Mobilité électrique dans les garage
Le défi de l’infrastructure de recharge
15 mars 2024 agvs-upsa.ch – Le garage, en tant que centre de compétence pour la technique automobile, est confronté à un nouveau défi : la mobilité électrique. Plongez dans le monde de l’infrastructure de recharge, de la technologie des batteries aux concepts V2X innovants. Découvrez pourquoi le bon choix d’infrastructure est crucial et comment les garages peuvent construire leur avenir de manière durable. Markus Peter
Less station de recharge sont les stations-service de demain. Photo-Volvo
Les garages s’y connaissent bien entendu en matière de technique automobile. Pour de nombreux garages, cela s’applique dé sormais aussi à la technique des véhicules électriques. Mais qu’en est-il des connaissances relatives à l’infrastructure de recharge ? Par rapport au ravitaillement des véhicules en carburant liquide, l’approvisionnement en électricité semble plus complexe.
Influence des composants
Avant d’examiner l’infrastructure de recharge externe, un coup d’œil à la technique de batterie et de recharge installée dans le véhicule électrique permet de mieux comprende. Actuellement, la tendance de nombreux constructeurs automobiles est d’opter pour des batteries tou jours plus grandes afin de permettre une autonomie de plusieurs centaines de kilomètres. Si la peur de l’autonomie, souvent citée, devait s’avérer moins importante avec le temps ou si le nombre de stations de recharge (rapide) disponibles et faciles à utiliser devait encoreaugmenter considérablement, un revirement de tendance vers des batteries de traction plus petites et moins chères serait tout à fait envisageable pour de nombreux véhicules. Les fabricants de batteries et de véhicules déploient en tout cas d’importants efforts de recherche et de développement pour des batteries plus performantes, moins chères, plus durables et plus sûres. De nouvelles combinaisons de matériaux et de structures de batteries sont utilisées à cet effet. Les batteries sodium-ion ou lithium-phosphate de fer pour le segment de volume sensible au prix en sont un exemple. Dans le cas du pack de batteries, on essaie de gagner du poids et de l’espace en intégrant davantage les cellules directement dans le boî tier, ce qui permet d’augmenter l’efficacité.
Capacité et puissance de charge
La capacité ou le contenu énergétique d’une batterie de traction est exprimé en kWh. Les capacités typiques des voitures électriques modernes se situent entre 50 et 100 kWh. Avec une consommation réelle comprise entre 20 et 30 kWh aux 100 kilomètres, cela permet d’atteindre une autonomie de 200 à 500 kilomètres. L’état de charge (state of charge, SOC) affiché sur l’écran du véhicule s’entend tou jours par rapport à la capacité nette. La quantité d’énergie maximale possible, appelée capacité brute, n’est pas entièrement libérée afin de maintenir une capacité nette aussi constante que possible sur la durée de vie de la batterie et de protéger les cellules d’une charge/décharge trop importante. En cas de charge rapide avec une puissance de charge supérieure à 50 kW, il faut savoir que la puissance de charge maximale ne peut généralement être appelée que dans la plage comprise entre 10 et 60 pour cent de l’état de charge. Selon la technologie de la batterie et la gestion de la charge, la puissance de charge est plus ou moins réduite lorsque le niveau de charge est plus élevé. Les courbes de charge publiées lors des tests de véhicules donnent de bonnes indications à ce sujet. Il n’est donc pas très utile de recharger complètement une batterie sur une borne de recharge rapide, à moins que l’on soit tributaire de chaque kilomètre d’autonomie disponible jusqu’à la prochaine possibilité de recharge.
