L'innovant sans souci des véhicules électriques (VE) conduit à une réinvention des habitudes de mobilité, tandis que leur déploiement à grande échelle soulève de nouveaux obstacles technologiques. Les bornes de recharge en sont un exemple clé. Le défi pour les cinq prochaines années est de construire des réseaux mondiaux pour s'assurer que les conducteurs n'ont pas de «souci d'autonomie» et peuvent effectuer une «recharge» rapide à n'importe quelle borne de recharge le long de leur trajet. Les principaux réseaux de recharge se répandent à travers l'Europe, soutenus et intégrés dans tous les plans de relance économique.
Un compteur CC pour l'harmonisation des coûts pour une recharge rapide
L'infrastructure publique de recharge actuelle fournit principalement du courant alternatif (AC). Cela conduit à une longue durée de charge de huit heures en moyenne, en raison d'une faible capacité de puissance d'environ 44 kW. Pour réduire ce temps de charge à quelques minutes seulement, les fabricants de chargeurs convertissent le courant alternatif en courant continu (CC) à l'extérieur de la voiture, en contournant le chargeur embarqué (OBC) et en alimentant directement la batterie du véhicule électrique. Bien que cette méthode augmente la puissance de charge jusqu'à 400 kW, cette étape de conversion génère des pertes de puissance, qui ne doivent pas être facturées au propriétaire du VE. Ainsi, un compteur électrique est placé après l'étape de conversion pour surveiller et facturer l'énergie exacte transférée au véhicule électrique, plutôt que la durée de charge.
Pour répondre à ce besoin, LEM lance aujourd'hui son DC Billing Meter (DCBM). Cette nouvelle solution de compteur DC est intelligente, extrêmement compacte et entièrement conforme à la réglementation allemande «Eichrecht», qui impose une facturation basée sur une mesure précise de l'énergie. Les normes sont établies non seulement au du niveau mais aussi à l’international.
Figure 1 : LEM DCBM
Le LEM DCBM a été développé pour répondre aux demandes du marché en matière d'interopérabilité et de sécurité des données, pour une mise à niveau facile et rapide des bornes de recharge déjà déployées, et pour des mesures de haute puissance, jusqu'à 600A / 1000V.
Une passerelle entre les systèmes électrotechniques et le cloud
Le LEM DCBM est intégré dans une borne de recharge globale architecture. Lorsqu'une charge est demandée par le propriétaire du VE, une chaîne de requêtes est déclenchée, passant par l'opérateur du point de charge, le contrôleur de charge et jusqu'au DCBM. Ce dernier commence à mesurer l'énergie sur toute la durée de la session de charge. Lorsque la charge est terminée, les données de mesure sont rassemblées et stockées en mémoire longue durée dans le DCBM, ainsi que plusieurs identifiants portés par les requêtes successives, et sécurisées par une signature. Pendant la session de charge, le DCBM peut fournir au contrôleur des données sur l'énergie actuellement transférée, ainsi que des mesures de courant, de tension et de température en direct.
Figure 2: Architecture globale des bornes de recharge
Communication tournée vers l'avenir
Offrant une communication Ethernet, le DCBM est Plug & Play. L'intégration instantanée au réseau est assurée par la norme mondiale TCP / IP, avec DHCP en option pour l'adressage automatique. Le produit offre une interface HTTPS / REST pour une intégration facile et sécurisée avec les systèmes de données. Les données de mesure sont également signées, fournissant une preuve d'authenticité. Suite à l'initiative SAFE, le DCBM prend en charge le format OCMF, offrant la meilleure interopérabilité pour les opérateurs de services cloud.
HTTP / REST
HTTP est le protocole d'échange de données utilisé par chaque navigateur Web, ce qui le rend compatible avec n'importe quel logiciel. HTTP / REST est un sous-ensemble du protocole qui permet un formatage simple des données. Le format choisi pour le DCBM est JSON, ce qui donne à l'appareil des ensembles de données lisibles par l'homme et prêts pour l'IoT. En utilisant les principales méthodes HTTP (GET / POST / PUT), le DCBM peut facilement être demandé pour démarrer, arrêter et récupérer des sessions de charge. De plus, les lectures en session fournissent un affichage en direct au conducteur, offrant une expérience de type station-service et assurant une évolution facile vers l'utilisation de masse des véhicules électriques.
OCMF
L'OCMF (Open Charge Metering Format) est une norme open source développée par l'initiative SAFE. Conçu pour assurer l'indépendance du système, il répond à une grande variété de normes de recharge de VE existantes qui régissent la facturation finale du compteur. De plus, la norme a été conçue pour prendre en charge des champs supplémentaires afin de répondre aux processus de facturation en évolution rapide des sessions de recharge de VE. L'alliance SAFE fournit un logiciel de transparence certifié pour OCMF afin de vérifier l'authenticité de la session de charge et des résultats.
Données de facturation signées
Le DCBM prend en charge son propre format de données ainsi que le format OCMF. Les deux formats sont signés numériquement avec des méthodes ECDSA standard, permettant la vérification de l'authenticité et de l'intégrité des données de facturation. Chaque DCBM a sa propre clé publique qui doit être enregistrée sur une institution PKI (Public Key Infrastructure), protégeant ainsi l'utilisateur final.
Figure 3: Exemple de jeu de données pour une session de charge DCBM
Avec son nouveau DCBM, LEM ouvre le champ de la facturation électrique, qui peut inclure des applications telles que les data centers, les applications photovoltaïques et les réseaux DC, permettant une transition durable et écologique