chargers

David Rempel. Carleen Cullen, Mary Matteson Bryan+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 30, 2022

Electric Vehicles and Infrastructure被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、グレーター・ベイ・エリアの181か所のオープン公共DC急速充電器に設置された657個のCCSコネクタの実地での信頼性を評価した。現地での評価では、機能しているのは72.5%にとどまった。EVSPが報告する95–98%の稼働率とは対照的であり、公共のEV充電インフラにおける信頼性指標の標準化と第三者による検証の必要性が浮き彫りになった。

ABSTRACT

In order to achieve a rapid transition to electric vehicle driving, a highly reliable and easy to use charging infrastructure is critical to building confidence as consumers shift from using familiar gas vehicles to unfamiliar electric vehicles (EV). This study evaluated the functionality of the charging system for 657 EVSE (electric vehicle service equipment) CCS connectors (combined charging system) on all 181 open, public DCFC (direct current fast chargers) charging stations in the Greater Bay Area. An EVSE was evaluated as functional if it charged an EV for 2 minutes or was charging an EV at the time the station was evaluated. Overall, 72.5% of the 657 EVSEs were functional. The cable was too short to reach the EV inlet for 4.9% of the EVSEs. Causes of 22.7% of EVSEs that were non-functioning were unresponsive or unavailable screens, payment system failures, charge initiation failures, network failures, or broken connectors. A random evaluation of 10% of the EVSEs, approximately 8 days after the first evaluation, demonstrated no overall change in functionality. This level of functionality appears to conflict with the 95 to 98% uptime reported by the EV service providers (EVSPs) who operate the EV charging stations. The findings suggest a need for shared, precise definitions of and calculations for reliability, uptime, downtime, and excluded time, as applied to open public DCFCs, with verification by third-party evaluation.

研究の動機と目的

• グレーター・ベイ・エリアにおけるオープン公共の直流急速充電器（DCFC）の実際の機能的信頼性を評価すること。
• EVSE（電気自動車供給設備）の機能に影響を与える一般的な故障モードを同定すること。
• 実地での性能とEVサービスプロバイダー（EVSP）が報告する稼働率を比較すること。
• EV充電インフラ業界における信頼性定義と報告方法の不整合を浮き彫りにすること。
• 稼働率、停止時間、除外時間といった指標の標準化と、第三者による検証を提唱すること。

提案手法

• グレーター・ベイ・エリアの181か所のオープン公共DCFCステーションをすべて現地で評価した。
• 各EVSEコネクタの機能性を、EVを少なくとも2分間充電できるかを試行することでテストした。
• 非機能的EVSEは、反応しないスクリーン、支払い関連の問題、充電開始不能、ネットワーク障害、破損したコネクタの分類に従って分類した。
• ケーブルの到達可能性を測定し、物理的制限が充電を妨げていたかを確認した。
• 約8日後に10%のEVSEを再評価し、機能性の時間的安定性を評価した。
• 観察された機能率とEVSPが報告する稼働率を比較し、乖離を特定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 直接現地調査に基づくと、グレーター・ベイ・エリアのオープン公共DC急速充電器の実際の機能的信頼性はどの程度か？
• RQ2 公共のDCFCステーションにおけるEVSE非機能の主な技術的・運用的要因は何か？
• RQ3 実地での機能率は、EVサービスプロバイダーが報告する95–98%の稼働率と比べてどう異なるか？
• RQ4 再評価による短期間の機能性の安定性は、EVSEの機能が短期間で変化しないことを示しているか？
• RQ5 稼働率および除外時間の定義が不統一であることが、報告の乖離にどの程度寄与しているか？

主な発見

• 評価された657個のEVSEコネクタのうち72.5%が機能しており、少なくとも2分間の充電が成功したか、点検時に実際に充電中であった。
• EVSEの4.9%がケーブル長の制限により非機能となっており、EVインレットに接続できなかった。
• 非機能的EVSEの22.7%は、反応しないスクリーン、支払いシステムの不具合、充電開始不能、ネットワーク障害、または損傷したコネクタを含むシステムレベルの故障が原因であった。
• 約8日後に10%のEVSEを再評価した結果、機能性の変化は顕著ではなく、短期間での性能が安定していることが示された。
• 観察された72.5%の機能率は、EVサービスプロバイダーが報告する95–98%の稼働率と著しく食い違うものであり、報告の不整合が生じている可能性がある。
• 本研究は、稼働率、停止時間、除外時間といった信頼性指標について、共有された明確な定義の導入が急務であると結論づける。また、独立した第三者による検証による確認が不可欠である。