Comment fonctionne la recharge sans fil des véhicules électriques ?

Nous sommes tous assez habitués à recharger nos smartphones sans fil, mais que se passerait-il si vous pouviez recharger une voiture électrique de la même manière ? La technologie est actuellement en cours de développement – très bientôt, tout ce dont vous pourriez avoir besoin pour recharger votre Tesla est de la garer.

Comment fonctionne la recharge sans fil des véhicules électriques

La recharge sans fil des véhicules électriques fonctionne de la même manière que les smartphones – en utilisant l’induction magnétique. La charge inductive fonctionne en créant un champ électromagnétique dans une zone, généralement à travers une bobine métallique chargée, qui crée un courant dans une autre zone suffisamment proche pour être affectée par ce champ. Étant donné que le champ électromagnétique crée un courant, aucun cordon n’est nécessaire pour transférer l’énergie.

Dans les smartphones, le processus fonctionne avec des aimants ou des pads avec lesquels le téléphone doit rester en contact. Les véhicules électriques utilisent le même concept de base à plus grande échelle avec plus de puissance, laissant plus d’espace entre le chargeur et le véhicule. Un socle de charge par induction repose sur le sol et une voiture est garée au-dessus. Des caméras à l’intérieur du véhicule indiquent au conducteur si elles sont correctement positionnées au-dessus du socle de charge.

Dès que le véhicule est garé au-dessus du plot, le plot de sol et le plot solidaire du véhicule électrique génèrent du courant. Le plot de masse est chargé à partir du réseau, créant un champ électromagnétique. Le socle de charge au bas de la voiture résonne avec la même fréquence magnétique que le socle au sol, et un courant est généré pour charger la batterie de la voiture. Contrairement à la charge des smartphones, qui nécessite un alignement et un contact précis des aimants, la charge inductive des véhicules électriques a plus de marge de manœuvre – l’entrefer peut être en pouces au lieu de millimètres.

Alors que la recharge sans fil pour smartphone offre un transfert de puissance d’environ 80 %, la recharge sans fil EV prétend être bien meilleure. Tech YouTuber Matt Ferrell, dans l’une de ses vidéos , s’est entretenu avec WiTricity , une entreprise qui fabrique une technologie de recharge sans fil pour les véhicules électriques. Le PDG de la société affirme que son équipement de recharge sans fil est efficace à environ 99 %. Ce serait à peu près la même chose que de se connecter à une borne de recharge ou à la maison.

Ceci est surprenant car nous nous attendons à une perte d’efficacité due à la charge sans fil plutôt qu’au secteur. Mais d’autres données semblent soutenir ce niveau d’efficacité de charge. Le Green Technology Acceleration Center du Rochester Institute of Technology, en partenariat avec la société de recharge sans fil HEVO, a mené une étude montrant que l’efficacité de la recharge sans fil des véhicules électriques dans les prototypes d’appareils était de 95 %. La recharge sans fil jusqu’à 120 kW avec une efficacité de 97 % a été réalisée en 2018 au laboratoire national d’Oak Ridge (ORNL) du ministère de l’Énergie.

Cela ne signifie pas que demain nous rechargerons tous nos Teslas sans fil ; la technologie est encore en phase de test. Mais WiTricity a déjà mis à niveau plusieurs modèles de véhicules électriques avec sa technologie, qui fonctionnerait bien. De nombreux autres pays le testent également et travaillent sur une solution grand public. S’ils sont suffisamment améliorés pour être déployés en vue d’une adoption massive, les kits de recharge sans fil pour les modèles actuels deviendront largement disponibles et les nouveaux véhicules électriques auront une capacité de recharge sans fil intégrée.

Cela pourrait fournir, comme l’a dit Ferrell dans sa vidéo, plus d’autonomie pour les voitures autonomes avec parking automatique. S’ils pouvaient se recharger grâce à des bornes intégrées dans les parkings ou les routes, ils n’auraient besoin d’aucune interaction humaine pour accomplir leurs tâches tout au long de la journée. Après tout, les voitures du « dernier kilomètre », par exemple, peuvent être rechargées en se garant ou en conduisant via des bornes de recharge sans fil et n’auront pas besoin d’être branchées pendant la journée, bien que d’autres améliorations de la technologie de conduite autonome soient nécessaires avant même que cela ne soit possible. proche de la réalité.

