Importance de la phase CV pour les opérateurs de bornes de recharge

Tous ceux qui ont rechargé un véhicule électrique dans une borne de recharge rapide connaissent le problème...

Les premiers 80 % sont extrêmement rapides et les 20 % restants semblent prendre une éternité. De plus, l'affirmation d'un constructeur automobile classique selon laquelle vous pouvez recharger 50 % de votre véhicule en moins de 30 minutes est trompeuse. À proprement parler, c'est peut-être exact, mais les 50 % restants prendront beaucoup plus de temps.

Mais pourquoi ?

La réponse est simple : en raison de la phase à tension constante (phase CV).

Mais vous avez peut-être remarqué que les voitures Tesla semblent moins confrontées à ces problèmes que les autres constructeurs. Est-ce vrai ? Pourquoi est-ce que Tesla fait pour éviter ce problème ?

Dans cet article, nous souhaitons vous donner un aperçu simple et une explication technique de ce phénomène. Nous aborderons le fonctionnement des batteries et de certains composants électroniques et comment la compréhension de la phase CV peut nous aider à recharger les véhicules électriques de manière plus intelligente. En savoir plus sur l'optimisation rapport sur l'infrastructure de recharge des véhicules électriques dans notre rapport sur la flotte.

Qu'est-ce que l'état de charge (SoC) ?

Avant de plonger dans la physique, définissons rapidement le terme SoC. L'état de charge est l'un des termes les plus couramment utilisés pour décrire la recharge des véhicules électriques.

Quand on parle d'un SoC à 80 %, nous voulons dire que la batterie du véhicule a reçu 80 % de sa capacité totale. Par exemple, 80 kWh sur un total de 100 kWh qu'une batterie peut stocker.

Vous lirez souvent que la phase CV commence avec un SoC à 80 %. Cependant, cela n'est pas tout à fait vrai. Cela dépend des composants électriques, de la batterie et d'autres facteurs. Mais 80 %, c'est une assez bonne moyenne.

Qu'est-ce qu'un condensateur et pourquoi est-ce important ?

Un véhicule possède une grande batterie qui emmagasine de l'énergie. Une batterie fonctionne de la même manière qu'un condensateur. Même la définition ressemble à une batterie : un condensateur est un composant électronique qui emmagasine une charge électrique.

Plus précisément, lors de l'utilisation d'un condensateur dans un circuit électrique, les électrons sont « stockés » d'un côté du condensateur. Ces électrons ne peuvent pas traverser le condensateur. Appelons cela la « phase de charge ».

Une fois que vous avez déconnecté le condensateur de la source d'énergie et que vous l'avez connecté à un appareil électrique tel qu'une ampoule, les électrons circulent lentement d'un côté à l'autre.

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Comment fonctionne la phase CV dans les condensateurs ?

Il faut un certain temps au condensateur pour stocker le maximum d'électrons pendant la phase de charge. Disons 10 secondes. Ce temps dépend de nombreux facteurs, tels que la taille du condensateur.

Passons maintenant au point critique :

• Si nous mesurons la tension au début du processus de charge, elle indiquera zéro volt (0V).
• À la fin du temps de charge (lorsque le condensateur est complètement chargé), la tension atteindra son maximum. Disons 1 volt, par exemple.
• Entre le début et la fin de la phase de charge, la tension augmente le long d'une courbe, comme indiqué ci-dessous.
  

Nous voyons que la tension reste presque constante pendant la dernière phase. Il s'agit de la phase à tension constante (CV). Lorsque la tension reste quasiment constante, il est « difficile » de stocker plus d'électrons. Par conséquent, le processus de charge ralentit tout de suite.

Comment fonctionne une batterie ?

Les batteries et les condensateurs sont similaires car ils peuvent tous deux stocker et libérer de l'énergie. Cependant, les batteries peuvent conserver l'énergie lorsqu'elles sont déconnectées. Cela rend leurs applications potentielles différentes.

La seule raison pour laquelle nous comparons les batteries et les condensateurs est qu'ils partagent tous deux la caractéristique de phase CV.

Contrairement aux condensateurs, les batteries stockent l'énergie sous forme chimique. L'unité chimique, appelée cellule, comprend trois parties principales : une borne positive appelée cathode, une borne négative appelée anode et l'électrolyte.

