Les différents types de recharge
Différents types de recharge sont possibles pour les voitures électriques actuelles. La charge normale est accessible à tous les véhicules. Certains disposent cependant de batteries et d’équipements qui permettent des charges dites « accélérées », voire « rapides ».utiliser le chargeur intégré au véhicule, dont la conception permet de charger de 3 à 43 KW en 230 V monophasé ou 400 V triphasé.
utiliser un chargeur externe, qui assure la conversion alternatif/continu et charge le véhicule à 50 KW
Recharge « standard » ou « normale »
Une recharge « standard ou « normale , d’une puissance de 3 kVA, est celle que l’État français recommande de privilégier pour recharger entièrement ou en partie la batterie de son véhicule électrique. Selon les modèles, elle peut s’effectuer généralement en 6 à 8 heures. Elle est donc parfaitement adaptée aux longues pauses (nuit au domicile, journée sur le lieu de travail) et pour compléter le niveau de charge de sa batterie.
La charge standard est disponible à la maison avec une borne de recharge murale (« wall box ») installée par un électricien agréé et après vérification préalable de l’installation électrique. C’est la charge théorique qu’on pourrait obtenir chez soi selon les normes européennes (230V / 16A) d’équipement électrique de base. On la retrouve donc aussi sur les places de stationnement de longues durées, dans les immeubles de copropriété, dans certaines entreprises (sur leur parking, pour que les employés puissent y accéder pendant leur journée de travail )… Cependant, dans le cadre du Livre Vert sur les infrastructures de recharge ouvertes au public pour les véhicules « décarbonés » publié par l’État en 2011, le recommande une installation murale ne reposant pas sur la prise classique qui présenterait des risques d’échauffement en utilisation fréquente et intensive et ne permet pas la communication avec le réseau, empêchant, de fait, la mise en place de la gestion « intelligente » de la charge, garante du caractère « soutenable » du système.
Tous les véhicules électriques disponibles sur le marché français permettent la charge normale.
Recharge accélérée
Dans le cadre du Livre Vert, un seuil de charge accélérée à 22 kVA a été proposé. Il correspond peu ou prou à la limite que peut fournir le standard de prise « type 3 » situé du côté de l’infrastructure lorsque le câble n’est pas attaché. Lorsque le véhicule est compatible, il peut ainsi recharger environ 80 % de sa batterie en une heure, tout en laissant la possibilité, à d’autres occasions, aux véhicules compatibles uniquement avec la charge « standard » ou « normale » d’utiliser le même point de charge.
La recommandation est de privilégier la recharge accélérée en tant que solution de confort ou d’appoint. Elle a vocation à se trouver principalement dans les stations de recharge des supermarchés, les parkings souterrains et autres lieux où le stationnement peut durer plusieurs dizaines de minutes. La tarification appliquée à cette charge devrait être adaptée afin de répercuter ses impacts techniques, économiques et énergétiques.
La charge accélérée n’est permise en France que pour les véhicules équipés d’une prise « type 2 » . Cette prise, adoptée côté véhicule par plusieurs associations, notamment l’ACEA permet à la fois la charge normale, accélérée et rapide en courant alternatif monophasé et triphasé.
Recharge rapide
Recharger rapidement est une solution de confort , qui s’avère utile dans le cadre de déplacements non-anticipés des utilisateurs de véhicules électriques. Il s’agit de pouvoir disposer en quelques minutes d’une autonomie de batterie nécessaire pour un trajet spécifique. La recharge se fait soit via un accès gratuit ou payant (en fonction du choix du superviseur de la borne). Cette infrastructure, qui reste un peu plus onéreuse que la recharge « normale », permet d’envisager l’utilisation d’un véhicule électrique pour de longues distances. Il existe d’ailleurs des programmes de développement de réseaux de bornes charge rapide en Europe visant à rendre cette infrastructure la plus accessible possible. Plusieurs véhicules électriques sont déjà compatibles avec la charge rapide , et les fabricants de bornes tels que DBT et Schneider proposent désormais des bornes multi-standards (AC/DC). Des cartes de déploiement des bornes de charge rapide sont également disponibles pour les conducteurs européens.
Il existe aujourd’hui trois standards pour la recharge rapide (par ordre décroissant de puissance):
- en courant continu (DC) au standard CCS définie dans la norme CEI 62196-3, puissance de recharge jusqu’à 170 KW (850 V/ 200 A) (350 KW à partir de 2017).
- en courant continu (DC) au standard (en) , puissance de recharge de 50 KW (500 V / 100 A
- en courant alternatif (AC), puissance de recharge de 43 KW 400 V / 63 A
À titre d’exemple, la recharge en courant continu « CHAdeMO », référencée comme le mode « 3 CEI », permet de réduire le temps de charge de la Nissan Leaf ou du Mitsubishi Outlander PHEV à 80 % de la capacité de sa batterie en moins de 30 minutes.
