Types of chargers for electric cars and how to choose the right charger?

Quels sont les différents types de chargeurs pour voitures électriques et comment choisir le bon chargeur ?

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Quels types de bornes de recharge pour voitures électriques existe-t-il ?

On peut classer les bornes de recharge pour véhicules électriques selon leur usage : les stations de recharge (bornes commerciales) et les bornes à usage privé. Les stations de recharge peuvent avoir différentes apparences et être équipées de prises, de puissances, etc., différentes.

Les bornes de recharge publiques, qu'elles soient commerciales ou publiques , sont installées selon leur emplacement. Elles peuvent être équipées de bornes de recharge rapide CCS (principalement le long des autoroutes et voies rapides) ou de bornes de recharge en courant alternatif (CA) d'une puissance maximale de 22 kWh (la vitesse de charge dépend également des capacités de votre véhicule ; généralement 11 kWh en CA et 250 kWh en CC). Les bornes CA peuvent être équipées d'un câble intégré ou d'une simple prise. On les trouve généralement sur les parkings municipaux, dans les centres commerciaux et les hôtels/restaurants. En Europe, les bornes de recharge publiques sont toujours équipées de connecteurs de type 2/CCS. D'autres connecteurs, comme le CHAdeMO, sont parfois disponibles, mais ce n'est pas systématique. La disponibilité des connecteurs peut être vérifiée dans l'application de la borne ou via des applications mobiles telles que PlugShare .

Stations de recharge en courant alternatif (3,7-22 kWh) nécessitant leur propre câble de recharge

Stations de courant alternatif (3,5-22 kWh) avec un câble agrégé

Bornes de recharge rapide (50-350 kWh) avec câble de recharge intégré. Chaque borne de recharge rapide est systématiquement équipée d'un câble de recharge intégré.

Recharge privée : selon ses besoins, chaque conducteur de voiture électrique décide s’il rechargera quotidiennement son véhicule à domicile ou au travail, et doit choisir l’un des trois types de chargeurs disponibles. Pour un usage personnel, il est possible d’acquérir des bornes de recharge rapide en courant continu, mais leur coût et les contraintes légales et de raccordement électrique constituent un frein important à ce type d’investissement.

Chargeur portable pour prise domestique (3,7 kWh)


Chargeur portable pour connecteur de type alimentation/camping (3,7-22 kWh)


Chargeur mural (3,7-22 kWh)

À quelle vitesse recharge-t-il une voiture électrique ? Chargeur de voiture interne, kilowattheures, ampères, courant alternatif et continu.

La vitesse de recharge d'une voiture électrique est un facteur déterminant pour son utilisation et son confort. Cet article examine les facteurs qui influencent cette vitesse et explique comment la calculer en fonction de l'ampérage fourni par la borne de recharge.
Facteurs influençant le taux de recharge :
  • Puissance de charge (kW) : C’est le principal facteur qui détermine la vitesse de charge d’une batterie. La puissance de charge est exprimée en kilowatts (kW) et dépend de la borne de recharge et du véhicule.
  • Capacité de la batterie (kWh) : Les batteries de plus grande capacité nécessitent un temps de charge plus long. La capacité de la batterie est exprimée en kilowattheures (kWh).
  • État de charge de la batterie : La batterie se charge plus lentement à mesure qu’elle approche de sa pleine capacité. Les derniers 20 % de charge peuvent prendre beaucoup plus de temps que les premiers.
  • Batterie et température ambiante : les batteries se chargent plus lentement par basses températures. Certains véhicules proposent une fonction de préchauffage (préparation) de la batterie avant l’arrivée à une borne de recharge rapide.
  • Technologie des batteries : Les différentes technologies de batteries présentent des caractéristiques de charge différentes.
  • Connecteurs et câbles de charge : Le type et l’état du connecteur et du câble de charge peuvent également affecter la vitesse de charge.

Toute voiture électrique fonctionne en courant continu (CC), alors que notre système électrique utilise du courant alternatif (CA). C'est pourquoi les voitures électriques sont équipées d'un convertisseur qui transforme le courant alternatif en courant continu. Ainsi, selon le type de chargeur (CA/CC), on peut charger directement la batterie de la voiture (dans le cas des chargeurs CC avec convertisseur intégré) ou utiliser le convertisseur intégré du véhicule pour les chargeurs CA.

