Les ventes de véhicules électriques augmentent d'année en année, comme prévu, même si elles sont encore loin d'atteindre les objectifs climatiques. On peut néanmoins rester optimiste face à ces prévisions : d'ici 2030, le nombre de véhicules électriques dans le monde devrait dépasser les 125 millions. Le rapport révèle que parmi les entreprises interrogées à l'échelle mondiale qui n'envisagent pas encore d'utiliser des véhicules électriques à batterie, 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, passant d'une technologie très inefficace à uneChargeurs de NIVEAU 1 auChargeurs de NIVEAU 2La recharge rapide est désormais courante dans les résidences, ce qui nous offre plus de liberté et de confiance au volant. Les attentes des consommateurs en matière de recharge pour véhicules électriques sont de plus en plus élevées : courant plus élevé, puissance accrue, et charge plus rapide et plus stable. Dans cet article, nous explorerons ensemble le développement et les avancées de la recharge rapide pour véhicules électriques.
Où sont les limites ?
Tout d'abord, il est important de comprendre que la réalisation de la charge rapide ne repose pas uniquement sur le chargeur. La conception technique du véhicule lui-même doit être prise en compte, tout comme la capacité et la densité énergétique de la batterie. Par conséquent, la technologie de charge est également tributaire du développement des batteries, notamment de l'équilibrage des blocs-batteries, et de la résolution du problème de l'atténuation électrolytique des batteries au lithium causée par la charge rapide. Cela pourrait nécessiter des innovations dans l'ensemble du système d'alimentation des véhicules électriques, la conception des blocs-batteries, les cellules et même 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 et le courant de charge, ainsi que l'état de charge du véhicule. Il faut garantir que le courant élevé puisse être injecté 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.
Il est évident que le développement de la recharge rapide nécessite non seulement le développement des infrastructures de recharge, mais aussi des avancées technologiques dans le domaine des batteries et le soutien des technologies de transport et de distribution d'électricité. Il pose également un défi majeur en matière de dissipation thermique.
Plus de puissance, plus de courant :Grand réseau de charge rapide en courant continu
La recharge rapide en courant continu publique actuelle utilise une tension et un courant élevés, et les marchés européen et américain accélèrent le déploiement de réseaux de recharge de 350 kW. Il s'agit d'une opportunité et d'un défi majeurs pour les fabricants d'équipements de recharge du monde entier. L'équipement de recharge doit pouvoir dissiper la chaleur tout en transmettant l'énergie et garantir un fonctionnement sûr et fiable de la borne de recharge. Comme chacun sait, il existe une relation exponentielle positive entre la transmission du courant et la production de chaleur ; il s'agit donc d'un test crucial pour les capacités techniques et d'innovation des fabricants.
Le réseau de charge rapide CC doit fournir plusieurs mécanismes de protection de sécurité, capables de gérer intelligemment les batteries et les chargeurs de voiture pendant le processus de charge pour garantir 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, résistantes à la poussière et très résistantes aux intempéries.
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 en matière de recharge de véhicules électriques avec des partenaires leaders du secteur. Notre riche expérience en production et notre solide expertise en R&D nous ont permis de lancer cette année une nouvelle génération de prises de recharge à refroidissement liquide CCS2.
Sa structure est intégrée et le liquide de refroidissement peut être à huile ou à eau. La pompe électronique entraîne le liquide de refroidissement dans la prise de charge et évacue la chaleur générée par l'effet thermique du courant. Ainsi, les câbles de petite section peuvent supporter des courants importants et contrôler efficacement l'échauffement. Depuis son lancement, le produit a reçu d'excellents retours du marché et a été unanimement salué par les fabricants d'équipements de charge renommés. Nous continuons également de recueillir activement les avis de nos clients, d'optimiser constamment les performances de nos produits et de nous efforcer de dynamiser le marché.
Actuellement, les Superchargeurs Tesla dominent le marché de la recharge rapide en courant continu (CC). La nouvelle génération de Superchargeurs V4 est actuellement limitée à 250 kW, mais sa puissance maximale atteindra 350 kW, permettant ainsi de gagner 185 km en seulement cinq minutes.
Les données publiées par les ministères 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 aussi les poids lourds. La décarbonation du secteur du transport routier est encore plus importante et complexe pour la lutte contre le changement climatique. Pour la recharge des poids lourds électriques, le secteur a proposé un système de recharge de l'ordre du mégawatt. Kempower a annoncé le lancement d'un équipement de recharge CC ultra-rapide pouvant atteindre 1,2 MW et prévoit sa mise en service au Royaume-Uni au premier trimestre 2024.
Le Département de l'Énergie des États-Unis a déjà proposé la norme XFC pour la recharge ultra-rapide, la qualifiant de défi majeur à relever pour une adoption généralisée des véhicules électriques. Il s'agit d'un ensemble complet de technologies systémiques incluant batteries, véhicules et équipements de recharge. La recharge peut être effectuée en 15 minutes maximum, ce qui lui permet de rivaliser avec le temps de ravitaillement d'un moteur à combustion interne.
