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Véhicules électriques : principes de base sur les véhicules électriques et les infrastructures de recharge

Pourquoi se procurer un véhicule électrique?

D’ici 2030, les analystes prévoient que près d’un tiers des voitures vendues dans le monde entier seront des véhicules électriques et que 22 millions de véhicules électriques (VÉ) seront sur les routes américaines. Les gens achètent des VÉ en raison des progrès technologiques, de la disponibilité accrue des véhicules et du soutien sociétal pour un avenir à faible émission de carbone. 

Alors pourquoi choisir un modèle électrique? En résumé, les VÉ aident à diminuer l’empreinte carbone en réduisant les émissions et peuvent vous aider à économiser de l’argent en baissant les coûts de carburant et l’entretien des véhicules. De plus, les coûts initiaux peuvent être compensés par le crédit d’impôt fédéral et les incitatifs d’État  et de services publics. Il peut également y avoir des incitatifs locaux supplémentaires qui réduisent les coûts initiaux. 

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Quels sont les avantages des véhicules électriques?

L’achat d’un véhicule électrique peut offrir une multitude d’avantages pour vous et votre communauté :

Faire progresser le développement durable en améliorant la qualité de l’air (les VÉ n’émettent aucune émission de carbone) et en réduisant la dépendance aux combustibles fossiles.

Réaliser des économies de coûts parce que le coût des VÉ continue de baisser par rapport aux véhicules à moteur à combustion interne, les coûts de réparation et d’entretien sont inférieurs grâce à la diminution du nombre de pièces mobiles et des incitatifs financiers nationaux et régionaux sont disponibles.

Préparer l’avenir en s’adaptant ou en respectant les réglementations locales en matière de faibles émissions.

Une meilleure performance de conduite avec une accélération et une réponse plus rapides du véhicule grâce à une construction globale plus légère.

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Quels sont les différents types de véhicules électriques et comment fonctionnent-ils?

Les véhicules électriques hybrides (VÉH) combinent un moteur à combustion interne avec un moteur électrique, qui utilise l’énergie emmagasinée dans une batterie. Les VÉH sont alimentés en essence pour faire fonctionner le moteur à combustion interne et la batterie est chargée par freinage régénératif pour compenser la consommation de carburant.

Les véhicules électriques rechargeables hybrides (VÉRH) sont alimentés par la combinaison d’un moteur à combustion interne et d’un moteur électrique qui repose sur le stockage d’énergie des batteries comme les VÉH. Cependant, les VÉRH peuvent fonctionner en mode entièrement électrique grâce à une batterie plus grande qui peut être branchée à une source d’alimentation électrique. La plupart des VÉRH ont une portée électrique de 32 à 64 kilomètres et peuvent fonctionner à l’essence une fois la batterie épuisée.

Les véhicules électriques à batterie (VÉB) ou les véhicules tout électrique ne consomment pas d’essence du tout. Ils disposent plutôt d’une batterie de grande capacité qui est chargée en branchant le véhicule dans l’équipement de recharge. Ces véhicules offrent une autonomie de conduite typique de 240 à 480 kilomètres.

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Quelles sont les différences entre un véhicule électrique rechargeable hybride et un véhicule électrique à batterie?

Les véhicules rechargeables hybrides combinent la technologie des véhicules à essence et électriques, incorporant à la fois un moteur à combustion interne et un moteur électrique. D’autre part, les véhicules électriques à batterie (VÉB) dépendent uniquement du stockage d’énergie de la batterie. 

Qu’est-ce qu’une infrastructure de recharge de véhicules électriques (IRVÉ)?

L’infrastructure énergétique pour les VÉ implique bien plus que la borne de recharge. Les services publics investissent des milliards de dollars pour déployer une infrastructure de recharge. Au-delà du réseau électrique, il existe de nombreuses implications pour les systèmes énergétiques des maisons et des bâtiments afin de gérer la charge électrique supplémentaire.  

L’électrification des transports nécessite beaucoup plus d’électricité, de sorte que les bornes de recharge pour les voitures électriques peuvent avoir une incidence sur la conception des services publics et des bâtiments ou des réseaux de distribution électrique résidentiels. 

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L’IRVÉ comprend tous les composants de distribution et de contrôle nécessaires pour alimenter en toute sécurité le réseau ou les ressources de production locale jusqu’aux batteries des véhicules électriques. En général, l’IRVÉ comprend une borne de recharge pour véhicules électriques, des composants d’interconnexion avec le réseau électrique, des onduleurs, des dispositifs limiteur de surtensions transitoires, des disjoncteurs et des tableaux de répartition.

De plus, l’utilisation de ressources énergétiques distribuées (RED) comme l’énergie solaire et le stockage par batteries peut contribuer à réduire les coûts énergétiques et l’ajout d’une production d’énergie locale provenant de systèmes photovoltaïques solaires et du stockage de l’énergie peut compenser la charge des services publics et les taux des périodes d’utilisation.

Quelle est la différence entre les bornes de recharge CA et CC?

Les bornes de recharge des VÉ peuvent être sur courant alternatif (CA) ou sur courant continu (CC). Les deux options de recharge ont leur place et chacune vient avec des considérations économiques et d’installation. 

On s’attend à ce que la recharge CA représente les installations publiques les plus importantes au monde jusqu’en 2025. Cependant, la recharge CC fournira un soutien réseau essentiel sur les longues routes comme les autoroutes inter-États, ainsi que le soutien pour les opérations de parcs de véhicules et la recharge dans les destinations les plus populaires.

Les bornes de recharge CA sont généralement utilisées lorsqu’un véhicule peut être stationné pendant une période importante, comme au travail, à l’école, au magasinage ou dans un hôtel.

