Le casse-tête de la charge des batteries.

3 Octobre 2016
Le mouvement vers un accroissement de la capacité des batteries de VE se confirme, les 60 KWh sont annoncés pour 2017.
Le Salon de Paris confirmera cette tendance.
Cette valeur procurera à ces véhicules une autonomie d’environ 350 Km, encore deux fois plus faible que celle des modèles thermiques, mais déjà suffisante pour prétendre aux grands parcours, pour peu que les bornes de recharge rapide promises par Madame Royal soient au rendez-vous sur nos autoroutes.
Mais, quelles bornes de recharge ?
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Une chose est d’avoir une batterie de forte capacité, une autre chose est de trouver une borne pour la charger.
La charge à domicile d’une batterie de 60 KWh est certes possible, puisqu’il « suffit » de 8 KW pendant 8 heures, ce qui est compatible avec un abonnement de 12 KVA, ou 15 KVA si l’on veut en même temps alimenter un chauffage électrique ou un cumulus.
Il est probable que ENEDIS imposera le passage au triphasé, et exigera bien entendu d’installer une station de charge homologuée. Au client de vérifier que cette station convient bien à son véhicule.
La charge à domicile, au tarif bleu actuel, revient à 3 euros pour 100 Km, soit quatre fois moins cher qu’avec du super.
( Nous ne parlons plus du gazole, devenu politiquement incorrect depuis Samedi dernier, date de la supplique de Mme Royal qui nous a enjoint de nous mettre désormais au courant).
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Un investissement dans une auto équipée d’une batterie de 60 KWh, qui permet une autonomie de 350 Km, n’est justifié que si des déplacements de plusieurs centaines de Km sont envisagés, y compris sur autoroute.
Il faut donc être assuré de pouvoir trouver des bornes de recharge publiques sur les routes et les autoroutes, loin du domicile, et que ces bornes conviennent pour la recharge rapide des batteries 60 KWh.
Où en sommes-nous aujourd’hui ?
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Pour faire simple, disons que les bornes de recharge « dite » rapide, sur routes ou autoroutes sont encore une rareté; quand à celles qui peuvent charger en 30 minutes une batterie de 60 KWh, il faut oublier, ou éventuellement avoir souscrit un abonnement pour le réseau privé des établissements TESLA & Co, les seuls à installer ce genre de bornes.
(En principe, il faut aussi avoir acquis une de leurs autos, ce qui renchérit quelque peu le prix du KWh).
La charge rapide d’une batterie de 60 KWh sur des bornes publiques de nos autoroutes demeure donc encore un sujet d’anticipation.
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Mais au fait, qu’est-ce qu’une borne de charge rapide ?
La profession indique qu’une telle borne doit être capable de recharger en moins de trente minutes à 80% une batterie dont la charge était tombée à 10%.
Pourquoi 10% et 80% ?
Il est recommandé de ne pas décharger une batterie au Lithium en dessous de 10% de sa capacité nominale. En-dessous de cette valeur, il est nécessaire de procéder à la recharge en respectant une procédure particulière, relativement longue, incompatible avec la notion de charge rapide.
Une batterie qui se présente à une borne de charge rapide ne doit donc pas être déchargée en dessous de 10%, sinon elle est refusée par la borne.
(Heureusement l’électronique de bord du véhicule veille au grain)
Par ailleurs, la charge à fort courant ne doit pas être appliquée au-delà de 80% de la capacité, sous peine de risquer de graves désordres, notamment à cause de la température. Une explosion est même parfois à craindre.
Les 20% restant doivent alors être réalisés en charge lente, hors du timing de la charge rapide.
Lors d’une charge rapide, la borne délivre donc 70% de la capacité nominale.
A l’intérieur de ce cadre, la puissance délivrée par la borne de charge rapide doit être évidemment proportionnelle à la capacité de la batterie:
Borne de 30 KW pour une batterie de 20 KWh nominal.
Borne de 43 KW pour une batterie de 30 KWh nominal.
Borne de 85 KW pour une batterie de 60 KWh nominal.
Borne de 130 KW pour une batterie de 120 KWh nominal.
En rappelant qu’à la fin d’une telle charge rapide, la batterie n’a reçu que 80% de sa charge maximale.
L’autonomie théorique sera donc réduite en proportion.
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Or aujourd’hui, les bornes installées ou en cours d’installation, dans le cadre du projet subventionné « Corri-door » (200 bornes sur le réseau autoroutier français), ne peuvent délivrer que 50 KW, voire même 43 KW seulement pour certaines.
Ces bornes ne pourront donc délivrer des charges « rapides » qu’aux batteries dont la capacité est inférieure à 30 KWh.
La capacité « standard » évoluant vers 60 KWh, voire plus, les bornes du réseau corri-door seront donc incapables des les charger en 30 minutes, il faudra au minimum une heure.
Les promoteurs du système communiquent largement sur les performances de ces bornes en revendiquant une possibilité de charge en trente minutes, mais en omettant soigneusement de préciser que c’est avec des batteries de 20 à 30 KWh!
Il faudra compter une heure avec les batteries de 60 KWh.
Oups !
Donc d’un côté des constructeurs qui s’évertuent à doter les VE d’une batterie de 60 KWh et plus, afin d’augmenter l’autonomie sur autoroute, et de l’autre des prestataires de rechargement qui continuent de raisonner sur les « anciennes » batteries de 20 à 30 KWh, qui n’ont rien à faire sur les autoroutes.
