Tests MCS pour les stations de recharge mégawatt

Des puissances de charge allant jusqu'à 3 750 kW, des courants de 3 000 A et des tensions jusqu'à 1 250 V posent des défis inédits aux technologies de mesure. Pour que les véhicules utilitaires lourds puissent être rechargés en moins de 30 minutes, les technologies de test doivent évoluer au même rythme.

Tests et étalonnage MCS dans la gamme des mégawatts

Les tests MCS prennent rapidement de l'importance avec le développement des infrastructures de recharge mégawatt pour les véhicules utilitaires lourds. Le système de recharge mégawatt (MCS) permet des puissances de charge allant jusqu'à 3 750 kW, imposant ainsi des exigences inédites en matière de technologies de mesure, d'étalonnage et de vérification de conformité réglementaire. Alors que les bornes de recharge CCS fonctionnent à une puissance maximale de 400 kW, le MCS repousse les limites de près de dix fois.

Pour les prestataires de services de test, les fournisseurs d'énergie et les exploitants de bornes de recharge, cela soulève des questions fondamentales concernant la vérification métrologique. ZERA, spécialiste des technologies de test des compteurs et des tests de mobilité électrique, accompagne cette évolution grâce à plus de 100 ans d'expérience dans les technologies de mesure de précision. Cet article examine les principes techniques, les cadres normatifs et les défis métrologiques des tests MCS.

Principes fondamentaux du système de recharge mégawatt pour véhicules utilitaires

Spécifications techniques et données de performance

Le système de charge mégawatt a été développé par l'organisation CharIN comme norme mondiale pour la charge haute performance des véhicules lourds. Son élaboration, menée depuis 2018, bénéficie du soutien d'une douzaine de constructeurs et d'instituts de recherche du monde entier. Avec une tension maximale de 1 250 V CC et un courant de charge pouvant atteindre 3 000 A, ce système délivre une puissance de crête de 3 750 kW.

Le connecteur MCS repose sur une conception à prise unique avec refroidissement liquide intégré et communication par Ethernet. Comparé au système de charge combiné (CCS) existant, le MCS représente une avancée technologique majeure. Les bornes de recharge CCS fonctionnent à une tension maximale de 1 000 V et un courant de 500 A, ce qui correspond à une puissance de sortie pouvant atteindre 400 kW.

Catégories de véhicules et domaines d'application

Le principal groupe cible du MCS est constitué des véhicules utilitaires lourds des classes 6 à 8 selon la classification américaine. Il s'agit notamment des camions de transport longue distance, des véhicules de distribution et des tracteurs routiers lourds équipés de batteries d'une capacité de plusieurs centaines de kWh. À terme, cette norme conviendra également aux autobus, aux engins de chantier et aux navires à forte consommation énergétique.

Le connecteur MCS est positionné sur le côté gauche du véhicule, à hauteur de hanche, et répond à la norme UL2251 relative à la sécurité des contacts. La compatibilité V2X permet une recharge bidirectionnelle et ouvre de nouveaux modèles commerciaux aux opérateurs dans le secteur du véhicule-réseau.

Normes et standards pour les tests MCS

La norme IEC TS 63379 sert de base à la spécification du connecteur.

La norme technique IEC TS 63379 définit les exigences relatives aux connecteurs, aux prises pour véhicules et aux câbles pour la recharge par courant continu conductif de puissance de l'ordre du mégawatt. Sa publication en février 2026 constitue une étape majeure pour l'ensemble du processus d'essais des systèmes de recharge par courant continu (MCS). Pour la première fois, les fabricants et les laboratoires d'essais disposeront d'un cadre contraignant pour l'évaluation de la conformité des composants MCS.

