Le développement des véhicules à énergies nouvelles bat son plein, et la question du réapprovisionnement énergétique est devenue l'un des enjeux prioritaires de l'industrie. Alors que tout le monde débat des avantages de la surcharge et du remplacement des batteries, existe-t-il un « plan C » pour la recharge des véhicules à énergies nouvelles ?
Influencée peut-être par la recharge sans fil des smartphones, la recharge sans fil des voitures est également devenue une technologie maîtrisée par les ingénieurs. Selon les médias, la technologie de recharge sans fil pour voitures a récemment fait l'objet de recherches révolutionnaires. Une équipe de recherche et développement a affirmé que le socle de recharge sans fil pouvait transmettre une puissance de sortie de 100 kW à la voiture, augmentant ainsi la charge de la batterie de 50 % en 20 minutes.
Bien sûr, la technologie de recharge sans fil pour voitures n'est pas nouvelle. Avec l'essor des véhicules à énergies nouvelles, divers acteurs explorent la recharge sans fil depuis longtemps, notamment BBA, Volvo et divers constructeurs automobiles nationaux.
Globalement, la technologie de recharge sans fil pour voitures en est encore à ses balbutiements, et de nombreuses collectivités locales profitent de cette opportunité pour explorer de nouvelles perspectives pour les transports du futur. Cependant, en raison de facteurs tels que le coût, la consommation d'énergie et les infrastructures, la technologie de recharge sans fil pour voitures a été commercialisée à grande échelle. De nombreuses difficultés restent à surmonter. L'avenir de la recharge sans fil pour voitures reste encore incertain.
Comme nous le savons tous, la recharge sans fil n'est pas une nouveauté dans l'industrie de la téléphonie mobile. Moins populaire pour les voitures que pour les téléphones portables, elle a néanmoins déjà séduit de nombreuses entreprises.
Il existe quatre méthodes de recharge sans fil courantes : l'induction électromagnétique, la résonance magnétique, le couplage électrique et les ondes radio. Parmi elles, les téléphones portables et les véhicules électriques utilisent principalement l'induction électromagnétique et la résonance magnétique.
Parmi ces technologies, la charge sans fil par induction électromagnétique utilise le principe de l'induction électromagnétique et du magnétisme pour produire de l'électricité. Son efficacité de charge est élevée, mais la distance de charge effective est courte et les exigences de localisation sont strictes. En comparaison, la charge sans fil par résonance magnétique exige moins de localisation et une distance de charge plus longue, pouvant atteindre plusieurs centimètres à plusieurs mètres, mais son efficacité de charge est légèrement inférieure.
Ainsi, dès les premières phases de l'exploration de la technologie de recharge sans fil, les constructeurs automobiles ont privilégié la technologie de recharge sans fil par induction électromagnétique. Parmi les entreprises représentatives figurent BMW, Daimler et d'autres constructeurs automobiles. Depuis, la technologie de recharge sans fil par résonance magnétique a progressivement été promue, représentée par des fournisseurs de systèmes tels que Qualcomm et WiTricity.
Dès juillet 2014, BMW et Daimler (aujourd'hui Mercedes-Benz) ont annoncé un accord de coopération pour le développement conjoint d'une technologie de recharge sans fil pour véhicules électriques. En 2018, BMW a lancé la production d'un système de recharge sans fil et l'a proposé en option sur la Série 5 hybride rechargeable. Sa puissance de charge nominale est de 3,2 kW, son rendement énergétique atteint 85 % et sa charge complète se fait en 3,5 heures.
En 2021, Volvo utilisera le taxi 100 % électrique XC40 pour lancer des expérimentations de recharge sans fil en Suède. Volvo a spécialement aménagé plusieurs zones de test dans la ville de Göteborg, en Suède. Il suffit aux véhicules de se garer sur les bornes de recharge sans fil intégrées à la chaussée pour que la recharge démarre automatiquement. Volvo affirme que sa puissance de recharge sans fil peut atteindre 40 kW et permettre de parcourir 100 kilomètres en 30 minutes.
Dans le domaine de la recharge sans fil automobile, mon pays a toujours été à la pointe du secteur. En 2015, l'Institut de recherche sur l'énergie électrique du Guangxi (China Southern Power Grid) a construit la première piste d'essai nationale de recharge sans fil pour véhicules électriques. En 2018, SAIC Roewe a lancé le premier modèle 100 % électrique avec recharge sans fil. FAW Hongqi a lancé le Hongqi E-HS9, compatible avec la recharge sans fil, en 2020. En mars 2023, SAIC Zhiji a officiellement lancé sa première solution de recharge sans fil intelligente pour véhicules haute puissance de 11 kW.