Cette anode et cette cathode existent également dans des condensateurs et ont des fonctionnalités similaires. Par conséquent, nous observons un effet similaire. Vers la fin du processus de charge, la tension de la batterie reste presque constante. Cette tension constante réduit la vitesse de charge (phase CV). La batterie se recharge beaucoup plus lentement vers la fin qu'au début.

(Remarque importante : Les batteries des véhicules électriques ont toujours besoin d'une alimentation en courant continu).

Pourquoi la phase CV est-elle un facteur important pour recharger les véhicules électriques ?

Eh bien, tout d'abord, il est essentiel de savoir que ce n'est pas parce que le premier SoC à 80 % n'a pris que 30 minutes que vous pouvez repartir avec un SoC à 100 % dans 7 minutes supplémentaires. Cela prendra certainement plus de temps.

Pour les conducteurs, il est important de prévoir cette durée lors de longs trajets ou même d'envisager de ne pas recharger à 100 % en une seule fois. Prévoyez plutôt un deuxième arrêt lorsque la batterie est inférieure à 50 %.

Si vous conduisez plusieurs véhicules, tels que flotte de véhicules, vous devez y prêter encore plus d'attention car cela a des implications plus importantes lors de la recharge de plusieurs véhicules.

Voici un exemple simple : un chargeur de 100 kW ne rechargera pas une batterie de véhicule de 100 kWh en 1 heure. Cela prendra probablement une heure et demie. Nous avons expliqué comment traiter les recharge des véhicules électriques de la flotte dans un article précédent.

Comment la compréhension de la phase CV aide-t-elle à recharger les véhicules électriques ?

Une fois que vous aurez compris comment fonctionne la phase CV, vous pourrez l'utiliser à votre avantage.

Voici trois moyens de vous assurer d'en bénéficier :

Faites vos recherches sur les véhicules et les constructeurs

Certains fabricants ont testé l'effet de la phase CV plus que d'autres. Beaucoup ont optimisé les cellules de leurs batteries pour réduire les effets de la phase CV ou ont simplement suréquipé le véhicule avec plus de batteries sans vous en informer. Pourquoi est-ce important ? Si la spécification de votre véhicule est de 100 kWh, mais que la batterie est de 120 kWh, vous ne ressentirez presque jamais la phase CV. Les cellules de votre batterie ne se chargent tout simplement pas à 100 %. C'est une méthode coûteuse mais qui fonctionne bien.

Planifiez correctement votre équipement de recharge

Maintenant que tu connais Chargeur rapide DC ne se rechargera jamais à pleine puissance pendant tout le processus de charge, vous pouvez planifier en conséquence. Vous pouvez installer d'autres bornes de recharge car les véhicules bloqueront probablement les chargeurs pendant la phase CV. Si, en outre, vous utilisez logiciel de recharge intelligent pour véhicules électriques, vous pouvez gérer activement l'alimentation entre les bornes de recharge et en tirer parti.

Utilisez des chargeurs lents lorsque cela est possible

Comme la plupart des batteries pour véhicules électriques sont conçues pour une charge lente et rapide, vous remarquerez probablement beaucoup moins la phase CV lors d'une charge lente. Pourquoi ? Au fur et à mesure que vous réduisez la puissance, la durée de charge augmente du début à la fin, et vous aurez toujours une phase CV, mais elle est généralement beaucoup plus courte. Un autre avantage est que chargeurs AC lents sont plus abordables, de sorte que vous pouvez en installer beaucoup d'autres sur le même site.

Résumé

Lorsque les batteries des véhicules électriques sont rechargées à pleine capacité, les 20 % restants sont beaucoup plus lents que les 80 % restants en raison de la phase de tension constante (CV).

Cela peut poser des problèmes, en particulier pour les conducteurs ou les gestionnaires de flotte.

Pour contourner le problème de la phase CV, vous pouvez combiner des bornes de recharge avec logiciel de recharge intelligent pour surveiller et contrôler les différentes bornes de recharge.

Pour en savoir plus sur EV et CPO, cliquez ici : 3 défis majeurs liés à la gestion de la recharge pour les véhicules électriques et comment les résoudre