Stations de recharge de camions électriques en terminal : d’abord miser sur la flexibilité

Pendant trois semaines en 2023, le North American Council for Freight Efficiency (NACFE) a suivi 10 flottes d’Amérique du Nord, dont une canadienne, qui utilisent des véhicules électriques à batterie (VEB) dans le cadre de leurs opérations quotidiennes.

Le but de l’exercice était de recueillir un maximum de données permettant de raffiner les connaissances de l’industrie sur la manière de gérer les cycles d’opération de ces véhicules commerciaux zéro émission, de leur travail sur la route jusqu’à leur recharge lorsqu’ils sont de retour au terminal.

Le NACFE a déposé le rapport sur ces recherches en début de semaine dernière et ce document permet de mieux comprendre comment concevoir une infrastructure de recharge privée au terminal d’une entreprise de camionnage.

On y apprend que les 10 flottes étudiées opèrent un total de 291 VEB. Les chercheurs ont focalisé leur attention sur 22 d’entre eux, des véhicules de classes 2 à 8 provenant de 11 fabricants différents.

Il y avait par exemple de petits Ford E-Transit mais aussi de plus imposants VNR de Volvo ou encore des eCascadia de Freightliner et des Semi de Tesla en passant par un poids moyen eMV d’International.

Selon les modèles, l’autonomie variait de 240 km (150 milles) à 400 km (250 milles) entre deux recharges.

Vitesse et consommation de kWh

Lorsque vient le temps de mettre sur pied une station de recharge, l’une des premières questions à se poser est de savoir de combien de puissance électrique on a besoin, question de ne pas bâtir trop gros inutilement et de ne pas payer une fortune pour de très gros chargeurs alors qu’on pourrait se contenter de plus petits.

Une manière d’estimer ces besoins en électricité est de mesurer la vitesse des camions, comme on le ferait pour évaluer la consommation de carburant d’un camion diesel.

Des 22 véhicules étudiés, 18 circulaient à une moyenne de 32 km/h (20 milles à l’heure, mph) et L’eCascadia d’OK Produce atteignait une moyenne légèrement inférieure à 50 km/h (30 mph). Seuls les Tesla de Pepsi avaient des vitesses moyennes au-dessus des 72 km/h (45 mph), parce qu’ils étaient affectés à de plus longs trajets autoroutiers, les autres faisant de la cueillette et livraison en milieu urbain.

« L’analyse démontre que la quantité nette d’énergie requise pour circuler à plus hautes vitesses décroissait d’environ un tiers en milieu urbain », dit le rapport du NACFE.

Comme 70 % des camions utilisés aux États-Unis parcourent moins de 160 km par jour et que ça se fait souvent à basse vitesse en milieu urbain pour les VEB qui font des arrêts fréquents favorisant le freinage régénératif, il n’est pas étonnant de constater que plusieurs d’entre eux revenaient au terminal à la fin de leur journée de travail avec une bonne quantité d’énergie restante dans les batteries.

À la fin de leur quart de travail, la moyenne de l’état de charge des VEB était encore de 60 %. Les cas où les camions revenaient avec une batterie avec un état de charge de 40 % sont qualifiés de « rares » par le NACFE, qui estime par ailleurs qu’une batterie sous les 40 % équivaut à une jauge de carburant diesel dont l’aiguille s’approche du « E », indiquant que le réservoir est presque vide.

Globalement, 75 % des VEB étudiés requéraient moins de 50 % de recharge à la fin de leur journée.

Par ailleurs, l’étude du NACFE a mis en lumière qu’il vaut mieux ne recharger les camions électriques qu’à 80 % ou 90 % de leur capacité maximale afin de préserver les batteries de dégradations chimiques et autres dommages causés par la chaleur.

« La gestion des coûts de recharge met l’accent sur l’utilisation d’un minimum de courant requis sur la période la plus longue. Dans la plupart des cas, les besoins de recharge peuvent être faibles en raison des longs temps d’arrêt pour la majorité des cycles d’utilisation », peut-on lire dans le rapport du NACFE.

Trop, c’est comme pas assez

On comprend ainsi qu’un gestionnaire de flotte désireux de contrôler ses coûts investira dans une infrastructure de recharge qui répond le mieux possible à ses besoins réels d’électricité actuels, tout en se gardant une porte ouverte pour les développements futurs.

Ces développements pourraient être des changements technologiques ou simplement une augmentation de la demande parce que le nombre de camions électriques au sein de la flotte augmente.

Dans une récente baladodiffusion, A.J. Palmisano, directeur de la recharge et de l’infrastructure VE chez Navistar, faisait justement référence à ces changements technologiques, pointant particulièrement du doigt la nécessité de disposer de suffisamment de voltage.

« L’ancienne infrastructure était d’un voltage de 500 volts. Mais les nouveaux véhicules qui font leur apparition sont à 800 volts, peut-être même encore plus », soulignait-il.

L’expert de Navistar compare l’édification d’une station de recharge privée à la rénovation d’une cuisine, où on prévoit à l’avance le nombre de trous qu’il faut faire dans les murs, question de ne pas avoir à démolir la cuisine et ses armoires chaque fois que les besoins changent.

M. Palmisano croit qu’une flotte peut faire la même chose avec sa station de recharge et économiser, pour n’avoir à excaver qu’une seule fois et n’avoir à gérer les tracas d’obtention de permis municipaux qu’une seule fois.

Infrastructure modulable

Rick Mihelic, directeur des technologies émergentes au NACFE, plaide lui aussi pour la flexibilité des stations de recharge, leur modularité, pour tenir compte des besoins à venir.

Dans un échange de courriels avec Transport Routier, il donne l’exemple des caniveaux de câbles qui permettent d’éviter l’excavation à répétition.

Ces canalisations, en « U » ou arrondies, sont placées dans la terre mais leur sommet est au même niveau que le sol et sont dotées de couvercles amovibles suffisamment robustes pour que les camions puissent circuler dessus.

De cette manière, s’il est nécessaire d’augmenter la capacité électrique, on n’a qu’à déboulonner les sections de couvercles pour accéder aux câbles qu’on veut remplacer ou simplement en ajouter de nouveaux.

Si les véhicules sont gardés à l’intérieur après leur quart de travail, des points de recharge en hauteur sont aussi plus faciles à modifier ou à remplacer que des bornes coulées dans du béton qu’il faut fracasser pour faire des changements.

« La planification de l’infrastructure peut se faire de manières qui sont résilientes aux changements technologiques qui surviennent au fil du temps », résume M. Mihelic.

La vitesse de recharge est l’un des changements technologiques qu’il identifie. L’expert du NACFE recommande néanmoins de toujours utiliser la recharge lente entre deux cycles d’utilisation lorsque c’est possible, puisqu’elle coûte moins cher dans un contexte de tarification dynamique de l’électricité.

« Ce sera toujours moins cher que la recharge instantanée d’un véhicule qui reste ensuite à ne rien faire pendant des heures en attendant le prochain quart de travail », conclut le spécialiste des technologies émergentes.