HPC – Recharge ultra-rapide
La recharge ultra-rapide (HPC) permet la délivrance de puissances significativement plus élevées, réduisant ainsi les temps de recharge et offrant une solution d’avenir pour les véhicules à recharge rapide.
L’un des aspects contraignants de la recharge pour les conducteurs est que la recharge d'un véhicule électrique est beaucoup plus longue qu’un plein d’essence. Il appartient donc aux acteurs de la mobilité électrique de tout mettre en œuvre pour accélérer ce processus. Plus la recharge est rapide, plus vite les conducteurs peuvent reprendre la route, permettant aux opérateurs de bornes de recharge (CPO) d’accueillir un plus grand nombre de clients.
Qu’est-ce que la recharge ultra-rapide (HPC) ?
La recharge ultra-rapide est une évolution de la recharge rapide CC qui permet de recharger les véhicules électriques beaucoup plus rapidement. La recharge HPC utilise la technologie de recharge CC, de nouveaux types de connecteur et des systèmes de refroidissement de câble spécialement conçus pour pouvoir fournir de l’électricité à des capacités supérieures à 100 kW et allant jusqu’à 350 kW, voire 500 kW avec des câbles plus récents. Pour les conducteurs, cela représente potentiellement 100 kilomètres d’autonomie en seulement 3 à 5 minutes de recharge, soit 600 kilomètres (env. 80 %) en environ 20 minutes.
Comment fonctionne la recharge HPC ?
Avant de nous pencher sur les spécificités de la recharge HPC, il nous faut examiner la différence entre la recharge CA et la recharge CC, également connues sous le nom de recharge de niveau 2 et de recharge de niveau 3.
L’électricité circule du réseau électrique vers les bornes de recharge en courant alternatif (CA). Cela signifie que le courant circule alternativement dans les deux sens positif et négatif dans un mouvement ondulé, ce qui lui permet de parcourir de très longues distances. Les appareils alimentés par batterie – y compris les batteries de voiture, mais aussi votre téléphone et votre ordinateur portable – utilisent de l’électricité en courant continu (CC).
Ces appareils doivent donc convertir l’électricité avant de l’envoyer à la batterie, à l’aide de convertisseurs intégrés. Les bornes de rechage CC pour VE portent ce nom parce qu’elles intègrent ce mécanisme, qui leur permet de convertir en amont le courant alternatif en courant continu et de l’envoyer directement à la batterie de la voiture. Cela supprime ainsi le processus intermédiaire et accélère la recharge.
La recharge HPC va encore plus loin en ajoutant des technologies supplémentaires, à savoir des types de connecteurs et systèmes de refroidissement dédiés, qui réduisent considérablement les temps de transfert de l’électricité.
En plus des câbles de système de recharge combiné (CCS) de capacité supérieure et des connecteurs CHAdeMO, la recharge CC HPC utilise souvent un système de refroidissement par liquide dans les câbles. Le transfert d’électricité génère naturellement de la chaleur. Cette chaleur nuit à l’efficacité du transfert d’énergie, et la présence d’une chaleur excessive pendant de longues périodes se révèle également dangereuse.
Présentation des types de connecteurs CC
Système de recharge combiné (CCS1 aux États-Unis, CCS2 en Europe)
Si vous achetez un véhicule électrique aujourd’hui aux États-Unis ou en Europe, il est probable qu’il possède l’un des deux types de connecteur CCS standardisés. Ce système combiné permet la recharge CA ou CC. Il s’agit en fait du connecteur J1772 classique de niveau 2 (CA) avec quelques broches CC en dessous.
Superchargeur Tesla
Aux États-Unis, les véhicules Tesla utilisent traditionnellement un connecteur propriétaire appelé Superchargeur, mais comme l’UE impose des limites plus strictes pour les formats propriétaires, les véhicules Tesla en Europe sont équipés de connecteurs CCS2. Les propriétaires de Tesla aux États-Unis peuvent acheter un adaptateur de câble pour assurer la compatibilité avec les connecteurs CCS1.
