La révolution de la charge inductive

Vous chargez peut-être déjà votre téléphone intelligent sans le brancher directement à un câble en utilisant une base inductive. C’est déjà une révolution par rapport à ce que l’on connaissait il y a moins de 10 ans de cela. Aujourd’hui, ce mode de chargement prend une nouvelle dimension et va révolutionner le chargement des véhicules électriques… Synthèse, analyse et opportunité d’investissement.

Les faits

C’est enfin arrivé. Tesla a dévoilé son très attendu Robotaxi, ainsi qu’un Robovan sans conducteur, lors de
l’événement organisé la semaine dernière au studio Warner Bros. Discovery à Burbank, en Californie.

Sans surprises, l’ensemble de la présentation a été dépourvu de détails techniques, de sorte que nous ne savons pas quelle est la taille de la batterie du Cybercab, à quelle vitesse il se recharge, à quelle vitesse il roule et s’il s’agit d’une propulsion arrière, d’une traction avant ou d’une transmission intégrale.

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Au lieu de cela, Elon Musk s’est concentré sur le calendrier «optimiste» selon lequel la deux portes sans conducteur serait sur les routes «d’ici la fin de 2027» et qu’elle coûterait moins de 30 000 dollars américains. N’oublions pas, cependant, que le Tesla Roadster de deuxième génération a été révélé en 2017, mais qu’il n’est pas encore devenu un modèle de série.

Cela dit, il a donné au public une petite information intéressante: le Tesla Cybercab se rechargera sans fil grâce à un chargeur inductif, et non en branchant un câble sur un port de charge.

En fait, il n’y a même pas de port de charge, selon Elon Musk, qui a très brièvement abordé le sujet lors de l’événement de jeudi.

« Nous faisons également quelque chose, et il est grand temps de le faire, c’est la recharge par induction », a-t-il déclaré. « Le robotaxi n’a donc pas de prise. Il passe simplement sur le chargeur inductif et se charge. »

La thématique est lancée …

Qu’est-ce que la recharge par induction?

Le chargement sans fil repose sur un champ électromagnétique alternatif produit par des bobines de charge qui transfère l’énergie par induction à une autre bobine placée à proximité. Ce processus, appelé charge inductive, génère un courant alternatif dans la bobine de réception d’un appareil comme un téléphone intelligent, qui est ensuite converti en courant continu pour charger la batterie.

Les bobines de charge sans fil sont constituées de cuivre pour transmettre ou recevoir l’énergie, tandis qu’une couche de ferrite aide à concentrer le flux magnétique pour maximiser l’efficacité. Bien que le chargement sans fil ne fonctionne qu’à courte distance, il est utilisé dans des industries comme l’automobile, le médical, et l’électronique grand public, offrant de la commodité, réduisant l’usure des ports de charge, et améliorant la sécurité.

Le principal avantage du chargement sans fil est de simplifier l’alimentation des appareils sans câbles, avec des applications qui incluent non seulement les téléphones intelligents, mais aussi des véhicules électriques, des outils médicaux, et même des robots de service comme les aspirateurs automatiques.

Outre la recharge des téléphones intelligents, cette technologie est de plus en plus utilisée pour d’autres appareils tels que :

• Les véhicules électriques ;
• Les scanners ;
• Les appareils médicaux ;
• Les montres intelligentes, les écouteurs Bluetooth et d’autres objets portés sur soi ;
• Les outils électriques tels que les tournevis sans fil ;
• Gadgets de cuisine intelligents ;
• Ordinateurs portables et tablettes ;
• Robots de service tels que les aspirateurs et les tondeuses à gazon
• Jouets électroniques et drones.

Quelle est la croissance de la thématique ?

La taille du marché mondial de la recharge sans fil des véhicules électriques est calculée à 278,57 millions de dollars américains (M$US) en 2024 et devrait valoir 3 433,07M$US d’ici 2034, avec un taux de croissance annuel composé de 37,06% entre 2024 et 2034.

C’est évidemment l’adoption de nouveaux véhicules électriques qui va alimenter la croissance.

Quel est le rôle de l’intelligence artificielle dans la recharge sans fil ?

L’intelligence artificielle (IA) est un acteur clé dans le développement du marché de la recharge sans fil des véhicules électriques, améliorant considérablement l’efficacité, l’optimisation et l’expérience utilisateur.

Grâce à l’IA, les systèmes de charge sans fil peuvent gérer intelligemment l’énergie et prendre des décisions en temps réel.