Courbes de charge de différentes catégories de véhicules. Source : EnBW
V2X = vehicle to everything
En principe, la batterie haute tension installée dans le véhicule branché ne convient pas seulement à l’alimentation en énergie du véhicule, mais peut également servir de source de courant pour des appareils externes ou de stockage temporaire de l’énergie électrique excédentaire. Ce qui, sous les termes de « V2X » (vehicle to everything) et de « recharge bi directionnelle », semble être une approche prometteuse, nécessite dans la pratique encore quelques clarifications et une bonne rentabilité pour que la technique existante puisse s’imposer sur le marché. Si l’on sou haite, par exemple, faire fonctionner de manière bidirectionnelle l’installation photovol taïque et les consommateurs électriques de sa propre maison avec la batterie du véhicule, cela nécessite non seulement une station de recharge qui coûte actuellement plus de 10’000 francs, mais aussi des onduleurs, des interfaces et des systèmes de gestion de l’énergie correspondants, dans lesquels tous les composants de la maison ainsi que le véhicule sont intégrés. Dans ce cas, il convient d’évaluer si cette intégration totale vaut la peine ou si la batterie du véhicule est utilisée (dans un premier temps) uniquement comme batterie de traction, tandis que l’énergie excédentaire de l’installation PV est réinjectée dans le réseau ou dirigée vers un accumulateur stationnaire du bâtiment. Il est utile de connaître les valeurs typiques de la consommation d’énergie d’une maison individuelle et de les mettre en relation avec le contenu d’une batterie de traction. La consommation d’énergie typique d’une maison individuelle chauffée par une pompe à chaleur est de 8000 kWh par an, dont environ la moitié est consommée par la pompe à chaleur. Les besoins quotidiens d’une maison individuelle correspondent donc à peu près au trajet d’une voiture électrique sur 100 kilomètres.
Les possibilités regroupées sous le terme « V2X » devraient continuer à se développer dans les années à venir, tant du côté des véhicules que de l’infrastructure et du cadre juridique. Des applications plus simples telles que V2 L (vehicle to load), c’est-à-dire le fonctionnement d’un appareil électrique externe via une connexion sur le véhicule, sont déjà disponibles. Avec V2 H (vehicle to home), V2B (vehicle to building) et enfin V2 G (vehicle to grid), les exigences et la complexité augmentent de plus en plus. Il faudra donc attendre encore un certain temps avant que le parc de véhicules électriques raccordé au réseau puisse être utilisé à grande échelle comme un important réservoir tampon pour le réseau électrique suisse, voire international. En revanche, des projets pilotes correspondants ont déjà cours aujourd’hui.
Infrastructure de recharge dans la branche automobile
De nombreux facteurs doivent être pris en compte pour choisir de manière optimale l’infrastructure de recharge dans un garage. Les aspects tels que la puissance de raccordement, la production d’énergie propre, les solutions de stockage, l’intégration au réseau, les interfaces, les prescriptions des constructeurs automobiles, etc. seront approfondis dans les prochaines éditions de la série d’articles. La diver sité et la complexité du sujet suggèrent qu’en tant que garage, on se fasse conseiller par des partenaires appropriés du secteur de l’énergie. Une planification minutieuse implique également de se préparer à des adaptations ultérieures. Il peut s’agir par exemple de la prise en charge de véhicules ayant des exigences différentes en matière de stations de recharge internes ou du montage ultérieur d’une installation photovoltaïque. Il est également judicieux de réfléchir en amont aux possibilités de facturation du courant consommé via la station de recharge, à une éventuelle réinjection dans le réseau électrique ainsi qu’à la sécurité contre les manipulations. Les exigences relatives aux stations de recharge dans les salles d’exposition, les ateliers, les parkings clients (de courte durée) et les parkings des collaborateurs devraient être différentes à cet égard.
L’expérience acquise lors de la mise en place de l’infrastructure de recharge de l’entreprise peut également être utilisée comme base précieuse pour le conseil aux clients. Ainsi, des termes tels que la gestion de la charge statique, dynamique ou en fonction des besoins ne sont pas des notions étrangères pour les garagistes qui se sont déjà penchés sur le choix de la gestion de la charge optimale pour leur entreprise, tout comme la charge des batteries des véhicules en fonction du réseau ou du système.
Aspects financiers
Dans certaines communes, les entreprises et les particuliers bénéficient d’un soutien financier pour l’installation d’infrastructures de recharge. En entrant le code postal sur energiefranken.ch, il est possible de vérifier rapidement les aides disponibles et comment en faire la demande. Pour les véhicules électriques de flotte chargés à domicile, la question du décompte ou de l’indemnisation correcte des collaborateurs se pose. La condition préalable est la présence de compteurs d’énergie au niveau de la station de recharge. Selon les exigences, un simple compteur électrique intégré peut suffire ou une station de recharge étalonnée ou conforme à la directive sur les instruments de mesure (MID) est nécessaire.
Les détaillants, les fournisseurs d’énergie et les exploitants de stations-service suisses investissent beaucoup dans une offre moderne d’infrastructures de recharge. La deu xième édition de la série d’articles se focalisera sur ces acteurs.
