Utilisation de filtres pour la charge des véhicules électriques – Interview du Dr. Dennis Kampen

La technique de charge des véhicules électriques a récemment beaucoup gagné en qualité. Selon vous, à quoi ressemblera l’avenir de l’électromobilité ?

L’étude « Power Quality in der Elektromobilität - Auswirkungen der Ladeinfrastruktur von Elektrofahrzeugen auf die Netzqualität » (Qualité de l’alimentation dans l’électromobilité – Effets de l’infrastructure de charge des véhicules électriques sur la qualité du réseau) a montré qu’en 2013, environ 25 % des véhicules électriques étudiés dans le cadre de ce projet généraient des courants harmoniques non autorisés pendant la charge. La technique de charge des véhicules électriques est bien meilleure aujourd’hui. Les dépassements de seuil et les écarts par rapport aux normes sont également bien moins fréquents. Le problème majeur qui reste à résoudre concernant le raccordement au réseau public est l’asymétrie.

Qualité de l’alimentation dans l’électromobilité

Les courants harmoniques les plus importants se produisent néanmoins sur les véhicules électriques modifiés. C’est le cas lorsque des montages redresseurs simples composés de diodes avec découplage capacitif ou inductif sont remplacés dans le circuit CC. Le découplage capacitif survient en cas de raccordement monophasé d’un ordre de grandeur de 2 kW et de raccordement triphasé de 16 A avec une capacité de charge de 7 kW. Le découplage inductif concerne les capacités de charge plus élevées, autour de 20 kW. Les véhicules électriques conçus d’emblée comme tels ne dépassent que rarement les valeurs de courant harmonique prévues par les normes applicables lors de leur charge.

Réduction des harmoniques

Lors de toutes ces analyses se posait sans cesse la question de savoir si les quelques processus de charge divergeant des normes pourraient être corrigés avec des moyens connus. Il est essentiellement question ici d’une réduction des harmoniques par un filtrage passif. La solution la plus simple consiste à utiliser une inductance de ligne avec tension de court-circuit (uK) de 4 %. Il serait également possible d’envisager de recourir à des filtres CEM et à des filtres d’harmonique.

Il est clair en tout cas que ces trois ressources ne peuvent empêcher complètement une charge asymétrique au niveau du réseau. Étonnamment, certains véhicules électriques sont chargés en monophasé avec un courant de charge d’environ 30 A, ce qui correspond à une capacité de charge monophasée d’environ 7 kW. Le courant de charge remplit les conditions prévues par les règles techniques de la VDN ou DACH-CZ. Un filtre n’est donc pas absolument indispensable.

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Ma conclusion

Les recherches menées ont par ailleurs montré que les filtres n’ont pas d’effet négatif ou contraire aux normes dans le cas de courants de charge sinusoïdaux. Pour mesurer les courants et tensions pendant la charge, des analyseurs de qualité d’alimentation et des détecteurs d’anomalies de l’entreprise A. Eberle ont été utilisés. Pour l’application mobile, des accessoires « PQ-Box » et des accessoires « PQIDA » ont été utilisés pour le montage fixe. La fréquence d’échantillonnage maximale est de 41 kHz pour le modèle PQ-BOX-200, si bien que seules des fréquences jusqu’à 20 kHz ont pu être évaluées.

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