Par Jeremy Cook
La moitié des voitures vendues aux États-Unis seront des véhicules électriques d’ici 2030. De l’autre côté de l’Atlantique, l’Union européenne prévoit d’interdire la vente de moteurs diesel et à essence d’ici à 2035, faisant ainsi entrer le bloc dans l’ère des véhicules électriques (et/ou potentiellement à hydrogène) une fois pour toutes. En Norvège, les ventes de voitures électriques ont déjà dépassé celles des moteurs à combustion. Pour sa part, l’État le plus peuplé des États-Unis, la Californie, prévoit d’éliminer la vente de véhicules fonctionnant exclusivement aux combustibles fossiles d’ici à 2035. La tendance est indubitablement à des véhicules électriques plus durables, ce qui soulève de grandes questions sur l’avenir de la recharge des VE.
Si vous pouvez recharger votre appareil à la maison tous les soirs, ce problème ne vous concerne peut-être pas. Cela n’est peut-être pas possible toutefois si vous vivez en appartement. Si vous souhaitez faire un long voyage, l’autonomie d’environ 480 km vous semblera bien peu.
Pour que l’utilisation des véhicules électriques soit omniprésente, nous avons besoin d’un réseau de recharge fiable et à haut débit. Dans cet article, nous examinerons l’état actuel des solutions de recharge des VE et les perspectives d’évolution. Après tout, si vous devez vous rendre au Colorado depuis la Floride avec un véhicule électrique, vous aurez besoin d’une infrastructure de soutien ; pas l’année prochaine, ni demain, mais tout de suite.
Le chargeur est dans la voiture
L’appareil qui se branche sur la voiture est souvent appelé « chargeur », mais il s’agit là d’une erreur technique. Le type standard de solution de charge pour VE est plus justement appelé équipement d’alimentation des véhicules électriques (EVSE). L’EVSE connecte votre voiture au réseau électrique, qui alimente le chargeur à l’intérieur de votre véhicule. Ce chargeur convertit le courant alternatif en courant continu qui alimente directement la batterie. Dans les installations de charge rapide, l’énergie est fournie sous forme de courant continu au véhicule électrique, ce qui permet d’éviter l’étape de redressement du courant à bord.
Ce paradigme de chargeur embarqué transfère le travail d’alimentation de la batterie de la voiture au véhicule lui-même. L’équipement externe peut être simple, de sorte qu’il y a moins d’inquiétude à avoir lorsque vous vous connectez à une nouvelle station inconnue.
Niveaux de charge 1 et 2 des VE à domicile
Si vous ne vous éloignez jamais trop de votre base, recharger votre voiture revient à brancher une lampe. Prenez le câble de charge de niveau 1 éventuellement fourni avec votre véhicule, connectez-le à une prise standard de 120 VCA, branchez-le au port de charge de votre voiture et voilà ! Il est prêt à se charger, bien que cela prendra du temps.
En raison des limitations de puissance des circuits 120 VCA, ce type de charge de niveau 1 permet généralement de recharger votre véhicule dans une plage d’environ 15 km par heure. Cependant, il existe différents niveaux de charge pour les VE, et les chargeurs de niveau 2 peuvent accélérer le processus. Les chargeurs de niveau 2 fonctionnent sur 240 VCA et peuvent recharger l’équivalent d’environ 65 km d’autonomie par heure, en fonction de plusieurs facteurs. Le branchement d’un équipement plus rapide de niveau 2 est généralement plus compliqué que celui de niveau 1 et peut nécessiter l’intervention d’un électricien.
En ce qui concerne la connexion (tant au niveau local qu’à l’échelle des États-Unis), l’interface de la plupart des marques est normalisée selon une spécification connue sous le nom de SAE J1772. Cette norme définit la forme physique et le brochage des connexions et est compatible avec les systèmes de niveau 1 et 2. Des connexions supplémentaires sont utilisées pour la charge rapide en courant continu, bien qu’elle ne soit généralement pas disponible à la maison.
L’exception à cette normalisation est Tesla, qui utilise un type différent de connecteur de charge pour VE. Toutefois, un adaptateur est facilement disponible pour convertir un port Tesla en port SAE J1772. Au niveau international, l’UE a opté pour une norme différente, IEC 62196, tandis que le Japon utilise le même connecteur SAE J1772 que les États-Unis. La norme de charge chinoise ressemble à un connecteur européen, mais le brochage électrique est différent.
En savoir plus sur les différents niveaux et normes de recharge des VE.
