V2G :où en est la technologie vehicle-to-grid, vehicle-to-home ?

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Notre dernière question vient d'Andy, qui demande :

Un sujet que je ne vous ai pas vu aborder est la technologie V2G et V2H :quel est l'état actuel du jeu, quels sont les problèmes, quels modèles prennent en charge la charge bidirectionnelle, etc.

Étant donné que le prix prévu de certains des modèles coréens sur le point d'arriver avec une autonomie de 400 km est d'environ 1 000 USD/kWh, il est compétitif par rapport au prix par kWh des batteries domestiques. Achetez une grosse batterie et faites-vous jeter une voiture.

Continuez votre excellent travail,

Andy

Salut Andy - tu poses une bonne question - à laquelle il est également difficile de répondre !

V2G (vehicle to grid) et V2H (vehicle to home) sont des technologies potentiellement révolutionnaires qui en sont encore aux tout premiers stades de développement. Donc, la réponse initiale pour ceux qui en savent un peu sur eux et qui souhaitent les mettre en œuvre maintenant, est "pas encore là - et à l'exception des déploiements V2H limités, cela n'arrivera peut-être jamais".

La réponse la plus longue pour ceux qui se demandent ce qu'elles sont et pourquoi elles pourraient changer la donne est donnée ci-dessous, en commençant par Vehicle to Grid.

V2G :

Dans sa forme la plus simple, V2G est un système dans lequel le réseau électrique communique avec un véhicule électrique rechargeable pour réinjecter de l'électricité dans le réseau en période de pointe et/ou d'urgence. (Notez que certaines définitions plus récentes de V2G incluent également la limitation du taux de recharge des véhicules électriques (VE) aux heures de pointe. Cependant, il est probablement préférable de l'appeler séparément "gestion de la demande").

Compte tenu du déploiement potentiel à grande échelle des batteries dans les véhicules électriques, associé au succès des systèmes de stockage de batteries à l'échelle du réseau comme le système Tesla en Australie-Méridionale, il n'est pas étonnant que de nombreuses personnes considèrent les systèmes V2G comme un changeur de jeu pour répondre aux questions autour fiabilité de l'approvisionnement pour les réseaux basés sur les énergies renouvelables.

En fait, les systèmes V2G sont expérimentés par de nombreuses autorités d'approvisionnement à travers le monde - mais aucun n'a encore été déployé sous une forme quelconque au-delà des essais à petite échelle. Et il y a plusieurs raisons à ce hold-up; Le V2G n'est ni aussi simple, ni aussi économique qu'il n'y paraît.

Le premier problème avec la technologie V2G est que les systèmes de communication pour contrôler un tel approvisionnement en énergie dans les deux sens sont compliqués et doivent encore être convenus.

Une autre complication pour parler à la batterie EV à des fins V2G est que les deux principaux systèmes de charge DC EV (CHAdeMO et le système de charge combiné, ou CCS) communiquent avec le véhicule de manière totalement différente.

CHAdeMO utilise CAN (Controller Area Network - le protocole de communication embarqué « standard ») et CCS utilise Power Line Communication (PLC) - qui est le système de communication de réseau standard.

Jusqu'à ce que les systèmes de charge CC s'installent sur un système de communication (ou, d'ailleurs, sur un type de prise standard !) - V2G sera difficile à mettre en œuvre pour tous les véhicules électriques sur la route.

Un deuxième problème avec la technologie V2G est que les batteries EV et les batteries de stockage domestiques sont actuellement des bêtes très différentes.

Les batteries EV sont optimisées pour une charge/décharge rapide, un poids léger et une petite taille, et les systèmes domestiques pour une charge/décharge douce, le poids/taille n'étant effectivement pas pris en compte.

Les batteries des véhicules électriques, en particulier, ont un nombre limité de cycles de charge/décharge avant de commencer à perdre leur capacité à fournir la décharge rapide nécessaire à une bonne accélération.

Pour une utilisation normale :cela équivaut à environ 8 à 10 ans. L'ajout de nombreux cycles de charge/décharge légers via l'utilisation du V2G pourrait réduire considérablement la durée de vie d'une batterie de VE !

