Recharge EV sans fil : le potentiel de changement de jeu

Véhicules électriques (VE) augmentent la production, gagnent des parts de marché et captent l'attention des conducteurs et des décideurs politiques. Jusqu'à présent, presque tous les véhicules électriques se sont appuyés sur des solutions de recharge filaire dans lesquelles les conducteurs branchent un câble pour recharger la batterie de la voiture. Mais la recharge sans fil ou automatisée recèle un vaste potentiel pour rendre la possession d'un véhicule électrique plus pratique, plus rentable et plus attrayante pour les conducteurs et les exploitants de flottes.

Il existe plusieurs technologies qui promettent de libérer les conducteurs de l'inconvénient de brancher manuellement leurs véhicules électriques à une source d'électricité à l'aide d'un câble physique. Pour avoir une idée de la façon dont les conducteurs de véhicules électriques pourraient se libérer de leurs câbles, Florian Nägele et Shivika Sahdev de McKinsey se sont récemment entretenus avec le directeur commercial d'InductEV, Bob Kacergis, et l'ancien directeur de l'innovation de la société, Andrew Daga. InductEV fournit des solutions sans fil inductives. Ils ont été rejoints par Alex Gruzen, PDG de la société de recharge sans fil inductive WiTricity, et Gregor Eckhard, COO du fournisseur de système de recharge conductif automatisé Easelink. La transcription a été modifiée pour plus de clarté et de longueur.

McKinsey :La première chose que nous aimerions savoir, c'est comment la charge sans fil se compare à la charge filaire en termes d'efficacité.

André De : Un système de charge inductive sans fil est au moins un ou deux points de pourcentage plus efficace qu'un chargeur rapide DC [courant continu] au même niveau de puissance. Les gens pensent que l'énergie est perdue dans l'espace entre le chargeur et le véhicule, mais nous fonctionnons dans un système en champ proche utilisant des inductances fortement couplées qui ne rayonnent pas dans l'espace libre.

Alex Gruzen : La recharge sans fil peut être aussi efficace que de brancher un véhicule électrique sur un chargeur. Le véhicule peut se recharger aussi rapidement et au même rythme que s'il était branché.

McKinsey : Qu'en est-il des vitesses de charge ? La charge sans fil est-elle plus rapide ou plus lente que la charge EV fournie via un câble ?

Bob Kacergis : La vitesse de charge est déterminée par le système de gestion de la batterie d'un véhicule, de sorte que tout système doit charger les batteries au même rythme. Mais du point de vue des opérations, les systèmes sans fil peuvent effectuer l'alignement, l'authentification, la vérification et lancer la charge en quelques secondes après l'arrivée du véhicule au chargeur, ce qui signifie que la charge sans fil peut ajouter de la portée même pendant un arrêt de deux minutes. Les systèmes filaires n'offrent pas de possibilités de charge de courte durée, car les conducteurs doivent sortir du véhicule, trouver la prise, la brancher à la voiture, la débrancher et remonter dans la voiture pour repartir.

McKinsey :La recharge sans fil est-elle aussi sûre que la recharge filaire ?

Alex Gruzen : La recharge sans fil des véhicules électriques est parfaitement sûre. En fait, cela s'apparente à la technologie de la table de cuisson à induction qui est devenue populaire dans les rénovations de cuisines du monde entier. Il existe des règles concernant les champs magnétiques, et nous opérons dans celles-ci sans exception.

André De : Du point de vue de la sécurité, nous avons développé notre système avec quatre blocs de charge qui donnent moins de signature EMF [champ électromagnétique] qu'un seul bloc, car les multiples blocs utilisent un logiciel pour fonctionner de manière à annuler automatiquement le champ magnétique parasite. Mais tous nos systèmes, qu'ils utilisent un ou plusieurs pads, sont conformes aux directives de l'ICNIRP [Commission internationale de protection contre les rayonnements non ionisants].

