Concevoir et réaliser des bornes de recharge pour véhicules électriques (VE) est une tâche complexe. Il existe plusieurs fabricants et composants de système différents pour garantir une expérience de charge sûre et réussie. Spécifiquement pour les stations de charge rapide en courant continu (DCFC), un ingénieur peut concevoir le site de différentes manières en fonction des performances de charge souhaitées, du budget du projet et de la capacité électrique disponible.
En fin de compte, il existe trois types d'architectures de site DCFC :tout-en-un, système divisé et batterie intégrée. Chacun a ses avantages et ses inconvénients, notamment le coût de l'équipement, les performances de charge et la complexité de l'installation.
Cet article détaillera les différences entre les trois conceptions d'architecture de site DCFC et détaillera laquelle est la mieux adaptée à certaines situations.
Un DCFC tout-en-un, comme son nom l'indique, contient les modules d'alimentation dans la même unité que le distributeur de charge. Ce type de DCFC est très économe en espace car il ne nécessite pas d'armoire d'alimentation séparée pour les modules d'alimentation (augmente la puissance du réseau) et les redresseurs (convertit le courant alternatif (AC) en courant continu (DC)). De plus, une unité tout-en-un est généralement moins chère que les autres types de DCFC.
DCFC tout-en-un L’inconvénient d’une unité tout-en-un est qu’elle est généralement limitée en puissance. Cela peut varier d'un fabricant à l'autre, mais en général, la puissance maximale est limitée à environ 25-240 kW. Un autre inconvénient est que l’énergie ne peut pas être partagée entre une chaîne de DCFC adjacents pour gérer la charge ou optimiser l’énergie du site.
Les modèles populaires de DCFC tout-en-un sont la série ABB Terra, le Tritium PKM150 et l'Autel MaxiCharger DC Fast. Les prix des DCFC tout-en-un commencent autour de 50 000 $.
Contrairement à un DCFC tout-en-un, un système divisé, parfois appelé système distribué, comprend une armoire d'alimentation et un distributeur de charge séparés. Bien que cette architecture de site utilise plus d'espace et coûte plus cher qu'une architecture tout-en-un, elle est mieux adaptée aux sites qui nécessitent des performances de charge élevées ainsi que la possibilité d'optimiser la puissance disponible sur plusieurs chargeurs via la gestion de charge. Généralement, une seule armoire électrique peut être connectée à jusqu'à quatre distributeurs de charge. La puissance peut être modulée via un système de gestion de charge sur chacun des quatre distributeurs de charge connectés afin de ne pas surcharger l'armoire électrique et/ou l'appareillage de commutation. Grâce à une architecture DCFC à système divisé, les hôtes du site peuvent garantir que les véhicules électriques reçoivent autant d'énergie que celle fournie au site, quel que soit l'endroit où ils se branchent.
Système divisé DCFC De plus, étant donné que les armoires d'alimentation peuvent être dimensionnées en fonction des besoins du site, elles peuvent fournir plus de puissance qu'un DCFC tout-en-un classique. En conséquence, de nombreuses armoires électriques peuvent produire 600 kW sur plusieurs distributeurs. De plus, certains fabricants ont conçu leurs armoires de puissance pour qu'elles soient reliées entre elles afin de répartir l'énergie encore plus efficacement. Au total, les DCFC à système divisé sont capables de fournir plus de 350 kW par distributeur, ce qui représente actuellement la puissance de sortie la plus élevée pour les véhicules électriques légers.
Un système divisé DCFC est très populaire pour les nouvelles installations, en particulier pour les aires de repos sur autoroute ou les emplacements commerciaux. Les modèles DCFC à système divisé notables incluent le Chargepoint Express Plus, le BTC Gen4 Split System et le Kempower Distributed DCFC. Les prix des DCFC à système divisé commencent autour de 80 000 $.
Enfin, le DCFC intégré à la batterie résout un problème spécifique qui peut poser problème aux hébergeurs de sites DCFC. Les fournisseurs de services publics d’électricité facturent des frais de demande aux clients qui dépassent un certain seuil de puissance à un moment donné au cours d’un cycle de facturation. Pour les sites DCFC, cela peut facilement s’élever à des centaines ou des milliers de dollars par mois en fonction de la quantité d’énergie consommée à un moment donné. Même si une borne de recharge consomme 350 kW seulement pendant une minute en un mois, l'hébergeur du site se verra facturer des frais de demande pour cette augmentation de puissance.
Batterie intégrée DCFC Pour éviter ces frais de demande, une batterie peut être utilisée comme médiane entre la connexion au service public et le distributeur de charge. En ralentissant la charge de la batterie, l’hébergeur du site peut éviter les frais de demande. Lorsqu'une session de charge a lieu, la batterie et l'équipement de charge peuvent augmenter la puissance pour fournir l'électricité demandée au VE. Un autre avantage de ce type de DCFC est que, la connexion au réseau étant relativement minime, ils peuvent souvent être installés sur des sites sans nécessiter de mise à niveau du service électrique. Cela seul peut permettre d’économiser des dizaines de milliers de dollars.
Bien que la batterie puisse être installée en tant qu'unité distincte du DCFC, elle peut également être intégrée au DCFC. Un DCFC intégré à la batterie adopte l’approche d’un DCFC tout-en-un et élargit l’encombrement pour inclure une batterie. Bien qu'un DCFC intégré à la batterie évite les frais de demande, il nécessite plus d'espace qu'un DCFC tout-en-un conventionnel (mais moins qu'un DCFC à système divisé).
De plus, parmi les trois types différents de DCFCS, ils sont les plus chers. Cela est dû à la grande batterie située à l’intérieur de l’unité de chargement. Un autre inconvénient d'un DCFC intégré à la batterie est qu'une fois la batterie complètement déchargée, le DCFC n'est capable de charger les véhicules électriques qu'à son niveau de puissance de connexion au réseau, qui est généralement d'environ 30 kW. Les fabricants affirment que ces types de DCFC peuvent charger jusqu'à 20 véhicules électriques par jour.
Les batteries des DCFC intégrés à la batterie vont de 160 kWh à 466 kWh. En ce qui concerne la puissance, les DCFC intégrés à la batterie peuvent fournir environ 200 kW à un véhicule électrique. Les modèles populaires incluent le Freewire Boost 200 et la série XCharge Net Zero. Les prix des DCFC intégrés à la batterie commencent autour de 170 000 $.
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