Reportage - Mercedes lance Charles, un robot de recharge en parking utilisant des batteries de seconde vie

Il est difficile de nos jours de négliger les difficultés pour recharger les véhicules électriques … ni de nier les mystères de l’avenir de leurs batteries. C’est en ce sens que Mercedes-Benz Energy et Mob-Energy lancent Charles, une innovante solution de recharge électrique pour les parkings.

Assouplir et simplifier le processus de recharge, telle était la mission de ces deux organismes. Donner une seconde vie aux batteries lithium-ion des véhicules Mercedes en est la complémentaire. C’est ainsi qu’est né Charles, en proposant de charger les batteries de manière autonome et de s’intercaler entre les offres de bornes rapides et de bornes plus lentes, actuellement disponibles. Nous aurons la chance de découvrir le premier point-support de Charles hors de Lyon, ville d’origine de la start-up Mob-Energy, ici à l’intérieur du parking souterrain du siège de Mercedes-Benz France à Montigny-le-Bretonneux (78).

De l’origine de la réutilisation des batteries…

Hervé Poquet, responsable du développement des infrastructures et systèmes de recharge électriques de Mercedes-Benz France nous raconte : « le projet s’inscrit dans la réalisation des objectifs de Mercedes-Benz pour la préservation et la réutilisation des ressources, avant même leur recyclage ». Ainsi, on retrouve la notion d’économie circulaire, et de première et deuxième vie des produits. Mercedes estimait alors la « première vie » d’une batterie à entre 8 et 10 ans.

La réutilisation de batteries de seconde vie chez Mercedes-Benz ne date pas d’hier. Dès 2016 est créé le premier système de stockage de ce type à Lünen, en Allemagne, avec 1 000 batteries et 13 MWh. En 2018, un stockage stationnaire atteint même 17,4 MWh de puissance avec 3240 modules, à côté d’Hanovre. Certains barrages hydro-électriques explorent également ce type de solutions pour grimper à 30MWh.

… à l’origine du projet chez Mob-Energy

Retrouvons-nous à Lyon, cette belle capitale des Gaules, si vous le voulez bien. Salim El Houat et Ilyass Haddout, les deux bientôt cofondateurs de la start-up issus de l’INSA Lyon, réfléchissent à la problématique de recharge pour le centre-ville lyonnais. Ils se posent alors un postulat de départ sur quelques items.

Tout d’abord, en ville, la recharge s’effectue une fois garé. Faudrait-il une borne par place de stationnement ? Nos camarades ont par ailleurs quelques doutes sur le besoin côté infrastructure : il n’est décemment pas possible de fournir de l’énergie pour un parc électrifié à 20, 50 puis 100 %.

Continuons sur l’usage du véhicule électrique. Leurs utilisateurs chargent quasiment tous les jours, et bien souvent, il leur suffit d’une heure pour voir la batterie remplie à nouveau, sur des bornes publiques de 22 kW par exemple. Ceci en partant du principe très vérifié que les utilisateurs ont chargé leur véhicule toute la nuit à domicile. La pratique démontre alors que les points de charge sont bien fréquemment monopolisés avec des véhicules qui ont fini de charger. Le manque de rotations montre alors des points de charge pas assez utilisés alors que ces places uniquement électriques restreignent les possibilités globales de stationnement pour les autres types de véhicules.

Charles, ou comment recharger de manière autonome sur les parkings.

Ainsi arrive doucement le projet Charles, répondant à ces problématiques. Qu’avec seulement un câble « tiré du réseau », l’infrastructure en devenait simplifiée.

Salim et Ilyass réfléchissent tout d’abord à des sous-ensembles qui viendraient se glisser sous la voiture, puis finissent par imaginer la version définitive de Charles, un sous-ensemble à brancher au véhicule, et le robot associé, assemblé à Lyon, qui vient délivrer l’électricité stockée. Les discussions avec Mercedes-Benz se mettent alors en place pendant un an de travail collaboratif.

L’idée est alors de « biberonner » les batteries des véhicules électrifiés, pour leur utilisation quotidienne, soit une récupération paramétrable de 5 à 15 kWh, l’équivalent de 30 à 90 km de récupérés en fonction des autos. Deux possibilités de recharges sont alors offertes, en courant alternatif et Type 2, à 7,4 kW et en courant continu en CCS Combo à 30 kW, pour des prestations plus premium.

