Les ventes de véhicules électriques augmentent d'année en année, comme on pouvait s'y attendre, même si elles sont encore loin d'atteindre les objectifs climatiques. Mais nous pouvons toujours croire avec optimisme à cette prédiction : d’ici 2030, le nombre de véhicules électriques dans le monde devrait dépasser 125 millions. Le rapport révèle que parmi les entreprises interrogées dans le monde qui n'envisagent pas encore d'utiliser des BEV, 33 % citent le nombre de bornes de recharge publiques comme un obstacle majeur à la réalisation de cet objectif. La recharge des véhicules électriques est toujours une préoccupation majeure.
La recharge des véhicules électriques a évolué du super inefficaceChargeurs NIVEAU 1 auChargeurs NIVEAU 2désormais courant dans les résidences, ce qui nous donne plus de liberté et de confiance au volant. Les gens commencent à avoir des attentes plus élevées en matière de recharge des véhicules électriques : un courant plus élevé, une puissance plus élevée et une recharge plus rapide et plus stable. Dans cet article, nous explorerons ensemble le développement et l’avancement de la recharge rapide des véhicules électriques.
Où sont les limites ?
Tout d’abord, il faut comprendre que la réalisation de la recharge rapide ne repose pas uniquement sur le chargeur. La conception technique du véhicule lui-même doit être prise en considération, et la capacité et la densité énergétique de la batterie électrique sont tout aussi importantes. Par conséquent, la technologie de charge est également soumise au développement de la technologie des batteries, y compris la technologie d'équilibrage des batteries, et au problème de la rupture de l'atténuation par galvanoplastie des batteries au lithium causée par une charge rapide. Cela peut nécessiter des progrès innovants dans l’ensemble du système d’alimentation électrique des véhicules électriques, dans la conception des blocs-batteries, dans les cellules de la batterie et même dans les matériaux moléculaires des batteries.
Deuxièmement, le système BMS du véhicule et le système de charge du chargeur doivent coopérer pour surveiller et contrôler en permanence la température de la batterie et du chargeur, la tension de charge, le courant et le SOC de la voiture. Assurez-vous que le courant élevé peut être introduit dans la batterie d'alimentation de manière sûre, stable et efficace afin que l'équipement puisse fonctionner de manière sûre et fiable sans perte de chaleur excessive.
On peut constater que le développement de la recharge rapide nécessite non seulement le développement d’infrastructures de recharge, mais également des percées innovantes dans la technologie des batteries et le soutien de la technologie de transmission et de distribution du réseau électrique. Cela pose également un énorme défi en matière de technologie de dissipation thermique.
Plus de puissance, plus de courant :Grand réseau de recharge rapide DC
La recharge rapide publique CC d'aujourd'hui utilise une haute tension et un courant élevé, et les marchés européens et américains accélèrent le déploiement de réseaux de recharge de 350 kW. Il s’agit d’une énorme opportunité et d’un défi pour les fabricants d’équipements de recharge du monde entier. Cela nécessite que l'équipement de chargement soit capable de dissiper la chaleur tout en transmettant l'énergie et de garantir que la pile de chargement puisse fonctionner de manière sûre et fiable. Comme nous le savons tous, il existe une relation exponentielle positive entre la transmission du courant et la génération de chaleur. Il s'agit donc d'un excellent test des réserves techniques et des capacités d'innovation du fabricant.
Le réseau de charge rapide CC doit fournir plusieurs mécanismes de protection de sécurité, capables de gérer intelligemment les batteries et les chargeurs de la voiture pendant le processus de charge afin d'assurer la sécurité de la batterie et de l'équipement.
De plus, en raison du scénario d'utilisation des chargeurs publics, les prises de charge doivent être étanches à l'eau, à la poussière et aux intempéries.
