初心者向けガイド：EV充電アプリはどうやって充電器と通信し、充電量と料金を計算しているのか？

電気自動車（EV）が普及する中で、ユーザーはスマートで直感的な充電体験を求めています。本記事では、Flaskを使ってEV充電システムを開発している方や初心者向けに、次のようなポイントをわかりやすく解説します。

モバイルアプリがバックエンドとEVSE（充電器）とどう連携しているのか
充電セッションのエネルギー消費をどう測定するか
料金はどう計算されるのか
SOC（State of Charge／バッテリー残量）をどう有効化するか
FlaskとOCPPを使った実装例つき

🧩 EV充電システムの基本構成（4つの要素）

コンポーネント	役割
モバイルアプリ	ユーザーが充電器を探して、充電を開始・停止するために使用
Flaskバックエンド	アプリとEVSEの間の橋渡しをするサーバ
EVSE（Charger）	実際に電気を車に供給するハードウェア
OCPPプロトコル	バックエンドと充電器が通信するための業界標準のプロトコル

🔄 通信の流れ（図解）

アプリが直接EVSE（充電器）と通信するわけではありません。実際には以下のような流れです：

sequenceDiagram
    participant User
    participant App
    participant Flask Backend
    participant EVSE (Charger)

    User->>App: Start Charging
    App->>Flask Backend: POST /start_session
    Flask Backend->>EVSE (Charger): OCPP RemoteStartTransaction
    EVSE (Charger)-->>Flask Backend: MeterStart = 154200 Wh
    Flask Backend-->>App: Charging session started

    Note over EVSE (Charger): Charging in progress...

    User->>App: Stop Charging
    App->>Flask Backend: POST /stop_session
    Flask Backend->>EVSE (Charger): OCPP RemoteStopTransaction
    EVSE (Charger)-->>Flask Backend: MeterStop = 156700 Wh
    Flask Backend-->>App: Energy used = 2.5 kWh

⚡ `MeterStart` と `MeterStop` によるエネルギー追跡

EVSE（Charger）は内蔵されたメーターで、充電開始と終了時の電力量を測定します。

値	内容
MeterStart	充電開始時の電力量（Wh）
MeterStop	充電終了時の電力量（Wh）

計算例:

MeterStart = 154200 Wh  
MeterStop = 156700 Wh  
使用電力量 = (156700 - 154200) / 1000 = 2.5 kWh

💰 料金の計算方法

基本的な料金計算式：

料金 = 使用電力量 (kWh) × 単価（kWhあたりの料金）

Flaskのサンプルコード：

def calculate_cost(meter_start, meter_stop, rate_per_kwh=0.25):
    energy_wh = meter_stop - meter_start
    energy_kwh = energy_wh / 1000
    return round(energy_kwh * rate_per_kwh, 2)

出力例：

{
  "energy_kwh": 2.5,
  "rate_per_kwh": 0.25,
  "total_cost": 0.63
}

🔋 ボーナス：SOC（バッテリー残量）を有効化する方法

SOC（State of Charge）はEVのバッテリー残量（例：74％）を示すデータです。対応する充電器であれば、OCPPコマンドでSOCのレポート機能を有効化できます。

✅ ステップ1：SOCがサポートされているか確認

@app.route('/station/<cp_id>/check-soc', methods=['GET'])
def check_soc(cp_id):
    ws = get_websocket(cp_id)  # WebSocket接続を取得
    request = call.GetConfigurationPayload(key=["MeterValuesSampledData"])
    asyncio.run(ws.send(request))
    response = asyncio.run(ws.receive())

    for item in response.configuration_key:
        if "StateOfCharge" in item.value:
            return jsonify({"soc_supported": True})
    return jsonify({"soc_supported": False})

✅ ステップ2：SOCを有効化する

@app.route('/station/<cp_id>/enable-soc', methods=['POST'])
def enable_soc(cp_id):
    ws = get_websocket(cp_id)
    request = call.ChangeConfigurationPayload(
        key="MeterValuesSampledData",
        value="StateOfCharge,Energy.Active.Import.Register"
    )
    asyncio.run(ws.send(request))
    response = asyncio.run(ws.receive())

    if response.status == "Accepted":
        return jsonify({"status": "success", "message": "SOC enabled"})
    return jsonify({"status": "failed", "message": "Change rejected"})

📊 MeterValues にSOCが含まれるようになる

{
  "meterValue": [{
    "timestamp": "2025-05-26T03:25:00Z",
    "sampledValue": [
      {"measurand": "Energy.Active.Import.Register", "value": "156300"},
      {"measurand": "StateOfCharge", "value": "74"}
    ]
  }]
}

アプリ画面の表示例：

🔋 バッテリー：74%
⚡ 使用電力量：2.1 kWh
💰 料金：$0.53

📱 アプリ側へのAPIレスポンス例

{
  "session_id": "sess_001",
  "meter_start": 154200,
  "meter_stop": 156700,
  "energy_kwh": 2.5,
  "rate_per_kwh": 0.25,
  "total_cost": 0.63,
  "soc": 74,
  "start_time": "2025-05-26T03:14:00Z",
  "end_time": "2025-05-26T03:54:00Z"
}

🧱 推奨される技術スタック（バックエンド）

層	推奨技術
Webフレームワーク	Flask
EVSE通信プロトコル	OCPP 1.6（Mobility Houseライブラリ）
データベース	PostgreSQL または MongoDB
モバイルアプリ	Flutter または React Native
決済ゲートウェイ	Stripe、PayPal、PromptPay（タイ向け）