Véhicule électrique : Recharge sans fil haute puissance

Les chargeurs sans fil sont désormais bien diffusés pour tout ce qui est smartphone. Pour la voiture électrique, cela reste encore confidentiel. Désormais, les chercheurs s’attaquent aux chargeurs sans fil haute puissance. Dans quel but ?

BMW a lancé la commercialisation de son premier chargeur par induction il y a quelques semaines. La 530e iPerformance (hybride rechargeable) peut donc se recharger sans fil si on a installé le « GroundPad » dans son garage. Pour économiser 30 secondes de mise en place d’un câble de recharge, certains seraient donc prêts à dépenser plus de 3000 euros pour un « gadget ».

Car, il faut en prime, se garer « comme il faut » puisque le système n’a que 14 cm en largeur de tolérance et 7 (!) en profondeur. Et même une fois bien positionné, on se retrouve à 8cm et le rendement est donc de 87% et la puissance de 3,2 kW. La batterie de 9,2 kWh de capacité prend donc 3h30 pour se recharger.

Dans un garage, un tel système est inutile et est même une perte d’énergie (en plus d’argent). Un système de câble est évidemment plus efficient. Quand on présente le véhicule électrique, ou l’hybridation comme vertueuse sur le plan écologique, autant ne pas gaspiller stupidement l’énergie non ?

Mais, dans les laboratoires, on travaille sur la recharge par induction à plus forte puissance. A l’Oak Ridge National Laboratory (ORNL), des chercheurs testent un chargeur avec 120 kW de puissance. Selon eux, ils arrivent à un rendement de 95% et ce, même avec 15 cm de distance. Si les promesses sont tenues, cela devient largement plus intéressant. Pour autant, cela n’adresserait pas les mêmes utilisations.

En effet, avec 15 cm de distance possible, on couvre un grand panel de garde au sol. Le chargeur n’aurait donc plus à dépasser largement du sol mais pourrait être quasiment intégré à celui-ci. En plus, avec une puissance de 120 kW, un arrêt de 30 secondes sur le dispositif, et ce sont 5 à 6 km d’autonomie électrique qui sont engrangés. De quoi imaginer des feux rouges, des stops ou des places de parking avec de telles boucles à induction.

97% de rendement, 15 cm de distance

En plus de la puissance, les chercheurs du ORNL ont cherché à prendre le moins de place possible tout en maximisant le rendement. Pour cela, ils ont modifié les bobinages habituellement utilisés. Au lieu d’une « simple » spire, ce sont deux doubles-spires qui sont utilisées. De plus, l’électronique de puissance est au carbure de silicium (SiC).

L’architecture du système reçoit l’énergie du réseau électrique et le convertit en courant alternatif (AC) haute fréquence, ce qui génère un champ magnétique qui transporte l’énergie au travers un grand espace d’air. Une fois que l’énergie est transférée à la seconde bobine, elle est convertie en courant continu (DC) et stockée dans la batterie.

Selon les chercheurs, il serait possible de monter à des puissances de 350 à 400 kW « facilement ». De quoi charger en quelques minutes les batteries des hybrides rechargeables, ou récupérer plusieurs centaines de kilomètres d’autonomie en quelques minutes pour un VE. Le laboratoire national n’indique pas la tolérance du système par rapport au positionnement.

Evidemment, il faut encore vérifier la non-nocivité d’une telle recharge avec des occupants à l’intérieur de l’habitacle. Mais, aussi vérifier que le système est sûr pour les éventuels animaux qui se faufileraient entre les deux « pads » du chargeur. Des systèmes qui existent déjà et ne devraient pas poser de souci.

Est-ce l’un des éléments qu’attendent les consommateurs pour passer au VE ou à l’hybride rechargeable ? Ce n’est pas certain. Mais pour beaucoup de personnes interrogées, le fait de devoir brancher sa voiture régulièrement semble être une corvée. Même pour 30 secondes à peine.

Illustration : ORNL (la double double spire du système)