Trois paramètres clés de la voiture pertinents pour comprendre la vitesse de charge :

  • La puissance de l'onduleur intégré et le nombre de phases prises en charge, par exemple monophasé 16 A/32 A, triphasé 16 A/32 A, se traduisent par la puissance de sortie suivante.
    230 V x 16 A x 1 phase = 3680 W
    230 V x 32 A x 3 phases = 22 080 W
  • Puissance de charge maximale supportée par la batterie (par exemple, 240 kWh)
  • Capacité de la batterie (ex. 60 kWh)

Exemple
Tesla 3, capacité de la batterie (78 kWh), puissance de charge CA maximale (11 kWh), puissance de charge CC maximale (250 kWh).
Avec une borne de recharge murale de 22 kWh, nous restons limités à une vitesse de charge de la voiture de 11 kWh.
Temps de charge estimés pour une batterie complète (à partir de 0 %)
Chargeur portable 3,7 kWh : ~18 km/h ; 0-100 % en 21 heures
Borne de recharge murale 11 kWh : 55 km/h ; 0-100 % en 7 heures
Chargeur rapide CC 100 kWh : environ ~500 km/h, 0-100 % en 45 minutes.

L'état de charge de la batterie influe sur la vitesse de charge. Le schéma ci-dessous illustre le ralentissement de la charge sur un chargeur rapide CC lors d'une charge typique.

Source : https://insideevs.com/news/519382/tesla-model3-82kwh-charging-analysis/

Est-il possible de recharger une voiture électrique à domicile plus rapidement que 22 kWh (environ 100 km/h) ?

En théorie, nous pouvons acheter un chargeur CC commercial avec un connecteur CCS qui prend en charge, par exemple, 100 kWh ; cependant, outre le coût élevé de l'équipement lui-même (par exemple 100 000 €), deux problèmes majeurs se posent :

  • Puissance de raccordement : une maison individuelle typique dispose d’un raccordement de 12 kWh. Souvent, il est impossible, d’un point de vue matériel, de réaliser un tel raccordement avec des paramètres compatibles avec les exigences d’une borne de recharge rapide en courant continu. De plus, le coût d’entretien d’un tel raccordement peut atteindre plusieurs centaines d’euros. Les raccordements supérieurs à 50 kWh sont également proposés par des fournisseurs d’énergie, avec des tarifs beaucoup moins avantageux pour les particuliers.
  • Une installation électrique de plus de 50 kWh nécessite des plans, des permis de construire, une réception, des approbations du Bureau d'inspection technique, etc. Ce processus prend généralement des mois et double le coût du chargeur lui-même.

Quel chargeur acheter, avec quelle puissance ?

Tout dépend de votre profil de conduite ; l'idéal est d'avoir 3 chargeurs :

  • Chargeur portable 3,7 kWh
  • Un chargeur compatible avec la prise secteur rouge (idéalement avec des adaptateurs supplémentaires, notamment pour une prise de camping bleue ou une petite prise secteur), par exemple de 7 à 22 kWh.
  • Wallbox 22 kWh

Un chargeur portable de 3,7 kWh avec réduction d'ampérage permet de recharger dans pratiquement toutes les conditions. Ce type de chargeur est monophasé, et le nombre réduit de fils (absence de phases dans le câble) explique son prix abordable. C'est de loin la méthode de recharge la plus lente, mais elle permet de recharger environ 37 kWh pendant la nuit, soit environ 200 kilomètres d'autonomie. Par défaut, tous les chargeurs portables ont les mêmes caractéristiques : ils supportent 16 A (16 A × 230 V = 3 680 W → 3,7 kWh). Il suffit d'une prise de courant fonctionnelle supportant 16 A et d'une installation électrique en bon état de fonctionnement. Notre expérience montre que jusqu'à 30 % des utilisateurs de voitures électriques branchent leur chargeur sur des prises dont la mise à la terre est défectueuse ou dont la phase est inversée avec un fil neutre. La plupart des chargeurs de marques réputées ne fonctionnent pas correctement sans mise à la terre. Toutes les voitures électriques et hybrides rechargeables supportent une charge d'au moins 3,7 kWh.


Chargeurs portables à prise rouge (CEE) : ces chargeurs prennent en charge les alimentations monophasées à triphasées et de 16 à 32 A, soit des chargeurs de 7, 11 et 22 kWh. Ils sont généralement vendus avec une prise CEE 5 broches haute puissance (32 A), mais on trouve également des chargeurs avec une prise 5 broches plus petite (16 A) et une prise de camping (CEE 3 broches). Certains de ces chargeurs offrent des fonctionnalités similaires aux bornes de recharge murales, comme les applications mobiles, la compatibilité avec les cartes RFID, les supports muraux, etc.


