Les modes de recharge des véhicules électriques (VE) désignent les différentes méthodes et normes utilisées pour recharger ces véhicules. Ces modes sont principalement définis par le type de connexion électrique, la vitesse de recharge et les capacités de communication entre le véhicule et le chargeur.
La norme internationale «CEI 61851-1' (Système de charge conductrice pour véhicules électriques) indique les modes de charge définis.
Quatre types de modes de recharge internationaux
Mode 1 : Usage domestique et d’urgence
Le mode 1 consiste à recharger le véhicule à partir d'une prise secteur standard, sans communication entre le véhicule et le chargeur. Il utilise généralement une simple rallonge et ne comporte aucune protection contre les chocs électriques. Pour des raisons de sécurité, ce mode est interdit dans de nombreuses régions.
Mode 2 : Sécurité et protection contre les surcharges améliorées
En mode 2, la recharge s'effectue à l'aide d'un câble spécial intégrant un boîtier de commande pour plus de sécurité. Ce câble protège contre les chocs électriques et permet une communication partielle avec le véhicule afin de gérer le processus de recharge. Le mode 2 est couramment utilisé pour la recharge à domicile.
Mode 3 : Recharge et installation CA plus rapides
Ce mode utilise une borne de recharge dédiée, reliée directement au réseau électrique. Il permet une puissance de charge supérieure aux modes 1 et 2 et intègre des fonctions de sécurité telles que la communication et le contrôle entre le chargeur et le véhicule. Le mode 3 est considéré comme la méthode privilégiée pour la plupart des véhicules électriques, notamment sur les bornes de recharge publiques.
Mode 4 : Charge rapide et protection CC
Connue sous le nom de recharge rapide en courant continu (mode 4), cette technologie permet une recharge rapide en convertissant le courant alternatif (CA) en courant continu (CC) à la borne de recharge plutôt que dans le véhicule. Elle offre ainsi des temps de recharge bien plus courts, permettant souvent à un véhicule électrique d'atteindre 80 % de charge en une trentaine de minutes. Les bornes de recharge de mode 4 se trouvent généralement sur les stations de recharge publiques situées le long des autoroutes.
Comment les modes de charge affectent-ils la vitesse de charge de votre véhicule électrique ?
Puissance du chargeur : Les chargeurs plus puissants chargent plus rapidement.
En mode 1, sa puissance de sortie est d'environ 1,4 kW, ce qui en fait la méthode de charge la plus lente.
En mode 2, la puissance de sortie peut atteindre 3,3 kW, soit 135 % plus rapide qu'en mode 1. Certaines bornes de recharge de niveau 2 peuvent même atteindre 36 kW, voire plus.
Le mode 3 offre une large gamme de puissances de sortie, généralement de 7,2 kW à 22 kW, ce qui augmente considérablement la puissance de charge. Le mode 3 est également le mode de charge le plus couramment utilisé pour la charge à domicile.
Le mode 3 peut utiliser l'alimentation domestique, est peu coûteux et facile à installer, convient aux personnes qui n'ont pas besoin d'une vitesse de charge élevée, et son excellent rapport qualité-prix a été plébiscité et acheté par de nombreuses familles.
Le mode 4, également appelé recharge rapide en courant continu, peut fournir une puissance de 50 kW à 350 kW, voire plus. Il s'agit actuellement de la méthode de recharge la plus rapide ; certains véhicules électriques peuvent être rechargés à environ 80 % en 30 minutes.
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Capacité de la batterie : les batteries de grande capacité mettent plus de temps à se recharger.
La puissance d'un véhicule électrique est principalement déterminée par la capacité de sa batterie, généralement mesurée en kilowattheures (kWh). Plus la capacité de la batterie est élevée, plus l'autonomie du véhicule avec une seule charge est importante.
• Petits véhicules électriques : la capacité de la batterie est généralement d'environ 20 à 40 kWh, adaptée aux trajets urbains.
• Véhicules électriques de taille moyenne : la capacité de la batterie est généralement d'environ 50 à 70 kWh, en tenant compte de la conduite urbaine et périurbaine.
•Gros véhicules électriques : la capacité de la batterie est généralement supérieure à 80 kWh, adaptée aux longs trajets.
Imaginez que vous ayez une voiture électrique avec une batterie d'une capacité de 60 kWh et qu'elle soit rechargée à l'aide d'une borne de recharge de 11 kW :
En théorie : 60 kWh / 11 kW = 5,45 heures, c'est-à-dire environ 5 heures et 27 minutes pour que votre véhicule électrique soit complètement chargé.
Si vous utilisez un pistolet de charge CC de 60 kW pour charger, 60 kWh / 60 kW = 1 heure, vous pouvez charger complètement votre voiture électrique en environ 1 heure, économisant ainsi plus de 80 % du temps de charge.
Cependant, en raison de facteurs tels que l'efficacité de la charge et le système de gestion de la batterie, le temps de charge réel peut être légèrement plus long.
État de charge : Une batterie dont l’état de charge (SOC) est plus faible se chargera plus rapidement au début.
Lorsqu'une batterie a un faible niveau de charge (SOC), il y a plus d'espace libre pour que l'énergie se charge, ce qui permet une vitesse de charge plus rapide.
