De nombreux opérateurs ont été hésitants à choisir l'équipement pour construire des stations de recharge. En tant que deux formes différentes d'installations de recharge de véhicules électriques, les stations de recharge et les bornes de recharge servent chacune des objectifs techniques et des scénarios d'application différents. Bien qu'elles soient souvent mal comprises comme le même concept, elles diffèrent considérablement en termes de conception, d'applications fonctionnelles, d'avantages et d'inconvénients. Maruikel a trié et résumé ces différences pour aider les opérateurs à sélectionner l'équipement de recharge qui leur convient.

Définitions des bornes de recharge et des piles de recharge

Les bornes de recharge pour véhicules à énergie nouvelle sont comme des « stations-service » pour les véhicules électriques, mais elles fournissent de l'électricité plutôt que de l'essence.

Il est généralement installé dans des bâtiments publics, des parkings, des centres commerciaux, des stations de recharge pour véhicules en service, et des lieux privés tels que des communautés résidentielles. Les bornes de recharge peuvent être classées en bornes de recharge AC et bornes de recharge DC selon le type de recharge. Les bornes de recharge AC ont un faible courant de charge et un long temps de charge (généralement de 7 à 10 heures), ce qui est une charge lente et convient aux espaces de stationnement dans les zones résidentielles et les bureaux. Les bornes de recharge DC sont principalement utilisées pour la recharge publique. Elles convertissent l'énergie AC en énergie DC, ont un temps de charge court (une à deux heures), ce qui est une charge rapide, et conviennent aux lieux publics où une recharge rapide est nécessaire.

Une pile de charge est un cluster de sources d'alimentation à grande échelle spécifiquement conçu pour répondre aux demandes de charge à grande échelle, telles que dans de grands parkings ou des entreprises. La pile de charge peut convertir l'alimentation CA en alimentation CC et est équipée de plusieurs modules de charge qui peuvent servir plusieurs véhicules électriques simultanément. Son design vise à utiliser efficacement les modules d'alimentation et à allouer rationnellement la puissance de charge, répondant aux besoins de charge de différents modèles de véhicules, et améliorant l'efficacité de conversion de charge et l'utilisation des équipements.

Structures de composition des bornes de recharge et des piles de recharge

(1) Alimentation électrique : La borne de recharge doit être connectée à une source d'alimentation pour fournir de l'électricité. La source d'alimentation peut provenir du réseau électrique ou de dispositifs d'énergie verte tels que des panneaux solaires.

(2) Panneau de commande : Le panneau de commande est la partie centrale de la borne de recharge. Il peut réaliser le contrôle et la surveillance de la borne de recharge, y compris le calcul de la puissance, l'arrêt automatique, le contrôle de la vitesse de charge, etc.

(3) Interface de recharge : L'interface de recharge est le connecteur entre la borne de recharge et le véhicule électrique, à travers lequel l'échange d'informations et la transmission de puissance peuvent être effectués. Il existe deux types d'interfaces de recharge : la recharge rapide CC et la recharge lente CA.

(4) Barrière de protection : La barrière de protection est un dispositif de sécurité physique qui peut protéger la borne de recharge et l'équipement de recharge contre les impacts de l'environnement extérieur, tels que les intempéries et l'humidité !

(5) Boîtier : Le boîtier est l'emballage extérieur de la borne de recharge. Il peut protéger l'équipement interne de la borne de recharge contre les dommages causés par l'environnement extérieur et joue également un rôle esthétique et décoratif.

(6) Cadre de support : Le cadre de support est un dispositif utilisé pour soutenir l'interface de charge. Il est généralement fixé sur la borne de recharge et peut ajuster la hauteur et l'angle de l'interface de charge pour s'adapter à différents modèles de véhicules.

(1) Unité d'énergie : C'est la partie de base de la borne de recharge, responsable de la conversion du courant alternatif en courant continu pour la recharge des véhicules électriques.