Quel usager accepterait de perdre deux bonnes heures* sur un trajet de 700 Km, là où dix minutes suffisent avec une voiture « thermique » ?
*Sans compter les inévitables heures de queue les jours d’affluence.
Cherchez l’erreur…
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Cette situation n’a évidemment pas échappé aux intéressés, parmi lesquels EDF figure en bonne place ( SODETREL est une filiale de EDF).
On comprend que les investisseurs ne se précipitent pour installer un réseau voué d’avance à l’échec.
Le réseau Corri-door sera tout au plus un démonstrateur, comme on les aime beaucoup en France, qui aura coûté très cher mais ne permettra pas aux VE d’utiliser efficacement leurs batteries de 60 KWh.
(Vous parlez d’une démonstration !!).
On peut alors se demander pourquoi aller dépenser des dizaines de millions pour équiper les autoroutes d’un réseau de rechargement dont on sait déjà qu’il ne conviendra pas ?
Pour ceux qui auraient encore des doutes, il suffit de considérer la stratégie de la firme TESLA , qui a très vite compris que ses voitures, équipées de grosses batteries, seraient inutilisables sans bornes de charge à la hauteur, et qui a entrepris de créer son propre réseau de bornes de 130 KW (Pour commencer).
(Ou AUDI , qui a un projet un peu semblable).
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Les bornes de 50 KW ne conviennent donc pas au service de l’autoroute avec les batteries de 60 KWh qui, vont devenir la norme pour les « grandes routières ».
Mais les bornes de 150 KW, qui pourraient offrir un meilleur service, posent un autre genre de problème, comme nous allons le voir ci-après.
(Problème qui n’a bien sûr pas échappé à EDF).
Le « parc » de VE représente aujourd’hui 0,16% du parc de véhicules particuliers en France (Nous parlons des VE tout électriques, hors HEV et PHEV hybrides).
Eh oui, on voit encore davantage de VE dans les pages des magazines, dans les salons et à la Télé, que sur nos routes.
Tant que le parc de VE restera à ce niveau de confidentialité, il n’y aura évidemment aucun problème de bornes de recharge.
On peut même leur fournir l’électricité gratuitement, cela ne mettra pas EDF en faillite, et cela séduira peut-être quelques clients qui croient encore au père Noël.
Ce marché piétine malgré les primes substantielles, pour des raisons évidentes de manque d’autonomie.
Le problème de la recharge des batteries, quelle que soit leur capacité, ne concerne encore qu’une infime minorité d’usagers, et laisse 99,84% des automobilistes français parfaitement indifférents.
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Mais il n’est pas interdit de penser à l’avenir.
Dans l’état actuel de la vision à moyen terme des évolutions technologiques et économiques, la voiture a encore de beaux jours devant elle. Le parc actuel de 35 millions de véhicules particuliers en France n’est pas prêt de fondre comme neige au Soleil. Sauf catastrophe mondiale il continuera d’augmenter de quelques pourcents par an.
Conservons l’hypothèse basse de 35 millions.
Dans l’hypothèse de l’électrification de 30% de ce parc (Hypothèse réaliste à l’horizon 2030, généralement retenue par les prévisionnistes), il y aurait 10 millions de véhicules candidats au rechargement plus ou moins fréquemment.
Nous complétons notre hypothèse en supposant qu’il existera à cette époque un réseau de bornes de rechargement d’une puissance de 120 KW.
(Si ce n’est pas le cas, on peut oublier le VE sur autoroute).
On ne peut écarter l’hypothèse que, certains jours de la semaine, ou veilles de départs en week-end ou en vacances, 5% d’entre eux tentent de se charger dans la même tranche horaire, soit 500 000 véhicules.
500 000 VE en charge rapide 120 KW simultanément soutireraient une puissance de 60 Gigawatts, soit la totalité de la puissance du parc nucléaire installé aujourd’hui.
Ce qui est évidemment inconcevable.
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Il ne suffira donc pas d’installer des milliers de bornes de charge rapide de 150 KW sur nos routes et autoroutes, il faudra également les adosser à des installations de stockage d’énergie dont le rôle sera de se substituer à EDF lorsque la puissance demandée au réseau dépassera ses possibilités.
(Par exemple les jours de départ en week-end ou en vacances).
Et nous retrouvons là le problème du stockage de l’électricité, qui donne déjà des boutons aux exploitants du Solaire et de l’Eolien dont l’intermittence doit être quelque peu domptée.
A cette intermittence de la production des renouvelables va donc venir s’ajouter l’intermittence de la consommation des voitures électriques, qui vont devenir de plus en plus exigeantes en puissance de charge.
La nécessité d’installations de stockage d’énergie électrique est de plus en plus incontournable.
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L’ouverture des autoroutes aux VE, et leur accès aux grands parcours en général, impliquent donc non seulement le montage de batteries de forte capacité (Plus de 60 KWh) mais aussi des bornes de recharge capable de fournir une puissance d’au moins 150 KW pour permettre une recharge en 30 minutes.
Les seules bornes satisfaisant cette exigence sont aujourd’hui celles du réseau privé TESLA, lequel pourrait bien rafler la mise si les « autres » continuent à rêver…
A moins que EDF ne siffle la fin de la récréation, si la puissance nécessaire à la charge des batteries dépasse les capacités du réseau lorsque les VE seront en grand nombre.
Prenons garde que la voiture électrique ne se révèle à terme comme le meilleur justificatif au maintien du parc nucléaire.
Ne refaisons pas la même erreur que nous avons déjà faite avec le chauffage électrique il y a quarante ans…
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