Utilisation du magnétisme dans les applications pour véhicules électriques
Bien qu'ils ne représentent encore qu'un faible pourcentage du nombre total de véhicules, le taux d'adoption des véhicules électriques (VE) augmente chaque année en Amérique du Nord. Par conséquent, il est nécessaire de développer les infrastructures nécessaires pour prendre en charge à la fois les stations de recharge physiques et la charge électrique prévue.
Il existe actuellement quatre niveaux de recharge pour les véhicules électriques :
Niveau 1 : 120 V monophasé, offrant une autonomie de 2 à 5 miles par heure de recharge
Niveau 2 : 240 V monophasé, offrant une autonomie de 10 à 11 miles par heure de recharge
Niveau 3 : généralement 480 V triphasé, offrant une autonomie de 50 à 100 miles par heure de recharge
Niveau 4 : généralement 480 V triphasé, offrant une autonomie de 150 à 170 miles par heure de recharge
Les chargeurs de niveau 1 et 2 sont principalement utilisés pour la recharge résidentielle, publique et de flottes, le niveau 2 étant le plus courant. Huit heures de recharge de niveau 2 couvrent plus de 95 % de la distance moyenne parcourue par une personne pour se rendre au travail. Les chargeurs de niveau 3 et 4 sont généralement utilisés dans les installations publiques et, en raison de leur coût d'installation élevé (entre 40 000 et 85 000 dollars par unité), ils ne comptent généralement qu'une ou deux unités de recharge. Les chargeurs de niveau 3 et 4 permettent de recharger rapidement une batterie faible. Les véhicules passent généralement moins d'une heure en charge.
Les installations à un ou deux points de niveau 1 ou 2 soulèvent quelques inquiétudes. Elles se trouvent généralement dans des installations résidentielles ou dans de petites zones de recharge dans les parkings. Les services publics s'inquiètent des effets à long terme de la concentration accrue de véhicules électriques, car les réseaux résidentiels et commerciaux devront faire face à une augmentation des charges de recharge à l'avenir. Ces préoccupations concernent notamment la qualité globale de l'alimentation électrique causée par les chargeurs à courant continu, les pertes des transformateurs dues aux harmoniques, les baisses de tension et la capacité à fournir l'augmentation globale de la charge.
Les charges importantes générées par les nombreux chargeurs de classe 1 et 2 dans les installations telles que les parkings publics et les flottes de véhicules électriques suscitent de plus en plus d'inquiétudes. Un seul chargeur de niveau 3 ou 4 peut avoir une charge équivalente à une douzaine ou plus de chargeurs de niveau 1 ou 2 et peut causer des problèmes similaires.
Les principaux enjeux sont les suivants :
- Qualité de l'alimentation électrique : De nombreuses études ont montré que les charges importantes liées à la recharge des véhicules électriques peuvent générer des niveaux de THDi supérieurs à la limite maximale de 8 % fixée par la norme IEEE 519:2014, voire, dans certains cas, plus de deux fois cette limite. Cela peut entraîner des problèmes typiques liés à une mauvaise qualité de l'alimentation électrique, ainsi que des frais supplémentaires, des amendes ou des obligations de mise en conformité.
- Surtensions : En fonction du nombre de véhicules électriques, du niveau du chargeur, du type de véhicule et du niveau de charge individuel de la batterie, les chargeurs de véhicules électriques peuvent générer d'importantes surtensions. Ces surtensions peuvent provoquer des baisses de tension, solliciter les composants électriques et entraîner une augmentation des frais liés à la demande en électricité. De plus, certains problèmes liés à l'installation sur site peuvent ajouter des difficultés supplémentaires.
- Installation publique : Il n'est pas recommandé d'installer la plupart des aimants ventilés dans des zones accessibles au grand public. L'esthétique peut être un facteur à prendre en considération.
- Installation à l'extérieur : Les aimants doivent être adaptés aux conditions environnementales locales.