Une troisième considération est que les batteries EV ont un très bon potentiel de seconde vie en tant que batteries de stockage domestiques après avoir terminé leur vie dans un EV.

À mesure que les anciennes batteries de véhicules électriques deviennent plus abondantes, cela pourrait réduire considérablement le coût des systèmes de stockage à domicile qui peuvent être construits avec une capacité de charge aller-retour vers/depuis le réseau.

La question devient alors :"pourquoi voudriez-vous utiliser les nouvelles batteries plus chères dans votre VE (et les remplacer plus souvent) par rapport à l'installation d'un système de batterie de stockage V2G/V2H domestique moins cher et spécialement conçu ? ? ”

Une quatrième considération est qu'il devra y avoir une certaine forme de contrôle électronique du système V2G. Cela devra être contenu dans une boîte dans la maison, intégrée dans le véhicule, ou les deux. Quoi qu'il en soit, il s'agit d'un coût supplémentaire en plus du scénario "40 000 $, 40 kWh de batterie avec voiture jetée".

Et pour ajouter encore une autre complication/limitation :les hybrides rechargeables (PHEV) ont souvent des batteries assez petites ; les PHEV n'auraient donc que peu ou rien à offrir aux systèmes V2G.

L'autre partie de votre question concernait les systèmes Vehicle to Home (V2H).

V2H :

C'est là que la batterie EV fonctionne comme un système de stockage de batterie résidentiel et/ou comme alimentation de secours pendant les pannes de réseau à court terme.

Encore une fois - comme pour V2G ci-dessus, si la batterie est régulièrement déchargée/rechargée plus souvent que pour conduire seul - la durée de vie de la batterie du VE sera raccourcie.

Une autre considération en plus des problèmes liés au V2G est que le véhicule électrique peut même ne pas être à la maison et branché lorsqu'il est nécessaire pour un usage domestique ou pour fournir l'alimentation d'urgence !

D'autre part, pour les situations d'intervention d'urgence, les systèmes V2H peuvent être inestimables.

Nissan au Japon propose un tel système. Leur système contrôle la charge du véhicule aux heures de faible demande (gestion de la demande) et prend en charge l'alimentation électrique de la maison en cas de panne du réseau.

Comme la batterie ne sera utilisée qu'en cas d'urgence, le problème d'un trop grand nombre de cycles de charge/décharge supplémentaires est également évité.

Cependant, le tableau de distribution de la maison devra être reconfiguré et un système de contrôle supplémentaire installé à l'intérieur, ainsi que le coût du boîtier du système de contrôle de puissance Nissan lui-même.

En résumé, les systèmes V2G et éventuellement V2H ne deviendront peut-être jamais une « chose » parce que :

  • Ils font vieillir les batteries des véhicules électriques plus rapidement ;
  • Les systèmes de gestion de la batterie des véhicules électriques ne sont pas optimisés pour les besoins de charge/décharge du réseau ;
  • Ils représenteront une solution coûteuse par rapport à la vague à venir de systèmes de batterie domestique V2H (et éventuellement V2G) de seconde vie utilisant des batteries de véhicules électriques obsolètes ;
  • Le coût des systèmes de contrôle V2G (augmentant potentiellement considérablement le coût d'une installation de recharge de voiture) peut ne pas être bien inférieur à celui d'un système de batterie domestique dédié avec le système de contrôle intégré.
  • Les PHEV offrent peu ou pas de capacité d'utilisation avec les systèmes V2G et V2H ;
  • Et enfin, en ce qui concerne les systèmes V2H :le véhicule électrique peut ne pas être à la maison pour fournir des services V2H lorsqu'ils sont nécessaires.

D'autre part, les systèmes V2H qui n'alimentent la maison qu'en cas de panne de courant sont activement pris en charge au Japon et constitueraient un système de sécurité inestimable dans toute zone sujette aux catastrophes naturelles ou aux coupures occasionnelles du réseau.