C’est ainsi que l’on gagne de l’argent avec la recharge rapide des voitures électriques.

La puissance maximale d’un chargeur n’est qu’une partie de l’équation. Pour l’opérateur, ce qui compte, c’est le nombre de voitures qu’il peut servir, l’énergie qu’il vend et dans quelle mesure il utilise réellement la puissance dont il dispose.

Lorsqu’une entreprise annonce une nouvelle station de recharge rapide, l’un des chiffres qui attire le plus l’attention est la puissance de ses chargeurs : 150, 200, 300, 350 ou même 400 kW.

À première vue, cela semble simple. Plus il y a de kW, meilleure est la station.

Mais pour comprendre comment fonctionne réellement le secteur de la recharge publique, il faut regarder au-delà de ce chiffre. Une station ne gagne pas d’argent simplement parce que son chargeur affiche une forte puissance en kilowatts. Elle a besoin que des voitures arrivent, qu’elles puissent se connecter, qu’elles restent chargées et, surtout, qu’elles consomment de l’énergie.

Et c’est là qu’apparaît une question qui change considérablement la façon de comprendre ces installations : il peut être plus intéressant de disposer de nombreux points capables de partager intelligemment une certaine puissance que d’installer peu de chargeurs pouvant fournir des chiffres énormes en kW.

C’est précisément ce qu’a révélé une analyse menée par Kempower sur des stations publiques connectées à sa plateforme ChargEye en Amérique du Nord. Selon ses données, le nombre de connecteurs présente un rapport avec l’utilisation des stations environ trois fois supérieur à la puissance totale installée.

Pour comprendre pourquoi cela se produit, il faut d’abord distinguer deux concepts fondamentaux.

Les kW indiquent la vitesse ; les kWh représentent l’énergie que la station finit par vendre.

Un chargeur de 300 kW peut, dans certaines conditions, fournir de l’énergie à la voiture à une puissance maximale de 300 kilovatts.

Cependant, les kW mesurent la puissance, c’est-à-dire la rapidité avec laquelle cette énergie peut être transférée.

Les kWh, en revanche, mesurent la quantité d’énergie fournie.

Pour le dire simplement, les kW seraient quelque chose comme le débit maximal qui peut sortir d’un robinet, tandis que les kWh représentent la quantité d’eau qui est finalement passée par lui.

Pour une entreprise qui gère une station de recharge, cette différence est fondamentale.

Votre entreprise dépend dans une large mesure de l’énergie que vous parvenez à fournir et à vendre aux véhicules qui passent par vos installations. De plus, vous devez amortir les chargeurs, les travaux civils, les transformateurs, l’électronique de puissance, la connexion électrique, la maintenance, la location du terrain ainsi que les autres coûts associés à la station.

C’est pourquoi disposer d’une installation capable d’offrir une très grande puissance mais de l’utiliser seulement quelques heures par jour peut s’avérer être une mauvaise affaire.

Les analyses économiques du National Renewable Energy Laboratory (NREL), l’un des principaux centres de recherche du Département de l’Énergie des États-Unis en matière d’énergies renouvelables, d’efficacité énergétique et de transport durable, montrent précisément que l’utilisation est l’un des facteurs clés dans l’économie d’une infrastructure de recharge rapide. Plus une installation à forte puissance est peu utilisée, plus il devient difficile de répartir ses coûts sur les kWh qu’elle fournit finalement.

Imaginons une station disposant de 600 kW

C’est là que l’on comprend le mieux cela à l’aide d’un exemple.

Supposons qu’un opérateur dispose d’une installation capable de fournir 600 kW de puissance totale.

Il pourrait la concevoir, de manière très simplifiée, de deux manières.

La première consisterait à installer deux points capables de fournir jusqu’à 300 kW chacun.

Si deux voitures capables de charger à cette puissance arrivent, en théorie elles pourraient se partager les 600 kW disponibles.

Mais seuls deux véhicules peuvent être chargés simultanément.

Imaginons maintenant une autre possibilité.

Le même opérateur conserve ces 600 kW de puissance totale, mais installe six points de charge et utilise un système capable de répartir dynamiquement la puissance entre eux.

Il n’est plus nécessaire que 100 kW soient réservés en permanence pour chaque voiture.

Le système observe ce dont chaque véhicule a besoin à chaque instant et distribue les 600 kW disponibles entre tous.

Il peut y avoir, par exemple, une voiture recevant 180 kW, une autre 140 kW, une autre 100 kW, une autre 80 kW, et deux autres utilisant des puissances inférieures.