En tant que fabricant international d'équipements de recharge avec plus de 16 ans d'expérience en R&D et en production, Workersbee explore depuis de nombreuses années les tendances de développement et les avancées technologiques de la technologie de recharge des véhicules électriques avec des partenaires de premier plan. Notre riche expérience de production et notre forte force de R&D nous ont permis de lancer cette année une nouvelle génération de prises de charge à refroidissement liquide CCS2.
Il adopte une conception de structure intégrée et le fluide de refroidissement liquide peut être un refroidissement à l'huile ou un refroidissement à l'eau. La pompe électronique fait circuler le liquide de refroidissement dans la prise de charge et évacue la chaleur générée par l'effet thermique du courant afin que les câbles de petite section transversale puissent transporter des courants importants et contrôler efficacement l'augmentation de la température. Depuis le lancement du produit, les retours du marché ont été excellents et il a été unanimement salué par les fabricants de matériel de recharge renommés. Nous collectons également activement les commentaires des clients, optimisons constamment les performances des produits et nous efforçons d'injecter plus de vitalité dans le marché.
À l'heure actuelle, les Superchargers de Tesla ont le mot à dire absolu sur le réseau de recharge rapide DC sur le marché de la recharge des véhicules électriques. La nouvelle génération de Superchargers V4 est actuellement limitée à 250 kW, mais démontrera des vitesses de pointe plus élevées à mesure que la puissance sera augmentée à 350 kW – capable d'ajouter 185 miles en seulement cinq minutes.
Les données des rapports publiés par les départements des transports de nombreux pays montrent que les émissions de gaz à effet de serre du secteur des transports représentent environ un quart des émissions totales de gaz à effet de serre du pays. Cela inclut non seulement les voitures particulières légères, mais également les camions lourds. La décarbonisation de l’industrie du camionnage est encore plus importante et représente un défi pour l’amélioration du climat. Pour la recharge des poids lourds électriques, l’industrie a proposé un système de recharge au niveau du mégawatt. Kempower a annoncé le lancement d'un équipement de recharge CC ultra-rapide pouvant atteindre 1,2 MW et prévoit de le mettre en service au Royaume-Uni au premier trimestre 2024.
Le DOE américain a déjà proposé la norme XFC pour la recharge extrêmement rapide, la qualifiant de défi clé à surmonter pour parvenir à une adoption généralisée des véhicules électriques. Il s’agit d’un ensemble complet de technologies systématiques comprenant des batteries, des véhicules et des équipements de recharge. La recharge peut être effectuée en 15 minutes ou moins, ce qui permet de rivaliser avec le temps de ravitaillement d'un ICE.
Échanger,Chargé：Station d'échange de puissance
En plus d'accélérer la construction de bornes de recharge, les bornes d'échange d'énergie « swap and go » ont également retenu beaucoup d'attention dans le système de réapprovisionnement rapide en énergie. Après tout, il ne faut que quelques minutes pour effectuer le remplacement de la batterie, fonctionner avec une batterie pleine et se recharger plus rapidement qu'un véhicule à essence. C’est très excitant et cela attirera naturellement de nombreuses entreprises dans lesquelles investir.
Le service NIO Power Swap,lancé par le constructeur automobile NIO peut remplacer automatiquement une batterie complètement chargée en 3 minutes. Chaque remplacement vérifiera automatiquement la batterie et le système d'alimentation pour maintenir le véhicule et la batterie dans les meilleures conditions.
Cela semble assez tentant, et il semble que nous puissions déjà voir à l’avenir la transition entre les batteries faibles et les batteries complètement chargées. Mais le fait est qu’il existe trop de fabricants de véhicules électriques sur le marché et que la plupart des fabricants ont des spécifications et des performances de batterie différentes. En raison de facteurs tels que la concurrence sur le marché et les barrières techniques, il nous est difficile d'unifier les batteries de toutes les marques de véhicules électriques, voire de la plupart, afin que leurs tailles, spécifications, performances, etc. soient totalement cohérentes et puissent être commutées entre elles. C'est également devenu la plus grande contrainte à l'économisation des centrales électriques interchangeables.