McKinsey :Qu'est-ce que la charge automatisée conductrice ?

Grégory Eckhard : La charge conductive repose sur une connexion physique, ce qui optimise l'efficacité. Une prise manuelle est conductrice, mais la charge conductrice peut également être automatisée, comme avec notre technologie. Le moyen le plus pratique de le faire est d'intégrer le système de charge conducteur dans le soubassement du véhicule. Les conducteurs peuvent penser que la charge automatisée conductrice fonctionne comme une prise invisible qui combine le meilleur des deux mondes. Notre système conducteur coûte entre un tiers et la moitié du coût d'une alternative de charge inductive. Les coûts inférieurs de la technologie conductrice permettent aux conducteurs en dehors du segment du luxe de profiter des avantages de la recharge automatisée des véhicules électriques.

McKinsey :Quels types de véhicules personnels seront les premiers à utiliser la recharge sans fil ou automatisée ?

Alex Gruzen : Parce que nous en sommes aux premiers stades de la courbe d'adoption du point de vue du volume, de l'échelle et des coûts, la recharge sans fil apparaîtra en premier dans les véhicules haut de gamme. Mais je pense qu'il fera rapidement son chemin dans des véhicules plus traditionnels.

Grégory Eckhard : Sur le marché de la recharge à domicile, nous constatons que la recharge automatisée est attrayante pour les premiers utilisateurs de technologies qui achètent des véhicules haut de gamme. Nous voyons également des cas d'utilisation spécifiques où les véhicules utilitaires tels que les taxis électriques bénéficieront certainement de la recharge automatisée. Par exemple, d'ici 2025, Vienne, en Autriche, n'autorisera que les taxis électrifiés. Mais les chauffeurs de taxi ont déclaré qu'ils ne pourraient pas être rentables s'ils devaient passer une heure à chaque quart de travail à une borne de recharge. Ainsi, les urbanistes ont dû trouver le moyen le plus efficace de les laisser recharger à la station de taxis, sans que les câbles et les bornes de recharge ne gênent ou obligent les conducteurs à brancher et débrancher leurs véhicules chaque fois qu'ils avancent vers la prochaine place en ligne. Une solution de charge automatisée avec la technologie intégrée dans le soubassement du véhicule résout leur problème.

McKinsey :Où la recharge sans fil pourrait-elle ajouter de la valeur dans les environnements commerciaux ?

Alex Gruzen : Un exemple de la valeur de la recharge sans fil dans l'espace commercial est qu'elle permet aux camions de se recharger pendant qu'ils chargent ou déchargent. Le passage au sans fil dans ce contexte élimine le risque que des personnes trébuchent sur des câbles ou courent sur des connecteurs. De plus, lorsque les véhicules ont plus de possibilités de se recharger à l'aide de la technologie sans fil, vous pouvez répartir la charge de recharge dans le temps, réduire la charge de pointe et réduire le besoin de construire de nouvelles sous-stations. Nous avons réalisé une étude pour une entreprise de logistique mondiale qui a montré que notre solution de recharge sans fil pouvait réduire ses coûts énergétiques totaux jusqu'à 50 %.

Bob Kacergis : La recharge sans fil a beaucoup de sens pour les véhicules de grande valeur et à forte utilisation comme les bus et les camions de courte distance et régionaux qui coûtent très cher à mettre hors ligne pendant qu'ils se rechargent. Notre principale traction est dans les véhicules de flotte, en particulier du côté des poids lourds. Nous travaillons également beaucoup avec des camions de pompiers et des ambulances en Europe et en Amérique du Nord. La proposition de valeur consiste à disposer de véhicules toujours prêts à être déployés à tout moment sans le risque que des personnes s'emmêlent dans des cordons d'alimentation dans un environnement d'urgence.

McKinsey :Quel est le coût du passage à la recharge sans fil ou automatisée aujourd'hui, y compris l'équipement et l'installation ?