(2) Contrôleur de charge : Contrôle tous les aspects du processus de charge pour assurer la sécurité et l'efficacité de la recharge.

(3) Système de surveillance : Surveille en temps réel des paramètres tels que la tension de la batterie, le courant et la température pendant le processus de charge pour assurer la sécurité de la recharge.

(4) Système de planification énergétique : Gère le flux d'énergie global de la borne de recharge et optimise l'efficacité de la recharge.

(5) Système de communication : Connecte la borne de recharge au serveur cloud pour permettre la surveillance et la gestion à distance, améliorant ainsi le niveau d'intelligence et de numérisation de la borne de recharge.

(6) Système de refroidissement : Maintient la température interne normale de la borne de recharge pour éviter que la surchauffe n'affecte l'efficacité de la recharge et la durée de vie de l'équipement.

Principes de fonctionnement des bornes de recharge et des piles de recharge

Le principe de fonctionnement de la borne de recharge implique principalement deux aspects : la conversion de puissance et la transmission.

(1) Conversion de puissance : La partie centrale de la borne de recharge est un convertisseur qui transforme le courant du réseau en courant continu. Le convertisseur convertit le courant alternatif du réseau en courant continu, qui est ensuite transmis à la batterie du véhicule électrique via le câble de recharge.

(2) Méthode de transmission : Il existe deux méthodes principales de transmission de puissance : la transmission filaire et la transmission sans fil. La transmission filaire consiste à transmettre le courant du réseau à la batterie du véhicule électrique par un câble ; la transmission sans fil consiste à transmettre la puissance à la batterie du véhicule électrique par un champ magnétique. Actuellement, la technologie de transmission sans fil est encore en phase de recherche et développement et n'a pas encore été largement appliquée.

La pile de chargement est principalement composée d'un module de chargement, d'un module de surveillance, d'un module de gestion de l'énergie et d'un module de communication. Ces modules coopèrent entre eux pour accomplir la tâche de chargement intelligent. Le module de surveillance surveille des paramètres tels que la tension, le courant et la température du module de batterie en temps réel, et ajuste la sortie du module de chargement en fonction de ces paramètres pour garantir un chargement sûr selon les besoins du module de batterie à l'extrémité du véhicule. Le module de communication est connecté au serveur cloud pour réaliser une surveillance et une gestion à distance, améliorant ainsi l'intelligence et la numérisation de la pile de chargement.

Le module de charge est le composant central de l'équipement de charge CC pour véhicules électriques. Sa fonction principale est de convertir le courant alternatif du réseau électrique en courant continu pour la charge de la batterie. C'est également la partie la plus précieuse de l'industrie des bornes de recharge, représentant environ 50 % du coût de la borne de recharge complète.

Scénarios d'application des bornes de recharge et des piles de recharge

Lieux publics :

En tant que l'un des principaux scénarios d'application des bornes de recharge, les lieux publics tels que les parkings, les stations-service et les centres commerciaux connaissent un flux important de personnes et de véhicules, ce qui entraîne une forte demande de recharge pour les véhicules électriques. L'installation de bornes de recharge dans les lieux publics peut non seulement répondre aux besoins de recharge des utilisateurs de véhicules électriques, mais aussi contribuer positivement au développement durable de la ville.

Zones résidentielles :

Les zones résidentielles telles que les communautés, les appartements et les villas. Installer des bornes de recharge dans ces zones résidentielles peut non seulement offrir un grand confort aux résidents, leur permettant de charger facilement leurs véhicules électriques, mais aussi améliorer considérablement la qualité de vie des résidents. En déployant des bornes de recharge dans les zones résidentielles, les résidents peuvent éviter de parcourir de longues distances pour trouver des stations de recharge publiques, ce qui leur fait gagner du temps et de l'énergie. De plus, cette commodité peut également encourager davantage de résidents à choisir des véhicules électriques comme moyen de mobilité quotidien, favorisant ainsi des déplacements respectueux de l'environnement et réduisant les émissions de carbone.

