CEM des stations de recharge sans fil pour véhicules électriques

Les chargeurs sans fil pour véhicules électriques (WPT-EV, Wireless Power Transfer for Electric Vehicles) travaillent à une fréquence située entre 79 et 90 kHz, à la différence des chargeurs sans fil pour téléphones mobiles, qui utilisent principalement la gamme de fréquences de 100 à 200 kHz (standard Qi).

Une équipe, dont tous les membres sont issus du même comité national de normalisation TK CISPR, a été chargée d’élaborer les limites applicables à ce type de produit. Composée de représentants de l’Office fédéral de la communication (OFCOM), d’Electrosuisse (secrétariat CES/normes), du fabricant de WPT-EV Brusa Elektronik et de l’Union des amateurs suisses d’ondes courtes (USKA), elle s’est intéressée à déterminer dans quelles mesures les fréquences harmoniques d’un WPT-EV sont «audibles» dans les bandes utilisées par les radioamateurs.

Site et dispositif de test

Le site de mesure, situé dans une zone résidentielle adjacente à une zone agricole, comportait la station de HB9AZO équipée d’une radio ICOM IC-7600 et d’une antenne directionnelle multibande FB-DX-660 (6 éléments) culminant à 17 m de hauteur, un véhicule hybride rechargeable avec un WPT-EV de 3,7 kW raccordé au réseau électrique du côté opposé de la route, ainsi que d’autres équipements de mesure tels qu’un analyseur de spectre, une antenne cadre active et une radio ICOM IC-705. Un véhicule de mesure de l’OFCOM, conçu pour la recherche de sources de perturbations du spectre radioélectrique, complétait le dispositif de mesure.

Les harmoniques de la fréquence de travail, plus précisément les harmoniques impaires du WPT-EV ont pu être clairement détectées sur les bandes radioamateur 1,8 MHz (1,8 à 2 MHz) et 28 MHz (28,0 à 29,7 MHz). Sur les autres bandes (de 3,5 à 24,9 MHz), aucune harmonique supérieure au niveau de bruit ambiant présent sur le site n’a été observée. Sur les bandes entre 21 et 29,7 MHz, d’autres perturbations causées par les connexions VDSL2 et CPL des maisons du voisinage, reconnaissables par les «notches» (réductions de niveau) les caractérisant, ont pu être clairement détectées. Le VDSL2 et le CPL sont des techniques permettant la transmission rapide de données sur des lignes téléphoniques classiques (VDSL2), respectivement des lignes électriques à basse tension (CPL «inhouse»), qui peuvent également entraîner des interférences radio dans les environs.

Les intensités de champ magnétique mesurées par l’OFCOM à une distance de 10 m duvWPT-EV dans la bande de 28 MHz n’ont pas atteint de valeur supérieure à -32 dBμA/m, ce qui correspond à un champ électrique équivalent de 19 dBμV/m. Ces valeurs ne sont que de 1 à 2 dB supérieures à la limite de sensibilité de l’équipement de mesure de l’OFCOM.

L’organisme de normalisation en charge de la CISPR-11, la norme pour les applications ISM (industrielles, scientifiques et médicales) dont fait aussi partie le WPT-EV, envisage dans l’état actuel des travaux des limites de plus de 20 dB moins strictes que les valeurs mesurées. De telles limites perturberaient considérablement les radioamateurs, même dans une zone résidentielle moyenne. C’est pour cette raison que l’IARU (International Amateur Radio Union) s’y oppose.

Les nouvelles technologies dites «vertes» devraient également préserver le spectre électromagnétique et donc les services radio approuvés dans le cadre de traités internationaux. Ces émissions parasites constituent une forme de pollution du spectre radioélectrique comparable à la pollution de l’environnement par l’émission de substances chimiques.

Résultats des mesures

Les mesures effectuées sur le site de HB9AZO montrent qu’il est techniquement possible pour des fabricants expérimentés de construire des WPT-EV avec un faible niveau d’interférence. Si tous les chargeurs sans fil fonctionnaient sur une même fréquence fixe très stable, le potentiel d’interférence serait encore plus limité, car les harmoniques ne seraient alors pas réparties sur toutes les fréquences.

Il serait particulièrement intéressant d’effectuer d’autres mesures sur un site à très faible bruit appartenant à la catégorie «rurale» de l’UIT (Union internationale des télécommunications). Malheureusement, en raison de la pandémie liée au coronavirus, les mesures prévues en Allemagne ont été retardées.

Le rapport de mesure détaillé peut être téléchargé en anglais sur le site Internet de l’USKA, sous la rubrique EMV, ou ci-dessous. Pour toute question concernant cet article, vous pouvez contacter carlo.compare@electrosuisse.chCarlo Compare, secrétaire du CES.