Alex Gruzen : Ce n'est pas radicalement différent de celui d'un chargeur de niveau 2. Jusqu'à trois quarts du coût des systèmes sans fil sont sur ou dans le sol ; la pièce sur le véhicule est la pièce la moins chère. Pour l'opérateur, nos calculs montrent une réduction allant jusqu'à 50 % du coût total de possession en utilisant des chargeurs sans fil par rapport aux câbles traditionnels. Avec la technologie sans fil, il y a moins de maintenance, moins de risque de vandalisme et moins d'usure car les câbles et les connecteurs ne sont pas branchés et débranchés plusieurs fois par jour.

Grégory Eckhard : Avec notre système conducteur, le coût du côté de l'infrastructure est comparable à celui d'un boîtier mural haut de gamme. Du point de vue de l'opérateur de borne de recharge, notre système a des coûts de maintenance réduits et nécessite moins d'espace car la borne de recharge est intégrée au sol de l'espace de stationnement, de sorte qu'aucun poteau n'est nécessaire pour maintenir un chargeur. Les coûts liés aux véhicules sont bien inférieurs aux coûts d'infrastructure.

McKinsey :Quels sont les principaux obstacles à une acceptation plus large de la recharge sans fil ?

André De : Les systèmes de recharge sans fil sont encore trop chers pour les véhicules de tourisme typiques. Nous voyons un moyen de le rendre abordable, mais cela dépend de l'atteinte de volumes de production plus élevés. Ainsi, notre entrée sur le marché se fera dans les véhicules de luxe, où les clients sont moins sensibles au surcoût.

De plus, de nombreux constructeurs automobiles pensent toujours que la recharge sans fil n'est pas capable d'atteindre une puissance élevée et ne convient donc qu'aux garages à domicile. Mais nous savons que les chargeurs sans fil peuvent fournir une puissance élevée dans les lieux publics tels que les parkings des supermarchés, où ils peuvent ajouter 100 miles de portée pendant que les clients font leurs courses pendant une demi-heure. Cela se passe juste en arrière-plan, comme avec le péage électronique. C'est ainsi que nous voyons l'évolution de la recharge sans fil, mais nous devons encore convaincre les équipementiers.

Bob Kacergis : Notre approche commerciale tourne actuellement autour du développement du marché par l'éducation. Nous avons créé ce que j'appelle le "tourisme EV" sur les sites de nos clients. J'emmène constamment des gens à Indianapolis, Martha's Vineyard, Oslo ou Göteborg pour voir nos systèmes de recharge en action. On pourrait penser qu'il n'est pas excitant de regarder une voiture se recharger, mais lorsque les gens s'assoient dans la voiture et font eux-mêmes l'expérience de la recharge sans fil, c'est un moment magique pour eux. Chaque fois que nous installons un système de démonstration quelque part, cela nous aide à vendre plus de chargeurs.

McKinsey :Quand pensez-vous que de nombreux équipementiers commenceront à déployer des capacités de recharge sans fil ou automatisées dans les nouveaux véhicules ?

Alex Gruzen : La plupart de nos efforts au cours de la dernière décennie ont été de travailler directement avec les équipementiers pour intégrer la recharge sans fil dans les véhicules et pour aligner l'industrie sur les normes de recharge sans fil. Nous commençons maintenant à voir des véhicules dotés de la technologie de recharge sans fil intégrée. Cette année, nous avons vu deux lancements de véhicules en Chine et un en Corée du Sud, et les équipementiers allemands, américains et japonais prévoient des lancements au cours des prochaines années. Je pense que nous verrons de nombreux équipementiers déployer la technologie de recharge sans fil d'ici 2024 ou 2025.

