Faits saillants
Lorsque l’on parle aux gens de l’achat d’un véhicule électrique, la question d’autonomie est le facteur qui empêche le plus les consommateurs de rejoindre la révolution des véhicules électriques.
Bien que des voitures comme le Model 3 de Tesla puissent atteindre des distances allant jusqu’à 580 km par charge (pour le modèle longue portée), la plupart des véhicules électriques, en particulier les véhicules abordables, oscillent toujours autour d’environ 400 km. Combinez cette anxiété avec une infrastructure de véhicules électriques souvent défaillante et de longs temps de recharge, et une voiture électrique ressemble moins à un achat intéressant. Bien que les récents investissements fédéraux dans l’infrastructure des véhicules électriques et le progrès des batteries devraient contribuer à l’adoption des véhicules électriques, une ingénierie intelligente contribue également à apaiser les angoisses en construisant des routes électrifiées qui rechargent votre voiture pendant que vous roulez. L’idée s’appelle « la recharge par induction dynamique » et le premier test public de cette technologie potentiellement révolutionnaire est sur le point d’être mis en ligne plus tard cette année, rapporte le Financial Times. Cette bande de route d’un kilomètre dans une ville appelée Balingen, à environ une heure de route de Stuttgart, dans le sud-ouest de l’Allemagne, a été construite par la compagnie Electreon, une société basée en Israël qui a des projets pilotes similaires dans le monde entier. Tout comme la façon dont les smartphones modernes peuvent se recharger sans fil, il en va de même pour les voitures électriques. Cette route fonctionne en tirant parti de l’induction par résonance magnétique, où des bobines de cuivre intégrées sous la chaussée transfèrent de l’énergie à un récepteur installé sur n’importe quel véhicule électrique, qu’il s’agisse d’une Chevrolet Bolt ou d’un autobus électrique. L’idée de la recharge sans fil des véhicules électriques n’est pas nouvelle, et des entreprises comme BMW ont conçu des bornes de recharge stationnaires qui peuvent alimenter les voitures sans câble, la route électrifiée d’Electreon a intégré ce concept dans le réseau de transport. Si ce projet s’avère efficace et surtout, si les routes peuvent être construites à un prix abordable, les véhicules électriques pourraient opter pour des batteries plus petites qui pourraient réduire considérablement les coûts. Mais les avantages à court terme des routes électrifiées pourraient être efficaces dans d’autres aspects. « L’objectif de ce projet n’est pas seulement d’ouvrir la recharge sans fil au public en Allemagne », a déclaré Andreas Wendt, directeur général d’Electreon, au Financial Times. « Parmi les autres aspects importants, mentionnons le développement et l’utilisation d’un outil qui aidera les planificateurs du transport en commun à installer l’infrastructure inductive pour une ville ou une région spécifique. » Les lignes de bus ou les navettes autonomes dans les centres-villes et les universités sont ce que l’on appelle une flotte captive, ce qui signifie qu’elles ont des routes et des itinéraires réguliers. Cette technologie pourrait faire en sorte que ces véhicules de transport public puissent simplement fonctionner 24 heures par jour, sans devoir s’arrêter pour alimenter leurs batteries. L’idée est si convaincante que le ministère des Transports du Michigan a signé un accord de cinq ans avec Electreon l’année dernière pour tester un réseau de recharge sur route le long d’un tronçon de 1,6 km à Detroit. Ces projets sont encore en phase d’apprentissage et doivent surmonter de sérieuses limitations, principalement le coût. Bien qu’il soit logique d’électrifier les routes des plus grandes villes du monde et des autoroutes les plus achalandées, la recharge sans fil intégrée dans les communautés rurales représente cependant un défi énorme. Mais jusqu’à présent, l’idée n’a été adoptée que par les constructeurs automobiles, qui comme Fiat-Chrysler et Volvo testent déjà la technologie d’induction sur leurs véhicules. Si les choses se passent bien à Balingen et à Detroit, les routes électrifiées pourraient être l’antidote aux angoisses persistantes de la révolution des véhicules électriques. Darren Orf Popular Mechanics
Contribution: André H. Martel
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La recharge sans fil dynamique, c'est-à-dire la recharge d'un véhicule en mouvement sur une route spécialement équipée, pourrait éventuellement rendre la recharge transparente et sans effort. Un nouvel article de l’Université de Cornell examine la possibilité d’utiliser des routes pour effectuer des recharges sans fil assistées de stockage d'énergie.
