車載ECU（電子制御ユニット）は、自動車の特定機能を制御する組み込みシステムです。センサーからの情報をもとに、データを処理し、モーターやブレーキなどのアクチュエータに指令を出して車両の動きを管理します。現代の車には多数のECUが搭載されており、それぞれが専門のコンピューターとして機能しています。

EV特有のECU

電気自動車（EV）には、従来の車にはない独自のECUがあります。

• VCU（Vehicle Control Unit）: EV全体の動きを制御する司令塔です。
• BMS（Battery Management System）: 高電圧バッテリーの状態を監視・管理します。
• EVCC（EV Communication Controller）: 車両と充電器間の通信を管理します。

これらのECUは、充電プロセスにおいて互いに連携し、安全で効率的な充電を実現します。

ECUの技術トレンド

自動車技術の進化に伴い、ECUの開発も大きく変化しています。

• ECU統合化: 多数のECUを統合し、よりシンプルで集約された制御システムへ移行。
• OTAソフトウェアアップデート: 車両購入後も、ソフトウェアの更新や機能追加を無線で行う機能。
• サイバーセキュリティ: 車両の安全を守るためのセキュリティ対策が必須要件に。
• 機能安全（FuSa）: 故障が発生しても安全なレベルに保つための設計。
• AIと機械学習: 自動運転や先進運転支援システム（ADAS）の分野で活用。

これらの技術は、ECUを自動車産業の変革の中心に据え、車両の進化を支え続けています。

電力分配ユニット（PDU）は、電気自動車（EV）の高電圧バッテリーから、インバーターや車載充電器（OBC）などの主要な部品へ安全かつ効率的に電力を供給する、いわば「配電盤」のような装置です。単なる配線ボックスではなく、電力の分配、回路の保護、システムの接続・切断、および各種パラメーターの監視・制御といった重要な役割を担っています。

技術トレンドと機能

PDUは、OBCやDC-DCコンバータと統合し、「コンボボックス」として一体化するトレンドにあります。これにより、車両のスペース、重量、コストの削減が期待されています。

また、安全性を高めるためにスマートコンタクターやソリッドステートリレーといった先進的な部品の採用も進んでいます。特に建設機械のような分野では、振動や粉塵に耐えうる高い耐久性がPDUに求められます。

PDUは、EVの高電圧システムを保護し、その信頼性と安全性を確保する上で中心的な役割を担っています。CAN通信機能を備えることで、車両全体のエネルギー管理や診断システムにも能動的に関与しています。

現代の電気自動車（EV）やハイブリッド車（HEV）は、走行用の高電圧バッテリーと、従来の電装品用の低電圧バッテリーの二つを搭載しています。

高電圧バッテリー

高電圧バッテリーは、EVの主要な動力源であり、車両の走行性能を決定づけます。一般的に400V以上で、近年は800Vへの移行も進んでいます。電圧を高くすることで、電流を低く抑え、電力損失を減らしてエネルギー効率を向上させます。

現在主流のリチウムイオン電池には、主に以下の種類があります。

• NMC: エネルギー密度と寿命のバランスが良く、広く採用されていますが、高価なコバルトを使用します。
• LFP: エネルギー密度は低いものの、安価で安全性が高く、寿命が長いのが特徴です。
• LTO（チタン酸リチウム）: エネルギー密度は低いですが、充放電サイクル寿命が非常に長く、急速充電・放電性能に優れ、低温特性も良好です。主に商用車やバスなど、高頻度で充放電を繰り返す用途で採用されています。
• NCA: NMCよりエネルギー密度が高く、高性能EVに採用されますが、コストや熱安定性に課題があります。

低電圧（12V/24V）バッテリー

EVには、従来の車と同様に12Vや24Vの補機バッテリーも搭載されています。これは、ヘッドライト、ワイパー、カーナビなど、低電圧で動作する多くの電装品に電力を供給するためです。また、高電圧システムを起動するための初期電力も供給します。

高電圧バッテリーがあるにもかかわらず低電圧バッテリーが必要なのは、高電圧から低電圧への変換が非効率で、感電リスクが高まるためです。既存の低電圧部品を流用することで、開発コストを抑える目的もあります。さらに、高電圧システムに異常が発生した場合でも、低電圧システムが安全に関わる最低限の機能を維持する役割も担っています。

電気自動車（EV）の充電において、CP（コントロールパイロット）信号とPP（プロキシミティパイロット）信号は、EVと充電設備（EVSE）が安全に充電を行うための重要な通信技術です。これらの信号は、充電の開始から終了まで、車両と充電器がまるで会話するかのように連携する役割を果たします。

