La course est lancée. En 2022, les ventes de véhicules électriques ont dépassé les 10 millions d'unités, un chiffre qui devrait atteindre 28,4 millions d'unités d'ici 2027. Pourtant, le ratio actuel de bornes de recharge par rapport au nombre de véhicules électriques est loin d'être suffisant. La fiabilité des bornes est inférieure aux attentes, et les conducteurs subissent de fréquentes pannes au niveau de l'interface homme-machine (IHM), de la prise ou du système de paiement électronique.
Pour répondre à la forte demande d’infrastructures pour véhicules électriques et offrir une meilleure expérience aux conducteurs, quatre défis majeurs doivent être relevés. Le premier consiste à assurer la compatibilité croisée du système avec les différentes spécifications des plates-formes de recharge et les différents protocoles de communication. Le deuxième consiste à améliorer la durabilité et la fiabilité du matériel pour une utilisation dans des environnements contraints et avec des spécifications de charge de puissance encore plus élevées. Il est également nécessaire d’augmenter la capacité du réseau, car celle-ci n’est actuellement pas suffisante pour répondre à la forte demande d’énergie des bornes de recharge.
Cycle de développement technologique
Le scénario de développement durable défini par l'AIE (Agence Internationale de l'Energie) nécessite 215 millions de points de recharge dans le monde d'ici 2030, avec une capacité installée cumulée de 1,8 TW. Cela indique l'ampleur du défi. Et le temps manque : d’ici deux à cinq ans, la technologie du marché des infrastructures pour véhicules électriques atteindra probablement sa pleine maturité.
En tant que fournisseur de technologie dans la chaîne de valeur, Advantech se concentre sur la fourniture de composants matériels clés tels que les ordinateurs industriels dans divers facteurs de forme, ainsi que la mémoire flash, les entrées/sorties, les IHM, les commutateurs, les routeurs et les modules de connectivité. La société propose également un support logiciel/micrologiciel qui permet la gestion des appareils à distance, le diagnostic, les mises à jour et d'autres fonctionnalités sans fil (OTA). Les fabricants de chargeurs pour véhicules électriques et les opérateurs de bornes de recharge pour véhicules électriques peuvent en profiter.
Fabricants de chargeurs et opérateurs de bornes de recharge
Des chargeurs EV ultra-rapides CC de type split jusqu'à 400 kW sont déjà disponibles, offrant une autonomie de 32 km avec une charge d'une minute. Il est donc possible de recharger une voiture électrique de 20% à 80% en 18 minutes, un chiffre qui va encore s'améliorer à l'avenir. Les derniers chargeurs EV offrent une charge plus stable et plus rapide, en grande partie grâce à l’efficacité améliorée des modules d’alimentation.
Pour fonctionner efficacement, le cadre du système de recharge utilise une plate-forme de cloud computing qui supervise un système de gestion cloud, des systèmes de gestion locaux, une application de recharge, des passerelles et l'Open Charge Point Protocol (OCPP). Tous les systèmes de gestion locaux peuvent fonctionner sur des PC industriels d’Advantech, où les fonctions d'interface incluent le moniteur de chargeur sur site, la gestion de la facturation, la répartition de l'alimentation du chargeur, l’impression des reçus et la génération de rapports statistiques de charge.
Il est également nécessaire d'intégrer plusieurs autres systèmes, tels que ceux pour le stationnement, l'énergie et la reconnaissance automatique des plaques d'immatriculation (ANPR). Avec autant d’intégration requise, il est clairement nécessaire de travailler avec un partenaire technologique réputé.
Des solutions à l'épreuve du futur
Développer une solution évolutive pour la recharge complète des véhicules électriques nécessite une capacité de gestion à distance, ce qui implique initialement la connexion à un système de contrôle et de gestion. Ceci peut inclure le compteur d'énergie, la salle de contrôle de gestion du site (y compris les protocoles OCPP sur Ethernet ou RS-485/Modbus) et probablement les systèmes locaux de gestion de l'énergie.
Une solution évolutive nécessitera également une IHM, un système de facturation et de paiement, une caméra de reconnaissance et de surveillance ainsi qu’un système de contenu publicitaire. Enfin, il lui faudra une capacité de surveillance de l’alimentation. Selon le type de charge (charge rapide AC ou DC), la solution peut utiliser le protocole de communication par ligne électrique intégré, ou encore connecter le bus CAN (Controller Area Network) directement aux véhicules.