La nouvelle recherche, « Gestion efficace de l'énergie des routes de recharge sans fil avec stockage d'énergie pour les systèmes couplés de transport et d'alimentation », a été publiée ce mois-ci dans le journal Applied Energy. Les co-auteurs H. Oliver Gao et Jie Shi affirment que l'intégration des routes de recharge sans fil et la gestion efficace du système de stockage d'énergie sont essentielles pour la réussite de la recharge dynamique. «, Nous avons développé un cadre couplé de transport et d'alimentation pour l'incorporation d'un système routier de recharge sans fil en temps réel », a déclaré Gao, directeur du programme d'ingénierie des systèmes de Cornell. L'étude démontre qu'un contrôle efficace du système de stockage d'énergie réduit non seulement les coûts énergétiques de l'ensemble du système routier de recharge sans fil, mais atténue également la pression produite par la recharge sans fil sur le réseau électrique existant. Dans deux exemples, les coûts énergétiques sont réduits respectivement de 2,61 % et de 15,34 %. "Nous avons conçu une stratégie de contrôle basée sur l'optimisation des fonctions de Lyapunov* pour gérer le flux d'énergie de recharge sans fil et le système de stockage d'énergie de manière rentable sur la route", a déclaré Gao. "Le cadre proposé est composé de trois modules principaux : l'affectation du trafic hybride, le DCOPF** et le contrôleur", explique Gao. L'attribution de trafic hybride calcule le flux de trafic en fonction de trajets spécifiques sur un réseau routier composé de voies de recharge sans fil et de voies de circulation normales. Le flux de puissance optimal en courant continu étendu (DCOPF) détermine les flux d'énergie électrique optimaux entre les ressources de production, les centres de recharge et les routes de recharge sans fil dans un réseau électrique donné. L'approche de contrôle vise à minimiser les coûts énergétiques des routes de recharge sans fil en gérant efficacement l'utilisation du système de stockage d'énergie. *Dans la théorie des équations différentielles ordinaires (ODE**), les fonctions de Lyapunov , du nom d' Aleksandr Lyapunov , sont des fonctions qui peuvent être utilisées pour prouver la stabilité d'un équilibre d'une ODE. Les fonctions de Lyapunov (également appelées deuxième méthode de Lyapunov pour la stabilité) sont importantes pour la théorie de la stabilité des systèmes dynamiques et la théorie du contrôle . **ODE : En mathématiques, (ODE) est une équation différentielle contenant une ou plusieurs fonctions d’une variable indépendante et les dérivées de ces fonctions. Le terme ordinaire est utilisé en contraste avec le terme équation aux dérivées partielles qui peut concerner plus d’une variable indépendante. ***DCOPF : Cela présente le concept de modèle de perte distribuée pour le calcul du prix marginal de localisation (PMT) sur les marchés de l’électricité sur la base du flux optimal de puissance (OPF). Source : Université Cornell Charles Morris ChargedEVs
Contribution: André H. Martel
Volvo Cars a annoncé qu'elle testerait des taxis électriques équipés de recharge sans fil, dans "un environnement urbain réel" pour évaluer le potentiel de la technologie.
