Infrastructure de charge_2011

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  1. 1. Impressum Les auteurs de cette publication sont les organismes fatiers emobile, Electrosuisse et AES. Elle est ne de la collaboration avec OPI2020, UPSA, Forum suisse dlectromobilit, USIE et Infovel. Elle a t soutenue par Suissenergie et les socits lectriques Repower, EBM (Genossenschaft Elektra Birseck, Mnchenstein), FMB ainsi que les centrales lectriques du canton de Zurich (EKZ). A commander chez: Association emobile Pavillonweg 3 Case postale 6007 3001 Bern T 031 560 3993 electro@e-mobile.ch Edition aot 2011 En collaboration avec: Avec le soutien de: Infrastructure de charge des vhicules lectriques Mmo opi2020 Schweizer Forum Elektromobilitt Forum suisse de la mobilit lectrique Forum svizzero della mobilit elettrica Ideen verbinden Ides branches Idee in rete Glossaire E-Bike Vlo avec pdalage assist par un moteur lectrique E-Scooter Scooter avec entranement lectrique A Ampre, unit dintensit du courant lectrique V Volt, unit de la tension lectrique kW Kilowatt, unit de la puissance lectrique kWh Kilowattheure, unit de lnergie lectrique EW Centrale lectrique AC Alternating Current (courant alternatif) DC Direct Current (courant continu) Disjoncteur diffrentiel Dispositif de protection des personnes et objets Disjoncteur combin Combinaison de disjoncteur de canalisation et de dispositif de protection courant diffrentiel-rsiduel M25/M80 Diamtre extrieur des conduits dinstallation en mm (25mm) off-board Dsignation pour un chargeur non intgr au vhicule on-board Dsignation pour un chargeur intgr au vhicule CHAdeMO CHAdeMO est la raison sociale dune interface lectrique multimar- que pour voiture lectrique. Elle est prvue pour le courant continu et permet la recharge dite rapide. Home Charge Device Station de recharge domestique ICCB Module intgr au cble de charge, avec fonctions de scurit et de communication Raccordement au rseau triphas Courant lectrique triphas ncessaire pour des puissances leves. Familirement appel courant de force. Autres sources dinformation Les sites internet suivants informent sur les diffrents aspects de la charge des vhicules lectriques : www.e-mobile.ch www.opi2020.com www.lemnet.org www.infovel.ch www.forum-elektromibiltaet.ch www.electrosuisse.ch www.strom.ch www.agvs.ch
  2. 2. Types de vhicules et comportements de charge Llectricit ncessaire la recharge des vhicules lectriques existe en principe dans chaque mai- son. Les E-Bikes ou E-Scooters imposent dautres exigences linfrastructure de charge que les 3-roues lgers ou les voitures lectriques. Selon la performance de charge et le type de vhicule, les frais pour une pleine recharge des batteries sont galement diffrents (tableau 1). Les batteries ne sont en pratique gnralement pas tout fait vides en dbut de recharge, cest pourquoi les frais sont respectivement plus bas. Les vhicules lectriques sont chargs majori- tairement au domicile ainsi quau travail. Cela constitue en somme plus de 90% de tous les processus de charge. Seule une faible part sap- puie sur des bornes de recharge publiques. Prises appropries Les prises domestiques habituelles en Suisse sont seulement prvues de manire limite pour une utilisation de plusieurs heures avec courant nomi- nal et elles sont mcaniquement peu robustes. En revanche, les prises industrielles CEE (prise Euro) offrent une solidit mcanique accrue et sont pro- tges contre la pntration deau. Elles sont ap- propries pour un fonctionnement continu de plu- sieurs heures et recommandes pour la recharge des vhicules et motos lectriques (tableau 2). Installer une borne, lannoncer et la faire contrler priodiquement Les travaux sur des installations lectriques ne peuvent tre excuts que par un personnel quali. Lannonce et la justication ncessaires doivent tre soumises par linstallateur lectri- que lexploitant de rseau. Il faut utiliser pour chaque vhicule lectrique un fusible et un disjoncteur diffrentiel (FI) spar. De tels appareils sont disponibles aujourdhui comme disjoncteurs combins (image 1). Ces interrupteurs de protection doivent tre tests rgulirement avec le dispositif dessai intgr. En prvision de lintroduction large chelle de v- hicules lectriques sur le march, des canalisations lectriques vides sufsantes (2x M25) devraient tre mises en place dans les nouvelles constructions et les rnovations. Dans le secteur public, nous recom- mandons une canalisation vide de M80. Faites contrler les installations de recharge pour vhicules lectriques existantes par un spcialiste. Tous les lments des dispositifs de charge doi- vent tre rexamins priodiquement quant leur scurit. Placer la prise au bon endroit La hauteur judicieuse pour le montage de la prise est environ 130 cm du sol. Le raccorde- ment doit tre le plus proche possible du vhi- cule. Les trottoirs ou couloirs entre le vhicule lectrique et la prise doivent absolument tre vits, pour empcher un danger de trbuche- ment sur les cbles (image 2). Des efforts de rotation ou de traction sur