Pourquoi les bornes 50kW ne fournissent-elle pas 50kW?

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triphase
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Pourquoi les bornes 50kW ne fournissent-elle pas 50kW?

Message par triphase » mar. 25 05 , 2021 13:16

Cette question a sûrement déjà été traitée ici ou là. Juste un p'tit rappel.

Pour tout comprendre c'est très simple: puissance = tension x courant. Ou si vous préférez W = V x A

Une borne de recharge en courant continu n'est autre qu'un chargeur, comme celui embarqué dans la voiture ou celui du smartphone. En plus gros.

Un tel chargeur est un convertisseur d'énergie, du triphasé alternatif 230V/400V du réseau public vers du continu 200 à 500V pour la batterie. Avec en plus une fonction d'isolation galvanique entre l'entrée et la sortie et un circuit de "correction de facteur de puissance (autrefois appelé cos-phi)", afin que la forme d'onde du courant alternatif consommé sur chaque phase soit à peu près sinusoïdale et en phase avec la tension.

Les caractéristiques de sortie sont un courant max, une tension max et une puissance max. Au cours de la charge, en fonction de la batterie, l'une des trois grandeurs physiques ci-dessus peut arriver au taquet mais pas les autres, avec les limitations que cela implique.

Exemple. Voir photo ci-jointe, EVBOX 120A 500V 50kW
EVBOX.jpg
En début de charge, une batterie affiche 250V. Le courant sera limité à 120A et la puissance sera donc de 30kW.

En cours de charge la tension va augmenter et la puissance aussi, à intensité constante. A 333V la puissance sera de 40kW. Lorsque la tension atteindra 417V la puissance sera enfin à 50kW.

La tension augmente encore et donc le courant va diminuer afin que le produit des 2 ne dépasse pas 50kW.

Lorsque la tension atteint 500V le courant n'est plus que de 100A et va diminuer encore et encore, et la puissance aussi, tandis que la tension reste inchangée.

Dans cet exemple hypothétique (aucune batterie lithium ne peut varier du simple au double) on est passé successivement par chacune des 3 limitations: courant constant, puis puissance constante, et enfin tension constante. Constante signifiant maximum évidemment.

Dans le cas d'une batterie réelle, on sera en-dessous des 50kW tant que la tension sera inférieure à 417V. Autrement dit pour presque toutes les VE qui ne sont pas en 800V. C-Zéro 14,5kWh: 80 cellules, max 330V. Coréennes 64kWh: 98 cellules, max 406V.


Dans ces explication, je ne parle que des limitations imposées par la borne. La puissance peut en réalité être limitée à des valeurs plus faibles par le véhicule, pour ne pas endommager la batterie, lorsqu'elle est froide. Ou chaude!
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Re: Pourquoi les bornes 50kW ne fournissent-elle pas 50kW?

Message par Rémy » mer. 26 05 , 2021 9:10

Merci pour ce résumé très didactique.

triphase a écrit :
mar. 25 05 , 2021 13:16
La puissance peut en réalité être limitée à des valeurs plus faibles par le véhicule, pour ne pas endommager la batterie, lorsqu'elle est froide. Ou chaude!
Ou presque pleine...

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Re: Pourquoi les bornes 50kW ne fournissent-elle pas 50kW?

Message par triphase » mer. 26 05 , 2021 11:23

Ou presque vide! Décidément, c'est jamais idéal! :lol:

En fait je n'évoquai que la température, dans l'hypothèse où la charge rapide se situerait dans la zone 20-80% de la batterie.
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Re: Pourquoi les bornes 50kW ne fournissent-elle pas 50kW?

Message par Citro » mer. 26 05 , 2021 13:32

Très belle démonstration technique. Merci triphase. :D
En fait il y a une autre raison qui est économique et commerciale.

Quand EV-Tronic a développé ces Quick Charger 50kW, l'offre VE se limitait aux triplettes PSA - Mitsubishi, aux Leaf et aux premières Zoé.

Tous ces véhicules avaient des capacités batteries comprises entre 14 et 24kWh et leur puissance de charge maxi plafonnait à 50kW.

A l'époque, de telles consommations effrayaient. Cela nécessitait de raccorder des bornes sur un PDL (Point de Livraison d'électricité) de type professionnel car supérieur à 36kVA dont l'abonnement était très onéreux pour un usage alors incertain, embryonnaire... Bref l'éternel débat de l'oeuf et la poule ramené au développement du VE.

L'idée qui a permis l'essort d'EV-Tronic fut de proposer, en option, d'intégrer une batterie dans les bornes qui pourraient ainsi délivrer 50kW tout en ne raccordant les QC 50kW à des PDL de 36kVA beaucoup moins contraignants. En effet, si l'on considère que le 36kVA est disponible à peu près partout sur le territoire, l'accès aux puissances supérieures peut nécessiter de coûteux travaux de raccordement.

Dans la réalité, beaucoup de clients prenaient les bornes de base (sans l'option batterie tampon), se disant qu'ils pourraient les ajouter au fur et à mesure de la montée en volume de parc VE. Cela était intéressant pour tout le monde. EV-Tronic pouvait produire plus de bornes et plus vite et gardait ses clients captifs de cet éventuel upgrade. Cette approche marketing était un atout car l'entreprise avait un double avantage concurrentiel sur le prix des bornes et le prix du raccordement.

10 ans après, la situation a beaucoup changé car la plupart des véhicules ont une capacité qui a doublé et l'avantage d'un mini stockage dans la borne n'est plus aussi pertinent, excepté pour les VE d'alors...
L'electricité, c'est LA solution.

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