La technologie, de Momentum Dynamics, doit être installée sur une petite flotte de VUS électriques Volvo XC40 Recharge exploités par la compagnie Cabonline, qui prétend être le plus grand opérateur de taxis de la région nordique. Le test sera effectué à Göteborg, la deuxième plus grande ville de Suède et le siège de Volvo. Il s’agit d'une zone verte de Göteborg qui sert de banc d'essai technologique. Les bornes de recharge sans fil de la compagnie Momentum Dynamics fonctionneront à plus de 40 kW, permettant des niveaux de recharge pour le XC40 Recharge presque aussi élevés que ceux des bornes rapides CC de 50 kW et beaucoup plus rapides que le matériel de niveau 2 le plus rapide.
Volvo teste la technologie de charge sans fil avec XC40 Recharge
Volvo affirme que la combinaison de bornes de recharge intégrées et du matériel installé dans les véhicules permettront de recharger sans que les conducteurs aient besoin de sortir de la voiture, ce qui est particulièrement utile par mauvais temps ou par froid extrême. Selon le constructeur automobile, les taxis seront utilisés plus de 12 heures par jour et parcourront plus de 100 000 km annuellement, ce qui devrait accentuer sa durabilité. La compagnie Momentum a déclaré à Green Car Reports que les pertes de son système de recharge inductive, lorsqu'installé dans une situation réelle, ne sont pas supérieures à celles d'une recharge normale, et lorsqu'ils sont optimisés pour la situation, ils peuvent être même inférieurs.
Volvo teste la technologie de charge sans fil avec XC40 Recharge
Par contre, le sans-fil n'est pas le seul moyen d'atteindre ce niveau de confort. Le projet de recharge type "serpent" de Tesla ne s'est jamais concrétisé. L'équipementier automobile Continental a dévoilé le mois dernier un "robot de recharge" qui utilise une unité robotique au sol pour se brancher sur un port spécifique sous le véhicule. Electrify America avait également annoncé un projet visant à examiner la recharge automatisée pour les flottes autonomes en 2019. Dans le domaine du sans fil, plusieurs entreprises ont donné un sérieux coup de pouce à la technologie au cours de la dernière année. Le Genesis GV60 , par exemple, est le premier véhicule au monde à proposer en usine une recharge installée en version limitée du fournisseur sans fil WiTricity. Pour sa part, WiTricity a récemment dévoilé un système de rechange de recharge destiné aux véhicules électriques populaires comme le Model 3 de Tesla et la Mustang Mach-E de Ford. Cette société affirme que la technologie pourrait vendre plus de véhicules électriques . Cependant, tous ces projets sont destinés à des projets de bornes de recharge à domicile, tandis que cette recharge inductive de puissance plus élevée pourrait potentiellement jouer un rôle encore plus important pour la recharge de véhicules de flotte ou en bordure de route.
Chargement sans fil Momentum Dynamics
Volvo n'est pas la première à s'associer à Momentum et Cabonline. Ces deux dernières sociétés se sont associées à Jaguar Land Rover en 2020 , sur un projet de 25 VUS électriques Jaguar I-Pace, équipés de capacité de recharge haute puissance Momentum Wireless à Oslo. Bengt Halvorson Green Car Reports
Contribution: André H. Martel
Volkswagen Group of America lance un projet de recherche conjoint avec le Laboratoire national d'Oak Ridge (ORNL) du Département de l'énergie et l'Université du Tennessee, Knoxville, pour développer une recharge sans fil haute puissance pour les voitures électriques.
