Généralités
L’infrastructure des bornes de recharge en Europe et plus particulièrement en France n’en est encore qu’à ses débuts. Combien de parkings d’hôtel proposent une prise électrique tout simplement standard ? Très peu et il vaut mieux s’assurer de leur disponibilité avant de partir. Combien de parkings publics proposent des places équipées et disponibles : un certain nombre, en augmentation sur le papier, et beaucoup moins en pratique. Les places squattées, prises inadaptées, nécessité d’un abonnement etc… ne sont surement pas étrangers au phénomène.
S’il veut pouvoir rentrer chez lui, l’utilisateur d’un véhicule 100 % électrique doit planifier son parcours dès que celui-ci dépasse 40 % de l’autonomie théorique de son véhicule (voire moins si les conditions du parcours sont par trop énergivores), soit d’une manière pratique dès que l’utilisateur d’une TESLA Model S 85kWh envisage d’aller à plus de 180 km de son port d’attache.
Cela en effet s’apparente à la préparation d’une croisière en mer : il faudra consulter la météo pour connaitre la température prévue et l’éventualité de vents contraires, les cartes pour connaître les distances et les dénivelées, il faudra se renseigner sur les possibilités d’escales que seront les bornes de recharge avec toutes leurs caractéristiques. Il faudra aussi prendre en compte les conditions de chargement du véhicule ainsi que le type de conduite probable…
Tout cela ne sera plus qu’Histoire, dès lors que le réseau de Superchargeurs sera développé par Tesla, puisque l’application iOS7 « Supercharger trip », couplée avec Google Maps, permet de localiser les Superchargeurs, et de calculer l’itinéraire pour les atteindre.
En attendant, il faut se débrouiller pour planifier son voyage, et Tesla Magazine vous propose de vous accompagner dans ces démarches.
Rappels sur l’électricité
La puissance électrique s’exprime en Watt (W), mais dans la pratique les quantités d’énergie électrique s’expriment en kWh c’est-à-dire le nombre de milliers de Watt consommés ou produits en une heure : un convecteur électrique de 2000 Watt consomme en une heure 2 kWh à pleine puissance.
Cette consommation est le résultat d’une intensité de courant (I, en Ampère) ayant circulé entre deux bornes à des potentiel différents ou tension (V, en Volt) pendant une durée h (en heures) selon la relation : Consommation en kWh = V x I x h / 1000
Deux types de courant électriques sont utilisés dans notre cas : le courant alternatif (AC) délivré par le réseau national sous une tension de 220 à 240 V, le courant continu (DC) consommé par les moteurs électriques du véhicule (400 V continu en général), les bornes de recharge spécifiques peuvent délivrer des courants à des tensions différentes (380 V pour les Superchargeurs) en DC ou AC.
Pour une tension donnée (220 Volts par exemple), la quantité d’énergie est directement proportionnelle à l’intensité du courant. Cette intensité est le facteur limitatif de toute installation électrique, puisque qu’elle génère un échauffement du circuit qui peut créer la disjonction de la protection du circuit, voire un début d’incendie si le circuit n’est pas correctement protégé. (Note : le chargeur du véhicule est censé procéder à la limitation de l’intensité, voire au rejet du branchement si ses caractéristiques ne répondent pas à des spécifications minimales : Tesla a du procéder à la mise à niveau de tous les chargeurs muraux NEMA 14-50 qui étaient trop permissifs).
De manière pratique une prise domestique d’une installation ancienne ne délivrera guère plus de 6 ampères, une prise standard d’une installation basique actuelle pourra délivrer 10 Ampères, une prise électrique standard d’une bonne installation aux normes actuelles pourra délivrer 16 ampères, une prise domestique spécialement installée pourra être sollicitée jusqu’à 32 ampères. De la prise de recharge disponible dépend le temps de recharge des batteries et donc de la durée de l’étape nécessaire à la continuation du voyage, de 30 minutes pour les futurs Superchargeurs de TESLA (300 ampères), contre 48 heures pour la vieille prise au fond de la cour !
Stockage de l’énergie
Aujourd’hui le stockage est réalisé dans des batteries au Lithium avec quelques variantes technologiques : Lithium métal, Lithium-ion, Lithium Polymère. La densité énergétique d’une batterie est le rapport de sa capacité à son poids. Les batteries au plomb traditionnelles ont une densité énergétique très basse de l’ordre de 40 Wh/kg. Les batteries au Lithium actuellement utilisées sur les véhicules ont une densité de l’ordre de 150 à 200 Wh/kg, celles de la Tesla produites par Panasonic semblent atteindre 250 Wh/kg.
Des développements en cours devraient permettre d’obtenir des batteries d’une densité de 400 Wh/kg à l’horizon 2020.
La quantité d’énergie stockée à bord du VE est bien sûr la première caractéristique à connaitre, de là découlera son autonomie possible en fonction de son poids, de la puissance des moteurs électriques installés, de son aérodynamisme etc…
Ce tableau clôture la première partie de ce dossier, la deuxième partie sera publiée prochainement…
Auteur: Monsieur Claude Petit
