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La recharge bidirectionnelle et la recharge intelligente vont de pair. En particulier, par recharge bidirectionnelle on signifie qu’une batterie de voiture fournit de l’énergie à une autre charge ; la recharge intelligente, c’est l’intelligence du système qui permet à la voiture de comprendre et de gérer la charge qui est alimentée.

Du point de vue du chargeur, dans le cadre de la recharge intelligente, le chargeur domestique est un appareil qui peut fournir de l’énergie chaque fois que cela s’avère utile. Par exemple, si des panneaux solaires installés sur un toit sont connectés à Internet, il est facile de prévoir la prochaine journée ensoleillée où l’énergie pourra être convertie et disponible pour être utilisée. Le chargeur intelligent traite ces informations, attend, puis recharge le véhicule au meilleur moment, quand l’énergie est disponible.

 Bosch construit en ce moment une infrastructure complète pour la recharge intelligente. Cette infrastructure communique avec la centrale électrique, pour connaître le tarif actuel de l’électricité, savoir si le réseau est saturé en énergie disponible immédiatement, et connaître la source de l’énergie. Ainsi, la recharge intelligente surveille la totalité de l’infrastructure de recharge (les véhicules, les panneaux solaires, le réseau, les communications et le fournisseur d’électricité).

 C’est déjà le cas. Par exemple, au Royaume-Uni, depuis le 2ème semestre 2022, toutes les bornes de recharge murales doivent être compatibles avec la fonction de chargeur intelligent et doivent être dotées d’une connectivité pour transmettre des informations. La plupart des chargeurs de Tesla peuvent déjà le faire.

Comment fonctionne le mode bidirectionnel ?

 La recharge bidirectionnelle est utilisée pour envoyer de l’énergie depuis une batterie de voiture vers une autre charge. L’opération peut prendre plusieurs formes : du véhicule vers le réseau (V2G - vehicle-to-grid), du véhicule vers le domicile (V2H - vehicle-to-home), du véhicule vers une autre charge (V2L - vehicle-to-load), ou de véhicule à véhicule (V2V - vehicle-to-vehicle).

Très peu de véhicules ont la capacité de fournir de l’énergie à d’autres charges. C’est le cas de la Nissan Leaf et de la Ford F150, qui peuvent fournir 3,6 kW de puissance AC.

Les capacités de recharge bidirectionnelles nécessitent une surveillance ; c’est le rôle de la recharge intelligente. Elle surveille et gère le flux d’énergie du système. La recharge intelligente permet les modes V2G, V2H, V2L ou V2V grâce à l’alimentation bidirectionnelle, tout en les optimisant.

Que fait Vicor pour garantir que chaque véhicule électrique est compatible avec les bornes de recharge rapide DC installées sur les aires d’autoroute, pour supprimer les appréhensions quant à l’autonomie de la batterie et accélérer la démocratisation des véhicules électriques ?

 Nous pensons que la compatibilité reste le défi principal. Les véhicules actuels fonctionnent avec deux types de tensions : soit 400 V, soit 800 V. Plus la tension est élevée, plus la recharge peut être effectuée rapidement. Le problème est que la plupart des bornes de recharge sur autoroute sont des 400 V DC. Pour la recharge rapide, les équipements automobiles nécessitent quelque chose qui les fasse passer de 400 V à 800 V. Certains fournisseurs de premier rang offrent des solutions qui restent encombrantes et lourdes, pesant une quinzaine de kilos. Ces solutions lourdes prennent de l’espace et réduisent l’autonomie.

L’incompatibilité entre les batteries 800 V et les chargeurs 400 V peut être résolue grâce à la « virtualisation de batterie ». Avec ce procédé, le chargeur « voit » une batterie de 400 V d’un côté du chargeur embarqué, même si une batterie de 800 V est connectée de l’autre côté. La technologie de Vicor rend ceci possible.