En intégrant une période d’inactivité du robot, il est considéré que 20 voitures peuvent être rechargées en 12 h.

Mob-Energy vise alors les entreprises et les aéroports où tant de véhicules électriques sont souvent longtemps laissés en stationnaire, et les logisticiens, qui également peuvent avoir des parcs de véhicules électriques avec des batteries qui se vident, par temps froid, mais aussi et surtout des autos à déplacer aux points de charge, puis ramener…

Le robot Charles détient alors divers composants provenant d’Europe, dont des sophistiqués Lidar 3D et 2D, caméras et capteurs à ultrasons ; et donc bien sûr des modules de batteries de seconde vie de chez Mercedes-Benz Energy.

Le Lidar 3D permettra de comparer l’environnement temps réel de la cartographie 3D du parking déjà enregistrée. Les Lidar 2D serviront à la sécurité des usagers aux alentours, pour pouvoir déclencher un freinage d’urgence, et même avec une pente importante. Enfin, les caméras sont dédiées à comprendre et interpréter l’environnement, et détecter les obstacles.

Comment déployer les robots Charles ?

On parlait d’une infrastructure facile à mettre en place avec Charles… mais encore ? Il faut tout d’abord valider et cartographier les parkings. Peu d’éléments à rajouter au sein de ces parkings, si ce n’est du marquage au sol et surtout des réseaux 4G & 5G performants pour assurer une sécurité infaillible (réseaux privés, isolés des opérateurs) et permettre le bon fonctionnement de l’assistance, réservant le fonctionnement du robot à la semaine, pour le moment. L’assistance peut notamment servir à reprendre le contrôle sur le robot si un usager bloque le bon fonctionnement de celui-ci. Mob-Energy pense ensuite à développer d’autres modules de connexion aux véhicules, et déployer plusieurs robots pour une même installation de charge. Côté budget, un système complet est estimé à 100 000 €, quand une installation, en fonction du site, peut atteindre elle seule 8 000 € !

 Charles : une recharge plus autonome… mais pas totalement !

Comment cela fonctionne alors ? La plateforme demande une connexion à l’application ME Charge, pour une recharge payée selon un mode de fonctionnement « type Uber ». Le propriétaire du véhicule peut alors indiquer son emplacement de stationnement et la quantité d’énergie désirée. À l’utilisation, la recharge n’est pas si automatisée ! Pas de connexion automatique au véhicule pour que le service puisse déjà fonctionner de manière simple et efficace. C’est bien au conducteur du véhicule électrique de positionner le petit module de branchement sur son emplacement matérialisé, d’y déployer le câble adéquat à raccorder au véhicule, ici un Mercedes-Benz EQC. Cela permettra ensuite de faire venir le robot et ses 550 kg de manière autonome, à une vitesse de 4,9 km/h. Il viendra ensuite se connecter au module de branchement en Plug&Play.

Les robots Charles commencent à être déployés depuis fin 2020 sur divers parkings publics de sociétés telles que Biomérieux, Arquus ou encore Enedis. Trois robots sont pour l’instant en service, sur les secteurs de Lyon, Paris et Strasbourg, avec une ambition de déploiement d’un robot par mois, pour une trentaine déployés à fin 2023. Nos intervenants imaginaient une troisième vie de batterie, post-Charles, en utilisation stationnaire, par exemple en charge lente de 2 kW. Ceci impacterait la rapidité de la décharge, mais cela donnerait lieu à des sollicitations plus faibles. Le système peut prendre en compte la priorisation de recharges spécifiques, et notamment des recharges rapides en CCS.

D’autres applications de Mob-Energy

Mob-Energy a d’autres applications à déployer, notamment Evy, un cube de puissance proposant le même type de services que Charles, en stationnaire. Il permet de raccorder jusqu’à 20 places de stationnement, en 10 points de charge jusqu’à 50 kW, avec un seul câble raccordé au réseau, l’interconnexion se faisant hors sol.

Mob-Energy et Mercedes-Benz Energy ont signé un partenariat de 3 ans. Espérons un développement rapide de cette solution de recharge intuitive et bien pensée.