Sur la route : recharge sans fil
Semblable au développement de la technologie de recharge des téléphones portables, la recharge sans fil est également une direction de développement des véhicules électriques. Il utilise principalement l'induction électromagnétique et la résonance magnétique pour transmettre de l'énergie, convertir l'énergie en champ magnétique, puis recevoir et stocker l'énergie via le dispositif de réception du véhicule. Sa vitesse de charge ne sera pas trop rapide, mais elle peut être chargée pendant la conduite, ce qui peut être considéré comme atténuant l'anxiété liée à l'autonomie.
Electreon a récemment officiellement ouvert des routes électrifiées dans le Michigan, aux États-Unis, et sera largement testé début 2024. Il permet aux voitures électriques circulant ou garées le long des routes de charger leurs batteries sans être branchées, sur une longueur initiale d'un quart de mile et sera étendue à un mile. Le développement de cette technologie a également considérablement activé l'écosystème mobile, mais cela nécessite une construction d'infrastructures extrêmement élevée et une énorme quantité de travaux d'ingénierie.
Plus de défis
Quand de plus en plus de véhicules électriques affluent,davantage de réseaux de recharge sont établis et davantage de courant doit être produit, ce qui signifie qu'il y aura une plus forte pression de charge sur le réseau électrique. Qu’il s’agisse d’énergie, de production d’électricité ou de transport et de distribution d’électricité, nous serons confrontés à de grands défis.
Premièrement, d’un point de vue macro-économique mondial, le développement du stockage d’énergie reste une tendance majeure. Parallèlement, il est également nécessaire d’accélérer la mise en œuvre technique et l’aménagement du V2X afin que l’énergie puisse circuler efficacement dans tous les maillons.
Deuxièmement, utiliser l’intelligence artificielle et la technologie du Big Data pour établir des réseaux intelligents et améliorer la fiabilité du réseau. Analyser et gérer efficacement la demande de recharge des véhicules électriques et guider la recharge par périodes. Non seulement cela peut réduire le risque d’impact sur le réseau, mais cela peut également réduire les factures d’électricité des propriétaires de voitures.
Troisièmement, même si la pression politique fonctionne en théorie, la manière dont elle est mise en œuvre est plus importante. La Maison Blanche avait précédemment affirmé investir 7,5 milliards de dollars dans la construction de bornes de recharge, mais aucun progrès n’a été enregistré. La raison en est qu'il est difficile d'adapter les exigences de subvention de la politique aux performances des installations, et que la recherche de profits de l'entrepreneur est loin d'être activée.
Enfin, les grands constructeurs automobiles travaillent sur la recharge ultra-rapide à haute tension. D'une part, ils utiliseront la technologie haute tension 800 V et, d'autre part, ils amélioreront considérablement la technologie des batteries et la technologie de refroidissement pour obtenir une charge ultra-rapide de 10 à 15 minutes. L’ensemble du secteur sera confronté à d’énormes défis.
Différentes technologies de charge rapide conviennent à différentes occasions et besoins, et chaque méthode de charge présente également des inconvénients évidents. Chargeurs triphasés pour une charge rapide à la maison, charge rapide CC pour les couloirs à grande vitesse, charge sans fil pour l'état de conduite et stations d'échange d'énergie pour un remplacement rapide des batteries. À mesure que la technologie des véhicules électriques continue de se développer, la technologie de recharge rapide continuera de s’améliorer et de progresser. Lorsque la plate-forme 800 V deviendra populaire, les équipements de recharge supérieurs à 400 kW abonderont et notre anxiété concernant l'autonomie des véhicules électriques sera progressivement éliminée par ces appareils fiables. Workersbee est prêt à travailler avec tous les partenaires de l’industrie pour créer un avenir vert !
Heure de publication : 19 décembre 2023