  • La recharge CA de niveau 1 peut prendre jusqu’à 12 heures et est souvent utilisée dans les endroits où les véhicules se stationnent pendant la nuit.
  • La recharge CA de niveau 2 prend généralement environ 4 heures.

Les bornes de recharge CC sont préférées dans certaines applications et pour des besoins spécifiques, en fonction des itinéraires des véhicules et du temps de présence. Ce type de charge exige plus de puissance et peut fournir une charge complète en aussi peu que 30 minutes.

Les versions actuelles des chargeurs rapides CC ont généralement une demande de puissance de 20 à 350 kW. Cependant, des chargeurs plus puissants sont maintenant disponibles. Une planification minutieuse et une conception de système sont essentielles pour maximiser le rendement du capital investi pour les mises à niveau coûteuses du site associées à l’augmentation de la consommation d’énergie provenant du réseau électrique. 

Comment recharger un véhicule électrique (VÉ)?

Il existe différents types de prises de recharge pour les VÉ, selon qu’elles soient connectées à une borne de recharge CA ou CC. 

Le port d’admission du véhicule et le type de borne déterminent quelle prise peut être utilisée.

Les connecteurs CA sont connus sous le nom de bornes de recharge de niveaux 1 et 2. 

  • Les bornes de niveau 1 (L1) se branchent directement dans une prise CA standard de 120 V fournissant une puissance de sortie moyenne de 1,3 kW à 2,4 kW. Cette puissance de sortie équivaut à une autonomie de 4,8 à 8 kilomètres par heure.
  • Les bornes de niveau 2 (L2) fonctionnent à 208-240 V (1 phase) et la puissance de sortie varie de 3 kW à 19,2 kW de puissance CA. Cette puissance de sortie se traduit par une autonomie de 29 à 45 kilomètres par heure.
  • Le connecteur J1772, développé par la Society of Automotive Engineers et utilisé par tous les grands fabricants automobiles, prend en charge la recharge CA de niveau 1 et CA de niveau 2.

Il existe deux principaux types de connecteurs CC : le système de recharge combiné (CCS) et le modèle CHAdeMO. 

  • Le système de recharge combiné (CCS) combine un connecteur de type 2 avec deux contacts d’alimentation supplémentaires pour permettre une recharge rapide CC (et CA standard).
  • Le modèle CHAdeMO est le nom commercial d’un connecteur pour une recharge rapide et prend en charge uniquement la recharge CC.

Où peut-on recharger un VÉ?

Les bornes de recharge pour véhicules électriques sont disponibles à la maison, au travail et en déplacement vers les épiceries, les bureaux de médecins et les hôpitaux, les centres commerciaux, les aires de stationnement publiques, les hôtels, les entreprises et plus encore. La grande majorité de la recharge se produit à la maison ou dans les installations du parc de véhicules. 

L’avenir est prometteur pour les voitures électriques : l’infrastructure de recharge s’étend rapidement pour fournir aux conducteurs la commodité, l’autonomie et la confiance nécessaires pour répondre aux besoins en matière de transport.

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Combien de temps faut-il pour recharger un véhicule électrique?

Le temps nécessaire pour recharger une voiture électrique peut varier de 30 minutes à plus de 12 heures, selon la taille de la batterie, la vitesse du dispositif de recharge et le type de borne de recharge. Un VÉ typique avec une batterie de 60 kWh prend généralement un peu moins de 8 heures pour se charger de vide à pleine avec une borne de recharge CA de 7 kW. 
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Quelle est la différence entre les kilowatts (kW) et les kilowattheures (kWh) lorsque vous parlez de la recharge d’un VÉ?

La quantité totale d’énergie que peut contenir votre batterie de véhicule électrique est en kWh, tandis que la vitesse à laquelle l’énergie est épuisée en accélérant ou remplacée lors de la charge est en kW (efficacité du carburant et de la recharge). 

  • Le kW mesure la puissance
  • Le kWh mesure l’énergie
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Comment les VÉ soutiennent-ils la transition énergétique? 

La transition vers un avenir plus durable et à faibles émissions de carbone s’accélère, grâce à l’électrification, la décarbonisation et la démocratisation de la production d’énergie. 

L’électrification du transport est essentielle à la transition énergétique. Aujourd’hui, le transport contribue grandement au réchauffement climatique, représentant environ 29 % des émissions de gaz à effet de serre aux États-Unis. La part des émissions de gaz à effet de serre provenant des transports et l’empreinte carbone géante en font un segment exceptionnellement important à décarboniser. Cela rend l’adoption des VÉ essentielle à la transition énergétique et le passage de notre monde vers des ressources énergétiques durables et à faible teneur en carbone. 

L’énergie d’aujourd’hui circule dans le réseau dans plus de directions et dans plus d’appareils que jamais auparavant. Et bien que cette décentralisation crée plus de complexité et de défis, elle crée également de nouvelles occasions. Chez Eaton, nous avons adopté une approche de transition énergétique qui consiste à mettre Tout dans le même réseau, et ce, en créant des systèmes énergétiques flexibles qui soutiennent un avenir à faible émission de carbone, renforcent la résilience, réduisent les coûts énergétiques et créent de nouvelles sources de revenus. 

Alors que les VÉ augmenteront la demande en électricité, les services publics et les partenaires de l’industrie transforment l’élément qui permet le transport à faible émission de carbone : les batteries. Déplacer des batteries de charges simples sur le réseau vers un stockage d’énergie intelligent qui peut créer de nouvelles possibilités pour mieux gérer les charges d’énergie, équilibrer le réseau et aider à maintenir l’électricité pendant les pannes.