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La recharge rapide rendra-t-elle les véhicules électriques pratiques ?
Recharger une voiture électrique peut prendre des heures, voire des jours. C'est l'une des raisons pour lesquelles GM a ajouté un générateur de secours à essence à sa voiture électrique, la Volt. Une autre option est le chargeur rapide DC, qui permettrait aux voitures de recharger jusqu'à 80 % de la capacité de la batterie en seulement une demi-heure.
La première station de recharge rapide DC de Tesla Motors, à mi-chemin entre San Francisco et Los Angeles, permettra aux conducteurs d'ajouter 150 miles d'autonomie à leurs voitures électriques en une demi-heure, à condition qu'ils disposent de l'un des packs de batteries les plus chers. L'ajout de ces kilomètres prendrait normalement de plusieurs heures à plus d'une journée, selon la taille de la batterie et si une prise ordinaire ou une prise de tension plus élevée est utilisée.
Mais l'impact de telles bornes de recharge sera limité par leur coût élevé, et par le fait que la recharge rapide prend encore beaucoup plus de temps que pour faire le plein d'essence. Les véhicules conventionnels resteront la meilleure option pour les personnes qui conduisent régulièrement de longues distances ; et ceux qui achètent des véhicules électriques pour se déplacer n'auront pas besoin de chargeurs rapides - ils peuvent recharger la nuit à la maison ou pendant la journée au travail.
Pour l'instant, au moins, le plus grand obstacle à l'adoption des véhicules électriques est simplement le coût élevé des voitures, qui peuvent coûter deux fois plus que les véhicules à essence comparables.
La plupart des véhicules électriques ne nécessitent aucun équipement de charge spécial. Ils sont livrés avec des chargeurs embarqués qui convertissent le courant alternatif des prises murales ordinaires en courant continu nécessaire à la batterie. Mais la charge à partir d'une prise conventionnelle de 120 volts est lente. Il faut près d'une journée complète pour charger la Nissan Leaf de cette façon, et près de trois jours pour charger la version de la Model S de Tesla avec une autonomie de 300 milles. Les propriétaires de véhicules électriques installent souvent des connecteurs spéciaux de 240 volts dans leurs garages pour réduire les temps de charge à plusieurs heures, et presque toutes les bornes de recharge publiques se chargent à ce rythme.
Les chargeurs rapides CC contournent le chargeur embarqué d'un véhicule - convertissant le courant alternatif du réseau en courant continu à l'extérieur de la voiture - et fournissent de l'électricité directement à la batterie à un taux plus élevé que ne le permettraient les chargeurs embarqués. Un lien de communication intégré au cordon de charge permet au système de gestion de la batterie de la voiture de contrôler le taux de charge pour éviter d'endommager la batterie. Le système ralentira, par exemple, la charge si la batterie surchauffe ou arrêtera généralement la charge lorsqu'elle atteint 80 % de sa capacité.
La capacité de charge des chargeurs rapides CC varie. Certains ne délivrent que 20 kilowatts, mais certains chargeurs expérimentaux délivrent bien plus de 100 kilowatts (en comparaison, la plupart des prises de 240 volts fourniront 3,3 kilowatts). Un chargeur de 50 kilowatts serait plus que suffisant pour charger une Nissan Leaf à 80 % de sa capacité en une demi-heure (il a une batterie de 24 kilowattheures et une autonomie de moins de 100 milles). Les temps de charge varient considérablement en fonction de la température extérieure pour la Leaf, mais moins pour les autres voitures qui ont de meilleurs systèmes de refroidissement de batterie (voir Les batteries refroidies par air nuisent-elles à l'autonomie de la Nissan Leaf ?). Mais les normes pour les chargeurs rapides CC évoluent - tous les véhicules électriques n'ont pas de prises de charge rapide (la Volt de GM n'en a pas, par exemple), et des adaptateurs peuvent être nécessaires pour ceux qui en ont. Seuls quelques centaines ont été installés à ce jour aux États-Unis.
