Par Ward Arms – ingénieur électricien judiciaire, EFI Global et Wes Hansen – ingénieur électricien judiciaire, EFI Global
Les véhicules électriques (VE) sont un mode de transport relativement nouveau dans la production de masse. L’utilisation de l’électricité pour se propulser signifie qu’une nouvelle infrastructure est progressivement mise en place - une infrastructure que peu de gens connaissent. Il est important d’explorer les facteurs entourant les technologies de recharge, y compris les niveaux de charge, la durée et le coût d’utilisation, en plus de la fiabilité globale de la borne de recharge. L’infrastructure de recharge publique – avec des normes appropriées pour l’installation, l’exploitation, l’entretien et la sécurité – devra être mise en œuvre à l’échelle nationale pour que l’adoption massive des véhicules électriques ait lieu. Au fur et à mesure que cette infrastructure sera créée et que des normes seront instituées pour l’usage public et la sécurité, il y aura des conséquences sur les pertes matérielles qu’il est préférable de commencer à préparer pour l’instant.
Les technologies de recharge varient considérablement
En examinant les technologies de charge, tous ne sont pas créés égaux. Le niveau le plus bas et la méthode de charge la plus lente, le niveau 1, est un chargeur portable vendu avec le véhicule. Il est principalement utilisé dans les environnements résidentiels et se branche sur une prise 120V standard. Bien qu’il charge un VE à un rythme relativement lent (3,5 à 6,5 miles par heure), il utilise une faible puissance de sortie (1 kilowatt) et entraîne donc des coûts d’électricité inférieurs. En supposant que 1200 miles sont généralement parcourus en un mois et que l’électricité coûte 15 cents par kW, il en coûterait 52 $ par mois pour recharger le VE.
Si un propriétaire de VE était intéressé par une charge plus rapide, il pourrait se tourner vers un chargeur de niveau 2 - un type qui peut être acheté et installé professionnellement dans un garage et est également offert à utiliser dans un cadre public moyennant des frais. Un niveau 2 permet une charge 3 à 7 fois plus rapide, réduisant la durée totale de charge de plus de 30 heures, à environ 10. Le coût horaire pour utiliser un chargeur public de niveau 2 varie de 1 $ à 5 $.
Enfin, le chargeur de charge rapide à courant continu (DCFC), également connu sous le nom de stations de charge rapide, est extrêmement plus puissant que les deux premiers. Alors que certains chargeurs de niveau 1 ont un taux de 3,5 miles par heure de charge, les DCFCs peuvent faire de même en une minute (et peuvent même atteindre jusqu’à 20 miles). Logiquement, ceux-ci ont une puissance de sortie plus élevée (50-300 kW) et coûtent plus cher à utiliser (10 $ à 30 $ par heure).
Absence de normes nationales et questions de fiabilité
Il n’existe pas encore de normes nationales pour l’installation, l’exploitation ou l’entretien des bornes de recharge pour VE. Ce n’est que plus tôt cette année que le gouvernement américain a pour la première fois répondu publiquement au besoin. En juin, la Maison-Blanche a annoncé un plan visant à élaborer de nouvelles normes pour le « tout premier réseau national de 500 000 chargeurs de voitures électriques », ajoutant que « sans normes solides, les chargeurs seraient moins fiables, pourraient ne pas fonctionner pour toutes les voitures et manqueraient de méthodes de paiement communes ». Dans l’infrastructure de recharge publique clairsemée qui existe jusqu’à présent, l’Office conjoint de l’énergie et des transports a décrit une situation avec peu de cohérence, déclarant : « ... il existe de grandes disparités entre les bornes de recharge pour VE en ce qui concerne les éléments clés tels que les pratiques opérationnelles, les méthodes de paiement, l’organisation du site, l’affichage du prix à la charge, la vitesse et la puissance des chargeurs...
D’une importance égale ou supérieure, des normes de sécurité doivent également être formées. À l’heure actuelle, il n’y a pas de lois sur la sécurité auxquelles les chargeurs sont tenus de se conformer une fois installés, ce qui laisse de la place pour un éventail de risques posés à la propriété et aux personnes qui chargent.