Selon un communiqué de presse émis par VW, en utilisant une Porsche Taycan comme prototype, les équipes de VW, ORNL et UT Knoxville ont augmenté le niveau de puissance de la recharge sans fil de 6,6 kW à 120 kW. L'objectif est d'atteindre 300 kW, ce qui permettrait de recharger le Taycan à 80 % en 10 minutes, a précisé le constructeur automobile. Les chercheurs visent à avoir une meilleure idée des obstacles potentiels entourant la recharge sans fil haute puissance, mais VW n'a mentionné aucun projet spécifique de commercialisation de cette technologie dans un proche avenir. Le projet s'appuie sur les recherches antérieures effectuées sur la recharge sans fil à l'ORNL. Malgré les pertes dans la livraison d'électricité, les chercheurs ont déjà atteint un excellent rendement de 97 % jusqu'à 120 kW en 2018
Volkswagen, Oak Ridge National Laboratory et UT Knoxville testent la recharge sans fil
Certaines entreprises proposent déjà des systèmes de recharge sans fil, mais la technologie a encore un long chemin à parcourir avant son adoption massive. Jusqu'à présent, il n'existe qu'une seule norme de compatibilité , mais cela ne va que jusqu'à 11 kW. La recharge haute puissance est un nouveau territoire à développer. Momentum Dynamics dispose d'un système déjà testé sur les taxis Jaguar I-Pace à Oslo, en Norvège, et est capable de charger jusqu'à 50 kW en rafales de 6 à 8 minutes. Parmi les constructeurs automobiles, BMW a testé la recharge sans fil avec son hybride rechargeable de la Série 5, mais elle n'a pas encore partagé les résultats de ce test. Et le Genesis GV60 pourrait être le premier véhicule électrique à offrir une recharge systématique sans fil d'équipement d'origine. Stephen Edelstein Green Car Reports
Contribution: André H. Martel
Le Genesis GV60 , le premier véhicule électrique de la marque de luxe Hyundai, prévu pour l'année prochaine, devrait offrir une première: ce sera l'un des premiers véhicules électriques sur le marché mondial à être équipé d'une recharge sans fil.
Le matériel, fourni par WiTricity, ne sera initialement proposé qu'en Corée du Sud, tel que confirmé vendredi dernier par Genesis à Green Car Reports . La division intégrera d'abord la technologie de recharge sans fil sur le GV60 dans le cadre d'un programme pilote sur ce marché à la fin de l'année prochaine. Genesis n'avait pas mentionné la recharge sans fil dans la documentation du GV60, qui a été divulguée la semaine dernière, et elle ne confirmait pas si et quand elle pourrait offrir une recharge sans fil aux États-Unis. Mais c'est probablement une nouvelle technologie qui sera également disponible sur d’autres marchés. Le groupe Hyundai Motor a déclaré que la technologie pourrait être partagée avec certains véhicules construits sur la plateforme EV dédiée E-GMP que le GV60 partagera avec les Hyundai Ioniq 5 et Kia EV6. Selon WiTricity, c'est la première fois qu'un nouveau véhicule électrique sera équipé de cette technologie. Ce concept venant de Chine, qui a adopté des normes simplifiées pour la technologie, pourrait être disponible à peu près au même moment au début de 2022, ou battre de justesse le GV60. Mais aucun de ces modèles ne semble destiné aux États-Unis et à l'Europe comme le GV60. La technologie de recharge sans fil est disponible depuis des années en tant que mise à niveau après-vente, mais il s'agit d'un produit de niche. Une telle technologie inductive utilise un champ magnétique à travers deux bobines pour permettre le transfert de courant, rechargeant la batterie du véhicule électrique pendant des heures sans aucune connexion physique.
Prototype Genesis GV60
La recharge sans fil a beaucoup de potentiel pour les véhicules électriques, car elle pourrait potentiellement permettre aux conducteurs de recharger où qu'ils aillent, dans les centres commerciaux, par exemple, et lorsqu’il neige, en hiver sans avoir à sortir de la voiture et à s'embêter avec un lourd cordon de recharge et un connecteur. Une affiche permettrait simplement de s'assurer que la voiture est alignée pour assurer la recharge la plus efficace. BMW a déjà testé la technologie dans certains hybrides rechargeables de la série 5 , mais elle n’en a pas encore partagé les résultats. Genesis n'a pas publié d'informations techniques pour le GV60, mais les Ioniq 5 et EV6 offrent une batterie de 77,4 kWh qui, dans certaines versions, devrait permettre plus de 480 km d'autonomie, et ils s’intéressent à toutes les formes de recharge. y compris une recharge rapide CC incluant la capacité bidirectionnelle qui pourrait être utilisée pour les futures fonctionnalités de la maison intelligente. Hyundai a déclaré que l'Ioniq 5, en tant que premier modèle de la nouvelle génération de véhicules électriques de la société mère, dominera le Tesla Model Y en termes de kilomètres d'autonomie.
