Comment fonctionne la recharge sans fil EV

Nous nous sommes tous habitués à la recharge sans fil des smartphones, 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 que vous devrez faire 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 la recharge des smartphones, par induction magnétique. La charge par induction fonctionne en créant un champ électromagnétique dans une zone, généralement via une bobine de métal chargée, qui crée un courant dans une autre zone suffisamment proche pour être affectée par ce champ. Étant donné que le champ électromagnétique crée le courant, aucun cordon n’est nécessaire pour transférer l’alimentation.

Dans les smartphones, le processus fonctionne via des aimants ou des pads avec lesquels le téléphone doit rester en contact. Dans les voitures électriques, le même concept de base est utilisé à plus grande échelle avec plus de puissance qui permet plus d’espace entre le chargeur et le véhicule. Un chargeur inductif repose sur le sol et la voiture est garée dessus. Les caméras à l’intérieur de la voiture indiquent au conducteur quand elles sont correctement positionnées sur le chargeur.

Une fois que la voiture est garée sur le coussin, le coussin de sol et le coussin attaché au VE génèrent du courant. Le tapis de sol est chargé avec l’énergie du réseau, créant un champ électromagnétique. Le socle de charge sous la voiture résonne à la même fréquence magnétique que le socle au sol et un courant est créé pour charger la batterie du véhicule. Contrairement à la charge des smartphones qui nécessite que les aimants soient alignés et touchés avec précision, 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 des smartphones est efficace à environ 80 % avec le transfert de puissance, la recharge sans fil des véhicules électriques prétend être bien meilleure. Tech YouTuber Matt Ferrell dans l’une de ses vidéos s’est entretenu avec une entreprise qui fabrique une technologie de recharge sans fil pour véhicules électriques appelée WiTricity. 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 brancher à une borne de recharge ou à la maison.

C’est surprenant car nous nous attendons à une perte d’efficacité due à la charge sans fil plutôt qu’au branchement. Mais d’autres données semblent prendre en charge ce niveau d’efficacité de charge. Le Green Technology Accelerator Center du Rochester Institute of Technology s’est associé à la société de recharge sans fil HEVO pour mener une étude dans laquelle la recharge sans fil des véhicules électriques était efficace à 95 % dans les prototypes d’appareils. Une charge sans fil allant 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 nous rechargerons tous nos Teslas sans fil demain ; la technologie est encore en phase de test. Mais WiTricity a déjà modernisé plusieurs modèles de véhicules électriques avec leur technologie qui fonctionnerait bien. Plusieurs autres pays le testent également et travaillent à une solution de marché de masse. S’ils étaient suffisamment améliorés pour être déployés en vue d’une adoption massive, les kits de recharge sans fil pour les modèles actuels seraient largement disponibles et les nouveaux véhicules électriques auraient une capacité de recharge sans fil intégrée.

Cela pourrait permettre, comme Ferrell l’a mentionné dans sa vidéo, une plus grande autonomie pour les voitures autonomes et auto-stationnées. S’ils pouvaient se recharger via des bornes intégrées dans les parkings ou les routes, ils n’auraient pas vraiment besoin d’interaction humaine pour accomplir leurs tâches tout au long de la journée. À terme, les véhicules de la flotte du dernier kilomètre, par exemple, pourraient se recharger en se garant ou en conduisant sur des bornes de recharge sans fil et ne pas avoir besoin d’être branchés tout au long de la journée, bien que d’autres améliorations de la technologie de conduite autonome soient nécessaires avant même que cela ne soit proche de la réalité.

De plus, l’Université Cornell travaille déjà sur des bornes de recharge sans fil qui peuvent être implantées dans la chaussée et alimenter votre voiture pendant que vous conduisez. L’Université Drexel développe également une technologie de recharge sans fil qui pourrait être intégrée aux routes et mieux tolérer les désalignements entre les bornes de recharge.

Le coût de la construction de ce type de technologie dans les routes à grande échelle reste à voir et pourrait empêcher la recharge sans fil des routes de devenir courante si elle est prohibitive. Les États-Unis n’ont pas un excellent bilan en matière d’entretien de nos routes et ponts actuels, mais avec l’approbation récente par le Congrès d’un important projet de loi sur les infrastructures, nous pourrions, espérons-le, voir cette tendance s’améliorer.

Les défis de la recharge sans fil des véhicules électriques

L’un des principaux obstacles à la recharge sans fil grand public est la dépense. Au moment de la rédaction de cet article, WiTricity indique qu’une de leurs bornes de recharge sans fil coûte environ 700 $. Mais le calcul du coût réel est délicat à ce stade, car la technologie est si nouvelle. Cela dépend si vous parlez de moderniser un seul véhicule ou d’équiper toute une flotte. Il en coûtera également plus cher d’ajouter plusieurs pads à un grand bus électrique que d’équiper une berline EV ordinaire avec une recharge sans fil – jusqu’à des milliers, selon The Eco Experts. L’essentiel est qu’au moment de la rédaction de cet article, la technologie de charge sans fil coûtera beaucoup plus cher qu’une station de charge filaire à installer pour un usage personnel.

Au fur et à mesure que la technologie s’améliore et évolue vers une adoption plus large du marché, ce prix baissera, espérons-le. Pour l’instant, cependant, cela reste plus une nouveauté coûteuse qu’une solution pratique pour de nombreux conducteurs de véhicules électriques. À cela s’ajoute le fait qu’il n’existe actuellement pas beaucoup d’infrastructures de recharge sans fil pour véhicules électriques.

La vitesse de charge est un autre obstacle. Lorsque cette technologie a commencé à devenir populaire il y a quelques années, elle ne transférait de la puissance qu’à environ 3,5 kW, selon Green Car Reports. Au moment de la rédaction de cet article, cette vitesse est passée à 11 kW, ce qui est suffisant pour ajouter environ 34 miles de puissance à la batterie par heure de charge. C’est assez rapide, surtout si vous serez garé pendant un certain temps, mais c’est loin de la station de charge rapide DC (DCFC) moyenne.

Certains problèmes de sécurité devront également être résolus, tels que ce qui se passerait si quelque chose de métallique entrait en contact avec le chargeur pendant qu’il était actif. Puisqu’un courant électrique traverse le tampon, un objet métallique chaufferait et pourrait finir par provoquer un incendie.

Pour résoudre ce problème, les fabricants construisent des coffres-forts. Dans la vidéo de Ferrell, le PDG de WiTricity a expliqué que si un objet comme une boîte de conserve en métal ou un chat qui rampait sous la voiture pour essayer de se réchauffer était détecté, le chargeur s’éteindrait et enverrait une notification à votre téléphone. Si une personne s’approche trop près du chargeur, celui-ci s’éteint également. Le site Web de WiTricity décrit ces précautions un peu plus en détail.

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

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

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