Même une fois que les bornes de recharge publiques sont répandues, il y a des questions imminentes sur la fiabilité globale des bornes. Les conducteurs sont souvent confrontés à des situations où les stations facturent à des vitesses beaucoup plus lentes que celles annoncées. Les bornes de recharge sont censées être conçues pour résister à des conditions environnementales difficiles, mais cette théorie n’a pas résisté sur les marchés mondiaux des VÉHICULES ÉLECTRIQUES, car de nombreux chargeurs sont cassés à leur arrivée ou ne commencent pas à se charger lorsqu’ils sont branchés.
Infrastructure de recharge des VE et pertes matérielles
Les essais et les erreurs inévitables de l’élaboration et de la mise en œuvre d’une solide infrastructure publique de recharge des VE auront de graves répercussions sur l’industrie des pertes matérielles. Des facteurs tels que des défauts matériels, une mauvaise installation, un entretien inadéquat et des conditions environnementales ont déjà entraîné de nombreux cas de pertes matérielles. En 2019, un défaut à l’intérieur d’une unité de charge a fait exploser son panneau avant en aluminium alors que le chargeur était déconnecté d’un véhicule. En 2020, un groupe de compresseurs construits à côté d’un hôtel a subi une perte après avoir été installés dans une zone qui inonde régulièrement. Et en 2022, un grand incendie de stationnement s’est déclaré qui, selon les enquêteurs, a probablement résulté d’un court-circuit dans l’une des bornes de recharge rapide. À mesure que les véhicules électriques deviennent de plus en plus omniprésents dans la société, il en ira de même pour les défaillances technologiques des chargeurs et les pertes de biens.
Défaillances électriques consécutives, et pas rares
Considérons pourquoi les transformateurs et autres systèmes électriques extérieurs échouent généralement. Tout d’abord, l’eau – des ouragans, des tornades ou des accidents – peut provoquer une intrusion d’eau, ou pire, une submersion. Selon les contaminants présents dans l’eau, l’exposition peut causer des courts-circuits instantanés et/ou compromettre l’isolation électrique et les métaux sensibles. De plus, les incendies peuvent déclencher des connexions lâches / incandescentes. Selon la National Fire Protection Association, une connexion incandescente a lieu « lorsqu’un circuit a une mauvaise connexion telle qu’une vis desserrée à une borne, une résistance accrue provoque une augmentation du chauffage au contact, ce qui favorise la formation d’oxyde ... Un point de chauffage se développe à cette interface d’oxyde qui devient alors assez chaude pour briller. Et lorsque les matériaux combustibles sont assez proches du point chaud, ils peuvent s’enflammer. Un exemple à grande échelle de cela s’est produit en juin 2022, lorsque la société d’automatisation numérique et de gestion de l’énergie Schneider Electric a rappelé 1,4 million de panneaux électriques en raison de brûlures thermiques et de risques d’incendie, qui impliquaient tous une connexion à vis neutre desserrée dans le centre de charge.
D’autres causes fondamentales de défaillances de l’équipement du système électrique comprennent la rupture des matériaux isolants en raison de frottement, de déchirure ou de contraintes électriques excessives, ainsi que les défaillances de transformateurs résultant d’une protection inadéquate contre les surtensions ou les défauts de matériaux, entre autres choses. Enfin, il peut y avoir des défauts de conception technique - où dans le cadre d’une utilisation typique, un produit subit une défaillance systémique, blessant l’utilisateur ou la propriété lors de l’utilisation d’un produit dans sa fonction prévue.
Garder une longueur d’avance
Lentement mais sûrement, les véhicules électriques et les bornes de recharge deviendront un incontournable dans la vie moderne. Il est essentiel que nous nous familiarisions non seulement avec la technologie des VE, mais que nous nous préparions à la façon dont un nouveau paysage technologique aura un impact sur les pertes de biens. Avec de telles connaissances et une telle préparation, l’objectif est d’être prêt le moment venu, pas surpris – ne pas avoir de mal à rattraper son retard, mais plutôt de s’adapter rapidement pour répondre aux besoins de notre clientèle.
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