Parallèlement, la CEI travaille à la norme CEI 61851-23-3, qui définit les exigences spécifiques relatives aux équipements de recharge pour véhicules électriques (ERV) compatibles avec les systèmes de contrôle de la mobilité (MCS). En 2026, cette norme était encore en cours d'élaboration et sa publication était prévue la même année. Pour les essais des systèmes MCS, cela implique un environnement de normalisation dynamique, nécessitant une adaptation constante des procédures d'essai.

Communication de facturation selon la norme ISO 15118-20

La communication relative à la recharge dans le système MCS repose sur le protocole ISO 15118-20, qui régit la communication de haut niveau entre le véhicule et la borne de recharge. Un amendement spécifique introduit des identifiants de service supplémentaires pour les fonctions propres au MCS. La fonction « plug-and-charge » permet une authentification et une facturation automatiques, sans intervention manuelle.

Pour les essais MCS, il est nécessaire de vérifier à la fois les paramètres électriques et les protocoles de communication. La communication de bas niveau fonctionne avec des bandes de tension plus étroites que la communication CCS et impose des exigences particulières en matière de précision de mesure des systèmes de test utilisés.

Défis des tests MCS dans la gamme des mégawatts

Gestion thermique à un courant de charge de 3 000 A

Les courants de charge extrêmes, pouvant atteindre 3 000 A, génèrent des contraintes thermiques importantes sur le connecteur, le câble et la prise du véhicule. Des essais menés au Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) avec des prototypes de sept fabricants ont démontré que le refroidissement actif du connecteur et de la prise est absolument indispensable à courant maximal. Sans refroidissement, le courant de charge ne peut être utilisé en toute sécurité que jusqu'à un maximum de 350 A.

Le refroidissement du seul connecteur augmente le courant admissible à 1 000 A. Seul le refroidissement combiné des deux composants permet un fonctionnement optimal du système MCS à 3 000 A. Pour les essais MCS, cela signifie que les systèmes de test doivent simuler de manière fiable les conditions thermiques en fonctionnement normal et sous des charges extrêmes.

Exigences en matière d'incertitude et de précision de mesure

L'incertitude de mesure dans la gamme des mégawatts pose des défis particuliers aux installations d'essai. La communication de bas niveau du MCS fonctionne avec des bandes de tension plus étroites que les systèmes CCS comparables, et les systèmes d'essai doivent identifier avec précision ces faibles niveaux de signal. La précision requise augmente proportionnellement à la puissance de sortie.

En 2026, les spécifications finales des essais MCS étaient encore en cours d'élaboration. Les procédures d'essai existantes devaient être modulaires afin de faciliter leur adaptation aux évolutions de la normalisation. La technologie de mesure utilisée devait permettre de réaliser des essais de performance jusqu'à 3 750 kW avec des résultats reproductibles.

Loi d'étalonnage et métrologie des stations de recharge MCS

Absence de compteurs CC conformes à la réglementation dans la gamme des mégawatts

La législation allemande en matière d'étalonnage stipule que l'électricité aux bornes de recharge doit être facturée en kilowattheures. Plusieurs compteurs CC homologués existent pour les bornes de recharge CCS et répondent à cette exigence. Cependant, de tels appareils de mesure font totalement défaut pour les puissances de l'ordre du mégawatt, et aucun fabricant ne propose actuellement de compteurs CC conformes à la réglementation pour les puissances de l'ordre du mégawatt.

Le projet de recherche HoLa a documenté ce problème et recommande la suspension temporaire de l'étalonnage obligatoire des bornes de recharge pour véhicules électriques. Une autre solution consisterait à remplacer la facturation au kWh par une tarification horaire, en attendant le déploiement en nombre suffisant de systèmes de comptage adaptés. Cette situation engendre une incertitude réglementaire pour les opérateurs d'infrastructures de recharge pour véhicules électriques au moment de prendre leurs décisions d'investissement.

Tarification horaire comme alternative à la facturation au kWh

Les modèles de facturation au temps offrent une solution pragmatique pour la phase de transition. Au lieu de mesurer la quantité exacte d'énergie, la recharge est facturée en unités de temps. Ce modèle réduit les efforts de mesure, mais présente des inconvénients pour les utilisateurs ayant des profils de vitesse de recharge différents.