Les chiffres précis ne sont que des exemples illustratifs, mais ils aident à comprendre le principe : la puissance appartient à la station et c’est le système qui décide comment la répartir entre les véhicules connectés.

Si seuls deux véhicules sont présents et que tous deux peuvent accepter une grande puissance, ils peuvent recevoir une part considérable de ces 600 kW.

Si d’autres véhicules arrivent, la puissance est répartie entre eux.

L’essentiel est que les véhicules n’ont pas besoin de leur puissance maximale en permanence.

C’est là que apparaît le deuxième élément fondamental.

Un véhicule qui affiche une puissance maximale de recharge de 250 kW n’utilise pas nécessairement 250 kW du moment où il se connecte jusqu’à ce que la charge soit terminée.

En fait, il ne le fait généralement pas.

La batterie peut atteindre cette puissance maximale pendant une certaine partie de la session, mais elle commence ensuite à la réduire.

C’est ce que l’on appelle la courbe de charge.

Un véhicule peut commencer par recevoir 220 kW, passer ensuite à 180 kW, puis à 130 kW, et finir par utiliser des puissances bien plus faibles à mesure que le niveau de charge de la batterie augmente.

La température, le niveau initial de la batterie, son système de refroidissement ainsi que l’architecture électrique du véhicule influencent également cette courbe.

Cela entraîne une situation intéressante.

Si une station réserve en permanence 300 kW pour une voiture qui ne demande à ce moment-là que 100 kW, une partie de cette capacité disponible peut rester inutilisée.

Avec une architecture de puissance distribuée, cette capacité peut être attribuée à une autre voiture.

Et lorsque ce deuxième véhicule commence à réduire sa demande, cette puissance peut être redirigée vers un troisième.

Le chargeur n’est plus une île

C’est l’une des différences fondamentales entre une installation composée de chargeurs indépendants et une autre basée sur une architecture d’énergie partagée.

Dans le premier cas, chaque chargeur peut disposer de sa propre électronique d’alimentation et d’une capacité déterminée.

Dans le second, plusieurs points de charge peuvent être alimentés depuis une infrastructure commune qui distribue l’énergie disponible en fonction des besoins de chaque véhicule.

Kempower, par exemple, commercialise actuellement des systèmes dans lesquels une unité d’énergie de 600 kW peut alimenter jusqu’à 12 points de charge, en distribuant dynamiquement la capacité entre eux.

Cela ne signifie pas que douze véhicules puissent recevoir simultanément 600 kW chacun.

Cela signifie exactement le contraire : il existe une certaine quantité de puissance disponible qui est partagée de manière intelligente entre de nombreux véhicules.

D’un point de vue de l’opérateur, cela permet d’essayer d’utiliser plus longtemps la capacité déjà installée.

Plus de voitures connectées peuvent signifier plus de kWh vendus

Revenons à notre exemple.

Une station avec deux points de 300 kW peut servir au maximum deux voitures en même temps.

Si quatre véhicules arrivent, deux devront attendre, même si les voitures qui se chargent n’utilisent pas constamment les 300 kW que pourraient fournir les chargeurs.

Dans une installation avec six points et 600 kW partagés, les quatre pourraient se connecter.

Peut-être que aucun véhicule ne reçoit en permanence 300 kW, mais la station pourrait fournir une proportion bien plus importante de ses 600 kW totaux.

Et, pour les affaires, c’est très important.

Un plus grand nombre de véhicules connectés peut signifier davantage de sessions de charge, un usage plus prolongé de l’infrastructure et une quantité supérieure d’énergie fournie au cours de la journée.

Cela aide à expliquer les résultats publiés par Kempower. Dans les stations américaines étudiées par l’entreprise, celles qui utilisaient la charge distribuée ont enregistré, en moyenne, un usage 83 % supérieur par rapport aux installations dotées de configurations de puissance fixes.

C’est précisément l’argument commercial de l’entreprise : permettre à une même infrastructure électrique d’accueillir simultanément plus de voitures et de fournir plus d’énergie.

Cela peut également être avantageux pour le conducteur, même s’il ne charge pas toujours à la puissance maximale possible.

D’un point de vue utilisateur, la situation est différente.

Imaginons que nous sommes en déplacement et que nous pouvons choisir entre deux stations de recharge.

La première dispose de deux chargeurs de 300 kW chacun.

La seconde compte six prises qui partagent dynamiquement 600 kW au total.