Tesla fait également partie des pionniers de la recharge sans fil. En juin 2023, Tesla a investi 76 millions de dollars dans l'acquisition de Wiferion et l'a rebaptisée Tesla Engineering Germany GmbH, prévoyant de développer la recharge sans fil à moindre coût. Auparavant, Elon Musk, PDG de Tesla, avait une attitude négative à l'égard de la recharge sans fil, la qualifiant de « faible en énergie et inefficace ». Il la considère désormais comme un avenir prometteur.
Bien entendu, de nombreux constructeurs automobiles tels que Toyota, Honda, Nissan et General Motors développent également une technologie de recharge sans fil.
Bien que de nombreux acteurs aient mené des recherches à long terme dans le domaine de la recharge sans fil, la technologie de recharge sans fil automobile est encore loin d'être une réalité. Le principal frein à son développement est la puissance. Prenons l'exemple du Hongqi E-HS9. Sa technologie de recharge sans fil offre une puissance de sortie maximale de 10 kW, soit à peine plus que les 7 kW de la borne de recharge lente. Certains modèles ne peuvent atteindre qu'une puissance de charge de 3,2 kW. Autrement dit, une telle efficacité de charge n'offre aucun confort.
Bien sûr, si la puissance de la recharge sans fil est améliorée, ce sera peut-être une autre histoire. Par exemple, comme indiqué au début de l'article, une équipe de recherche et développement a atteint une puissance de sortie de 100 kW, ce qui signifie que si une telle puissance est atteinte, le véhicule peut théoriquement être complètement rechargé en une heure environ. Bien qu'elle soit encore difficile à comparer à la supercharge, elle reste une nouvelle option pour se recharger en énergie.
Du point de vue des scénarios d'utilisation, le principal avantage de la recharge sans fil automobile réside dans la réduction des étapes manuelles. Comparé à la recharge filaire, le conducteur doit effectuer une série d'opérations comme se garer, descendre du véhicule, récupérer son arme, brancher et recharger, etc. Face aux bornes de recharge tierces, il doit renseigner diverses informations, ce qui est relativement fastidieux.
Le principe de la recharge sans fil est très simple. Une fois le véhicule garé, l'appareil le détecte automatiquement et le recharge sans fil. Une fois la charge terminée, le véhicule démarre immédiatement, sans aucune manipulation supplémentaire. Du point de vue de l'expérience utilisateur, cette recharge offrira également une sensation de luxe à bord d'un véhicule électrique.
Pourquoi la recharge sans fil pour voitures suscite-t-elle autant d'intérêt de la part des entreprises et des fournisseurs ? Du point de vue du développement, l'avènement de l'ère du sans conducteur pourrait également être l'occasion d'un développement important de la technologie de recharge sans fil. Pour que les voitures soient véritablement autonomes, la recharge sans fil est indispensable pour se libérer des contraintes des câbles.
Par conséquent, de nombreux fournisseurs de recharge sont très optimistes quant aux perspectives de développement de la technologie de recharge sans fil. Le géant allemand Siemens prévoit que le marché de la recharge sans fil pour véhicules électriques en Europe et en Amérique du Nord atteindra 2 milliards de dollars d'ici 2028. À cette fin, dès juin 2022, Siemens a investi 25 millions de dollars pour acquérir une participation minoritaire dans le fournisseur de recharge sans fil WiTricity afin de promouvoir la recherche et le développement de systèmes de recharge sans fil.
Siemens estime que la recharge sans fil des véhicules électriques deviendra courante à l'avenir. Outre sa commodité, elle est également une condition essentielle à la mise en œuvre de la conduite autonome. Si nous souhaitons véritablement commercialiser des voitures autonomes à grande échelle, la technologie de recharge sans fil est indispensable. Il s'agit d'une étape importante vers la conduite autonome.
Bien sûr, les perspectives sont prometteuses, mais la réalité est sombre. À l'heure actuelle, les modes de recharge des véhicules électriques se diversifient et la recharge sans fil est très attendue. Cependant, à l'heure actuelle, la technologie de recharge sans fil automobile en est encore au stade de test et se heurte à de nombreux problèmes, tels que son coût élevé, sa lenteur, l'incohérence des normes et la lenteur de sa commercialisation.
L'efficacité de la recharge est un obstacle majeur. Par exemple, nous avons abordé la question de l'efficacité dans le cas du Hongqi E-HS9 mentionné précédemment. La faible efficacité de la recharge sans fil a été critiquée. Actuellement, l'efficacité de la recharge sans fil des véhicules électriques est inférieure à celle de la recharge filaire en raison des pertes d'énergie lors de la transmission sans fil.
