Avec la croissance des véhicules électriques (VE), la compatibilité électromagnétique (CEM) sera une considération majeure à mesure que davantage de véhicules sont fabriqués et que le besoin de bornes de recharge augmente. Schaffner - leader international dans le développement et la production de solutions garantissant le fonctionnement efficace et fiable des systèmes électroniques, a rédigé un livre blanc examinant certaines de ces questions.

 

Avec la réglementation établie par l'UE imposant que les camions et autres véhicules soient électriques d'ici 2025, la croissance actuelle de la popularité des voitures électriques et la demande attendue de 20 millions de VE d'ici 2030, Schaffner prévoit un besoin d'augmentation considérable du nombre de bornes de recharge. Le livre blanc estime que pour chaque million de VE, 77 000 points de recharge seront nécessaires. S'il y a 20 millions de véhicules électriques d'ici 2030, cela représenterait un besoin de 1,54 million de sites de recharge.

 

La compatibilité électromagnétique « concerne l'émission et l'immunité des produits raccordés au réseau électrique. Les interférences ou émissions générées par des opérations de commutation avec pertes ne doivent pas dépasser les limites spécifiées. Si des produits non conformes sont mis sur le marché, des problèmes peuvent survenir dans le fonctionnement avec d'autres consommateurs raccordés au réseau électrique principal. L'immunité aux interférences décrit la capacité des produits à résister à des influences extérieures sans erreur. L'immunité des produits peut être vérifiée par divers essais, par exemple au moyen des essais de choc de tension (surge), de salves (burst) ou de flicker.

 

Schaffner développe des filtres CEM permettant de se conformer aux normes de limites d'émission. Ces filtres sont conçus pour fonctionner dans la plage de fréquences comprise entre 9 kHz et 30 MHz afin de supprimer les interférences conduites. Cela empêche que d'autres appareils de l'environnement soient affectés négativement. Tous les filtres standard sont conçus conformément à la norme IEC 60939-3 (« Unités de filtrage passif pour la suppression des interférences électromagnétiques ») et à d'autres normes internationales, et sont donc rapidement prêts à être utilisés dans le système d'un client potentiel », note le livre blanc.

 

 Les concepteurs de bornes de recharge pour véhicules électriques à batterie et hybrides devront prendre en compte les exigences de sécurité et les valeurs limites CEM à respecter. Pour les bornes de recharge en courant continu (bornes de recharge rapide), la norme IEC 61851-23 définit les exigences générales relatives à la communication de contrôle entre une borne de recharge CC pour VE et un VE. Les exigences relatives à la communication numérique entre une borne de recharge CC pour VE et un véhicule électrique pour le contrôle de la recharge en courant continu sont définies dans la norme IEC 61851-24.

 

Les complications surviennent lorsque l'on considère l'emplacement de la borne de recharge : s'agit-il d'un environnement industriel (classe A) ou résidentiel (classe B) ?

 

« Avec les nouvelles directives récentes de l'Union européenne concernant les bus, les camions, les équipements agricoles et de construction devant être sans émissions d'ici 2025, les fabricants investissent dans le développement de véhicules à pile à combustible et électriques », comme le rapporte Components in Electronics.

 

La bonne nouvelle, c'est que cela a accru la demande de capteurs, connecteurs, transformateurs et composants électromécaniques. Une demande qui continuera de croître bien au-delà des années 2030.

 

Les questions de séparation galvanique entre le côté entrée et le côté sortie des bornes de recharge constituent également une exigence pour répondre aux normes de sécurité au-delà de la CEM. Schaffner note à ce sujet : « L'utilisation de transformateurs à moyenne fréquence est particulièrement avantageuse pour les bornes de recharge rapide en courant continu, où

la technologie des onduleurs est de toute façon nécessaire pour redresser la tension du secteur en courant alternatif. Par rapport aux transformateurs de réseau conventionnels, ils peuvent être conçus de manière beaucoup plus compacte pour des performances équivalentes. Cela signifie qu'ils peuvent également être installés dans des bornes de recharge à l'espace restreint ».

 

La séparation galvanique empêche la conduction électrique entre deux circuits électriques destinés à échanger de l'énergie et/ou des signaux - dans ce cas, la borne de recharge et le véhicule. L'isolement galvanique est une technique de conception qui sépare les circuits électriques afin d'éliminer les courants parasites. Les signaux peuvent circuler entre des circuits galvaniquement isolés, mais les courants parasites, tels que les différences de potentiel de terre ou les courants induits par le courant alternatif, sont bloqués.

 

À mesure que des approches plus tournées vers l'avenir pour les véhicules, les systèmes de recharge et les formes de mobilité seront développées, de nouveaux problèmes apparaîtront et seront résolus. L'aspect prometteur de cette croissance à grande échelle et de la demande de VE et de VEH (véhicules électriques hybrides) est la demande continue de divers composants électroniques, mais surtout une prise de conscience et un effort mondiaux pour lutter contre le changement climatique.