Advantech propose une gamme d'équipements d'alimentation pour véhicules électriques (EVSE) avec différents niveaux de performances informatiques, même lorsque l'IA offre une expérience utilisateur améliorée et des services automatiques. Il est préférable d'inclure aux nombreuses solutions EVSE un système CAN/CAN-FD intégré, plusieurs unités UART/Modbus, une connexion multi-LAN avec un module d'alimentation PoE en option et plusieurs écrans 4k. Cela permet notamment d’économiser des coûts et de réduire les dimensions du système.
Chargeur EV : un guichet unique
Toute solution optimale pour les chargeurs de véhicules électriques doit offrir une carte compacte avec une couverture complète des bus industriels, tout en fournissant une conception robuste adaptée à un fonctionnement en extérieur. De plus, la sécurité basée sur le matériel et les micrologiciels devrait s’étendre au cloud.
Advantech propose un large assortiment de cartes embarquées, qui s’étend de la gamme ARM RSB à la série x86 MIO. Des écrans IHM industriels (séries IDK/IDS) et des panneaux de signalisation (séries DSD, CRV) sont également disponibles. Pour les réseaux et les passerelles, la société propose des commutateurs sans pilote de la série EKI et des routeurs sans fil de la série ICR, ainsi que des isolateurs, des répéteurs et des plateformes séries ADAM et ULI.
Système de stockage d'énergie par batterie (BESS)
Les armoires de stockage d’énergie sont axées sur la conservation et la gestion intelligente de l’énergie. La capacité de calculer la consommation d’énergie et de surveiller et analyser à distance l’utilisation de la batterie est essentielle. Les systèmes BESS nécessitent également une compatibilité avec les protocoles de communications industrielles et la gestion de la visualisation.
Un contrôle efficace du BESS est possible grâce à un système d'intelligence périphérique hautes performances, robuste et sans ventilateur Advantech EI-52 avec un cœur Intel de 11e génération, VPU évolutif pour l'IA et logiciel BordX. De plus, Advantech fournit la passerelle d'entrée de poche EIS-D210, ainsi que des passerelles de protocole et des terminaux distants.
Chargeurs de VE domestiques
La principale préoccupation à l’égard des chargeurs de véhicules électriques domestiques est d’atteindre un équilibre entre la performance, la consommation d’énergie et le coût. Ici, les solutions d'ordinateurs monocartes (SBC) Advantech offrent des avantages pour tous ces critères.
Offrant une faible consommation, une faible latence et une conception robuste, les SBC Advantech, tels que le RSB-3720 et le RSB-3430 Pico-ITX, fournissent également une extension d'E/S orientés à l’application, un package de support de carte fiable, un logiciel de gestion, un support de la reprise après sinistre pour une stabilité élevée et des mises à jour OTA.
Écrans industriels
En ce qui concerne les écrans pour les bornes de recharge publiques des véhicules électriques, nous savons que les défis extérieurs sont nombreux. Une sélection avisée des produits est essentielle pour en garantir la fiabilité.
L'écran principal doit offrir une excellente visibilité, généralement grâce à une solution à haute luminosité (1 200 nits au lieu de la norme à 300 nits). Il existe également un besoin pour une solution de liaison optique qui supprime l'entrefer afin de réduire la réflexion de la lumière solaire de 13,5 % à 0,2 %. La durabilité physique est une autre condition préalable, ce qui rend une conception sans cadre classée IP67 essentielle, pour éviter l'accumulation d'eau de pluie et une large capacité de température de fonctionnement. Les solutions d'affichage industriel Advantech offrent une durée de vie de 50 000 heures en fonctionnement 24h/24 et 7j/7.
Écosystème de recharge des véhicules électriques
Dans l’écosystème plus vaste de la recharge des véhicules électriques, de nombreux acteurs gèrent des centaines de milliers d’appareils IoT, tous situés dans des endroits différents. L'écosystème est hautement distribué et connecté, ce qui introduit une menace de cyberattaques.
En réponse, Advantech propose un stack de sécurité IoT avec cinq niveaux de protection couvrant le micrologiciel et les configurations, le système d'exploitation, le déploiement, l’appareil et enfin le réseau. De plus, la société fournit une liste d'API/SDK cloud qui améliorent le retour sur investissement et réduisent les délais de mise sur le marché. Ensemble, ces API augmentent l’efficacité, la résilience et la réactivité des équipements de recharge des véhicules électriques.
De plus, Advantech propose de nombreux autres services de conception et après-vente dans le monde entier. L'entreprise co-crée avec des partenaires, contribuant ainsi à développer l'écosystème de recharge des véhicules électriques par le biais de bureaux régionaux et nationaux, y compris celui de Madrid, en Espagne.