AC普通充電における役割

AC普通充電では、CP信号とPP信号が特に重要な役割を担います。

• CP信号: EVの状態（未接続、充電中など）を充電器に伝えたり、充電器が車両に安全な最大電流値を通知したりする主要な通信ラインです。また、高レベル通信（スマート充電など）を開始するトリガーとしても機能します。
• PP信号: 充電コネクタが車両に物理的に接続されたことを検知する信号です。充電ケーブルが持つ最大許容電流容量を充電器とEVに伝える役割も持ち、ケーブルの能力を超えた電流が流れるのを防ぎます。
• 古い規格では、Type-1 ACプラグのPP信号は、CS(Connection Signal) もしくはPD(Proximity Detection)と呼ばれていました。

DC急速充電における役割

DC急速充電では、高電圧・大電流で直接電力供給が行われるため、CP信号とPP信号の役割は異なります。

• PP信号: AC充電とはコネクタの構造が違うため、一般的には使われません。
• CP信号: AC充電ほど多岐にわたる情報伝達には使われず、接続状態の確認や充電許可といった基本的な信号に利用されます。

DC急速充電におけるより高度な通信は、CAN通信や電力線通信（PLC）といった、より高速で複雑な通信プロトコルによって行われます。これにより、バッテリー状態や充電要求などの詳細な情報がやり取りされ、安全かつ効率的な急速充電が実現しています。

電気自動車（EV）の充電方法は、IEC 61851規格に基づき、安全性と充電速度によって4つのモードに分類されています。

充電モードの種類

• Mode 1: 家庭用コンセントに直接接続する最も基本的なAC充電方式です。安全上の懸念から、多くの国で禁止または制限されています。
• Mode 2: Mode 1と同様にACコンセントから充電しますが、ケーブルにIC-CPDと呼ばれる制御・保護装置が内蔵されており、安全性が向上しています。
• Mode 3: 専用のEVSE（充電スタンドやウォールボックス）を使用するAC充電方式です。Mode 2よりも高出力で、CP/PP信号による高度な通信で安全かつ効率的な充電が可能です。
• Mode 4: DC（直流）急速充電方式です。充電ステーション内でAC/DC変換が行われ、高出力のDC電力が直接バッテリーに供給されるため、短時間で充電が完了します。

特徴と用途

各モードは安全性、充電速度、コストが異なります。

EVの充電においては、これらの規格を標準化することが、相互運用性の確保と安全性の向上、そしてインフラ整備を進める上での基盤となります。

AC充電ガン と DC充電ガンは、どちらも電気自動車のバッテリーを充電するための充電器です。AC充電ガンは交流電流で充電するのに対し、DC充電ガンは直流電流で充電するという違いがあります。AC充電ガン は、家庭用コンセントや200Vの壁掛け充電器などから充電する際に使用されます。交流電流を車載充電器で直流電流に変換してからバッテリーに充電するため、充電時間が長くなります。DC充電ガン は、商用施設や公共施設などの急速充電器から充電する際に使用されます。交流電流を充電スタンドで直流電流に変換した後、そのままバッテリーに充電するため、充電時間が短くなります。

従来のPTOは、エンジンの回転をトランスミッション経由で取り出し、油圧ポンプを回す仕組みでした。そのため、作業中は常にエンジンをアイドリング状態にする必要があり、騒音や排ガス、燃料の浪費が課題でした 。

eｰPTO（Electric Power Take Off）は、この駆動源を「エンジン」から「電動モーター」に置き換える技術です 。
この機構は、BEV(純粋な電気自動車)とハイブリッド車両方で使えます。
多くのe-PTOは電動モーターで油圧ポンプを回す「電動油圧システム」として構成されるため、既存の油圧シリンダーやモーターをそのまま活用できます 。
加えてe-PTOへの移行は油圧の力強さはそのままに、「エンジン回転数に縛られずに、必要なトルクを、必要な時に、静かに取り出す」ことが可能になります。

電気自動車(EV)やハイブリッドシステム(HEV)、蓄電システム(ESS：エナジーストレージシステム)などに使われている高電圧バッテリーは、バッテリーパックと呼ばれております。

バッテリーパック=BMS(バッテリーマネージメントシステム)+バッテリモジュール(バッテリーセルをモジュール集約したモジュール)　です。

現在、市場の主流となっているバッテリーセルの形状は「円筒型」「パウチ型」「角型」の3種類です。

詳しくは以下の画像をご覧ください。

また、日本パナトロニックが取り扱っている高電圧バッテリーには、「Cell-to-Pack (CTP)」技術がを取り入れております。これは、中間の「バッテリーモジュール」という工程を完全に省き、セルを直接バッテリーパックに敷き詰める技術です。

このCTP技術のメリットは以下2点です。

1)容積効率の向上： 小分けの箱（モジュール）や余計な配線、ボルトが不要になるため、同じスペースにより多くの電池を詰め込むことができ、航続距離が伸びます。
2)軽量化とコスト削減： 部品点数が大幅に減るため、パック全体が軽くなり、製造コストも抑えられます。