D'un point de vue économique, la recharge sans fil automobile doit être encore réduite. La recharge sans fil exige des infrastructures très exigeantes. Les composants de recharge sont généralement posés au sol, ce qui implique des modifications du sol et d'autres problèmes. Le coût de construction sera inévitablement supérieur à celui des bornes de recharge classiques. De plus, aux premiers stades de la promotion de la technologie de recharge sans fil, la chaîne industrielle est encore immature et le coût des composants sera élevé, pouvant même dépasser de plusieurs fois celui des bornes de recharge domestiques à courant alternatif de même puissance.
Par exemple, l'opérateur de bus britannique FirstBus a envisagé d'utiliser la technologie de recharge sans fil pour promouvoir l'électrification de sa flotte. Cependant, après inspection, il a été constaté que chaque fournisseur de panneaux de recharge au sol proposait un prix de 70 000 livres sterling. De plus, le coût de construction des routes de recharge sans fil est également élevé. Par exemple, le coût de construction d'une route de recharge sans fil de 1,6 kilomètre en Suède s'élève à environ 12,5 millions de dollars américains.
Bien entendu, les questions de sécurité peuvent également constituer un frein à la technologie de recharge sans fil. Du point de vue de son impact sur le corps humain, la recharge sans fil n'est pas un problème majeur. Le « Règlement provisoire sur la gestion radio des équipements de recharge sans fil (transmission d'énergie) (projet pour commentaires) » publié par le ministère de l'Industrie et des Technologies de l'information stipule que les fréquences de 19-21 kHz et de 79-90 kHz sont réservées à la recharge sans fil des voitures. Des recherches pertinentes montrent que ce n'est que lorsque la puissance de charge dépasse 20 kW et que le corps humain est en contact étroit avec la base de recharge que l'impact sur le corps peut être certain. Cependant, cela nécessite également que toutes les parties prenantes continuent de promouvoir la sécurité avant que celle-ci ne soit reconnue par les consommateurs.
Aussi pratique et pratique que soit la technologie de recharge sans fil pour voitures, le chemin à parcourir avant sa commercialisation à grande échelle est encore long. De la phase de laboratoire à sa mise en œuvre concrète, la route vers la recharge sans fil pour voitures est longue et ardue.
Alors que tous les acteurs explorent activement la technologie de recharge sans fil pour les voitures, le concept de « robots de recharge » émerge discrètement. Les difficultés que la recharge sans fil doit résoudre concernent le confort d'utilisation, qui complétera le concept de conduite autonome à l'avenir. Mais il y a plus d'un chemin à parcourir.
Les « robots de recharge » sont donc devenus un complément au processus de recharge intelligent des automobiles. Il y a peu, la base expérimentale du nouveau système électrique de la Zone de démonstration nationale de développement vert de la construction du sous-centre de Pékin a lancé un robot de recharge de bus entièrement automatique capable de recharger les bus électriques.
Une fois le bus électrique entré dans la borne de recharge, le système de vision capture les informations d'arrivée du véhicule et le système de répartition en arrière-plan attribue immédiatement une tâche de recharge au robot. Grâce au système de guidage et au mécanisme de déplacement, le robot se dirige automatiquement vers la borne et saisit automatiquement le pistolet de recharge. Grâce à la technologie de positionnement visuel, il identifie l'emplacement de la borne de recharge du véhicule électrique et effectue automatiquement les opérations de recharge.
Bien sûr, les constructeurs automobiles commencent également à percevoir les avantages des « robots de recharge ». Au Salon de l'auto de Shanghai 2023, Lotus a présenté un robot de recharge rapide. Lorsque le véhicule doit être rechargé, le robot déploie son bras mécanique et insère automatiquement le pistolet de recharge dans le port de chargement du véhicule. Après la charge, il peut également retirer le pistolet tout seul, réalisant ainsi l'intégralité du processus, du démarrage à la charge du véhicule.
En revanche, les robots de charge offrent non seulement la commodité de la charge sans fil, mais peuvent également résoudre le problème de limitation de puissance de cette dernière. Les utilisateurs peuvent également profiter du plaisir de la recharge sans sortir de leur voiture. Bien entendu, les robots de charge impliquent également des aspects économiques et intelligents tels que le positionnement et l'évitement d'obstacles.
Résumé : La question de la recharge énergétique des véhicules à énergies nouvelles a toujours été une préoccupation majeure pour tous les acteurs du secteur. Actuellement, la recharge par surcharge et le remplacement de la batterie sont les deux solutions les plus courantes. Théoriquement, elles suffisent à répondre dans une certaine mesure aux besoins de recharge énergétique des utilisateurs. Bien sûr, les choses évoluent constamment. Avec l'avènement de l'autonomie, la recharge sans fil et les robots de recharge pourraient ouvrir de nouvelles perspectives.
Date de publication : 13 avril 2024