Zones de bureaux et de production :

Les lieux tels que les bâtiments gouvernementaux, les entreprises, les usines, les hôpitaux et les écoles ont également besoin de bornes de recharge car il y a beaucoup de monde et de véhicules électriques. L'installation de bornes de recharge dans ces lieux peut non seulement permettre aux employés ou aux utilisateurs de recharger leurs véhicules électriques, mais aussi répondre à leurs besoins de déplacement domicile-travail, de déplacements professionnels, de travail de bureau et de production.

Autoroutes, ports et aéroports, etc. avec un flux de population dense et rapide : Les bornes de recharge peuvent fournir des services de recharge rapide pour les véhicules électriques, atténuant ainsi l'anxiété liée à l'autonomie des véhicules électriques, par exemple une recharge de 5 minutes peut permettre au véhicule de parcourir 200 kilomètres.

Zones commerciales : Les bornes de recharge peuvent jouer pleinement le rôle de la recharge intelligente pour les VTC et la recharge publique autour des villes. La vitesse de recharge peut être rapide ou lente, et les utilisateurs peuvent choisir en fonction de leurs besoins réels.

Autres scénarios d'application : Les bornes de recharge peuvent également être utilisées dans les zones commerciales, les zones résidentielles, etc., et des piles de petite puissance peuvent être utilisées pour réaliser la recharge par roues, la recharge ordonnée, etc., et peuvent également être combinées avec le stockage d'énergie pour réaliser un système intégré PV-stockage-recharge.

Les bornes de recharge et les piles de recharge sont toutes deux des installations de recharge pour véhicules électriques. Il y aura inévitablement des chevauchements dans leurs scénarios d'application, mais en général, les bornes de recharge conviennent aux utilisateurs individuels ou aux petits sites, tandis que les piles de recharge sont plus susceptibles d'être appliquées dans les zones à forte demande de recharge, telles que les grands parkings et les aires de service d'autoroute.

Avantages et inconvénients des bornes de recharge et des piles de recharge

(1) Avantages :

Facile à utiliser : Les bornes de recharge prennent en compte les besoins de nombreux utilisateurs individuels, de sorte que l'installation et l'utilisation des bornes de recharge sont relativement simples et peuvent répondre aux besoins de recharge de base. Cependant, le processus d'installation implique la sécurité électrique, l'accès à l'alimentation, la connexion à la terre et d'autres opérations. Il est recommandé de faire appel à du personnel possédant des connaissances et une expérience professionnelles pour l'installation.

Coût faible : Comparé aux bornes de recharge, les coûts de R&D et de production des bornes de recharge sont plus faibles. Ces facteurs entraînent un prix unitaire relativement bas des bornes de recharge, ce qui est plus adapté à une installation dans les parkings, les zones résidentielles et autres lieux.

(2) Inconvénients :

Compatibilité limitée : La puissance des bornes de recharge est fixe et ne peut pas répondre aux besoins de recharge de différents modèles de véhicules. Lorsqu'un véhicule avec une faible demande de puissance est connecté à une borne de recharge haute puissance, cela entraîne un gaspillage inutile d'énergie électrique ; inversement, lorsqu'un véhicule haute puissance est rechargé sur une borne de recharge basse puissance, il ne peut pas réaliser pleinement son potentiel de recharge rapide et le temps de recharge sera considérablement prolongé. Cette solution de recharge "taille unique" limite la large applicabilité et l'expérience utilisateur des bornes de recharge.

Faible adaptabilité : Avec le développement rapide de la technologie des batteries, les véhicules électriques évoluent vers une plateforme haute tension. Néanmoins, la puissance des bornes de recharge étant fixe, pour répondre aux besoins de recharge des futurs véhicules électriques, il n'est possible que de réinvestir et de remplacer l'ensemble de la borne.

