À ce stade, nous savons tous que l’avenir du transport routier – du moins à court terme – réside dans les véhicules électriques. En fait, les véhicules rechargeables devraient représenter 23 % des ventes de nouveaux véhicules de tourisme dans le monde en 2025, contre un peu moins de 10 % en 2021, selon l’Electric Vehicle Outlook 2022 de Bloomberg NEF.

Malgré les tendances croissantes et les prédictions de plus en plus insistantes, il reste encore quelques obstacles majeurs à franchir avant que les VE ne soient pleinement adoptés et ne remplacent les véhicules à moteur à combustion interne. Le plus grand de ces obstacles est sans doute le routage des véhicules électriques.

Bien qu’il ne semble pas très différent au premier abord, vous verrez que le routage des VE est beaucoup plus compliqué que celui des véhicules traditionnels, une fois que vous entrerez dans les détails. Un certain nombre de facteurs et de mécanismes dynamiques complexes entrent en jeu et interagissent de diverses manières pour influencer l’autonomie et les performances des batteries des VE, et donc le routage. Examinons-en quelques-uns.

1. Les stations de recharge

Il existe une multitude de considérations à prendre en compte en ce qui concerne les stations de recharge des VE. Le plus évident est la distribution et la couverture – le nombre de stations de recharge, leur emplacement et leur accessibilité pour les propriétaires de VE dans une région ou un itinéraire donné.

Ensuite, il y a la question de la compatibilité des chargeurs, des niveaux de puissance et des types de connecteurs. Pour les voitures électriques, la plupart des chargeurs de niveau 1 (120 V) et de niveau 2 (240 V) sont équipés d’un connecteur standard qui peut être utilisé de manière interchangeable – mais pas tous. En ce qui concerne les chargeurs de niveau 3 ou les chargeurs rapides à courant continu, la compatibilité peut devenir beaucoup plus problématique, car il n’existe pas de norme industrielle à l’heure actuelle. Il convient également de noter qu’il existe des différences entre les régions ; par exemple, en Amérique du Nord, l’alimentation électrique est généralement monophasée ou biphasée, alors qu’en Europe, l’électricité triphasée est beaucoup plus courante.

Un détail souvent négligé concernant les stations de recharge pour VE dans les algorithmes d’acheminement est la disponibilité de différentes méthodes de paiement. Paiements sans contact, cartes de débit ou de crédit, applications mobiles, sites web, cartes RFID enregistrées… les options sont nombreuses, et les clients peuvent préférer l’une plutôt que l’autre, de sorte qu’un logiciel de routage centré sur l’utilisateur ferait bien de donner au conducteur ce filtre supplémentaire pour les stations de recharge. Le logiciel devrait également recevoir des mises à jour fréquentes sur l’état de fonctionnement des stations de recharge. Après tout, la dernière chose que l’on souhaite au milieu d’un trajet est d’être bloqué à une station de recharge hors service et de n’avoir rien d’autre à portée de main.

Tous ces éléments déterminent quand, où et pendant combien de temps vous devez recharger votre véhicule électrique au cours de votre voyage. Et ce n’est pas tout ! Nous n’avons pas encore abordé la question de la vitesse de recharge dans les décisions d’itinéraires, ni la manière dont certains logiciels d’itinéraires peuvent favoriser certains partenaires de recharge au détriment de la commodité de l’utilisateur. Le routage des VE est un problème complexe, et il est logique que les stations de recharge soient au centre de tout cela.

2. Caractéristiques du véhicule et de la conduite

Il n’est pas surprenant que les caractéristiques du VE lui-même et la manière dont il est conduit puissent avoir des conséquences majeures sur la durée de vie de la batterie et l’autonomie, et donc sur l’acheminement.

Le poids du véhicule et, par extension, le nombre de passagers et la quantité de bagages sont des facteurs importants en matière d’itinéraire. Tout poids supplémentaire est une charge additionnelle qui doit être transportée, ce qui pèse plus lourd sur la batterie. La vitesse de déplacement, le taux d’accélération, la qualité des pneus, la climatisation et les conditions de circulation jouent également un rôle dans la consommation de la batterie. Certains véhicules sont dotés de modes d’économie de la batterie et de modes sport, ce qui complique encore les calculs.

Comme vous pouvez le constater, les variables sont nombreuses. Et, bien sûr, ces paramètres sont dynamiques – la plupart d’entre eux changent constamment d’un trajet à l’autre, voire au cours d’un même voyage. Une bonne compréhension de ces paramètres peut être utilisée en conjonction avec les informations sur les caractéristiques de la route (discutées ci-dessous) obtenues à partir des données cartographiques pour obtenir une estimation raisonnablement précise de la consommation de la batterie et de l’autonomie.