les prises lectriques sont proscrire. Les vhicules lectriques disposent gnrale- ment de cbles de 5 7 mtres de long. Des cbles sur enrouleur ne devraient pas tre utili- ss, car ils peuvent entre autre surchauffer. Le chargeur entre rseau et batterie Pour pouvoir stocker dans la batterie le courant alternatif (AC) fourni par le rseau, il doit tre converti en courant continu (DC). Ceci sob- tient grce au chargeur. Avec les E-Bikes et les E-Scooters, celui-ci est gnralement spar du vhicule (off-board). Avec les autres vhicules, il est gnralement intgr (on-board). Llectronique de charge commande et sur- veille la puissance/courant de charge disponi- ble la prise, respectivement supportable par la batterie, en fonction de la temprature, du niveau de charge et de la tension des cellules de batterie. Les vhicules qui peuvent tre rechargs par un chargeur off-board disposent gnrale- ment dun connecteur DC, les vhicules avec un chargeur on-board ont un connecteur AC. Cest ce dernier qui est utilis en majorit sur les voitures. Une partie de ces vhicules disposent en plus dun raccord de charge rapide DC (p. ex. CHA- deMO). Pour le moment, celui-ci ne peut tou- tefois tre utilis dans notre pays que dans les expriences pilotes. Dispositifs de connexion au vhicule Jusqu ce jour, les fabricants et les instances concernes nont pas pu se mettre daccord sur un dispositif de connecteur au vhicule com- mun (image 3). Beaucoup de ches usuelles disposent pourtant de contacts additionnels qui permettent une communication entre le vhicule et un chargeur externe, ou bien dun dispositif propre au vhicule appel In-Cable- Control-Box (ICCB, image 4). Un tel connecteur sert, entre autres, contrler les facteurs de scurit ncessaires. Le poids de lICCB peut entraner des dommages au cble et la prise, sil reste suspendu au cble. Cest une chose viter. Types de recharge (mode) Les divers genres de recharge sont dsigns par un mode: Mode 1: Charge une prise traditionnelle sans dispositif spcial Mode 2: comme le mode 1, toutefois avec un ICCB dans le cble de charge Mode 3 : Charge une borne externe avec communication entre la prise et le vhicule. Cela ne peut tre mis en uvre quavec des prises et raccordements corres- pondants Mode 4: Charge courant continu Prvention des pointes de charge dans le rseau En principe, les vhicules lectriques peuvent tre rechargs nimporte quand. Avec leur nombre en augmentation, la sollicitation du rseau peut saccentuer. Localement, il peut par consquent devenir ncessaire aux exploi- tants du rseau, de mettre hors circuit les v- hicules lectriques lors des priodes de haute intensit. Les exploitants de rseau qui jugent de telles interventions ncessaires, disposent des systmes ncessaires pour cela. Home Charge Device (HCD) Pour la recharge au domicile, diffrents fabricants offrent des postes de recharge domestiques, appels Home charge device (image 5). Le HCD offre une scurit accrue pour le vhi- cule et pour lutilisateur et il est mieux adapt aux limites de puissance de linfrastructure du rseau existant. Le compteur dlectricit dis- ponible en option fournit des informations sur la consommation dnergie et un calculateur permet le pilotage de la charge aux heures de tarifs rduit. Dures de charge variables La dure de charge dpend surtout de la di- mension, respectivement de la capacit de la batterie et de la performance de charge. Plus la capacit de la batterie est grande, plus il faudra de temps pour la recharger une intensit d- nie. Lintensit de charge dpend de la protec- tion du raccordement au rseau, de la puissance du chargeur et de la rceptivit de la batterie. Pour de petites batteries comme celles des E-Bikes et E-Scooters, les performances de charge partir dune prise domestique tradi- tionnelle, sufsent pour recharger en peu de temps les batteries. Avec de plus grands vhicules ayant une batte- rie de capacit correspondante, la charge dure plusieurs heures. Avec une capacit de 15 kWh et 3 kW de puissance, il faut compter 5 heures de charge, avec 25 kWh il faudra 8 heures. Ce- pendant, dans la pratique, les batteries ne sont gnralement pas compltement vides au dbut du processus de charge, ce qui raccourcit propor- tionnellement la dure de charge. Avec un raccordement un secteur triphas per- formant et avec un chargeur correspondant, une charge acclre est possible. Cela peut raccour- cir la dure de charge jusquaux deux tiers. De tels chargeurs peuvent tre obtenus en plus du dispositif intgr et tre raccords des prises appropries. Lors dune recharge dite rapide, du courant conti- nu est introduit directement dans la batterie partir dun chargeur stationnaire sur un connec- teur du vhicule adapt. Pour viter dendomma- ger la batterie, ce genre de charge rapide doit tre surveill et contrl par une communication entre la batterie et le chargeur. De cette faon, les batteries peuvent tre charges de 80% en 15 20 minutes environ. Linstallation de tels postes de charge rapide peut tre coteuse et devrait se limiter lavenir, des endroits stratgiques le long