Faible efficacité : Comparés aux chargeurs rapides (charging stacks), les bornes de recharge (charging piles) présentent un certain écart en termes d'efficacité de charge. Cela est principalement dû au fait que les chargeurs rapides adoptent généralement une technologie de charge et des algorithmes d'optimisation plus avancés, qui peuvent gérer plus efficacement la distribution et la transmission de l'énergie électrique et réduire les pertes d'énergie. En raison des limitations de conception et de configuration, les bornes de recharge ne peuvent souvent pas atteindre le même niveau de charge à haute efficacité que les chargeurs rapides.

(1) Avantages :

Demandes de recharge diverses : Lorsqu'une borne de recharge doit fournir des services de recharge pour plusieurs modèles différents de véhicules électriques en même temps, la pile de recharge peut s'adapter à divers besoins de recharge car elle est équipée de têtes de recharge de différentes spécifications sans avoir besoin de remplacer ou d'ajouter d'équipement supplémentaire.

Haute efficacité et recharge rapide : La pile de recharge utilise une technologie de recharge efficace pour charger les véhicules électriques rapidement et en toute sécurité, améliorant ainsi l'efficacité de la recharge. Surtout lorsque les véhicules électriques ont un besoin urgent de recharge rapide, la haute efficacité de la borne de recharge peut répondre à cette demande.

Conception modulaire : La conception modulaire de la borne de recharge rend sa composition flexible, et des cellules de batterie peuvent être ajoutées ou retirées selon les besoins réels pour ajuster la quantité de stockage d'énergie. Cette conception rend la borne de recharge plus pratique et économique lors de l'expansion et de la mise à niveau.

Faible encombrement : Dans les centres urbains ou les zones à espace limité, la conception modulaire de la borne de recharge permet la construction de stations de recharge dans des espaces relativement restreints, optimisant ainsi l'utilisation des ressources foncières.

Charge simultanée multi-canaux : La pile de recharge peut prendre en charge la charge simultanée multi-canaux pour différents modèles de véhicules, améliorant le taux d'utilisation et l'efficacité du service de la station de recharge. En revanche, la borne de recharge intégrée peut uniquement fournir des services de recharge pour un seul modèle de véhicule, limitant ainsi son champ d'application.

Réglage intelligent : La pile de recharge peut réaliser un réglage intelligent de la puissance de sortie de chaque terminal pour répondre aux besoins de recharge de différents modèles de véhicules. Cette fonction de réglage intelligent peut améliorer l'efficacité de la recharge et réduire la consommation d'énergie.

(2) Inconvénients :

Coût élevé : Le coût de fabrication de la borne de recharge est plus élevé que celui d'une borne de recharge intégrée. Premièrement, le coût des câbles est élevé. La borne de recharge utilise une distribution d'alimentation CC, et le câble utilisé doit être épais pour tenir compte de l'adaptabilité de la recharge de la borne. Deuxièmement, le coût de l'équipement de la borne de recharge elle-même est élevé.

Maintenance peu pratique : Si la pile de recharge tombe en panne, tous les pistolets de recharge ne peuvent pas être utilisés, de sorte que la place de parking ne pourrait pas fonctionner normalement. La pile de recharge a un taux de défaillance plus élevé et est moins mature et stable que la machine intégrée.

Bien que les normes telles que l'interface de la borne de recharge aient été unifiées, le problème de la "compatibilité ascendante" n'a pas été résolu efficacement. Avec les progrès continus de la technologie des batteries, la demande des installations de recharge pour les véhicules à énergie nouvelle continuera d'augmenter. La question de savoir si les bornes de recharge construites actuellement conviennent aux futurs véhicules à énergie nouvelle est également devenue un problème majeur pour l'industrie.