Less station de recharge sont les stations-service de demain. Photo-Volvo
Les garages s’y connaissent bien entendu en matière de technique automobile. Pour de nombreux garages, cela s’applique dé sormais aussi à la technique des véhicules électriques. Mais qu’en est-il des connaissances relatives à l’infrastructure de recharge ? Par rapport au ravitaillement des véhicules en carburant liquide, l’approvisionnement en électricité semble plus complexe.
Influence des composants
Avant d’examiner l’infrastructure de recharge externe, un coup d’œil à la technique de batterie et de recharge installée dans le véhicule électrique permet de mieux comprende. Actuellement, la tendance de nombreux constructeurs automobiles est d’opter pour des batteries tou jours plus grandes afin de permettre une autonomie de plusieurs centaines de kilomètres. Si la peur de l’autonomie, souvent citée, devait s’avérer moins importante avec le temps ou si le nombre de stations de recharge (rapide) disponibles et faciles à utiliser devait encoreaugmenter considérablement, un revirement de tendance vers des batteries de traction plus petites et moins chères serait tout à fait envisageable pour de nombreux véhicules. Les fabricants de batteries et de véhicules déploient en tout cas d’importants efforts de recherche et de développement pour des batteries plus performantes, moins chères, plus durables et plus sûres. De nouvelles combinaisons de matériaux et de structures de batteries sont utilisées à cet effet. Les batteries sodium-ion ou lithium-phosphate de fer pour le segment de volume sensible au prix en sont un exemple. Dans le cas du pack de batteries, on essaie de gagner du poids et de l’espace en intégrant davantage les cellules directement dans le boî tier, ce qui permet d’augmenter l’efficacité.
Capacité et puissance de charge
La capacité ou le contenu énergétique d’une batterie de traction est exprimé en kWh. Les capacités typiques des voitures électriques modernes se situent entre 50 et 100 kWh. Avec une consommation réelle comprise entre 20 et 30 kWh aux 100 kilomètres, cela permet d’atteindre une autonomie de 200 à 500 kilomètres. L’état de charge (state of charge, SOC) affiché sur l’écran du véhicule s’entend tou jours par rapport à la capacité nette. La quantité d’énergie maximale possible, appelée capacité brute, n’est pas entièrement libérée afin de maintenir une capacité nette aussi constante que possible sur la durée de vie de la batterie et de protéger les cellules d’une charge/décharge trop importante. En cas de charge rapide avec une puissance de charge supérieure à 50 kW, il faut savoir que la puissance de charge maximale ne peut généralement être appelée que dans la plage comprise entre 10 et 60 pour cent de l’état de charge. Selon la technologie de la batterie et la gestion de la charge, la puissance de charge est plus ou moins réduite lorsque le niveau de charge est plus élevé. Les courbes de charge publiées lors des tests de véhicules donnent de bonnes indications à ce sujet. Il n’est donc pas très utile de recharger complètement une batterie sur une borne de recharge rapide, à moins que l’on soit tributaire de chaque kilomètre d’autonomie disponible jusqu’à la prochaine possibilité de recharge.
Courbes de charge de différentes catégories de véhicules. Source : EnBW
V2X = vehicle to everything
En principe, la batterie haute tension installée dans le véhicule branché ne convient pas seulement à l’alimentation en énergie du véhicule, mais peut également servir de source de courant pour des appareils externes ou de stockage temporaire de l’énergie électrique excédentaire. Ce qui, sous les termes de « V2X » (vehicle to everything) et de « recharge bi directionnelle », semble être une approche prometteuse, nécessite dans la pratique encore quelques clarifications et une bonne rentabilité pour que la technique existante puisse s’imposer sur le marché. Si l’on sou haite, par exemple, faire fonctionner de manière bidirectionnelle l’installation photovol taïque et les consommateurs électriques de sa propre maison avec la batterie du véhicule, cela nécessite non seulement une station de recharge qui coûte actuellement plus de 10’000 francs, mais aussi des onduleurs, des interfaces et des systèmes de gestion de l’énergie correspondants, dans lesquels tous les composants de la maison ainsi que le véhicule sont intégrés. Dans ce cas, il convient d’évaluer si cette intégration totale vaut la peine ou si la batterie du véhicule est utilisée (dans un premier temps) uniquement comme batterie de traction, tandis que l’énergie excédentaire de l’installation PV est réinjectée dans le réseau ou dirigée vers un accumulateur stationnaire du bâtiment. Il est utile de connaître les valeurs typiques de la consommation d’énergie d’une maison individuelle et de les mettre en relation avec le contenu d’une batterie de traction. La consommation d’énergie typique d’une maison individuelle chauffée par une pompe à chaleur est de 8000 kWh par an, dont environ la moitié est consommée par la pompe à chaleur. Les besoins quotidiens d’une maison individuelle correspondent donc à peu près au trajet d’une voiture électrique sur 100 kilomètres.
