Limitations de puissance sur les bornes HPC

C’est souvent le véhicule, sauf quand…

Lorsqu’un véhicule électrique est rechargé rapidement, des écarts de performance peuvent survenir, parfois difficiles à comprendre. La puissance maximale et la puissance moyenne peuvent varier fortement selon la session de recharge, parfois pour des raisons explicables, parfois non. Cela est souvent dû au véhicule, mais pas toujours. En cas de forte affluence, un site peut atteindre ses limites de puissance, ce qui déclenche l’intervention du système de gestion de charge de l’opérateur. Deux facteurs principaux sont alors déterminants : la puissance de raccordement disponible ou allouée, et les considérations économiques du réseau de recharge.

Chaque site a ses limites

Pour le fonctionnement des bornes HPC, de fortes puissances de raccordement sont nécessaires. Par rapport à une maison individuelle, un site de recharge rapide peut nécessiter jusqu’à 50 fois plus de puissance. Nous essayons donc, chaque fois que cela est possible, d’atteindre cette puissance en installant un transformateur connecté au réseau moyenne tension.

Cependant, le raccordement au réseau moyenne tension n’est pas possible partout : par manque de place, à cause de la configuration du réseau électrique local, ou encore si aucun accord pratique n’a pu être trouvé avec le fournisseur d’électricité local. Lorsque plusieurs véhicules demandent simultanément de fortes puissances sur un tel site, des limitations peuvent apparaître.

Même sur les sites bien équipés, la puissance disponible n’est que rarement dimensionnée pour le cas extrême où chaque point de charge tirerait sa puissance maximale en même temps. Par exemple, huit bornes de 300 kW nécessiteraient jusqu’à 2,4 MW simultanément, ce qui représente un défi considérable pour le réseau – et ne reflète pas la réalité observée. C’est pourquoi chaque site de recharge rapide dispose en pratique d’une puissance limitée.

Le défi du prix de la puissance

Le second facteur est une composante moins connue du prix de l’électricité : le prix de la puissance. En plus des coûts d’utilisation du réseau, des taxes et du prix de l’énergie, les fournisseurs facturent aussi une redevance pour la puissance maximale appelée sur la période de facturation. Cette redevance permet aux fournisseurs de garantir l’accès à de très fortes puissances à tout moment. Ce prix de puissance peut atteindre jusqu’à 15 CHF/kW selon le fournisseur (plus d'informations à ce sujet dans cet article de blog). Il peut arriver que le prix d’achat de l’électricité par GOFAST soit supérieur au tarif facturé aux clientes et clients. L’exemple suivant illustre l’impact du prix de puissance sur deux tailles de site.

On voit ici que selon la consommation énergétique, la composante de puissance peut devenir dominante et entraîner des tarifs peu attractifs. Les opérateurs cherchent donc à maintenir des prix abordables grâce à une gestion intelligente de la puissance.

La gestion de charge évite les pertes de performance

En raison des limites du réseau ou de considérations économiques, la puissance disponible sur les hubs HPC peut être restreinte. Pour garantir une distribution optimale de cette puissance sans impact notable, des systèmes intelligents de gestion de charge comme celui de GOFAST sont utilisés. Grâce au décalage temporel des sessions de recharge et aux courbes typiques de recharge des véhicules, les clientes et clients ne remarquent souvent aucune réduction de performance (plus d'informations à ce sujet dans cet article de blog). Chaque recharge suit une courbe qui monte fortement au début, se stabilise, puis diminue continuellement vers la fin. Comme les recharges commencent à des moments différents, les pics de puissance durent seulement quelques minutes et sont décalés. Ainsi, il est rare que plusieurs véhicules demandent leur puissance maximale en même temps.

La courbe illustrée montre qu’une limite de 500 kW pourrait être appliquée sans impact significatif sur la durée de recharge. On pourrait observer un allongement de 3 à 4 minutes, tout en réduisant la charge sur le réseau et les coûts d’électricité.

Répartition dynamique entre les bornes

Techniquement, un profil numérique Smart Charging est défini pour chaque site, avec une puissance maximale disponible. Ce seuil est régulièrement évalué et adapté à la demande locale. Lorsqu’il est atteint, l’énergie disponible est répartie équitablement entre les bornes actives. Si une borne utilise moins que sa part, l’énergie excédentaire est redistribuée entre les autres. En plus de cette gestion à l’échelle du site, chaque borne répartit aussi dynamiquement la puissance entre deux sessions en parallèle. Ce « power split » dépend du modèle de borne.

Conclusion

Pour des raisons techniques ou économiques, la puissance de raccordement d’un site HPC peut être limitée. Mais comme les recharges ne sont généralement pas simultanées et que les courbes diminuent après quelques minutes, cela a souvent peu d’effet sur la durée de recharge. Lorsqu’un site atteint ses limites, une gestion intelligente permet de répartir la puissance disponible de manière optimale. Cela garantit que l’énergie est disponible là où elle est le plus demandée. En général, les limites de puissance sont définies pour avoir un impact minimal sur les durées de recharge. Quant au prix de la puissance, il devrait perdre de son importance à l’avenir grâce à une meilleure utilisation des infrastructures.

Power split dans les bornes

En plus du Smart Charging à l’échelle du site, une répartition dynamique de la puissance a lieu entre deux sessions de recharge simultanées selon le modèle de borne. Selon le type de borne de recharge, la répartition de la puissance entre les deux connecteurs peut être fixe ou ajustée dynamiquement par paliers de 50 kilowatts.