La borne de recharge n'a pas besoin de prendre en compte des problèmes tels que le taux de charge et la capacité de la batterie pendant la charge. Elle peut automatiquement faire correspondre la puissance de charge en fonction de la puissance requise par la batterie. À l'avenir, lorsque la densité énergétique de la batterie augmentera et que la capacité de la batterie augmentera, la borne de recharge pourra toujours être mise à niveau en remplaçant le module de charge par une puissance plus élevée, résolvant ainsi efficacement le problème de la "compatibilité ascendante" des bornes de recharge.

Coûts de construction des bornes de recharge et des piles de recharge

Le coût de construction des bornes de recharge et des piles de recharge est influencé par de nombreux facteurs, notamment le type d'équipement, la puissance, la marque, la localisation géographique, les subventions politiques, etc. Voici quelques estimations de coûts :

Pour une borne de recharge unique, en prenant l'exemple d'une borne unique de 60 KW, le coût de l'équipement est d'environ 18 000 USD (environ 2 USD/W). L'investissement global et le coût de construction, y compris l'alimentation électrique, le terrain et la construction de l'infrastructure, sont d'environ 40 714 $ - 64 571 $ par station.

Pour construire une station de recharge, si un chargeur à courant continu à double pistolet de 120 kW est sélectionné, le prix est d'environ 34 562 USD (environ 2 USD/W), et pour 10 unités, cela représente 2,4 millions USD ; il doit être associé à un système électrique de 1 250 kVA, le coût du système de distribution électrique (le montant spécifique doit être déterminé en fonction de la situation réelle, mais ce qui suit n'est qu'un exemple simplifié). S'il est nécessaire de redemander une construction, le coût de l'électricité plus des infrastructures est d'environ 93 024 USD, et le coût global d'investissement et de construction est d'environ 1 277 760 USD. Le coût de la construction civile, y compris le durcissement du site, la construction de auvents, etc., variera en fonction de la situation réelle.

Location du site, le coût variera en fonction du nombre de places de parking requises et de la localisation géographique.

Le coût de la borne de recharge varie en fonction du nombre et de la puissance des modules de recharge équipés. Par exemple, le prix d'une borne de recharge de 360 kW est d'environ 53 800 USD (la configuration du câble de la borne de recharge est différente de celle de la borne de recharge, ce qui peut entraîner des différences de coût. Le coût de construction de la borne de recharge peut être légèrement plus élevé en raison de la nécessité d'installations électriques et de coûts de construction plus complexes).

La construction de la station de recharge doit également prendre en compte d'autres coûts tels que les transformateurs, les systèmes de surveillance de la recharge, la surveillance de la sécurité, les systèmes de comptage et de facturation de la recharge.

Les coûts d'exploitation comprennent les frais de personnel, les frais de maintenance, les coûts d'électricité, etc.

Allemagne :

Les bornes à haute puissance supérieures à 100 kW pourraient bénéficier d'une subvention allant jusqu'à 30 000 euros.

La subvention maximale pour les bornes publiques AC est de 2 500 euros.

Les bornes privées peuvent recevoir une subvention de 900 euros.

Italie : Jusqu'à 50 % (jusqu'à 2 000 euros) du coût total d'achat et d'installation d'une borne de recharge pour véhicule électrique d'une puissance maximale de 220 KW dans des places de parking privées (individuelles ou partagées) peuvent être remboursés.

Le coût de construction des bornes de recharge est relativement faible, adapté aux déploiements à petite échelle ; tandis que le coût de construction des stations de recharge peut être légèrement plus élevé, mais en raison de leurs caractéristiques modulaires et de partage de puissance, elles conviennent aux demandes de recharge à grande échelle et à haute efficacité.

Comment choisir la borne de recharge ou la station de recharge appropriée

Lors du choix des bornes de recharge et des stations de recharge, plusieurs facteurs doivent être pris en compte pour s'assurer qu'ils conviennent aux véhicules et aux scénarios d'utilisation pertinents.