Pour la recharge rapide à 43 kVA en courant alternatif triphasé, une prise « type 2 » est nécessaire côté véhicule. Cette prise permet également les charges normales et accélérées décrites précédemment. La Renault ZOE équipée du moteur Q90 est notamment compatible charge rapide en 43 kW-AC.
Les charges rapides au format CCS et « possèdent l’avantage de reposer sur une charge à plus de 50 kVA en courant continu. Mais le format impose un deuxième type de prise « type 4 » (ou « Yazaki » du nom du constructeur), alors que le format CCS permet sur une seule et même prise côté véhicule, de brancher à la fois un pistolet de charge « type 2 » pour la charge lente et accélérée AC (mono ou triphasé jusqu’à 22kW), et un pistolet CCS (« Combo EU ») pour la charge rapide en courant continu (jusqu’à 170 kW).
L’Union Européenne a la volonté d’imposer le standard CCS en Europe d’ici à 2018. Les superchargeurs Tesla installés en Europe suivent ce dernier standard. Cependant en 2018, à part les vehicules Telsa, peu de motorisations hybrides ou électriques semblaient pouvoir en bénéficier. En 2014 et 2015, la majorité des nouveaux points de charge rapide en Europe sont en CCS (plus de 1000 nouvelles stations en 16 mois). Cependant le rechaege standard reste le plus courant en Europe avec plus de 6600 points de recharge début 2018.
En France, la législation impose que tout nouveau point de recharge public soit en tri-standard avec donc du CHAdeMO et du combo CCS.
Les deux standards perdureront, mais leur distribution géographique sera calquée sur celle des différents standards électriques, à savoir nord-américains, européens, et asiatiques.
Les normes de recharge rapide (Combo (CCS) et Chademo), se livrent à une course à la plus grosse puissance : la Chademo Association annonce en mars 2018 qu’elle prépare son passage de 50 KW à 400 KW pour contrer les 350 kW du standard européen Combo. Chademo annonce une croissance de 50 % du nombre de ses chargeurs en Europe entre 2016 et 2017 (6060 bornes) et de 30 % dans le Monde (17700 bornes) ; mais un nombre croissant de constructeurs automobiles vont devoir opter pour le connecteur Combo imposé par l’Union européenne. La vague pourrait même emporter Nissan, traditionnellement très attaché au standard japonais .
Modes de recharge
Mode 1 : Prise fixe non dédiée.
Mode 2 : Prise non dédiée avec dispositif de protection incorporé au câble.
Mode 3 : Prise fixe sur circuit dédié.
Mode 4 : Connexion CC.
Cette autonomie parait encore limitée par rapport aux véhicules fonctionnant aux hydrocarbures ou équivalents. En effet, la possession d’un véhicule multi-usages est courante : une voiture est souvent achetée comme le véhicule principal et dimensionnée pour les cas extrêmes tels que sorties familiales, vacances… Même si les sorties dépassant l’autonomie restent occasionnelles, l’autonomie et le temps de chargement imposent de repenser la relation avec l’alimentation en énergie de son véhicule. En pratique, il est probable que le conducteur rechargera son véhicule dès qu’une occasion pratique de le faire se présentera. Le rapport à la recharge ne sera donc pas celui de la station-service où on se gare pour se recharger mais une logique de « park & charge » où se recharge à l’occasion d’un stationnement (travail, sorties, courses, démarches…).
La recharge d’un véhicule électrique apparaîtra à son utilisateur aussi simple que de brancher un appareil électrique habituel ; mais pour assurer que cette opération se passe en toute sécurité, le système de recharge doit assurer plusieurs fonctions de mises en sécurité et dialoguer avec le véhicule pendant la connexion et la recharge.
Les modes de recharge pour véhicule électrique :
- Mode 1 : prise fixe non dédiée : Branchement du véhicule électrique au réseau principal de distribution AC par le biais de socles de prise de courant normalisés (intensité standard : 10 A) présents côté alimentation, monophasés ou triphasés, avec conducteurs de terre d’alimentation et de protection.
- Mode 2 : prise non dédiée avec dispositif de protection incorporé au câble : Branchement du véhicule électrique au réseau principal de distribution AC par le biais de socles de prise de courant normalisés, monophasés ou triphasés, avec conducteurs de terre d’alimentation et de protection et fonction pilote de contrôle entre le véhicule électrique et la fiche ou le coffret de contrôle incorporée au câble.
- Mode 3 : prise fixe sur circuit dédié : Branchement direct du véhicule électrique au réseau principal de distribution AC avec une fiche spécifique et un circuit dédié ; fonction de contrôle et de protection installée de façon permanente dans l’installation.
- Mode 4 : connexion CC : Branchement indirect du véhicule électrique au réseau principal de distribution AC par le biais d’un chargeur externe. Fonction de contrôle, de protection et le câble de recharge du véhicule installé de façon permanente dans l’installation.