La plupart des appareils électriques domestiques les chargeurs de véhicule sont aptes à retirer l’électricité du réseau et à la fournir à votre voiture, mais que se passerait-il si le véhicule pouvait également garder automatiquement les lumières allumées pendant les pannes de courant et compenser les coûts d’électricité en renvoyant l’électricité à sa source pendant les périodes de forte demande ?
Un nombre croissant d’entreprises, dont les constructeurs automobiles GM et Ford, vantent les avantages de la recharge bidirectionnelle pour les consommateurs. Mais la recherche suggère que les avantages vont plus loin que le propriétaire individuel de VE.
Par exemple, un article de 2018 Environmental Research Letters du Lawrence Berkeley National Laboratory a déclaré qu’en Californie, qui a le plus grand déploiement de véhicules électriques aux États-Unis, « un investissement en capital substantiel, jusqu’à plusieurs milliards de dollars, peut être évité si les véhicules électriques sont utilisés dans lieu de stockage fixe.
La recharge de véhicule à réseau (V2G) et de véhicule à domicile (V2H), également appelée recharge bidirectionnelle, fait depuis longtemps l’objet de programmes de démonstration. Ce n’est que récemment que la technologie est apparue comme un complément utile possible aux plus de 80% à 85% de recharge de VE qui ont lieu à la maison.
Et avec un flux de véhicules électriques arrivant sur le marché, la course à l’introduction de la recharge bidirectionnelle s’intensifie.
Entrez dans le marché secondaire
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Au moins deux fournisseurs du marché secondaire affirment qu’ils auront bientôt des produits domestiques bidirectionnels sur le marché américain, l’un plus tard cette année et l’autre en 2023.
Mais comme certains constructeurs automobiles développent des systèmes de recharge bidirectionnels propriétaires, la question est de savoir si les solutions des fournisseurs pourront s’y connecter, du moins au début. Ce n’est pas une certitude à ce stade, mais il semble que les constructeurs automobiles souhaitent que cela se produise, et des discussions sur la compatibilité sont en cours.
Shawn McLaughlin, PDG d’Emporia Energy, basée au Colorado, a déclaré dans une interview qu’il proposera un chargeur domestique bidirectionnel de 240 volts en vente aux États-Unis, au prix de moins de 1 500 dollars, au cours du second semestre 2023.
Emporia travaille avec BREK Electronics, pionnier dans le développement de transistors en carbure de silicium (SiC), sur l’onduleur de son chargeur bidirectionnel. La société vend actuellement un chargeur domestique de 48 ampères à 399 $ et un système intelligent de gestion de l’énergie domestique, entre autres produits.
McLaughlin a déclaré que l’obtention de la certification du leader mondial de la sécurité électrique UL est le plus grand obstacle pour mettre le produit sur le marché. Tel qu’il est proposé, il s’intégrera au système de gestion de l’énergie pour des fonctionnalités telles que la charge en pause lorsque la climatisation se met en marche.
« Nous sommes super excités », a déclaré McLaughlin. « Il est encore tôt, mais il s’agit d’une évolution naturelle de la technologie — il s’agissait principalement de programmes pilotes. La plupart des grands constructeurs automobiles ont annoncé qu’ils prendraient en charge la recharge bidirectionnelle des véhicules électriques sous une forme ou une autre, notamment Volkswagen, Ford, Chevrolet, Kia et Rivian. Il évolue au moment où nous parlons, et la clé sera de quelle manière chaque fabricant le soutiendra.
Il a déclaré que Tesla était « silencieux » à propos de V2H et V2G, mais il prévoit que la technologie sera éventuellement intégrée à la recharge de l’entreprise.
McLaughlin a déclaré qu’Emporia construit sa technologie bidirectionnelle autour du protocole de communication ISO 15118-20, qui « est en cours de révision finale ». Un calendrier du site Web le montre dans la phase d’approbation. McLaughlin a déclaré que son chargeur pourra recevoir et renvoyer 240 volts à la maison avec 11,5 kilowatts de puissance.
Wallbox North America, une branche d’une société néerlandaise, a déclaré que son prochain chargeur bidirectionnel Quasar 2 sera « entièrement compatible avec les véhicules électriques vendus en Amérique du Nord ». La société a déclaré que Quasar 2 prendrait automatiquement le relais en cas de panne de courant et alimenterait une maison pendant plus de trois jours. Wallbox a récemment lancé son chargeur Pulsar Plus 240 volts 48 ampères à 699 $ (capable de répondre aux commandes vocales Alexa et Google Home) sur le marché américain.
