CCS（Combined Charging System）｜EV向け高出力DC急速充電規格

2025.10.01

CCS

CCS（Combined Charging System）は、ACとDCの双方に対応する電気自動車用の充電インターフェースである。ACはIEC 62196-2のType 1/Type 2に準拠し、DCはIEC 62196-3の追加大電流端子を組み合わせる構造をとる（いわゆるCombo 1/Combo 2）。物理層はType 1/2の上部にDC用の大径ピンを追加するため、車両側・スタンド側ともに互換性を保ちつつ高電力化を実現できる。通信は主にPLC（HomePlug Green PHY）を用い、DIN 70121やISO 15118に基づきハンドシェイク、認証、課金、充電制御を行う。AC充電はIEC 61851に基づくCP/PP信号で安全・状態判定を担い、DC充電では高電圧バス制御、接触器、絶縁監視と連携して安全を確保する。

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規格とコネクタ構成

CCSは「ACのType 1/2コネクタ」＋「DC大電流端子」という二段構えである。北米ではCombo 1（Type 1ベース）、欧州等ではCombo 2（Type 2ベース）が主流で、既存のACインフラ資産を活かしつつ、同一ポートでの高速DC充電を可能にする。この設計により、走行中の車両は自宅や職場でのAC充電と幹線道路沿いの大電力DC充電を同一インターフェースで使い分けられる。

充電電力・電気仕様の目安

  • AC（Mode 3）：単相/三相で数kW〜数十kW級。車載OBCの容量に依存。
  • DC：電圧およそ200–1000V、電流は200–500A級が一般的で、液冷ケーブルにより連続高電流を実現。
  • 800V系車両では同一電流で電力増大が可能となり、高速充電での滞在時間短縮に寄与。

大電流時は接触抵抗・発熱・圧接力の管理が重要であり、CCSプラグは温度センサと保護ロジックで過熱を抑制する設計が採られる。

通信と認証（DIN 70121 / ISO 15118）

CCSのDC充電は、CP線のPWMで基本状態を判定したのち、PLCリンクを確立して高位通信を開始する。DIN 70121は早期世代のメッセージセット、ISO 15118は「Plug & Charge」を含む包括規格で、車両証明書（Contract Certificate）による自動認証・課金を可能にする。バックエンドではOCPP等のプロトコルでCPO/EMSと連携し、料金、予約、故障監視や負荷制御を実装する。

安全インターロックと保護

CP（Control Pilot）とPP（Proximity Pilot）は、ケーブル定格、接続状態、EVSEの許容電流を伝達し、誤接続や通電中抜去を防ぐ。DC側では接触器のプレチャージ、絶縁監視（IMD）、接地監視、アーク防止のためのスルーレート制御などを組み合わせ、CCS充電中の人身・設備リスクを低減する。

システム連携と需要制御

CCS急速網はサイト内の配電容量と需要家契約に制約されるため、群制御・ピークカット・時間帯別料金への追従が要点となる。充電器はバックエンドと連携し、SoCや到着台数に応じたダイナミック電力配分を行う。高調波・無効電力は系統規定に従い抑制し、EMC対策としてフィルタやシールド、アース設計を適切に行う。

車両側アーキテクチャ

車載側ではOBC（AC時）と、DC時の直流リンク（バッテリ、接触器、プリチャージ抵抗、シャント/ホール電流計、バッテリ監視）が核となる。400V/800Vプラットフォームの違いにより、CCSの電圧プロファイルや最適電流値が変わる。温度・セルバランス・内部抵抗を監視しながら、BMSが充電曲線（定電流/定電圧移行）を制御する。

相互運用性と他方式との関係

CCSは欧米を中心に広く採用され、互換試験（プラグフェスト等）で相互運用性を高めてきた。他方式としてCHAdeMOやGB/T、北米の一部で用いられる別規格があるが、変換アダプタやマルチスタンダード充電器の普及により、ユーザー体験は徐々に平準化している。地域の規制・インフラ整備状況により、最適なエコシステムは異なる。

V2G/V2Hの可能性

ISO 15118-20では双方向（Bi-Directional）拡張が整備されつつあり、CCSでもV2G/V2Hの実装余地が生まれる。系統連系規程、保護協調、計量・課金、サイバーセキュリティを含めた全体設計が必要で、双方向対応EVSEや変換機能の整合がカギとなる。

実装・設計上の留意点

  • 熱設計：端子・ケーブル・ジャックの温度上昇管理、温度センシングとディレーティング。
  • 機械設計：着脱サイクル、ロック機構、IP等級、耐候性、落下衝撃、結露対策。
  • 電磁両立性：PLC帯域の通信品質維持と高周波ノイズ抑制、接地・シールドの一貫性。
  • ソフトウェア：フォールトツリー、フェイルセーフ、認証鍵・証明書のライフサイクル管理。

以上のように、CCSは物理・電気・通信・セキュリティを統合した体系であり、AC/DCを単一ポートに集約することで、ユーザー利便とインフラ効率の両立を図る標準である。

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