IEC 61851の4つのEV充電モードを理解する：包括ガイド

IEC 61851を探る：4つの主要EV充電モード

世界的な電気自動車普及には、安全性、信頼性、シームレスな相互運用性を保証する堅牢な国際規格が不可欠です。導電充電システムに焦点を当てたIEC 61851規格は、特定ユースケースと安全要件に合わせた4つの異なる充電モード（モード1〜4）を定義しています。

他のIEC文書がこのフレームワークを補完：IEC 62196はプラグ、ソケットアウトレット、車両コネクタ、インレットを、IEC 61980はワイヤレス電力伝送（WPT）システムをカバー。これらがEV充電技術の包括的エコシステムを形成します。

ケーブル接続タイプ

IEC 61851-1はケーブル接続を3カテゴリに分類（図示）：

3つの主要EV充電ケーブル構成。ザグレブ大学提供画像。

• ケースA – ケーブルがEV側に固定、充電ステーション（EVSE）側で着脱可能。
• ケースB – 両端で着脱可能。
• ケースC – ケーブルがEVSE側に固定。

EV充電モード1

モード1はEVを家庭用コンセントに直接接続。最大電流16 A、単相250 V、三相480 Vまで対応。EVと充電ポイント間の通信機能がなく、多くの管轄区域で禁止または制限されています。

EVを家庭用コンセントに基本接続。ザグレブ大学提供画像。

EV充電モード2

家庭用コンセントはEV充電典型の継続高電流負荷向けに設計されていません。モード2はインケーブル制御・保護デバイス（IC-CPD）を導入し、アース接続検出、過電流、過温度保護等の安全機能を管理。最大32 A、電圧上限はモード1と同一、家庭用・産業用両コンセントで使用可能。しかし多くの国で公共利用を制限。

主な安全機能：

• 保護アース接続の継続監視
• 過電流・過温度時の自動シャットダウン
• 検出電力需要に基づくEVSEによる機能的スイッチング

IC-CPD付きモード2充電ケーブル。ザグレブ大学とAli Bahramiにより改変。

EV充電モード3

モード3は専用EVSEと車載充電器を用い、AC電力をバッテリーに供給。包括的な安全・通信プロトコルを組み込み、充電開始前にEVとEVSEが完全同期することを保証。単相250 Vまたは三相480 Vで最大250 A供給可能、モード2互換の32 A制限もサポート。

全ケーブル接続タイプ（ケースA、B、C）許容、ケースBとCを図示：

モード3におけるケースBとC。ザグレブ大学提供画像。

モード3通信の中核である制御パイロット回路の動作：

モード3制御パイロット回路。Energiesにより改変。

スイッチS1、S2、S3がパイロット電圧を変調し、充電状態を通知：

• ケーブル接続前：S2/S3オフ、S1アクティブ → 12 V DCで未接続表示
• ケーブル接続後：S3オン → 9 Vでケーブル接続済みだがEVSE未準備表示
• EVSE準備完了：S1を発振器へ → PWMで準備完了表示
• EV準備完了：S2オン → 6 V（R3=270 Ωなら3 V）で準備完了と換気要否表示
• 充電中止：S2オフ → 9 Vで終了表示

EV充電モード4

モード4は車載充電器をバイパスし、高電力DCをバッテリーに直接供給する点でユニーク。最大600 V DC、400 Aまで対応し、高度な通信と厳格な安全機構を必要とします。このモードではケースC接続（固定ケーブル）のみ許容。

クラスC接続でのモード4。Ali Bahrami提供画像。

結論

IEC 61851規格は、基本的な家庭用接続から高出力DC直接注入まで、EV導電充電の全スペクトルをカバーする4つの充電モードを規定。モード1-3は車載充電器へAC電力を供給、モード4はバッテリーへDCを直接供給。モード3の洗練された制御パイロットシステムは、本規格の安全性と相互運用性へのコミットメントを体現しています。