Grégory Eckhard : Nous prévoyons de lancer notre premier produit OEM en 2026. D'ici là, nous poursuivons avec une analyse de rentabilisation de la modernisation de véhicules utilitaires comme les taxis, ainsi qu'un produit conçu pour une utilisation dans les maisons privées. En fin de compte, les équipementiers qui se considèrent comme des leaders de la technologie et de l'innovation joueront un rôle décisif dans la détermination de la technologie de charge qui réussira à grande échelle.

McKinsey :Comment la recharge sans fil ou automatisée pourrait-elle renforcer les avantages d'autres technologies automobiles avancées ?

Alex Gruzen : Il complète d'autres fonctionnalités que les constructeurs automobiles souhaitent proposer, telles que le stationnement autonome. En fait, les équipementiers de véhicules électriques et les promoteurs immobiliers s'associent déjà en Chine pour intégrer la recharge sans fil aux parkings autonomes, afin que les véhicules électriques équipés de la technologie sans fil puissent se garer et se recharger eux-mêmes. Ensuite, les conducteurs peuvent appeler les voitures rechargées lorsqu'ils veulent les conduire à nouveau. Lorsque le stationnement autonome et la conduite autonome entrent en jeu, la recharge sans fil passe d'une fonctionnalité à valeur ajoutée à une nécessité.

Grégory Eckhard : La recharge automatisée pourrait renforcer l'intégration des véhicules dans le réseau électrique. La plupart des conducteurs branchent leur voiture lorsque les batteries sont vides, mais pour qu'un réseau intelligent fonctionne, les véhicules doivent y être connectés en permanence, en particulier lorsque les batteries sont complètement chargées. La recharge automatisée jouera donc un rôle crucial à l'intersection de deux industries majeures : l'automobile et les services publics d'électricité.

McKinsey :Que diriez-vous aux personnes qui affirment que les consommateurs ne se soucient pas vraiment de la façon dont leurs voitures se chargent ?

Alex Gruzen : J'ai passé 20 ans à travailler dans les produits de consommation et j'ai vu des gens se débarrasser des cordons dans tout, des ordinateurs aux téléphones. Nous sommes maintenant à l'aube de l'une des plus grandes transitions technologiques en matière de mobilité, et nous essayons de remettre un cordon de charge dans la vie des gens. Vous vous moquez de moi ?

Le marché parle, et tout ce que j'ai jamais vu passer au sans fil est resté ainsi. La recharge sans fil offre une expérience de propriété fantastique. Nous avons effectué des études de marché montrant que lorsque vous présentez l'idée aux consommateurs, leur intérêt pour l'achat d'un véhicule électrique augmente de 68 %. C'est une fonctionnalité qui incitera les gens à acheter des véhicules électriques.

Grégory Eckhard : Lorsque nous parlons aux conducteurs de VE, ils sont immédiatement émerveillés par l'idée d'automatiser le processus de charge et d'éliminer les inconvénients de brancher leur véhicule. Je suis pleinement convaincu qu'une fois que les consommateurs auront fait l'expérience directe de la recharge automatisée, il n'y aura plus de retour en arrière.

André De : La charge sans fil est vraiment une charge rapide CC entièrement automatisée. C'est cette automatisation qui se traduit par des coûts de recharge considérablement réduits et offre une proposition de valeur inégalée, en particulier pour les flottes.

Lorsque j'ai lancé l'entreprise il y a plus de 12 ans, la recharge sans fil était considérée comme magique ou comme une violation des lois de la physique. Ensuite, les gens ont admis que cela fonctionnait, mais étaient sceptiques sur le fait que quiconque en avait vraiment besoin. Nous en sommes maintenant à un stade où les gens l'utilisent et disent : « Nous devons avoir ceci.

André Dagaest l'ancien directeur de l'innovation d'InductEV, oùBob Kacergisest le directeur commercial ;Grégory Eckhardt est le COO d'Easelink ; etAlex Gruzenest le PDG de WiTricity.Florian Nageleest un associé du bureau de McKinsey à Zurich, etShivika Sahdevest un associé du bureau de New York.

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