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Étapes préliminaires
Il suffit de regarder le nombre de produits sur le marché pour voir que l’industrie de la charge bidirectionnelle en est à ses tout débuts.
Wallbox a vendu le Quasar 1 à 3 600 $ en Europe, mais la porte-parole Elyce Behrsin a refusé de donner un chiffre de vente réel.
Elle a déclaré que Quasar 1 est compatible avec les véhicules bidirectionnels CHAdeMO, y compris la Nissan Leaf et l’ENV-200, l’hybride rechargeable Mitsubishi Outlander et la Kia Soul. Elle a déclaré que le Quasar 2 de 11,5 kilowatts, qui utilisera le protocole CCS (Combined Charging System) dominant, sera sur le marché américain « au cours du quatrième trimestre de cette année ».
La liste des véhicules électriques sur le marché américain est longue et croissante et Wallbox a déclaré qu’il serait prêt à se synchroniser avec eux.
« Nous travaillons avec des services publics nord-américains, des constructeurs automobiles et d’autres partenaires pour tester et valider Quasar et notre technologie de charge bidirectionnelle afin d’assurer la compatibilité avec les normes électriques régionales et avec les marques et modèles de véhicules électriques vendus en Amérique du Nord », a déclaré la société. « En effet, une partie du succès futur de Quasar et de la recharge bidirectionnelle dépend de la capacité d’un plus grand nombre de véhicules électriques à être bidirectionnels. »
D’autres entreprises travaillent sur la recharge bidirectionnelle des véhicules électriques, notamment Rectifier Technologies, Delta et Nuuve.
Jeff Wandell, responsable des communications EV chez Nissan Motor Corporation, a confirmé que l’entreprise travaillait avec des fournisseurs du marché secondaire.
« Pour le moment, il n’y a pas de produit certifié Nissan disponible sur le marché », a-t-il déclaré. «Cependant, certaines entreprises sont en train de développer et de certifier leur équipement – comme Wallbox – et espèrent être bientôt sur le marché. Nous travaillons activement avec un certain nombre de ces entreprises pour faire avancer cette technologie et la mettre à la disposition des propriétaires de Leaf.
Chris Martin, un porte-parole de l’américain Honda, a déclaré que la société n’avait aucune nouvelle américaine à partager sur la charge bidirectionnelle, mais qu’elle était à l’étude pour l’avenir.
Il y a des développements en Europe, notamment avec les constructeurs automobiles.
Les constructeurs automobiles bougent
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Honda a annoncé en janvier son partenariat avec le consortium V2X Suisse dans le cadre d’un plan qui placera 50 véhicules électriques Honda avec la flotte d’autopartage Mobility de la Suisse sur 40 sites. Équipées d’unités Honda Power Manager, les voitures « offriront une capacité de récupération d’énergie V2G pour Mobility, sur divers sites urbains et suburbains à travers la Suisse ». Les voitures électriques Honda pourront réinjecter 20 kilowatts d’énergie dans le réseau lorsqu’elles seront branchées à la station bidirectionnelle.
À la fin de l’année dernière, Volkswagen a qualifié la recharge bidirectionnelle de « technologie révolutionnaire » qui sera sur tous les ID. modèles avec des batteries de 77 kilowattheures à l’avenir. La société a déclaré que son plan comprend des boîtiers muraux spéciaux DC BiDi et que des mises à jour en direct peuvent être utilisées pour moderniser le système sur des véhicules déjà livrés.
Et, selon un porte-parole de Rivian, « Tous les véhicules R1T et R1S ont des capacités de véhicule à véhicule (V2V) et de véhicule à domicile (V2H). Bien que des capacités de charge bidirectionnelle existent dans les véhicules Rivian, les variables réglementaires et autres variables régionales sont un facteur important pour les futures applications V2G potentielles.
D’autres constructeurs automobiles travaillent sur des systèmes de charge propriétaires, bien qu’ils ne soient pas plug and play.