Les possibilités regroupées sous le terme « V2X » devraient continuer à se développer dans les années à venir, tant du côté des véhicules que de l’infrastructure et du cadre juridique. Des applications plus simples telles que V2 L (vehicle to load), c’est-à-dire le fonctionnement d’un appareil électrique externe via une connexion sur le véhicule, sont déjà disponibles. Avec V2 H (vehicle to home), V2B (vehicle to building) et enfin V2 G (vehicle to grid), les exigences et la complexité augmentent de plus en plus. Il faudra donc attendre encore un certain temps avant que le parc de véhicules électriques raccordé au réseau puisse être utilisé à grande échelle comme un important réservoir tampon pour le réseau électrique suisse, voire international. En revanche, des projets pilotes correspondants ont déjà cours aujourd’hui.
Infrastructure de recharge dans la branche automobile
De nombreux facteurs doivent être pris en compte pour choisir de manière optimale l’infrastructure de recharge dans un garage. Les aspects tels que la puissance de raccordement, la production d’énergie propre, les solutions de stockage, l’intégration au réseau, les interfaces, les prescriptions des constructeurs automobiles, etc. seront approfondis dans les prochaines éditions de la série d’articles. La diver sité et la complexité du sujet suggèrent qu’en tant que garage, on se fasse conseiller par des partenaires appropriés du secteur de l’énergie. Une planification minutieuse implique également de se préparer à des adaptations ultérieures. Il peut s’agir par exemple de la prise en charge de véhicules ayant des exigences différentes en matière de stations de recharge internes ou du montage ultérieur d’une installation photovoltaïque. Il est également judicieux de réfléchir en amont aux possibilités de facturation du courant consommé via la station de recharge, à une éventuelle réinjection dans le réseau électrique ainsi qu’à la sécurité contre les manipulations. Les exigences relatives aux stations de recharge dans les salles d’exposition, les ateliers, les parkings clients (de courte durée) et les parkings des collaborateurs devraient être différentes à cet égard.
L’expérience acquise lors de la mise en place de l’infrastructure de recharge de l’entreprise peut également être utilisée comme base précieuse pour le conseil aux clients. Ainsi, des termes tels que la gestion de la charge statique, dynamique ou en fonction des besoins ne sont pas des notions étrangères pour les garagistes qui se sont déjà penchés sur le choix de la gestion de la charge optimale pour leur entreprise, tout comme la charge des batteries des véhicules en fonction du réseau ou du système.
Aspects financiers
Dans certaines communes, les entreprises et les particuliers bénéficient d’un soutien financier pour l’installation d’infrastructures de recharge. En entrant le code postal sur energiefranken.ch, il est possible de vérifier rapidement les aides disponibles et comment en faire la demande. Pour les véhicules électriques de flotte chargés à domicile, la question du décompte ou de l’indemnisation correcte des collaborateurs se pose. La condition préalable est la présence de compteurs d’énergie au niveau de la station de recharge. Selon les exigences, un simple compteur électrique intégré peut suffire ou une station de recharge étalonnée ou conforme à la directive sur les instruments de mesure (MID) est nécessaire.
Les détaillants, les fournisseurs d’énergie et les exploitants de stations-service suisses investissent beaucoup dans une offre moderne d’infrastructures de recharge. La deu xième édition de la série d’articles se focalisera sur ces acteurs.
Série «mobilité électrique dans le garage» (1/5)
Les médias de l’UPSA abordent le sujet avec une série d’articles sur différents aspects de l’infrastructure de recharge. Pour donner une idée de la diversité des questions, des opportunités et des défis, cette série d’articles débute par un tableau aussi large que possible de l’infrastructure de recharge. Dans les pro chaines éditions, des experts complèteront et approfondiront le tableau sous différents angles.
Les médias de l’UPSA abordent le sujet avec une série d’articles sur différents aspects de l’infrastructure de recharge. Pour donner une idée de la diversité des questions, des opportunités et des défis, cette série d’articles débute par un tableau aussi large que possible de l’infrastructure de recharge. Dans les pro chaines éditions, des experts complèteront et approfondiront le tableau sous différents angles.
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