Découvrez comment réduire les coûts et la complexité de l’installation des chargeurs de VE grâce aux barres omnibus configurables sur site. La station de charge s’adapte à la tension et à la configuration de l’infrastructure locale.
Le réseau national d’infrastructures de recharge se développe à mesure que le marché des véhicules électriques (VE) aux États-Unis s’étend rapidement. Cependant, bien que les développeurs s’efforcent d’installer davantage de bornes de recharge pour VE à l’échelle nationale, ils se heurtent toujours à des défis significatifs liés à la variabilité régionale du réseau électrique américain. Les développeurs rencontrent souvent des incompatibilités entre les configurations de puissance disponibles dans l’infrastructure existante et les exigences standard de puissance des chargeurs de VE, ce qui entraîne des délais d’installation prolongés, des coûts de projet accrus et une efficacité réduite des chargeurs.
Démo de la configuration sur site des chargeurs rapides pour VE afin d’adapter l’infrastructure électrique. Vidéo utilisée avec l’autorisation de Pii
Défis d’un Réseau Électrique Non Uniforme
Alors que les États-Unis se développaient d’est en ouest à la fin du XIXe et au début du XXe siècle, l’électricité a commencé à jouer un rôle de plus en plus important dans la vie des Américains. Le réseau national de transmission et de distribution d’électricité s’est lentement développé. Les variations régionales et temporelles dans la technologie durant cette expansion ont abouti à un réseau complexe avec des exigences et des capacités de puissance très variables (Figure 1).
Figure 1. Carte du réseau de transmission de l’électricité aux États-Unis. Image utilisée avec l’autorisation de U.S. Energy Information Administration
Aujourd’hui, le développement d’infrastructures – et de produits compatibles avec cette infrastructure – représente souvent le défi d’intégrer des produits standardisés à un réseau variable régionalement. Par exemple, la plupart des stations de recharge pour VE sont conçues pour un type spécifique d’alimentation, souvent 480 V Delta. Cependant, l’infrastructure existante peut ne prendre en charge que d’autres configurations, telles que 240 V monophasé ou 208 V triphasé Wye.
Les défis auxquels les développeurs sont confrontés lors de l’installation de stations de charge pour VE résultent de ces disparités de niveaux de puissance, et l’industrie des VE a du mal à produire des solutions à ces problèmes qui n’apportent pas leur propre lot de difficultés.
Sorties de Puissance Variables et Normes
La différence entre les configurations électriques Delta et Wye est fondamentale. Ces termes se réfèrent à la manière dont les transformateurs se connectent pour former des systèmes triphasés. Comme illustré dans la Figure 2, la configuration Delta (Δ) forme une boucle fermée ressemblant à un triangle, tandis que la configuration Wye (Y) inclut un neutre, créant un réseau qui ressemble à la lettre « Y ». Ces configurations diffèrent non seulement visuellement mais aussi fonctionnellement, en particulier dans la manière dont elles gèrent les tensions et les courants.
Figure 2. Configurations de réseau électrique Delta et Wye. Image utilisée avec l’autorisation de pÉlectrique
L’accès à 208 V, 480 V Delta, ou 480 V Wye varie considérablement au sein des différentes régions des États-Unis, en fonction de la configuration de l’alimentation électrique et, surtout, de l’accès des installateurs à un transformateur si le site d’installation et la station de charge souhaitée ne correspondent pas. L’accès à 480 V est plus courant via le réseau dans l’ouest des États-Unis, par exemple, tandis que l’accès à 208 V est plus répandu dans l’est des États-Unis en raison de l’évolution historique du réseau électrique américain et de l’expansion des utilitaires. Ces obstacles logistiques représentent une portion significative du cycle de planification d’installation pour de nombreux fabricants d’équipements d’origine (OEM) de l’industrie.
Solutions Traditionnelles de Contournement aux Problèmes d’Alignement de Puissance
Dans ce contexte, un problème compréhensible se présente : les développeurs rencontrent souvent des incompatibilités entre l’infrastructure existante d’un site d’installation et la configuration de niveau de puissance de leurs stations de charge. Ils sont alors contraints de concilier ces différences pour s’assurer que leur produit fonctionnera une fois installé. Cela impacte souvent le calendrier d’installation du projet, l’efficacité de la charge, et le coût global du projet.
Bien que les développeurs aient quelques options de contournement, chacune d’elles présente ses propres inconvénients. Examinons deux de ces options.
Améliorations de l’Infrastructure
Mettre à niveau l’infrastructure pour correspondre aux exigences du chargeur implique souvent d’installer de nouvelles stations électriques ou transformateurs. Ces améliorations d’infrastructure sont parfois considérées comme visuellement peu attrayantes ou incompatibles avec le branding de la station de recharge proposée. Ce processus peut également être complexe et prohibitivement coûteux, atteignant parfois des coûts à cinq (voire six) chiffres. Cela contribue à des délais de projet beaucoup plus longs et à une disruption accrue de la zone environnante.