Vous pouvez bénéficier d'une recharge rapide si le niveau de charge de votre véhicule électrique est inférieur à 80 %, sinon votre vitesse de recharge diminuera rapidement.
Pour une recharge rapide adaptée aux trajets courts, nous vous conseillons de maintenir le niveau de charge (SOC) entre 20 % et 80 %. Pour les longs trajets, il est recommandé de maintenir le SOC à 100 %.
Température ambiante :
La température peut affecter les performances de la batterie et réduire la vitesse de charge. La plupart des batteries de véhicules électriques ont une plage de température optimale, généralement entre 20 °C et 30 °C (68 °F et 86 °F). Dans cette plage, la chimie et la résistance interne de la batterie sont propices à une charge efficace.
Mais pas d'inquiétude à ce sujet, certains véhicules électriques permettent de préconditionner la batterie à une température optimale avant la charge, notamment dans des conditions météorologiques extrêmes.
Protocole de charge : Différents protocoles de charge peuvent également avoir un impact sur la vitesse de charge.
Il existe de nombreux protocoles de charge, tels que OCPP, ISO 15118, CHAdeMO, GB/T, Tesla Supercharger et CCS (Combined Charging System), etc. Les normes d'infrastructure de charge varient selon les régions, ce qui influe sur le choix du protocole.
Comment choisir le mode de charge adapté à votre véhicule électrique ?
Recharge à domicile et en public :
Consultez le manuel de votre véhicule pour connaître les modes de charge compatibles. Si votre alimentation est monophasée et que vous n'avez pas besoin d'une charge ultra-rapide, les modes 2 et 3 conviennent. Si vous disposez d'une alimentation triphasée et que vous souhaitez une charge plus rapide, le mode 3 est préférable.
Les bornes de recharge publiques proposent généralement la recharge en mode 3 ou en mode 4, permettant des temps de recharge plus rapides.
Vitesse de charge :
Déterminez la vitesse de charge dont vous avez besoin pour votre véhicule. Les bornes de niveau 1 sont lentes et conviennent à une recharge nocturne, tandis que les bornes de niveau 2 offrent une vitesse de charge plus rapide, ce qui les rend idéales pour un usage quotidien.
Les chargeurs rapides CC (mode 4) permettent une charge rapide, atteignant souvent 80 % de la capacité en environ 30 minutes, mais sont généralement utilisés dans des lieux publics.
Compatibilité:
Assurez-vous que le chargeur est compatible avec le chargeur embarqué de votre véhicule. Vérifiez l'ampérage maximal admissible par votre véhicule et choisissez un chargeur qui respecte ou dépasse cette valeur.
•Tesla Model 3 : Prend en charge la recharge en courant alternatif (mode 2 et mode 3) ainsi que la recharge rapide en courant continu (mode 4).
•Volkswagen ID.4 : Prend en charge le système de charge combiné CCS, compatible avec la charge en courant alternatif et en courant continu.
•BYD Han : Prend en charge la charge CA et CC standard GB/T.
Lieu d'installation :
Choisissez l'emplacement de la borne de recharge. Si elle est installée à l'extérieur, assurez-vous qu'elle soit résistante aux intempéries. Tenez compte de la distance qui la sépare de la station de recharge afin de minimiser les coûts d'installation.
•Le mode 1 est obsolète et ne constitue pas un bon choix.
•Le mode 2 convient pour une utilisation en intérieur, mais il n'est pas aussi sûr.
•Les modes 3 et 4 sont actuellement les types de charge les plus courants et fonctionnent aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur.
Pour choisir le mode de charge le plus adapté, tenez compte du chargeur, de votre véhicule et du lieu de charge. Il est conseillé de consulter un expert ou le manuel de votre voiture pour une charge en toute sécurité.
Ampérage et capacité électrique :
Les véhicules électriques sont généralement équipés de deux types de ports de charge : les ports de charge rapide et les ports de charge lente. Chaque type prend en charge différents modes de charge.
La charge en courant continu (CC) est appelée charge rapide. Le mode 4 est le plus courant pour la charge rapide. Ce port supporte des courants de charge nettement plus élevés, souvent de 50 A à 500 A, voire plus. Cela permet des vitesses de charge rapides pouvant atteindre plusieurs centaines de kilowatts.
Les modes 2 et 3 sont généralement utilisés pour une recharge en courant alternatif plus lente. Le chargeur embarqué du véhicule convertit le courant alternatif de la borne de recharge en courant continu pour recharger la batterie. Ils supportent généralement des courants de charge plus faibles, de 16 A à 32 A.
L'intensité maximale de charge est généralement limitée par le chargeur embarqué du véhicule et l'installation électrique domestique. Pour améliorer votre système de charge et sa vitesse, il est conseillé de faire appel à un électricien afin d'évaluer et, le cas échéant, de moderniser vos bornes de recharge.
Fonctionnalités intelligentes :
Certains chargeurs de mode 3 ou 4 offrent des fonctionnalités intelligentes telles que la connectivité Wi-Fi, la programmation et le suivi de la consommation d'énergie. Ces chargeurs permettent de réaliser des économies et d'améliorer le confort d'utilisation en rechargeant votre appareil pendant les heures creuses.
Dans différents pays et régions, les véhicules électriques proposent divers modes de recharge pour répondre à différents besoins. Comprendre ces modes est essentiel pour une recharge efficace et pratique.