19/12/2018
Que penser du projet de recharge à 450 kW ?
Réel intérêt de recherche ou coup marketing ? Est-il sensé de recharger une batterie lithium-ion de 90 kWh avec un chargeur de plus de 400 kW afin de procurer une autonomie de 100 km en 3 min de charge seulement ?
Dans le cadre du projet européen de recherche « FastCharge » lancé en juillet 2016 afin de développer une technologie de recharge ultra-rapide pour les futures voitures électriques, une présentation a été effectuée le 13 décembre dernier sur la station de recharge prototype de Jettingen-Scheppach, en Bavière. L’objectif est d’atteindre une recharge aussi rapide et pratique que l'approvisionnement en essence.
Deux démonstrations ont été faites. La première a été de recharger une Porsche Taycan à une puissance allant de 400 à 450 kW pendant 3 min sous 920 V afin que sa batterie de 90 kWh procure une autonomie de 100 km. La seconde a permis de recharger une BMW i3 de 10 à 80 % de sa capacité totale en 15 min, procurant alors une autonomie qui peut être estimée à environ 250 km. Le véhicule était doté d’un convertisseur transformant la tension de 800 V sur la borne à 400 V sur sa batterie de 57 kWh. La puissance moyenne n’est alors que de 160 kW.
La seconde démonstration ne paraît pas extravagante pour un projet de recherche à moyen terme alors que la première impressionne par la puissance en jeu. Et pourtant c’est bien la seconde présentation qui peut laisser circonspect !
Comme expliqué dans notre « Brève tech » publiée à la suite d’un congrès de la SIA de 2017 : Quelles sont les limites de la charge rapide ? : « La capacité d’absorption de charge d’une batterie est donnée par le taux de charge C qui est le rapport du courant la traversant (A) sur sa capacité maxi en Ah, ou de sa puissance (kW) sur sa capacité maxi en kWh. » Le taux de charge (SOC – State Of Charge) des batteries lithium-ion était annoncé en 2017 entre 2 et 4 en début de charge, puis entre 0,5 et 1,5 à SOC élevé.
Si la puissance de recharge de la Porsche est élevée, la performance n’est en fait pas si extraordinaire : la batterie a été chargée à un très bas SOC et la capacité d’absorption a été en moyenne de 4,7 C (425 kW / 90 kWh), ce qui doit être un niveau « cible » pour un projet à moyen terme et au regard des évolutions possibles des batteries.
La recharge de la BMW i3 est moins impressionnante car sa batterie a absorbé 2,8 C en moyenne (160 kW / 57 kWh).
Le véhicule pouvant accepter la plus grande puissance de charge déjà commercialisé est l’Audi e-Tron qui a une batterie de 95 kWh sous 400 V. Sa puissance maxi de recharge est de 150 kW, soit 1,6 C. Notons que son système de récupération d’énergie peut générer 220 kW, ce qui monte à 2,3 C mais cette opération ne dure que quelques secondes.
La valeur de 4,7 C de la Porsche semble donc bien élevée. Il est connu que les puissances élevées diminuent grandement la longévité des batteries. Les partenaires du projet ne communiquent justement pas sur la technologie des batteries embarquées dans ces véhicules.
Donc « coup de com » ou annonce de progrès ? Probablement un peu des deux.
Le projet européen de recherche « FastCharge » a reçu un financement de 7,8 millions d'euros du ministère fédéral allemand des Transports et de l'Infrastructure numérique. La mise en œuvre des directives de financement est coordonnée par l'organisation allemande NOW GmbH (National Organisation Hydrogen and Fuel Cell Technology). Le consortium industriel comprend les constructeurs automobiles BMW Group et Porsche AG, ainsi que les opérateurs Allego GmbH, Phoenix Contact E-Mobility GmbH (technique de charge) et Siemens AG (électrotechnique).
Les connecteurs sont de type 2 au standard CCS déjà en place. Le courant pouvant atteindre près de 500 A, la société Phoenix Contact a conçu un câble refroidi par circulation d’eau et glycol. Un défi consistait à s'assurer que le circuit de refroidissement dans la ligne de charge ne soit pas pincé lors du raccordement à la station.
Yvonnick Gazeau
Dans le cadre du projet européen de recherche « FastCharge » lancé en juillet 2016 afin de développer une technologie de recharge ultra-rapide pour les futures voitures électriques, une présentation a été effectuée le 13 décembre dernier sur la station de recharge prototype de Jettingen-Scheppach, en Bavière. L’objectif est d’atteindre une recharge aussi rapide et pratique que l'approvisionnement en essence.
Deux démonstrations ont été faites. La première a été de recharger une Porsche Taycan à une puissance allant de 400 à 450 kW pendant 3 min sous 920 V afin que sa batterie de 90 kWh procure une autonomie de 100 km. La seconde a permis de recharger une BMW i3 de 10 à 80 % de sa capacité totale en 15 min, procurant alors une autonomie qui peut être estimée à environ 250 km. Le véhicule était doté d’un convertisseur transformant la tension de 800 V sur la borne à 400 V sur sa batterie de 57 kWh. La puissance moyenne n’est alors que de 160 kW.
La seconde démonstration ne paraît pas extravagante pour un projet de recherche à moyen terme alors que la première impressionne par la puissance en jeu. Et pourtant c’est bien la seconde présentation qui peut laisser circonspect !
Comme expliqué dans notre « Brève tech » publiée à la suite d’un congrès de la SIA de 2017 : Quelles sont les limites de la charge rapide ? : « La capacité d’absorption de charge d’une batterie est donnée par le taux de charge C qui est le rapport du courant la traversant (A) sur sa capacité maxi en Ah, ou de sa puissance (kW) sur sa capacité maxi en kWh. » Le taux de charge (SOC – State Of Charge) des batteries lithium-ion était annoncé en 2017 entre 2 et 4 en début de charge, puis entre 0,5 et 1,5 à SOC élevé.
La recharge de la BMW i3 est étonnamment beaucoup plus impressionnante
Si la puissance de recharge de la Porsche est élevée, la performance n’est en fait pas si extraordinaire : la batterie a été chargée à un très bas SOC et la capacité d’absorption a été en moyenne de 4,7 C (425 kW / 90 kWh), ce qui doit être un niveau « cible » pour un projet à moyen terme et au regard des évolutions possibles des batteries.
La recharge de la BMW i3 est moins impressionnante car sa batterie a absorbé 2,8 C en moyenne (160 kW / 57 kWh).
Le véhicule pouvant accepter la plus grande puissance de charge déjà commercialisé est l’Audi e-Tron qui a une batterie de 95 kWh sous 400 V. Sa puissance maxi de recharge est de 150 kW, soit 1,6 C. Notons que son système de récupération d’énergie peut générer 220 kW, ce qui monte à 2,3 C mais cette opération ne dure que quelques secondes.
La valeur de 4,7 C de la Porsche semble donc bien élevée. Il est connu que les puissances élevées diminuent grandement la longévité des batteries. Les partenaires du projet ne communiquent justement pas sur la technologie des batteries embarquées dans ces véhicules.
Donc « coup de com » ou annonce de progrès ? Probablement un peu des deux.
Les connecteurs sont de type 2 au standard CCS déjà en place. Le courant pouvant atteindre près de 500 A, la société Phoenix Contact a conçu un câble refroidi par circulation d’eau et glycol. Un défi consistait à s'assurer que le circuit de refroidissement dans la ligne de charge ne soit pas pincé lors du raccordement à la station.
Yvonnick Gazeau