Puissance de sortie : Assurez-vous que la borne de recharge peut fournir une puissance de sortie stable pour répondre aux besoins de recharge rapide du véhicule. Par exemple, une borne de recharge CC de 60 à 120 kW ou une borne de recharge CA de 7 à 21 kW est normalement utilisée pour une petite voiture de ménage. Pour les véhicules plus grands nécessitant une recharge rapide, une borne de recharge CC de 60 à 180 kW, voire une borne de recharge avec une puissance de sortie plus importante, peut être sélectionnée.

Plage de tension et de courant : Vérifiez la plage de tension et de courant prise en charge par la borne de recharge pour assurer la compatibilité avec les véhicules électriques.

Norme d'interface de recharge : Sélectionnez des interfaces conformes aux normes internationales ou régionales, telles que CCS, CHAdeMO ou GB/T, pour garantir une large compatibilité. Il est également nécessaire de confirmer si le véhicule prend en charge la recharge CC/CA.

Efficacité de recharge : Portez attention à l'efficacité de conversion de la borne de recharge pour réduire les pertes d'énergie et optimiser les coûts d'exploitation.

Gestion intelligente : Sélectionnez des bornes de recharge prenant en charge les fonctions de surveillance et de gestion à distance pour faciliter le suivi de l'état de l'équipement et le diagnostic des pannes.

Interface utilisateur : Une interface utilisateur intuitive et facile à utiliser, prenant en charge plusieurs méthodes de paiement, pourrait entraîner une plus grande satisfaction des consommateurs.

Fonctionnalités de sécurité : Assurez-vous que la borne de recharge dispose de plusieurs mesures de protection de sécurité telles que la protection contre les surtensions, les surintensités et les courts-circuits.

Connexion réseau : Prise en charge de la connexion Wi-Fi, Ethernet ou 4G pour faciliter les mises à jour logicielles et la transmission de données.

Utilisateurs cibles : Clarifiez les principaux objectifs de service pour sélectionner les spécifications de produit appropriées.

Environnement d'installation : Tenez compte de l'impact de l'espace, de la capacité d'alimentation et des conditions environnementales du site d'installation sur les performances de l'équipement.

Expansion future : Évaluer la possibilité d'ajouter plus de bornes de recharge et choisir une architecture système qui prend en charge l'expansion.

Partage de puissance : La pile de charge peut centraliser l'énergie, et chaque terminal de charge peut obtenir la puissance requise de cette pile de puissance. Selon la situation réelle, les utilisateurs doivent calculer pour déterminer la capacité de la pile de charge et le nombre de terminaux à associer.

Charge flexible : En fonction de la demande de charge émise par le système de gestion de batterie (BMS) du véhicule, la puissance de charge est allouée à la demande. La pile de charge alloue la puissance à la demande, ce qui peut atteindre la vitesse de charge maximale du véhicule. Cependant, lorsqu'il y a de nombreux véhicules, si la puissance de charge totale dépasse la puissance nominale, la puissance sera rationnellement allouée pour un usage partagé.

Expansion fluide : Avec l'augmentation du taux de charge des batteries et la demande croissante de puissance de charge, la puissance de la pile de puissance peut être étendue pour répondre à la demande de charge.

Économie d'énergie et haute efficacité : Quel que soit la demande de charge, l'équipement de charge doit être assuré de fonctionner dans la plage de taux de charge optimale.

Adaptabilité : La pile de charge peut répondre aux différentes exigences de puissance de divers modèles pour la charge, et améliorer l'efficacité de conversion de charge et l'utilisation des équipements des installations de charge.

Compatibilité : La pile de charge peut relever le défi de la "compatibilité ascendante" des bornes de charge et s'adapter au développement rapide de la technologie des batteries.

Lors du choix des bornes de charge et des piles de charge, des facteurs tels que la sécurité, le coût, la commodité et la vitesse de charge doivent également être pris en compte. Assurez-vous de sélectionner un équipement de charge conforme aux normes nationales et de le faire installer et entretenir par des professionnels pour garantir la sécurité et l'efficacité du processus de charge.