Il y a une grande différence entre utiliser une voiture entièrement électrique pour se rendre au travail chaque jour et faire un long voyage avec. La plupart des véhicules électriques d'aujourd'hui ont une autonomie de 200 à 400 km avec une pleine charge. Certains modèles de luxe, comme la Tesla Model S, qui coûtent 100 000 $, pourraient offrir plus de 500 km d'autonomie.
Pour les utilisateurs quotidiens d'une voiture entièrement électrique, si leur trajet quotidien est inférieur à 100 km, il n'y a pas vraiment de problème. Ils savent qu'ils pourront faire un aller-retour sans avoir à recharger leur véhicule électrique et le brancher pendant la nuit. Dans certains cas, ils disposeront également d'un chargeur fourni par l'entreprise sur leur lieu de travail.
Naturellement, le problème commence à se poser pour des trajets plus longs ou pour les gens qui utilisent leur véhicule une grande partie de la journée. Avec l'infrastructure et la technologie d'aujourd'hui, il est difficile d'utiliser une voiture électrique sans s'arrêter pour la recharger toutes les deux ou trois heures et attendre une heure de plus devant une borne de charge rapide.
Un grand nombre de foyers, en particulier aux États-Unis, compensent leur envie de posséder un véhicule électrique par l'achat d'un autre véhicule pour les trajets plus longs. Ils utilisent l'électrique pour se rendre au travail chaque jour ou pour faire les courses et conservent un plus gros véhicule à moteur à combustion pour voyager.
Sur certains marchés, les constructeurs de véhicules électriques offrent à leurs acheteurs l'usage d'un véhicule conventionnel pendant une certaine durée chaque année. Dans l'idéal, et surtout si nous souhaitons opérer une transition vers des véhicules entièrement électriques et réduire les émissions, cela ne devrait pas se passer comme ça.
Des batteries échangeables à l'hydrogène liquide
Il y a quelques années, plusieurs start-up ont tenté de vendre l'idée de batteries échangeables pour les véhicules électriques. Le concept était simple : vous vous rendiez dans une station-service avec votre voiture électrique, quelqu'un échangeait votre batterie vide contre une batterie entièrement chargée et vous pouviez continuer votre voyage en quelques minutes.
Malheureusement, ce concept ne fonctionne qu'avec de petits véhicules électriques comme les tricycles ou les motos. Dans un grand nombre de villes, les sociétés offrant des deux-roues électriques en partage utilisent cette méthode pour assurer la charge permanente de leurs unités. Au lieu de proposer des bornes de charge, elles peuvent offrir une solution souple en envoyant des camionnettes changer les batteries dans leur zone de service.
Toutefois, les batteries nécessaires pour une voiture électrique compacte sont relativement volumineuses et lourdes. Ajouter une option d'échange standard pourrait sensiblement augmenter leurs prix et compliquer la production. Cette solution exigerait en outre que certaines normes soient définies pour les unités échangeables entre différents fabricants.
Certains experts pensent que la solution idéale passe par des cellules à hydrogène liquide pour alimenter les véhicules électriques. Cela offrirait l'avantage d'un groupe motopropulseur entièrement électrique et propre, auquel s'ajouterait la praticité du modèle de la « station essence » pour recharger les batteries. Bien que des investissements importants aient été réalisés et que des progrès aient été enregistrés, cette technologie en est encore au stade expérimental.
Les principaux problèmes posés par les cellules à hydrogène sont la production, le transport et la sécurité. La production d'hydrogène coûte cher. L'énergie nécessaire pour en créer est nettement supérieure à celle qu'il peut restituer. Il faudrait en outre le transporter jusqu'aux stations-service. Quant à son stockage et à sa connexion à la voiture électrique, ce sont des opérations qui nécessiteraient un soin tout particulier. Cela étant, l'hydrogène liquide présente un intérêt non négligeable pour les véhicules lourds du secteur des transports et du secteur ferroviaire.