Le fabricant de démarrage EV Lucid a déclaré en 2020 qu’il travaillait avec une société de recharge appelée QMerit pour une capacité V2G bidirectionnelle dans l’air. Et Ford proposera ce qu’il appelle Intelligent Backup Power sur le prochain camion électrique F-150 Lightning. Ford s’associera également au principal fournisseur photovoltaïque Sunrun sur l’utilisation du stockage d’énergie et de l’énergie solaire pour alimenter les maisons. La Ford Charge Station Pro de 80 ampères sera nécessaire.
« Pour le Lightning, cela ne fonctionnera pas avec un chargeur de niveau II ordinaire », a déclaré Sam Abuelsamid, analyste principal de la mobilité électrique chez Guidehouse Insights à Detroit. « Il ne produit une alimentation de secours que sur les broches CC. Il est conçu pour fonctionner spécifiquement avec un système d’onduleur intelligent qui comprend un commutateur de transfert pour couper l’alimentation du réseau et la retirer du camion en cas de panne de courant, de sorte que l’électricité ne reflue pas vers le réseau. À l’heure actuelle, SunRun est la seule entreprise à proposer un kit compatible pour permettre cela. »
Défis de charge bidirectionnelle
Marc Tarpenning, co-fondateur de Tesla avec Martin Eberhard, souligne que l’alimentation d’une maison à partir d’une voiture nécessite des protocoles de sécurité critiques – ce n’est pas une mince affaire.
Sans protections en place, « la tension que vous mettez dans votre maison se dirigerait vers le poteau électrique de votre rue et allumerait pendant un moment les fils à haute tension à 12 000 volts », a-t-il déclaré. « Si un poseur de lignes travaillait sur ces fils, comme lors d’une panne de courant, vous les tueriez presque instantanément. » Il a ajouté que «la maison doit être totalement déconnectée du réseau avant que toute alimentation ne soit appliquée en interne. Ainsi, votre véhicule électrique pourrait certainement alimenter votre maison, mais les compagnies d’électricité sont très sérieuses en ce qui concerne la configuration des générateurs, en s’assurant qu’elles disposent de commutateurs de « transfert » d’isolation appropriés.
Un autre défi, selon Tarpenning, concerne le système d’onduleur intelligent référencé Abuelsamid. « L’onduleur de votre voiture devra être capable de gérer le » courant d’appel « lorsque vous allumez une maison », a déclaré Tarpenning. « Pendant un instant, la maison tirera une énorme quantité de courant alors que tout s’animera. Ce n’est pas un problème si l’onduleur est conçu pour gérer cela, mais ce sera un changement de conception pour la plupart des onduleurs EV.
Abuelsamid a déclaré que l’électricité CA peut être retirée du Lightning via le système embarqué ProPower avec la sortie optionnelle de 9,6 kilowatts, « mais je suis presque sûr que cela ne fonctionnera pas avec le Quasar. » Les modèles Hyundai, limités à 1,9 kilowatts via un adaptateur qui se branche sur le connecteur J1772, « pourraient être capables de fonctionner avec le Quasar avec une mise à jour logicielle appropriée », a-t-il déclaré. « Je n’ai pas encore vu de détails sur la façon dont Lucid met en œuvre sa capacité bidirectionnelle. »
Ryan O’Gorman, stratège principal de Ford pour les services énergétiques, a déclaré dans un e-mail : « Pour le moment, le F-150 Lightning n’est pas compatible avec d’autres options. Comme nous le comprenons, l’ISO 15118-20 n’est pas encore publiée. Et comme pour les normes de charge ISO et SAE sur le marché aujourd’hui, lorsque cette norme 15118-20 sera publiée – y compris le transfert de puissance bidirectionnel – on pourrait s’attendre à ce que les fabricants (comme Ford) qui ont mis en œuvre des normes acceptées dans le passé prennent en charge ces futures normes. Donc, pour l’instant, la Ford Charge Station Pro devrait être installée avec le système d’intégration domestique qui est disponible à l’achat auprès de Sunrun en 2022. »
Le collègue d’Abuelsamid, Scott Shepard, analyste de recherche principal pour l’énergie chez Guidehouse, a déclaré que le système bidirectionnel de Lucid est basé sur le courant alternatif, Lucid fournissant également l’unité de charge bidirectionnelle en courant alternatif. Il a ajouté que Wallbox a « pris en charge au moins un essai V2G en Europe – Powerloop au Royaume-Uni, exploité par Octopus Energy ». Cet essai, soutenu par le National Grid, implique plus de 130 foyers en Grande-Bretagne.