CHAdeMO
La technologie CHAdeMO est très répandue au Japon, mais elle n’est pas beaucoup utilisée en dehors du marché asiatique, bien qu’on la retrouve dans la Nissan Leaf. Cette technologie permet une recharge CC rapide, mais nécessite le branchement simultané d’un câble J1772 séparé.
En refroidissant de manière proactive les câbles pendant une session, les bornes de recharge ultra-rapide peuvent fournir des capacités en kW beaucoup plus élevées de manière sûre et efficace. Ainsi, elles abaissent le temps de recharge normal d’un VE standard à moins de 30 minutes.
Pourquoi « 80 % » ?
Vous entendrez ou verrez souvent des gens parler de « recharge à 80 % » pour un véhicule électrique, mais pourquoi ? La réponse tient à la gestion de la longévité des batteries au lithium.
Toutes les batteries rechargeables ont une durée de vie ; au fil du temps, elles se dégradent et deviennent incapables de conserver autant de charge qu’auparavant. Vous l’avez probablement déjà vécu si vous avez possédé un smartphone pendant plus de deux ans.
On considère généralement que la meilleure façon de protéger la batterie est de maintenir son niveau de charge entre 20 et 80 %. En effet, les batteries sont soumises à des contraintes extrêmes lorsqu’elles sont presque vides ou pleines. Les solutions de recharge intelligente, y compris les technologies CC et HPC, tiennent compte de ce facteur.
Lorsque les conducteurs se connectent pour la première fois à une borne de recharge, elles utilisent des algorithmes pour détecter la vitesse de recharge optimale, qui atteint son pic à proximité de 80 %. Une fois que le niveau de la batterie du VE a atteint 80 %, la recharge se poursuit, mais la borne de recharge réduit progressivement la vitesse afin de protéger la batterie.
Recharge ultra-rapide : avantages et défis
La recharge ultra-rapide (HPC) offre une multitude d’avantages, mais elle a également un coût – et nécessite que les conducteurs et les CPO aient des composants compatibles.
Voici un bref aperçu des avantages et des inconvénients de la technologie HPC :
Avantages de la recharge ultra-rapide :
Temps de recharge réduits
Plus la capacité d’une borne de recharge est élevée, plus la puissance envoyée est importante et plus la recharge des conducteurs est rapide. En plus de présenter des avantages évidents pour les conducteurs, cette recharge rapide permet aux CPO d’attirer plus de conducteurs et de générer un plus grand bénéfice.
Expérience utilisateur améliorée
Une recharge plus rapide signifie moins d’attente et moins de temps à consacrer à la planification de la recharge. Avec des temps de recharge de quelques minutes, les conducteurs de véhicules électriques peuvent rouler l’esprit plus tranquille.
Applications stratégiques
Pour les flottes et le transport lourd, la recharge rapide présente des avantages inhérents qui peuvent transformer la logistique. Les bus, par exemple, peuvent utiliser la technologie HPC pour se recharger rapidement à des arrêts de bus dédiés, au lieu d’être rechargés la nuit ou d’être mis hors service pendant des heures.
Une solution d’avenir pour les véhicules électriques à recharge rapide
La technologie de recharge n’aura de cesse de s’améliorer et de gagner en efficacité au fil du temps. En déployant les bornes les plus rapides possible, les CPO pourront pérénniser leurs activités pour les véhicules électriques de demain, dont la capacité de recharge pourrait dépasser 500 kW.
Défis liés à la recharge ultra-rapide
Investissement dans l’infrastructure
Les bornes HPC sont plus rapides et plus avancées sur le plan technologique que les versions CA. Elles nécessitent donc un investissement initial important par rapport aux solutions de recharge standard. Pour certains CPO, cet investissement plus élevé peut constituer un obstacle.
Compatibilité des batteries
Tous les véhicules électriques sur le marché ne sont pas entièrement compatibles avec les puissances les plus élevées des technologies HPC. Si la plupart des fabricants intègrent désormais la recharge ultra-rapide dans leurs solutions, les utilisateurs doivent néanmoins disposer d’un véhicule compatible avec un connecteur adapté.