さらに最近では、パックのケースすら無くし、車のシャーシ（車体骨格）そのものにセルを直接組み込む「Cell-to-Chassis (CTC)」と呼ばれる究極の効率化技術も実用化が始まっています。

EPEC HMIユニット比較

HMI（Human-Machine Interface）とは

HMI（Human-Machine Interface）は、特にEV（電気自動車）をはじめとする次世代車両において、ドライバーと車両をつなぐ重要な情報インターフェースです。これは単なる表示装置ではなく、人が車両を操作し、その状態を直感的に把握するための「インテリジェントなハブ」としての役割を担います。

HMIが担う主要な機能の例:

• デジタルメーター: 速度や走行効率など、車両のコア情報を視認性高く集約・表示します。
• センタータッチパネル: ナビゲーションやインフォテイメントシステムを統合し、直感的な操作を可能にします。
• 音声認識システム: ハンズフリーで目的地検索や空調設定などの操作を可能にし、運転への集中をサポートします。
• ドライバーモニタリング連携: ドライバーの注意散漫を検知し、適切な警告表示を行うことで安全運転を支援します。

HMIは、運転中の視線移動や認知負荷を軽減し、ドライバーと車両のシームレスな協調を促進します。自動運転やEVの分野では、HMIの洗練されたデザインと機能が、乗り心地と安全性に直結する極めて重要な要素となっています。

日本パナトロニックでは、先進的なHMIとして以下のラインナップを取り扱っております。

Epec社の各ユニットの主要機能を比較した表です。

機能 / 製品名	Epec 4,3″ Display Unit	Epec 6505 Display Unit	Epec 7″ Display Unit	Epec 6807 Display Unit	Epec 6510 Display Unit	Epec 6512 Display Unit
製品画像
ディスプレイサイズ	4.3インチ	5インチ	7インチ	7インチ	10インチ	12.1インチ
ディスプレイ解像度	WQVGA, 480 x 272 (16:9)	WVGA 800 x 480 (15:9)	WVGA 800 x 480 (15:9)	WVGA 800 x 480 (5:3)	WQVGA 1280 x 800 (15:9)	1280 x 800 WXGA
ディスプレイ・タッチタイプ	LEDバックライト付TFTカラーグラフィックLCD。カバーガラスパネルに光学ボンディング。	TFTカラーLCD、静電容量式（PCAP）、光学ボンディング	LEDバックライト付TFTカラーグラフィックLCD。カバーガラス/タッチパネルに光学ボンディング。静電容量式（PCAP）。	TFTカラーLCD、光学ボンディング	TFTカラーLCD、投影型静電容量式（PCAP）タッチ技術	静電容量式（PCAP）、12.1インチ、TFTカラーLCD
プロセッサ	32ビット MPU	32ビット	32ビット MPU	32ビット (GPU付)	32ビット iMX6 Dual 800MHz	32ビット (GPU付)
フラッシュメモリ	2 GB	2 GByte	2 GB	4 GByte	4 GByte	10 GByte
RAM	256 MByte	512 MByte	256 MByte	1024 MByte	1024 MByte	4 GByte
CANポート数	2	2	2	1 – 2	4	3
イーサネット	なし	SW開発用にUSB – Ethernetアダプタで利用可能	なし	1 – 2	1	2
USBポート数	1 x Type C High Speed	1	1 x Type C High Speed	1 – 2	2	2
RS-232ポート数	なし	1	なし	1	1	2
カメラ接続	なし	なし	なし	2	2	なし
環境光センサー	なし	あり	なし	あり	あり	なし

*一部の仕様は原文の記述に基づいており、最新情報はEpec公式サイトでご確認ください。

EPEC(エペック)社について

EPEC社は、林業機械大手Ponsseグループの技術会社です。建設機械、農業機械などの非道路系移動機械や商用車向けに、高効率・安全・コネクテッドを実現する先進のエレクトロニクス/電気システムソリューションを提供しています。

1978年以来、制御システム、電動化システム、自律走行支援システムなどで豊富な実績を持ち、革新的で信頼性の高い製品とサービスを提供しています。フィンランドで製造され、世界中の過酷な環境での利用を念頭に設計されているのが強みです。

現在は、建設機械、農業機械の電動車両向けに、主にPDU,ECU,HMI,などを提供しております。

特殊車両のIoTシステムとは、建設機械、物流トラック、農業用トラクターなどの「はたらく車」にセンサーや通信機能を搭載し、稼働状況をリアルタイムで管理・分析する仕組みのことです。日本パナトロニックでは「現場に行かないと状態がわからない」を、オフィスにいながら車両の健康状態や位置を正確に把握するIoTシステムを提案しております。詳しくは以下の資料を御覧ください。

日本パナトロニックで取り扱っているEV/FCEV向けDCDCコンバータカタログです。

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