Le cadre réglementaire des tarifs MCS basés sur le temps fait actuellement l'objet de discussions aux niveaux européen et national. Le tableau suivant compare les exigences d'étalonnage des deux systèmes de facturation :

Pour les essais MCS à long terme, le développement de compteurs CC conformes à la réglementation, de l'ordre du mégawatt, demeure une condition préalable essentielle. Ce n'est que lorsque Solutions d'étalonnage Ces dispositifs étant disponibles pour cette plage de performances, une sécurité métrologique complète peut être garantie.

Comparaison des tests MCS et CCS

domaines de performance et différences techniques

Les différences entre les systèmes CCS et MCS concernent non seulement la puissance de charge, mais aussi la conception du connecteur, le système de refroidissement et l'architecture de communication. Les bornes de recharge CCS utilisent des connecteurs Combo 1 ou Combo 2 avec des spécifications maximales de 1 000 V et 500 A. Le connecteur MCS, quant à lui, est doté d'une conception à prise unique entièrement nouvelle avec refroidissement liquide intégré pour un fonctionnement à courant élevé.

Le CCS utilise la communication par courant porteur (PLC), tandis que le MCS s'appuie sur Ethernet et la norme ISO 15118-20. Pour les tests MCS, les systèmes de test doivent pouvoir prendre en charge les deux voies de communication afin de garantir une vérification complète.

Procédures de test transférables et nouvelles exigences

Les principes métrologiques fondamentaux des essais CCS peuvent être appliqués aux essais MCS. Les classes de précision, la traçabilité PTB et l'étalonnage DAkkS demeurent des caractéristiques de qualité essentielles, quelle que soit la plage de performances. Les personnes ayant une expérience préalable dans le domaine technologie de test CC qui apporte avec lui, possède les compétences essentielles pour l'examen MCS.

De nouvelles exigences découlent de l'augmentation significative des courants et des tensions, ainsi que de la nécessité d'une surveillance thermique pendant les essais. Les tests de communication sont étendus afin d'inclure les identifiants de service spécifiques au MCS et la validation des niveaux de signaux faibles. Les systèmes de test doivent être évolutifs pour couvrir à la fois les tests CCS existants et les futures vérifications MCS.

Infrastructures MCS en Europe et projets pilotes en cours

Projet de recherche HoLa et essais sur le terrain en Allemagne

Le projet de recherche HoLa (High-Performance Charging in Long-Haul Trucking), financé par le ministère fédéral du Numérique et de l'Économie, exploite huit bornes de recharge MCS et dix bornes de recharge CCS en conditions réelles d'exploitation logistique. Sur ces sites, des données sont recueillies concernant l'intégration du réseau, la gestion opérationnelle et les exigences métrologiques. Les résultats sont directement intégrés au développement des procédures de test et aux efforts de normalisation.

Ce projet a fourni des données pratiques précieuses pour les essais de systèmes de charge mobile (MCS), notamment concernant le défi que représente la facturation conforme à la législation. L'expérience acquise montre que, outre la puissance de charge brute, la capacité de raccordement au réseau et la gestion de la charge sont des facteurs clés pour le bon fonctionnement des MCS.

Mercedes-Benz Trucks et MAN font progresser la technologie MCS.

Début 2026, Mercedes-Benz Trucks a mené un essai sur le terrain avec l'eActros 600, testant les capacités de recharge MCS lors d'un long trajet vers la Suède. ABB E-mobility et MAN ont démontré pour la première fois la recharge à plusieurs mégawatts sur l'eTruck, atteignant des capacités de recharge supérieures à 1 000 kW en conditions réelles. Daimler Truck a annoncé des capacités de recharge qui ont franchi la dernière barrière en matière de recharge de véhicules électriques.