Intégration au réseau électrique
L’adoption généralisée de la recharge HPC nécessite des mises à niveau du réseau pour garantir une capacité suffisante. La réduction des temps de recharge et l’augmentation du nombre de conducteurs qui s’ensuit entraîneront logiquement des besoins accrus en énergie. Aussi, les solutions de recharge ultra-rapide doivent être capable de gérer et d’atténuer efficacement la pression sur le réseau.
Ce dernier point est essentiel. À mesure que de plus en plus de conducteurs passeront à l’électrique et que les technologies de recharge évolueront pour devenir encore plus rapides, la pression exercée sur le réseau augmentera à son tour.
Pour répondre à ce défi, il faut veiller à ce que les bornes de recharge soient non seulement plus rapides, mais aussi plus intelligentes. La recharge intelligente, soutenue par le protocole OCPI (Open Charging Point Interface) en constant développement, permet aux fournisseurs de services de mobilité électrique et aux CPO de mettre en œuvre des solutions de recharge intelligentes conçues pour fonctionner en harmonie avec les réseaux de distribution d’électricité locaux.
Plusieurs technologies émergentes telles que l’écrêtement des pointes, la réponse à la demande et le véhicule-réseau (vehicle-to-grid, V2G) rendent cela possible. Ces fonctionnalités intelligentes ajustent de manière dynamique la consommation d’énergie – le V2G restituant même de l’énergie au réseau – pour éviter les surtensions et les pénuries d’électricité.
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L’avenir de la recharge ultra-rapide (HPC)
Comment la recharge ultra-rapide va-t-elle évoluer ? La réponse à cette question peut se diviser en deux aspects clés :
Prolifération
Les infrastructures de mobilité électrique sont en plein essor, mais nous avons besoin d’encore plus de bornes de recharge – et plus de connexions au réseau – pour mener à bien la transition des véhicules roulant aux carburants fossibles aux véhicules électriques. Le déploiement de nouvelles bornes HPC peut y contribuer, car celles-ci permettent à chaque conducteur de recharger son véhicule plus rapidement et de libérer les bornes plus vite.
Le défi réside ici dans l’établissement des connexions au réseau. Sur de nombreux marchés, les CPO peuvent devoir attendre longtemps avant d’accéder aux connexions réseau nécessaires pour offrir un service de recharge rapide. Il appartient aux gouvernements et aux entités comme l’UE d’améliorer ce processus, de compléter le réseau énergétique avec de nouvelles sources d’énergie propre et de préparer les réseaux énergétiques locaux à cette nouvelle demande.
Avancées technologiques
Les technologies de recharge ne cesseront de s’améliorer à mesure que l’essor des véhicules électriques se poursuit. Il existe déjà des câbles de recharge capables de prendre en charge une puissance de 500 kW, par exemple, et de plus en plus de véhicules compatibles avec la recharge HPC sont mis en circulation par les grands constructeurs.
Il est probable qu’à mesure que la technologie progresse, les vitesses de transfert de l’énergie continueront d’augmenter, réduisant encore les temps de recharge. Mais ce qui compte, c’est que ce progrès s’accompagne de la mise en œuvre de fonctionnalités intelligentes, durables et respectueuses du réseau.
Chez Spirii, nous savons que l’avenir de la recharge repose sur les plateformes. La recharge de demain doit permettre de déployer rétroactivement de nouvelles fonctionnalités telles que le V2G et la réponse à la demande sur les bornes de recharge existantes de la même manière que sont installées les nouvelles fonctionnalités et applications sur le système d’exploitation de votre smartphone. C’est pourquoi nous continuons à travailler sans relâche pour développer la nouvelle génération de technologies de recharge compatibles avec le réseau.
En d’autres termes : la vitesse brute offerte par la recharge HPC ne représente qu’une facette de la transformation ; les logiciels intelligents et interconnectés seront les réels moteurs de l’infrastructure EV de demain. Pour en savoir plus sur ce à quoi ressemblera cette infrastructure, cliquez ici.