De plus, l’Université Cornell travaille déjà sur des chargeurs sans fil qui peuvent être implantés dans l’allée et recharger la voiture en conduisant. L’Université Drexel développe également une technologie de recharge sans fil qui peut être intégrée aux routes et mieux tolérer le désalignement entre les bornes de recharge.

Le coût de l’introduction à grande échelle de cette technologie sur les routes reste à déterminer, et cela pourrait empêcher la recharge sans fil des routes de se généraliser, bien que d’un coût prohibitif. Les États-Unis n’ont pas un très bon bilan en matière d’entretien de nos routes et ponts actuels, mais avec l’adoption récente par le Congrès d’un important projet de loi sur les infrastructures, nous espérons que cette tendance s’améliorera.

Problèmes de recharge sans fil des véhicules électriques

L’un des principaux obstacles à la recharge sans fil de masse est le coût. Au moment de la rédaction de cet article, WiTricity a signalé que l’une de ses bornes de recharge sans fil coûte environ 700 $. Mais calculer le coût réel pour le moment est difficile car la technologie est si nouvelle. Cela dépend si vous parlez de mettre à niveau un véhicule ou d’équiper toute la flotte. Selon Eco Experts , installer plusieurs pads sur un grand bus électrique coûtera plus cher que d’équiper une berline de voiture électrique conventionnelle avec une recharge sans fil. L’essentiel est qu’au moment de la rédaction de cet article, la technologie de recharge sans fil coûtera beaucoup plus cher que la mise en place d’une station de recharge filaire pour un usage personnel.

Nous espérons qu’à mesure que les technologies s’améliorent et se généralisent sur le marché, ce prix diminuera. Pour l’instant, cependant, cela reste plus une nouveauté coûteuse qu’une solution pratique pour de nombreux conducteurs de VE. A cela s’ajoute le fait qu’il n’y a actuellement pas beaucoup d’infrastructures pour la recharge sans fil des véhicules électriques.

La vitesse de charge est un autre obstacle. Lorsque cette technologie est devenue populaire il y a quelques années, elle ne fournissait qu’environ 3,5 kW de puissance, selon Green Car Reports. Au moment d’écrire ces lignes, ce taux est passé à 11 kW, ce qui est suffisant pour ajouter environ 34 miles de puissance par heure de charge à la batterie. C’est assez rapide, surtout si vous serez garé pendant un certain temps, mais c’est loin de votre station de charge rapide DCFC moyenne.

Il devra également résoudre certains problèmes de sécurité, tels que ce qui se passe si quelque chose de métallique entre en contact avec le chargeur lorsqu’il est actif. Puisqu’un courant électrique traverse le tapis, l’objet métallique deviendra chaud et pourrait provoquer un incendie.

Pour résoudre ce problème, les fabricants créent des dispositifs tolérants aux pannes. Dans la vidéo de Ferrell, le PDG de WiTricity a expliqué que si un objet tel qu’une boîte de conserve en métal ou un chat qui a rampé sous une voiture pour essayer de se réchauffer est détecté, le chargeur s’éteindra et enverra une notification à votre téléphone. Si une personne s’approche trop près du chargeur, celui-ci s’éteint également. Le site Web WiTricity décrit ces précautions plus en détail.

Quelle est la prochaine étape pour la recharge sans fil des véhicules électriques

La recharge sans fil pour véhicules électriques, en développement depuis 2007 environ, pourrait enfin se généraliser dans les prochaines années. La Society of Automotive Engineers (SAE) a ratifié la norme de recharge sans fil pour les véhicules électriques en 2020, signalant qu’elle pourrait être introduite sur le marché de masse. Une fois que les fabricants auront testé et développé correctement la technologie, nous commencerons probablement à voir la recharge sans fil devenir la norme pour les véhicules électriques.

Il faudra un certain temps avant que l’infrastructure rattrape cette idée et que les kits de mise à niveau des anciens modèles deviennent disponibles pour le consommateur moyen. Mais c’est un pas dans une direction intéressante.