3. Caractéristiques de la route

Le type de route que vous empruntez a ses propres implications sur la consommation de la batterie du VE. Des données cartographiques de meilleure qualité permettront d’obtenir des prévisions plus précises sur l’autonomie du VE et la consommation de la batterie.

Comme vous pouvez l’imaginer, il faut plus de puissance à la batterie pour parcourir des routes en montée que des routes plates ; plus l’inclinaison est forte, plus la puissance requise est importante. Il est intéressant de noter que certains VE peuvent en fait capter de l’énergie en descente et l’utiliser pour recharger la batterie dans une certaine mesure. Dans ce cas, le logiciel de routage doit connaître l’efficacité du véhicule en descente ainsi que la déclivité de la pente pour prendre en compte la récupération d’énergie et projeter en conséquence des informations précises sur l’autonomie.

Les différentes caractéristiques de la route, comme les virages serrés, les carrefours, les feux de circulation et les ralentisseurs, qui entraînent des changements de vitesse et d’accélération, doivent également être prises en compte, car elles sont liées aux habitudes de consommation. L’état de la surface de la route et le frottement entrent également en ligne de compte dans une certaine mesure. Les données sur les profils de vitesse, les schémas de circulation actuels et historiques, etc. peuvent être exploitées pour améliorer encore la précision des prévisions d’autonomie.

4. Caractéristiques de la batterie

Les performances des batteries des VE peuvent être influencées par toute une série de facteurs, depuis l’âge de la batterie, sa capacité et sa température jusqu’à la résistance interne, la composition chimique et l’état de charge. Tous ces facteurs ont leurs propres effets sur la manière dont la batterie obtient, conserve et évacue la charge, et doivent être pris en compte dans un système de routage précis pour les VE.

En ce qui concerne la recharge des batteries des VE, la puissance tend à être la plus élevée lorsque la batterie n’est pas chargée, et elle diminue progressivement au fur et à mesure que la batterie se remplit. Cela signifie qu’en général, au cours des premières étapes de la charge, le niveau de la batterie augmente assez rapidement et que le taux de charge ralentit au fur et à mesure qu’il se poursuit.

Cela rend encore plus complexe l’établissement d’un itinéraire optimal pour un trajet de longue durée. En raison de la variation de la puissance de charge, les permutations et les combinaisons de stratégies et de séquences de charge réalisables sur un itinéraire bien desservi sont presque infinies.

5. Les conditions météorologiques

Les batteries des VE ne résistent pas bien aux conditions météorologiques extrêmes, qu’il fasse chaud ou froid. Dans les environnements particulièrement froids, le véhicule fait fonctionner un certain nombre de systèmes auxiliaires, tels que le chauffage de l’habitacle, qui ne seraient pas nécessaires autrement. Selon une étude de l’AAA, l’utilisation de la climatisation pour le chauffage de l’habitacle peut à elle seule réduire l’autonomie d’un véhicule électrique de 41 %. En fonction de sa composition chimique, le froid peut affecter la résistance interne de la batterie à des degrés divers et donc altérer ses performances. Le froid extrême peut également réduire de façon permanente la capacité maximale de la batterie et, pire encore, la rendre parfois cassée, inutilisable et irréparable.

Les températures élevées peuvent être tout aussi néfastes, si ce n’est plus, pour les batteries des véhicules électriques. Là encore, en fonction de la composition chimique de la batterie, la chaleur peut dégrader les performances à des degrés divers. Plus dangereux encore, une chaleur extrême peut même déclencher des réactions chimiques indésirables au sein de la batterie, ce qui peut produire des gaz qui s’accumulent et finissent par défigurer la structure de la batterie au point de la rendre inopérante. Dans les cas les plus catastrophiques, cela peut entraîner des explosions.

En ignorant les cas extrêmes où les batteries tombent complètement en panne, le logiciel de routage des VE devrait, idéalement, être capable de prendre en compte les effets des températures ambiantes actuelles et historiques sur l’autonomie et la durée de vie de la batterie.

À première vue, le routage des véhicules électriques ne semble pas s’écarter beaucoup du routage des véhicules traditionnels à moteur à combustion interne – il semble en grande partie identique, avec la seule complication supplémentaire de calculer à quelles stations de recharge il faut s’arrêter et pour combien de temps.

Bien que cela soit vrai dans une certaine mesure, il s’agit d’une simplification à outrance, et peu de gens apprécient la complexité et la complexité réelles des itinéraires des VE. La liste des facteurs contributifs abordés dans cet article est loin d’être exhaustive ; cependant, elle devrait servir de bon point de départ pour aider à comprendre à quel point le problème de l’acheminement des VE est nuancé.