La prochaine solution pourrait passer par des rechargements sans fil ultrarapides
Lorsque l'on branche un smartphone ou un ordinateur portable sur un chargeur rapide, en général par l'intermédiaire d'un câble USB C, l'appareil indique au chargeur quelle quantité d'énergie il peut recevoir à des vitesses élevées. À l'heure actuelle, certains modèles de smartphones peuvent recevoir environ 30 W par heure d'alimentation, ce qui ramène le temps de chargement complet à moins d'une heure. Lorsque la batterie atteint environ 80 % de sa capacité, le chargeur commence à réduire son débit électrique de façon à ne pas endommager l'appareil.
Bien qu'il existe d'importantes différences entre les batteries d'une voiture électrique et celles des smartphones, la façon dont elles sont chargées est relativement comparable. En réalité, les deux types de batteries utilisent l'alimentation secteur à des puissances différentes.
Deux technologies pourraient changer la donne pour les charges rapides : le connecteur CHAdeMO et les socles de charge sans fil. Tous deux peuvent alimenter le véhicule en courant secteur, ce qui supprime le besoin d'inverseurs CA/CC encombrants puisque la conversion a lieu dans la borne de charge.
Même si certains utilisateurs continueraient à préférer la solution pratique et peu coûteuse consistant à recharger leur véhicule chez eux à l'aide d'une prise électrique standard, un grand nombre de propriétaires de véhicules électriques seraient heureux d'investir dans un chargeur CHAdeMO, parce que cette solution permet d'utiliser les technologies de véhicule-sur-réseau domestique et véhicule-sur-réseau public.
Ce qui n'a aucun sens est de continuer à installer sur les routes des bornes de charge incapables d'effectuer des charges rapides sur secteur. Les propriétaires de véhicules électriques, surtout ceux qui dépendent d'une infrastructure de charge indépendante, doivent savoir que leur voiture peut recevoir au moins 2 kW par heure lorsqu'ils arrivent à une borne de charge.
Le rechargement sans fil pourrait bientôt devenir la norme. Aujourd'hui, le rechargement sans fil est proposé en option sur certains modèles de constructeurs tels que Toyota ou BMW. Demain, il pourrait devenir la norme pour alimenter les voitures électriques dans les bornes de charge et sur la route.
En 2012, le Department of Energy des États-Unis et l'Oak Ridge National Laboratory ont créé le projet « Rechargement sans fil pour véhicules électriques ». Ils ont alors déclaré que « le rechargement sans fil apparaissait comme une technologie essentielle pour stimuler l'adoption des véhicules électriques ».
Leur objectif était de pouvoir démontrer en 2015 la viabilité du rechargement sans fil des véhicules électriques légers en utilisant la norme SAE J2954. Sa dernière révision, J2954_202010, prend en compte le rechargement sans fil à domicile et dans les lieux publics. À l'heure actuelle, il vise des applications fixes (la charge se fait pendant que le véhicule est immobile). De futures révisions devraient inclure des applications dynamiques puisque les exploitants de routes pourraient décider d'installer des zones de charge sans fil sous la surface des voies, permettant ainsi aux véhicules électriques de se recharger tout en roulant.
Plugless, une société qui fabrique et vend des bornes de charge électriques sans fil, fournit des kits de mise à niveau pour la Tesla Model S, la BMW i3, la Nissan Leaf et la Chevrolet Volt, et prévoit prochainement de proposer des kits pour d'autres véhicules.
L'adoption des véhicules électriques ne sera pas complète tant qu'il ne sera pas possible de les recharger rapidement partout
L'autonomie est une cause d'angoisse pour les propriétaires de véhicules électriques. Tant qu'il n'y aura pas partout des bornes de charge rapides ou ultrarapides, l'adoption des véhicules entièrement électriques sera freinée.
Heureusement, nous possédons la technologie nécessaire. Ce dont nous avons besoin, c'est d'économies d'échelle et d'investissements de la part des gouvernements et des opérateurs privés pour déployer l'infrastructure aussi vite que possible.
De même, avec la multiplication des véhicules électriques sur nos routes, l'occasion que représente la fourniture d'un service de charge rapide devrait attirer les investisseurs privés sur ce marché potentiellement très lucratif.
Pour en savoir plus sur l'avenir de la recharge des véhicules électriques, consultez La recharge des véhicules électriques devra être plus intelligente et présente partout.