La réalité des solutions de recharge des véhicules électriques d’aujourd’hui
Pour la recharge en dehors du domicile, les chiffres américains actuels (approximatifs) se répartissent comme suit :
- 50 000 bornes de recharge publiques et 140 000 ports individuels
- 80 % des ports se rechargent au niveau 2
- 19 % des ports sont capables de charger rapidement en courant continu (la catégorie qui connaît la croissance la plus rapide)
- La Californie compte plus de 15 000 points de recharge, suivie de New York (3 600) et de la Floride (3 000).
- Aux États-Unis, il y a dix véhicules électriques pour chaque port de charge
Bien que ces statistiques puissent sembler satisfaisantes à première vue, si les chargeurs sont répartis de manière inégale, cela ne facilite pas les longs trajets. En outre, si le nombre brut de chargeurs semble satisfaisant aujourd’hui, le nombre de stations devra suivre l’évolution du parc collectif de VE du pays. Si vous passez cinq minutes dans une station-service, sachez qu’il faut beaucoup plus de temps pour recharger un véhicule à partir d’un « réservoir vide », même s’il s’agit d’une supercharge à courant continu.
Tesla dispose de son propre réseau de recharge, tandis que le reste est constitué d’une combinaison d’installations publiques et privées. Si vous utilisez la supercharge en courant continu, la prise J1772 ajoute deux connecteurs supplémentaires en bas, alors que Tesla utilise la même prise pour tout. Du point de vue du conducteur, le système de charge Tesla peut être plus simple et plus intégré, tandis que le monde de la norme J1772 est plus varié. Les deux ont leurs avantages et leurs inconvénients, tout comme les produits Macintosh et les PC IBM/Windows offrent des expériences utilisateur différentes.
Technologie de recharge des VE : le bon, le mauvais et le probablement impraticable
D’une manière générale, l’avenir de la recharge des VE semble assez simple : plus de stations de recharge, plus de courant continu à charge rapide. Il reste à voir dans quelle mesure les options gouvernementales et les installations concurrentes du secteur privé s’harmoniseront. Dans l’idéal, les options de recharge des VE se fondront dans une opération transparente, comme dans les stations-service typiques : s’arrêter devant un chargeur, se brancher et payer avec une carte bancaire, une technologie RFID normalisée ou une application unifiée pour lancer la recharge.
Il est tout aussi probable que chaque marque de recharge nécessitera sa propre application, ce qui ajoutera des étapes fastidieuses à la recharge pendant les déplacements et constituera une autre méthode de suivi qui soumettra les utilisateurs à des publicités et à des analyses. Enfin, avec l’arrivée de millions de voitures électriques, notre réseau électrique, déjà soumis à des contraintes, pourrait connaître des problèmes d’approvisionnement supplémentaires.
Parmi les autres nouvelles technologies expérimentales et/ou irréalistes de recharge des VE, citons les bornes de recharge sans fil (utilisant la même technologie qu’une borne de recharge sans fil pour téléphone) et les panneaux solaires embarqués dans les VE. Bien que ces deux idées semblent excellentes, elles ne sont pas pratiques pour l’instant.
Pour ce qui est de l’aspect exotique, les batteries d’un véhicule peuvent potentiellement alimenter votre maison en cas de panne. Cette capacité est tout à fait réaliste et potentiellement très bénéfique, mais elle nécessite l’installation d’un circuit spécial par un électricien. Et cela peut être problématique si la panne et/ou l’urgence dépasse les limites de la batterie. Sans électricité stockée ou disponible, votre voiture est bloquée jusqu’à ce que le réseau électrique soit rétabli.
L’avenir de la charge VE
Nous assistons actuellement à une coalescence des ports de charge vers le connecteur SAE J1772, avec des adaptateurs facilement disponibles qui passent à la norme Tesla. Bien que certaines questions restent sans réponse, comme la distribution et l’alimentation électrique globale, cette compatibilité devrait faciliter le développement de la recharge des VE.
La bonne nouvelle, c’est que la recharge des VE à domicile, où s’effectuent la plupart des transferts d’énergie, est facile à mettre en place grâce à l’équipement disponible à l’achat dès maintenant. Avec le développement de la technologie des batteries, les stations de recharge à distance pourraient devenir moins nécessaires à l’avenir. Si une voiture pouvait parcourir 1 600 km avec une charge (ou même la moitié), elle pourrait se charger de la quasi-totalité des trajets d’une journée. Il se peut que la facturation devienne l’apanage des hôtels et qu’elle soit incluse dans les frais de séjour, au même titre que le WiFi et le petit-déjeuner.
Bien entendu, le développement des véhicules électriques nécessite une variété d’appareils électriques qu’Arrow peut fournir. Par exemple, vous pouvez envisager le fusible d’alimentation pour véhicule électrique XEV25-200 d’Eaton, capable de gérer 200 A à 500 VCD, ou le contrôleur de charge programmable EV-PLCC-AC1-DC1 de Phoenix Contact.
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