Échanger，Chargé：Station d'échange d'énergie
Outre l'accélération de la construction de bornes de recharge, les stations de recharge « swap and go » bénéficient également d'une attention particulière dans le cadre du système de recharge rapide en énergie. Après tout, il suffit de quelques minutes pour effectuer un changement de batterie, rouler avec une batterie pleine et se recharger plus rapidement qu'un véhicule à essence. C'est un projet très prometteur qui attirera naturellement de nombreuses entreprises.
Le service NIO Power Swap，Lancé par le constructeur automobile NIO, le système de remplacement automatique d'une batterie complètement chargée se fait en 3 minutes. Chaque remplacement vérifie automatiquement la batterie et le système d'alimentation afin de maintenir le véhicule et sa batterie en parfait état.
Cela paraît tentant, et il semble que nous puissions déjà entrevoir une transition harmonieuse entre batteries faibles et batteries pleinement chargées à l'avenir. Mais le fait est qu'il existe une multitude de fabricants de véhicules électriques sur le marché, et que la plupart d'entre eux proposent des spécifications et des performances de batterie différentes. En raison de facteurs tels que la concurrence et les obstacles techniques, il est difficile d'harmoniser les batteries de toutes les marques de véhicules électriques, voire de la plupart d'entre elles, afin que leurs tailles, spécifications, performances, etc. soient parfaitement cohérentes et puissent être interchangées. C'est également devenu le principal obstacle à la rentabilité des stations d'échange d'énergie.
Sur la route : recharge sans fil
À l'instar de la technologie de recharge des téléphones portables, la recharge sans fil est également une voie de développement pour les véhicules électriques. Elle utilise principalement l'induction électromagnétique et la résonance magnétique pour transmettre l'énergie, la convertir en champ magnétique, puis la recevoir et la stocker via le dispositif de réception du véhicule. Sa vitesse de charge est modérée, mais elle peut être rechargée en roulant, ce qui contribue à réduire les soucis d'autonomie.
Electreon a récemment inauguré des routes électrifiées dans le Michigan, aux États-Unis, et sera testé à grande échelle début 2024. Ce réseau permet aux voitures électriques, circulant ou stationnées le long des routes, de recharger leurs batteries sans être branchées. Il s'étend initialement sur un quart de mile (400 mètres) et sera étendu à un mile (1,6 km). Le développement de cette technologie a également considérablement dynamisé l'écosystème mobile, mais il nécessite des travaux de construction d'infrastructures de très grande envergure et un travail d'ingénierie considérable.
Plus de défis
Quand de plus en plus de véhicules électriques affluent，Les réseaux de recharge se multiplient et la demande de courant augmente, ce qui signifie que la charge sur le réseau électrique sera plus forte. Qu'il s'agisse d'énergie, de production, de transport et de distribution d'électricité, nous serons confrontés à de grands défis.
Premièrement, d'un point de vue macroéconomique mondial, le développement du stockage d'énergie demeure une tendance majeure. Parallèlement, il est également nécessaire d'accélérer la mise en œuvre technique et l'agencement du V2X afin que l'énergie puisse circuler efficacement sur tous les maillons.
Deuxièmement, utiliser l'intelligence artificielle et le big data pour mettre en place des réseaux intelligents et améliorer leur fiabilité. Analyser et gérer efficacement la demande de recharge des véhicules électriques et orienter la recharge par périodes permet non seulement de réduire les risques d'impact sur le réseau, mais aussi de réduire les factures d'électricité des automobilistes.
Troisièmement, si la pression politique fonctionne en théorie, sa mise en œuvre est plus importante. La Maison Blanche avait précédemment annoncé un investissement de 7,5 milliards de dollars dans la construction de bornes de recharge, mais les progrès sont restés quasiment inexistants. En effet, il est difficile d'adapter les subventions prévues par la politique à la performance des installations, et la recherche de profit des entrepreneurs est loin d'être activée.
Enfin, les grands constructeurs automobiles travaillent sur la recharge ultra-rapide 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 du refroidissement pour atteindre une recharge ultra-rapide de 10 à 15 minutes. L'ensemble du secteur sera confronté à d'énormes défis.
Différentes technologies de recharge rapide sont adaptées à différents contextes et besoins, et chaque méthode présente des inconvénients évidents. Chargeurs triphasés pour la recharge rapide à domicile, recharge rapide en courant continu pour les trajets à grande vitesse, recharge sans fil pour la conduite et bornes de recharge pour un changement rapide de batterie. Avec le développement continu de la technologie des véhicules électriques, la recharge rapide continuera de progresser. Lorsque la plateforme 800 V se démocratisera, les équipements de recharge de plus de 400 kW proliféreront, et ces appareils fiables apaiseront progressivement nos inquiétudes quant à l'autonomie des véhicules électriques. Workersbee est disposé à collaborer avec tous les partenaires du secteur pour créer un avenir vert !
Date de publication : 19 décembre 2023