La mobilité électrique nécessite un moyen de charge de la batterie haute tension du véhicule.

Il existe trois grands types de charge électrique, adaptés chacun à un usage différent:

• La charge sur prise électrique renforcée, adaptée à la recharge à domicile.
• La charge sur une borne murale, aussi appelée Wallbox, adaptée à la charge à domicile.
• La charge sur une borne rapide ou ultra-rapide, adaptée à la longue distance, que l'on retrouve sur la voie publique ou sur les aires d'autoroute.

Pour charger la batterie d'un véhicule électrique, il faut prendre le courant disponible sur le réseau électrique qui est sous forme de courant alternatif et le fournir à la batterie haute tension qui a besoin de courant continu.

Les véhicules électriques ont deux sources de courant électrique : le courant alternatif AC et le courant continu DC.

On distingue trois modes de charge : les modes 1, 2, 3 et 4.

• Le mode 1 consiste à connecter un appareil électrique directement à une prise de courant classique sans régulateur et sans dispositif de sécurité. Ce mode n'est pas recommandé pour les véhicules électriques car sans protection, les arcs électriques engendrés lors de la déconnexion seraient dangereux. Sans régulateur, les cellules de la batterie peuvent surcharger, engendrant des risques d'incendie.

• Le mode 2 (AC) consiste à connecter le véhicule électrique à une prise de courant classique ou renforcée. Des dispositifs de contrôle et de protection sont intégrés dans le câble fourni avec le véhicule. Le câble transmet le courant AC du réseau, qui est ensuite transformé en DC par le convertisseur embarqué dans le véhicule électrique. Ce mode de charge est réservé à un usage domestique.

• Le mode 3 (AC) consiste à brancher le véhicule électrique à une borne AC dédiée à la recharge. C'est la borne qui intègre le contrôleur et la sécurité. La plage de puissance est plus élevée car la source provient d'un réseau non bridé pour un usage ménager. Le courant provenant de la borne est transformé en courant continu par un convertisseur embarqué dans le véhicule.

• Le mode 4 (DC) est une connexion directe entre la batterie du véhicule électrique à une borne de courant continu. C'est la borne qui convertit le courant alternatif en continu ce qui permet de ne plus être limité par le chargeur de bord.

Plus une borne est capable de délivrer de la puissance, plus son coût est élevé.

La recharge électrique normale à domicile correspond à des bornes de puissance 3,7 kW ou 7,4 kW.

Ces puissances sont alimentées en monophasé.

Une prise domestique renforcée de 3,2 kW permet de recharger une autonomie de l'ordre de 50 km en 4 heures, soit de l'ordre de la trentaine d'heures pour une charge complète. C'est la solution la moins onéreuse mais la plus lente. La puissance est celle du réseau domestique. La prise renforcée est équipée d'un disjoncteur différentiel qui limite le risque de surtension. Elle offre une meilleure sécurité que la prise domestique et permet aussi d'atteindre une puissance de 3.2 kW.

Une borne de recharge de 7,4 kW permet de recharger une autonomie de l'ordre de 100 km en 3 heures, soit une recharge de la totalité de l'autonomie du véhicule électrique en une nuit.

Certains véhicules électriques acceptent une recharge sur une borne de 11 ou 22 kW alimentée dans ce cas en triphasé. Cette configuration est électriquement plus favorable.

Les bornes de recharge de 22 kW et au-delà correspondent à une recharge accélérée qui convient à des arrêts de courte durée en voirie, dans les parkings ouverts au public, en itinérance, etc.

Les bornes rapides et ultra-rapides sont capables de délivrer du courant continu directement à la batterie et une puissance entre 50 kW et 350 kW. Elles embarquent un convertisseur AC-DC. En courant continu, la charge est rapide voire ultra-rapide, (de l'ordre de l'heure ou de la quinzaine de minutes pour les bornes les plus puissantes). Les bornes DC sont les bornes les plus adaptées lorsque les véhicules électriques sont en itinérance ou ont besoin d'être rechargé en moins d'une heure.

Une charge complète est déconseillée car elle sollicite les limites de la batterie et le chargement prend de plus en plus de temps vers la fin.

Les constructeurs automobiles préconisent un chargement à 80% afin de rester sur la plage optimale de la batterie haute tension.

Un véhicule électrique peut se recharger à une puissance inférieure à la puissance mise à disposition par la borne de recharge si le convertisseur embarqué dans le véhicule électrique ne dispose que de ce mode de recharge compatible.

Le câble de recharge est verrouillé au niveau de la borne de recharge pendant la recharge à l'aide d'un verrouillage mécanique. Personne ne peut déconnecter le véhicule électrique en cours de recharge.

La borne contrôle la recharge en temps réel : en cas de défaut du véhicule électrique ou de rupture ou modification de la terre, voire d'un problème de tension, la borne de recharge se met en sécurité.

Source : Avere

Image par Andreas de Pixabay