Les bornes de recharge murales sont fixées en permanence au mur. Elles offrent les fonctionnalités les plus complètes, parmi lesquelles une application mobile, la compatibilité avec les cartes RFID, le Bluetooth/Wi-Fi, un écran, l'intégration avec une installation photovoltaïque ou l'équilibrage dynamique de charge (DLB). Disponibles en différentes puissances, nous recommandons l'achat d'un modèle avec une réserve de puissance, même si votre véhicule actuel ne supporte pas, par exemple, 22 kWh. Conçues pour durer, les bornes de recharge murales sont particulièrement robustes. Nous conseillons d'opter pour un modèle de 22 kWh, compatible avec vos futurs véhicules. Malgré sa puissance élevée, ce type de borne peut être utilisé avec un véhicule moins puissant : celui-ci consommera uniquement l'ampérage qu'il supporte. Notez que pour une recharge optimale, si votre véhicule monophasé supporte 32 A (7,4 kWh), vous aurez besoin d'une borne de 7,4 kWh ou de 22 kWh.
De plus, en raison de la taille plus importante du chargeur lui-même, ces chargeurs sont souvent équipés d'un nombre beaucoup plus important de protections, telles que des disjoncteurs différentiels de type B.

J'ai acheté un chargeur de 11 kWh et la voiture ne charge qu'à 3,5 kWh ! – Le piège des voitures monophasées avec une vitesse de charge maximale de 7,4 kWh.
Le chargeur de 11 kWh est composé de trois phases de 16 A chacune. Si votre véhicule ne prend en charge qu'une seule phase, il ne pourra pas utiliser les deux autres. La charge s'effectuera alors en fonction des capacités du véhicule et de la borne de recharge. Le cas le plus fréquent est le suivant :
Chargeur automatique compatible avec une alimentation monophasée de 32 A (7,4 kWh) et un chargeur triphasé de 16 A (11 kWh). Dans ce cas, nous utiliserons uniquement la phase de 16 A, soit 230 V x 16 A = 3,7 kWh.

Mon installation électrique domestique est-elle prête pour une voiture électrique ?

Vous trouverez ci-dessous quelques points à prendre en compte lors de l'évaluation de votre installation électrique. N'oubliez pas que l'installation doit être conçue, réalisée et vérifiée par un électricien qualifié, qui examinera au préalable la fiche technique du chargeur que vous avez acheté. Aspects de l'installation électrique à vérifier :

  • Puissance de raccordement et nombre de phases desservies : nous pouvons avoir un contrat avec un fournisseur d’énergie pour seulement 7 kWh avec une seule phase, par exemple. Cela nous empêchera d’utiliser des phases supplémentaires dans les chargeurs triphasés.
  • Une mise à la terre fonctionnelle est essentielle. Dans les installations plus anciennes (mais pas seulement), il arrive souvent qu'il n'y ait pas de mise à la terre, ou que l'installation soit défectueuse, avec des fuites dans le système (par exemple, une prise inondée, une isolation endommagée, etc.). La mise à la terre de l'installation est cruciale pour une utilisation sûre des bornes de recharge pour véhicules électriques, et de nombreuses bornes bloquent la charge en cas de mise à la terre défectueuse. Le plus souvent, il est possible de désactiver ces protections, mais cela comporte des risques et est fortement déconseillé.
  • protections appropriées - quelles que soient les protections intégrées aux chargeurs, nous recommandons à chaque utilisateur de disposer d'un circuit électrique supplémentaire avec des protections pour la charge des voitures électriques : disjoncteur de surintensité (fusible standard), disjoncteur différentiel de type B (détection du courant continu résiduel) ou disjoncteur différentiel de type A avec détection du courant continu résiduel adapté aux véhicules électriques.
  • Câblage et prises : la prise utilisée (prise de courant ou prise domestique) doit être compatible avec les caractéristiques du chargeur. L’intensité maximale admissible (en volts et ampères) est généralement indiquée sur le boîtier de la prise. L’électricien doit également vérifier la longueur et la section des câbles pour la charge maximale. Des câbles de section insuffisante ou des prises inadaptées peuvent entraîner une surchauffe et un risque d’incendie.
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