Ces tests réalisés par les fabricants démontrent que la technologie MCS quitte la phase de test de prototypes et entre dans une production quasi-série. Technologie de test dans le domaine de la mobilité électrique Cela se traduit par une demande croissante de solutions de test fiables et évolutives. Le déploiement des infrastructures MCS le long des grands axes de transport européens va s'accélérer considérablement dans les années à venir.

Technologie de test et étalonnage pour les stations de recharge mégawatt

Exigences relatives aux systèmes de test de nouvelle génération

Les essais MCS nécessitent des systèmes capables de réaliser des tests de puissance évolutifs, de 500 kW à plus de 2 000 kW. Outre la simple mesure de la puissance, ces systèmes doivent permettre la validation selon la norme ISO 15118-20 et la future norme IEC 61851-23-3. Une précision maximale et une surveillance thermique intégrée figurent parmi les exigences fondamentales des futurs équipements d'essai.

L’étalonnage traçable aux normes nationales demeure la base de résultats de mesure fiables, même dans la gamme des mégawatts. Les laboratoires d’étalonnage accrédités DAkkS garantissent la sécurité métrologique et instaurent un climat de confiance avec les opérateurs et les autorités réglementaires. Forts de plus de 100 ans d’expérience dans le contrôle des compteurs et les technologies de mesure de précision, nous développons des solutions de test pérennes.

Avec un Banc d'essai pour l'électromobilité Grâce à notre vaste expertise en technologies de test en courant continu, nous disposons des atouts nécessaires pour répondre aux exigences des tests MCS. L'alliance de compétences traditionnelles en métrologie et de technologies innovantes pour les tests de mobilité électrique nous permet d'accompagner les opérateurs et les constructeurs dans le déploiement d'infrastructures de recharge à l'échelle du mégawatt. Contactez-nous pour une consultation gratuite concernant vos besoins spécifiques en matière de tests.

Questions fréquemment posées sur l'examen MCS

Qu'est-ce que le système de recharge mégawatt (MCS) ?

Le système de charge mégawatt (MCS) est une norme de charge développée par l'organisation CharIN pour les véhicules utilitaires lourds, les autobus et autres gros consommateurs d'électricité. Avec une puissance de charge maximale de 3 750 kW (3 000 A à 1 250 V CC), le MCS permet la charge rapide de véhicules dotés de batteries de très grande capacité en moins de 30 minutes.

Quelles sont les normes applicables au test MCS ?

La norme centrale est la CEI TS 63379, qui spécifie les connecteurs et les prises pour véhicules. Par ailleurs, la CEI 61851-23-3 réglemente les exigences relatives aux équipements de charge, et l'ISO 15118-20 régit la communication de charge. Ces trois normes étaient à différents stades de maturité en 2026 et font l'objet d'un développement continu.

Quand les bornes de recharge MCS seront-elles disponibles ?

Les premières bornes de recharge MCS sont déjà opérationnelles dans le cadre de projets de recherche comme HoLa. Un déploiement commercial plus large est prévu entre 2027 et 2028. Des constructeurs tels que Mercedes-Benz Trucks et MAN testent déjà le système MCS en conditions réelles de transport longue distance.

Comment la précision des mesures est-elle assurée chez MCS ?

La précision des mesures repose sur un étalonnage traçable réalisé par des laboratoires accrédités DAkkS et sur le respect des classes de précision définies. Les systèmes de test doivent détecter de manière fiable les bandes de tension étroites des communications bas niveau MCS et fournir des résultats reproductibles.

Quels défis la loi sur l'étalonnage pose-t-elle au MCS ?

Le principal défi réside dans le manque de compteurs CC conformes à la réglementation pour les puissances de l'ordre du mégawatt. La législation allemande en matière d'étalonnage imposant une facturation précise au kWh, des solutions transitoires, telles que la tarification horaire, sont envisagées en attendant la disponibilité d'appareils de mesure adaptés.