Le coût de la technologie pourrait s'avérer un obstacle majeur. L'équipement peut coûter des dizaines de milliers de dollars et les coûts d'installation peuvent être le triple des coûts d'équipement, portant le total à plus de 100 000 $ dans certains cas. Ecototality, qui a installé 7 000 bornes de recharge conventionnelles non rapides, travaille avec le département américain de l'Énergie pour étudier si les conducteurs utiliseront suffisamment les bornes de recharge rapide pour que les propriétaires de bornes récupèrent le coût en capital.
Un autre défi est le fait que les services publics factureront souvent des frais de demande élevés par mois en raison de la charge élevée que ces chargeurs peuvent mettre sur le réseau, explique Arindam Maitra, chef de projet principal au Institut de recherche sur l'énergie électrique . Les propriétaires de chargeurs rapides devront payer ces frais même si personne n'utilise la station. Au moins un système de recharge rapide à courant continu facture 7 $ par charge, ce qui est plus cher que d'acheter de l'essence pour l'autonomie équivalente dans une voiture conventionnelle.
Il y a aussi des raisons de douter que les propriétaires de véhicules électriques utilisent régulièrement des chargeurs rapides. La plupart des conducteurs aux États-Unis parcourent moins de 100 miles par jour, et ceux qui ont besoin de voyager plus loin peuvent trouver les véhicules électriques peu pratiques, même avec une charge rapide. La plupart des véhicules électriques actuellement sur le marché et qui sortiront dans les prochains mois parcourent moins de 160 km avec une charge. Et les voitures avec une plus grande autonomie, comme la Model S de Tesla, qui coûte 88 000 $ pour la version de 300 milles, sont hors de la fourchette de prix de la plupart des conducteurs (voir Can Tesla Survive ?).
Si les coûts des batteries diminuent considérablement et que les véhicules électriques de 300 milles deviennent la norme, les chargeurs rapides situés entre des villes telles que Los Angeles et San Francisco et Boston et New York pourraient être attrayants. Pasquale Romano, PDG de Chargepoint, qui a installé un réseau d'environ 10 000 bornes de recharge conventionnelles et commence à ajouter des chargeurs rapides, déclare : La recharge rapide en courant continu est très importante pour la recharge longue distance et la recharge occasionnelle d'urgence. Vous conduirez quelques heures, vous arrêterez et déjeuneriez pendant que vous chargez. Ils sont nécessaires au bon fonctionnement de l'écosystème.
Mais Romano ne voit pas des chargeurs aussi rapides devenir courants. Ce ne sera pas un monde où il y aura du courant continu partout et où vous aurez remplacé les stations-service, dit-il, ajoutant que la plupart des recharges se feront à la maison ou dans des stations de recharge de 240 volts en ville.
Britta Gross, responsable du développement de l'infrastructure des véhicules électriques de GM, pense que 30 minutes, c'est encore trop long à attendre lors d'un voyage en voiture. Les Américains sont très soucieux du temps, dit-elle. La Volt de GM ne nécessite pas de charge rapide pour les longs trajets - elle utilise simplement le générateur à essence embarqué pour augmenter l'autonomie d'environ 300 milles (voir Le démontage révèle la complexité remarquable de la Volt de Chevrolet). Cependant, le prochain Spark EV de GM n'aura pas de générateur à essence pour étendre sa portée.
En ce qui concerne l'adoption de ces véhicules, dit Gross, la première priorité est d'avoir des bornes de recharge de 240 volts bon marché dans les maisons des gens, suivies de bornes similaires sur les lieux de travail pour les personnes qui n'ont pas de garage à la maison, qui permettraient toutes deux à l'électricité des véhicules pour jouer à leur force—des trajets courts. Elle pense que les chargeurs rapides DC pourraient avoir un marché de niche pour ceux qui vivent dans les villes et ne peuvent pas recharger à la maison ou au travail. Ils pouvaient utiliser les voitures pour se déplacer, rechargeant pendant le déjeuner tous les quelques jours.
Garrett Beauregard, vice-président senior de l'ingénierie chez Ecotality, s'inquiète d'un autre problème : construire trop de bornes de recharge, conventionnelles ou non, trop rapidement. La surpopulation est mauvaise. Certaines personnes s'opposent aux incitations qui ont permis l'installation de chargeurs, dit-il. Nous ne voulons pas que les gens pointent du doigt et disent, ces choses coûtent combien, et elles n'ont pas été utilisées depuis six mois ?