Reconfiguration de la Station de Recharge
Reconfigurer la station de recharge implique de réduire la sortie du chargeur pour s’aligner sur ce que l’infrastructure existante peut fournir en toute sécurité sans surcharger le système. Cela peut également nécessiter une réduction du système. Bien que cela soit moins coûteux et moins long que les améliorations d’infrastructure, cette réduction aboutit à un résultat hautement indésirable : les utilisateurs obtiennent moins de puissance que ce qui a été annoncé. Par exemple, une station de recharge de 30 kW réduite pourrait ne délivrer que 24 kW, ce qui entraîne des temps de charge plus longs et un produit qui fournit fondamentalement moins que ce qui est annoncé.
Aucune de ces solutions de contournement ne résout la complexité et l’inflexibilité fondamentales du réseau des VE, ce qui n’est pas adapté à une industrie cherchant à croître et à rivaliser avec la commodité et la fiabilité perçue des moteurs à combustion standard et de l’infrastructure de carburant.
Une Approche Innovante : Flexibilité Multi-Entrées
Power Innovations International (Pii) aborde ces défis industriels grâce à sa technologie de barres omnibus qui prend en charge plusieurs configurations d’entrée. Les stations de charge fabriquées par Pii tirent parti de la technologie exclusive pour permettre des chargeurs autonomes qui s’adaptent à diverses entrées électriques, réduisant ainsi les coûts et la complexité de l’installation.
Beaucoup de chargeurs de VE conventionnels sont conçus pour accepter une seule entrée (souvent 480 V). Le trio de barres omnibus configurables de Pii facilite la flexibilité en permettant une reconfiguration facile des connexions d’alimentation pour correspondre à l’infrastructure disponible. Ces barres omnibus configurables permettent de se connecter à des sources d’alimentation de 240 V monophasé, 208 ou 240 V Delta, ou 480 V Wye.
Chaque station de charge est livrée avec un ensemble de barres omnibus étiquetées selon les tensions d’entrée standard aux États-Unis. Cela permet à l’installateur de sélectionner la configuration de barre omnibus appropriée pour correspondre à la tension d’entrée. Par exemple, dans le EVQC030 30 kW DC Quick Charger de Pii, illustré dans la Figure 3, la barre omnibus est configurée en accédant à un panneau situé sous le support de câble de charge.
Figure 3. Support de câble du chargeur rapide EVQC030 de 30 kW DC. Image utilisée avec l’autorisation de Pii
Ce panneau comprend un trio de configurations de barres omnibus. La barre omnibus est montrée près du bas central de la Figure 4.
Figure 4. Barre omnibus configurable à l’intérieur du chargeur rapide Pii. Image utilisée avec l’autorisation de Pii
L’installateur sur site sélectionne simplement la barre omnibus correcte pour correspondre au système électrique de l’infrastructure existante. La Figure 5 démontre l’installation de la barre omnibus avant de connecter le système de charge au réseau.
Figure 5. Exemple d’installation de barre omnibus à l’intérieur d’un chargeur rapide Pii. Image utilisée avec l’autorisation de Pii
Cette configuration de champ en attente de brevet entraîne des installations plus rapides et des coûts réduits car il n’est pas nécessaire d’apporter des modifications importantes au système électrique existant. En d’autres termes, la station de charge s’adapte à l’alimentation électrique fournie, et non l’inverse. Aucun autre fabricant de chargeurs de VE aujourd’hui ne peut prétendre à cette caractéristique : configuration sur site, acceptation d’entrées variables sans diminution de puissance.
Utiliser une infrastructure existante sans coûteuses mises à niveau ou constructions étendues réduit significativement le temps d’installation. Cela diminue les coûts d’installation et peut accélérer l’expansion du réseau national de stations de charge pour VE – un facteur essentiel pour soutenir le nombre croissant de VE sur la route. Cette efficacité d’installation est cruciale dans une industrie où les délais de livraison d’équipement peuvent dépasser deux ans.
Avancer avec la Flexibilité des Entrées de Puissance
À mesure que les véhicules électriques continuent de représenter une part de plus en plus importante du marché automobile, l’expansion du réseau national de recharge en phase avec l’adoption des véhicules deviendra le défi déterminant de l’industrie. L’incompatibilité des configurations de puissance dans les stations de charge pour VE constitue un obstacle majeur à l’expansion du marché des VE en raison des retards, des coûts de projet et de l’impact sur les consommateurs qui en résultent. Des innovations telles que la flexibilité multi-entrées des chargeurs de Pii améliorent l’efficacité économique et opérationnelle des stations de recharge et façonnent l’avenir du développement des infrastructures de VE. À mesure que l’industrie évolue, la capacité à s’intégrer harmonieusement aux systèmes de puissance existants sera cruciale pour l’adoption généralisée des véhicules électriques, et Power Innovations International est à la pointe de cette évolution.
Power Innovations International est un fabricant de chargeurs de VE verticalement intégré avec plus de 25 ans d’expérience en ingénierie et en électronique de puissance. Pii propose une solution novatrice à l’un des principaux goulets d’étranglement à la croissance de l’industrie des VE. Les chargeurs modulaires à tension multi-entrées de Pii ne nécessitent aucune modification de l’infrastructure ni réduction de la puissance du système de charge.