En termes de poids, les modules d’alimentation haute densité et haute puissance de Vicor, tels que le convertisseur SAC (Sine Amplitude Converter), qui ne nécessite que 3,5 litres de volume, peut être utilisé pour mettre en oeuvre la virtualisation de batterie sans encombrement, poids ou complexité supplémentaires. L’avantage du poids permet davantage d’autonomie de la batterie.

Comment Vicor gère-t-il les exigences en constante évolution en matière d’alimentation, face au développement de nouvelles approches pour créer des architectures d’alimentation ?

 Entre autres, Vicor offre l’évolutivité sur le plan de la puissance et de la tension. Les modules d’alimentation compacts de Vicor peuvent être installés en parallèle pour augmenter facilement la puissance à la demande. Ainsi, les OEM n’ont plus qu’à caractériser et qualifier une seule pièce, ce qui constitue un réel avantage qui aide les OEM à différencier leur système et à le commercialiser plus rapidement.

 En utilisant les modules d’alimentation de Vicor, le réseau de distribution d’alimentation (PDN, Power Delivery Network) peut être très différent d’un véhicule à l’autre, mais sans avoir besoin d’expertise en conception ou en y passant beaucoup de temps. En utilisant seulement quelques composants, les OEM peuvent configurer rapidement un réseau PDN parfaitement adapté à leur plateforme de véhicule électrique. Les mots d’ordre des modules d’alimentation de Vicor sont : configurabilitié, flexibilité et évolutivité. Ils constituent des solutions parfaites pour concevoir les véhicules électriques rapides actuels.

Quelle est l’importance de la redondance d’alimentation pour les véhicules électriques du futur ?

 Face à la demande croissante en véhicules autonomes, nous avons également observé une augmentation de la demande d’architectures d’alimentation plus fiables. C’est pourquoi nous portons une attention particulière au taux de défaillances aléatoires (FIT, Failure In Time). Pour qu’un seul composant atteigne le taux de défaillances aléatoires requis pour le niveau d’intégrité de sécurité automobile (ASIL) D ou une fonction spéciale de conduite autonome, les OEM mettent en oeuvre la redondance qui les aide à atteindre des taux FIT faibles. Pour y parvenir, ils utilisent souvent des alimentations redondantes pour s’assurer qu’au moins une alimentation est disponible pour maintenir les charges désignées.

Parfois les fabricants ne s’appuient que sur une batterie et un convertisseur DC-DC, mais dans ce cas ils fournissent souvent deux chemins indépendants pour alimenter la batterie faible tension à partir de la batterie haute tension, un facteur important dans la redondance assurant la sécurité des véhicules électriques du futur. En effet, les systèmes purement mécaniques étant de plus en plus remplacés par des fonctions électriques, comme la direction à commande électrique ou les freins à commande électrique, il est essentiel de s’assurer que les systèmes sont totalement opérationnels, même si la batterie haute tension est dysfonctionnelle ou est temporairement indisponible. Si la batterie basse tension n’est pas disponible, le convertisseur DC-DC alimentera les charges, et si le convertisseur DC-DC n’est pas disponible, il y en aura un autre pour maintenir la direction ou le freinage pour le véhicule.

Il y a plusieurs manières d’obtenir ce résultat. Les avantages de Vicor sont que les architectures fournissent la redondance nécessaire pour un encombrement et un poids bien inférieur à celui des concurrents. Par exemple, d’autres solutions doivent utiliser jusqu’à cinq litres en volume tandis que Vicor peut offrir tout ce qui est nécessaire en moins de deux litres, ce qui simplifie encore l’architecture dans un espace encore plus réduit.

 La technologie Vicor, intégrant un convertisseur SAC, permet la virtualisation de batterie et élimine potentiellement les batteries basse tension du véhicule tout en fournissant quand même la redondance de l’alimentation. Le réseau PDN et la conversion d’énergie hautes performances et haute efficacité peuvent ainsi être optimisés.

https://www.vicorpower.com/]