Recharge sans fil dans un parking - WiTricity
Aux États-Unis, une norme unique pour la recharge sans fil qui harmonisera la recharge jusqu'à 11 kw pourrait aider à faire avancer les choses. Une certaine consolidation dans le secteur s'est produite en 2019, lorsque Qualcomm a vendu sa technologie sans fil Halo à WiTricity. Pour l'instant, le véritable obstacle sera simplement de convaincre suffisamment de parties prenantes d’installer les blocs de recharge et le matériel. Cela implique les constructeurs automobiles, les propriétaires d'entreprises et les clients, peut-être même les réseaux de recharge. Et si une marque de luxe comme Genesis se développe, cela pourrait être le début d’une ère nouvelle. Contribution de Stephen Edelstein Green Car Reports
Contribution: André H. Martel
La recharge sans fil des véhicules électriques via la chaussée d’autoroute sera testée en Indiana26/7/2021
L’État d’Indiana souhaite tester des équipements de recharge sans fil pour véhicules électriques intégrés dans la chaussée des autoroutes, permettant aux véhicules de se recharger pendant qu'ils roulent.
Les tests seront effectués en trois phases, la première commençant cet été, selon un communiqué de presse du ministère des Transports de l'Indiana (INDOT).
Les deux premières phases impliqueront des tests, une analyse et une optimisation de la chaussée, qui seront effectués de concert avec l'Université Purdue, a déclaré l'INDOT. Ce n'est qu'au cours de la troisième phase que sera construit à un endroit indéterminé un véritable banc d'essai, sur un quart de mille de chaussée. Selon le site Web de Magment, pour le test, INDOT utilisera du béton magnétisable développé par la startup allemande Magment GmbH. Des bobines intégrées dans le béton transmettent de l'électricité, captée par des bobines montées sur un véhicule. Les tests impliqueront la recharge des camions lourds à 200 kilowatts ou plus, a déclaré INDOT. Si les tests s'avèrent concluants, l'agence a déclaré qu'elle utiliserait la recharge sans fil sur un tronçon encore à déterminer de l'autoroute.
Semi-camion électrique Freightliner eCascadia
INDOT décrit ses tests de recharge sans fil prévus comme une première mondiale, mais une technologie similaire a déjà été démontrée à plusieurs reprises. En 2017, Qualcomm a présenté du matériel qui rechargeait une petite camionnette alors qu'elle roulait à 100 km/h . Cette technologie faisait partie d’une entente qui cédait la technologie de recharge sans fil de Qualcomm à WiTricity en 2019. La startup israélienne Electreon a également développé un système de recharge sans fil qui a été testé avec des camions lourds sur une courte section de route en Suède . Plus tôt cette année, Electreon a également commencé à tester le système sur une ligne de bus à Tel Aviv. De plus, un projet à Oslo, en Norvège, annoncé en 2020 que 25 taxis Jaguar I-Pace seront rechargés par six sections de pavés numériques de la société de recharge sans fil Momentum Dynamics. La recharge sans fil dynamique se heurte encore à de nombreux obstacles techniques, notamment l'inefficacité inhérente à la transmission de la puissance entre les bobines et un manque de normalisation. Les normes de recharge sans fil statique ont été harmonisées pour assurer l'interopérabilité des véhicules et du matériel de recharge à une puissance de recharge relativement faible, mais cela ne s'est pas encore produit avec la charge dynamique. Green Car Reports
Contribution: André H. Martel
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