Si nous arrivons à la première et que les deux chargeurs sont occupés, disposer de 300 kW ne nous sert à rien ; nous devrons attendre.

À la seconde, nous avons beaucoup plus de chances de trouver une prise libre et de commencer à recharger immédiatement.

Il se peut que notre voiture reçoive 150 ou 180 kW au lieu des 250 kW qu’elle pourrait atteindre dans des conditions idéales.

Mais commencer à charger immédiatement à 150 kW peut nous faire terminer notre trajet plus tôt que si nous attendions 15 minutes pour accéder ensuite à un chargeur de 300 kW.

C’est pourquoi, pour le conducteur, la puissance maximale ne suffit pas à elle seule à indiquer la qualité d’une station.

Mais cela ne signifie pas pour autant que la puissance cesse d’être importante

Il serait erroné d’aller dans l’autre extrême.

La solution ne consiste pas simplement à installer des dizaines de connecteurs et à répartir entre eux une puissance insuffisante.

Si une station dispose de 600 kW disponibles et que de nombreux véhicules capables d’accepter une puissance élevée arrivent en même temps, il faudra répartir cette capacité, ce qui peut entraîner une diminution de la vitesse de charge individuelle.

De plus, les voitures électriques les plus récentes améliorent rapidement leurs performances de recharge.

Les architectures à 800 volts et les nouvelles générations de batteries permettent de maintenir des puissances de plus en plus élevées pendant une grande partie de la session de charge.

Dans les zones à forte demande, en particulier pour les déplacements de longue distance, disposer d’une puissance totale suffisante restera essentiel.

C’est pourquoi la question ne devrait pas se poser en termes de choix entre puissance et nombre de prises.

Le point clé réside dans trouver l’équilibre entre ces deux variables.

Une station de recharge ressemble de moins en moins à une station-service

Il existe également une différence fondamentale par rapport au ravitaillement traditionnel.

Lorsqu’une voiture entre dans une station-service, le pompiste fournit du carburant à un rythme relativement constant et prévisible.

Au niveau de la recharge électrique, chaque voiture se comporte différemment.

Une voiture peut demander 250 kW.

Celle qui se trouve à côté n’en demande que 80 kW.

Cinq minutes plus tard, la première peut avoir réduit sa demande à 150 kW tandis qu’une troisième voiture arrive, prête à recevoir plus de 200 kW.

La station doit gérer en permanence ces demandes tout en essayant d’exploiter au mieux la capacité de connexion dont elle dispose.

Cela fait de la gestion énergétique et du logiciel une partie de plus en plus importante d’une station de recharge rapide.

Il convient également de se rappeler que Kempower a un intérêt commercial évident pour cette conclusion.

L’entreprise vend justement des systèmes de charge distribuée, et l’analyse provient de stations américaines connectées à sa propre plateforme ChargEye. Ses résultats montrent en outre une corrélation, mais pas le fait que l’installation de plus de connecteurs entraîne automatiquement une utilisation accrue.

Une station disposant de huit points peut enregistrer une utilisation plus élevée simplement parce qu’elle est située dans un endroit où la demande est bien supérieure à celle d’une station dotée de deux points seulement.

C’est pourquoi ces données ne devraient pas être interprétées comme une recette universelle.

Cependant, elles servent à soulever une question qui deviendra de plus en plus importante à mesure que le parc de voitures électriques grandira.

La meilleure station n’est pas nécessairement celle qui affiche le chiffre le plus élevé en kW.

Jusqu’à présent, nous avons appris à comparer les charges rapides en nous concentrant principalement sur un chiffre :

150 kW.

250 kW.

350 kW.

400 kW.

Mais une station de charge est bien plus complexe.

Pour savoir si elle est bien conçue, il faudrait également connaître sa puissance totale disponible, le nombre de prises, la manière dont cette puissance est répartie, ce qui se passe lorsque toutes les prises sont occupées, sa disponibilité réelle et la quantité d’énergie qu’elle peut fournir au cours de la journée.

Pour l’opérateur, ces variables déterminent l’efficacité de son investissement.

Pour l’utilisateur, elles peuvent influencer quelque chose de encore plus simple : savoir s’il peut arriver, se connecter et continuer son trajet ou s’il doit attendre que l’autre véhicule ait fini.

C’est ce qui explique pourquoi une station disposant de six ou huit points correctement dimensionnés peut, dans certaines conditions, s’avérer plus utile et également plus rentable qu’une autre ne comptant que deux chargeurs capables d’afficher une puissance maximale impressionnante.