Des algorithmes sophistiqués permettent d’optimiser la charge en fonction du niveau de batterie des véhicules, de la demande énergétique et de la capacité du réseau électrique, garantissant ainsi une recharge aux moments les plus opportuns pour réduire les coûts et éviter de surcharger le réseau.

L’IA joue également un rôle crucial dans la maintenance prédictive des infrastructures de recharge, en analysant les données pour anticiper les pannes ou les besoins de maintenance, ce qui minimise les temps d’arrêt et améliore la fiabilité des réseaux. Cela est particulièrement utile dans les opérations de flotte, où maximiser le temps de fonctionnement est essentiel.

De plus, l’IA facilite l’équilibrage dynamique de la charge, répartissant efficacement la puissance entre plusieurs véhicules, surtout dans les zones à forte utilisation de véhicules électriques ou en période de forte demande énergétique. Elle permet de prioriser les charges selon divers critères, comme l’état de la batterie ou la vitesse requise, optimisant ainsi l’utilisation de l’énergie.

Enfin, avec l’avènement des véhicules autonomes, l’IA va permettre à ces voitures de se positionner automatiquement sur des bornes de recharge sans fil, simplifiant ainsi le processus sans intervention humaine.

La question clé de la puissance de recharge

Le chargement sans fil pour les véhicules électriques n’est pas encore tout à fait une réalité, car les solutions actuelles ne dépassent pas les 11 kW et sont peu pratiques. Cependant, un tournant pourrait s’opérer grâce à une Porsche Taycan modifiée, prêtée par Volkswagen Group of America au Oak Ridge National Laboratory (ORNL) du Département de l’Énergie.

Ce véhicule a atteint un record de 270 kW en utilisant un système de chargement sans fil polyphasé, un transfert de puissance égal à la capacité de charge DC maximale de la voiture.

Le système utilise des bobines électromagnétiques légères, permettant une densité de puissance très élevée. Les bobines polyphasées génèrent des champs magnétiques rotatifs, augmentant la puissance à des niveaux inédits. Le chargeur sans fil a atteint une efficacité impressionnante de 95 %, chargeant 50 % de la batterie en seulement 10 minutes, comme avec un chargeur filaire DC.

L’ORNL avait déjà établi des records en 2016 avec une Toyota RAV4 et l’année dernière avec une Hyundai Kona. Ce projet, financé par le DOE, touche à sa fin, mais Volkswagen et le laboratoire prévoient de continuer à travailler pour améliorer le système et le rendre accessible à un large public. Le rêve d’un chargement sans fil rapide semble se rapprocher, bien que des obstacles restent à surmonter avant sa
commercialisation. Rappelons que le taux maximal de 250 kW est disponible dans les Superchargeurs de Tesla.

Les autres questions qui demeurent

Le marché de la recharge sans fil des véhicules électriques est actuellement confronté à plusieurs défis.

Tout d’abord, les coûts d’installation restent prohibitifs, car cette technologie exige un investissement important dans du matériel spécialisé tel que des bornes de recharge et des récepteurs pour véhicules, ce qui peut décourager les consommateurs et les entreprises.

En outre, l’absence de normes universelles entre les fabricants entraîne des problèmes de compatibilité entre les véhicules et les stations de recharge, ce qui rend difficile l’expansion rapide du marché.

Enfin, les préoccupations en matière d’efficacité énergétique, associées au fait que la recharge sans fil est plus lente que les méthodes filaires traditionnelles, continuent d’entraver une adoption plus large.

Quelles sont les entreprises actives dans le secteur ?

Il y a plusieurs acteurs qui sont actifs dans le secteur de la recharge inductive (certaines de ces entreprises sont indépendantes) :

• Qualcomm Technologies, Inc.
• Tesla
• Continental AG
• Momentum Dynamics Corporation
• WItricity Corporation

Synthèse

La charge sans fil révolutionne progressivement les secteurs technologiques, avec des applications dans les téléphones intelligents, les véhicules électriques, et bien d’autres appareils.

Initialement développée pour les petits objets, cette technologie est désormais prête à bouleverser le secteur des véhicules électriques grâce à des avancées récentes. L’intelligence artificielle joue également un rôle clé dans cette révolution, optimisant les processus de charge et assurant une gestion énergétique intelligente et prédictive, ce qui contribue à rendre cette technologie encore plus performante.

Avec ces avancées, la recharge sans fil n’est plus un simple rêve lointain. Plusieurs entreprises sont déjà en première ligne pour transformer cette innovation en réalité quotidienne. La révolution c’est aujourd’hui.