Charge rapide CC : ce que vous devez savoir

En tant que mode de transport écologique et économique, les véhicules électriques (VE) gagnent en popularité. La recharge est un aspect crucial de leur utilisation. Pour de nombreux propriétaires, la priorité est de recharger leur véhicule rapidement et efficacement. La recharge en courant continu (CC) est une solution idéale à ce besoin. Cet article fournit des informations détaillées sur la recharge en CC afin d'aider les propriétaires de VE à mieux comprendre les bornes de recharge.

Principes et applications de la charge CC pour les véhicules électriques

Principes de la batterie CC Charge

Les batteries des véhicules électriques stockent l'énergie sous forme de courant continu (CC), tandis que le réseau électrique fournit du courant alternatif (CA). Un chargeur embarqué dans le véhicule convertit le CA en CC pour charger la batterie. La charge rapide CC contourne le chargeur embarqué et alimente directement la batterie en CC, réduisant ainsi considérablement le temps de charge. La conversion CA en CC s'effectue dans la borne de recharge CC, qui délivre ensuite du CC au véhicule. La charge rapide CC, également appelée DCFC (Direct Current Fast Charging) ou charge de niveau 3, offre une charge plus rapide que la charge CA.

Connecteurs de charge rapide CC

Aux États-Unis, deux principaux types de connecteurs de charge rapide CC sont utilisés : CCS (Combined Charging System) et CHAdeMO.

• Système de charge combiné (CCS)Le CCS intègre des capacités de recharge rapide en courant alternatif monophasé, triphasé et continu dans un seul système. Il comprend des connecteurs et des prises et gère la communication entre le véhicule électrique et l'infrastructure, offrant ainsi une solution de recharge complète.
• CHAdeMOCette norme de charge CC permet une communication fluide entre la voiture et le chargeur. Établie par l'association CHAdeMO, elle garantit la compatibilité grâce à la certification. Fondée au Japon, l'association compte des membres dans le monde entier, dont une antenne européenne à Paris.

Avantages et inconvénients de la charge CC

Avantages :

1. Vitesse de charge rapide:C'est actuellement la méthode de charge la plus rapide disponible.
2. Idéal pour les voyages longue distance:Réduit le temps de charge pendant les déplacements.
3. Parfait pour les arrêts rapides:Convient aux séances de charge brèves mais nécessaires.

Inconvénients :

• Limitations de courant du véhicule: Tous les véhicules ne peuvent pas exploiter pleinement la vitesse de recharge maximale. Le taux d'acceptation du véhicule, c'est-à-dire la puissance maximale qu'il peut absorber (mesurée en kW), varie selon le modèle. Par exemple, la Chevrolet Bolt EV a un taux d'acceptation de 55 kW, ce qui signifie qu'elle se recharge au même débit, que la puissance du chargeur rapide CC soit de 62.5 kW, 150 kW ou 350 kW. À l'inverse, une Porsche Taycan, avec un taux d'acceptation de 270 kW, ne se rechargera qu'à 150 kW sur une borne de 150 kW.

Les taux de recharge rapide en courant continu et l'acceptation des véhicules électriques sont étroitement liés. Voici quelques tableaux de données illustrant cette relation :

• Coûts plus élevésLa recharge rapide en courant continu est plus onéreuse. Les prix varient selon le lieu, la station et l'opérateur (par exemple, ChargePoint, Electrify America, EVgo). Par exemple, Electrify America facture 31 ou 43 cents par kWh, selon le statut d'abonné, tandis que ChargePoint à Tarboro, en Caroline du Nord, facture 27 cents par kWh.
• Production de chaleur: Des taux de charge élevés génèrent de la chaleur, ce qui peut affecter la batterie. Bien que la charge rapide en courant continu puisse impacter la durée de vie de la batterie, cet effet est minime et sans danger. Des recherches menées par l'Idaho National Laboratory indiquent que la vitesse de perte de capacité des batteries de véhicules électriques utilisant la charge rapide en courant continu est comparable à celle des batteries utilisant la charge en courant alternatif de niveau 2. Chaque batterie de véhicule électrique est équipée d'un système de gestion de batterie (BMS) qui prévient les dommages en contrôlant le taux de charge et en surveillant la température.

Avantages des bornes de recharge pour véhicules électriques à courant continu

Classification des bornes de recharge pour véhicules électriques à courant continu

Les bornes de recharge sont classées selon le niveau de tension de l'alimentation. Les chargeurs de niveau 1 se connectent à une alimentation CA de 120 V, ceux de niveau 2 à une alimentation CA de 240 V et ceux de niveau 3 à une alimentation CC de 480 V. Des niveaux de tension plus élevés correspondent à un potentiel de sortie plus élevé.

Les bornes de recharge sont classées en différents niveaux en fonction de la tension d'alimentation :

Principes de fonctionnement des bornes de recharge pour véhicules électriques à courant continu

Les bornes de recharge rapide en courant continu (DCFC) alimentent directement la batterie du véhicule électrique en courant continu, offrant une recharge beaucoup plus rapide que la recharge traditionnelle en courant alternatif (CA) . Le processus de base comprend :

1. Alimentation: Réception de courant alternatif à partir du réseau.
2. Conversion CA à CC:Le redresseur de la station convertit le courant alternatif en courant continu.
3. Communication et contrôle:L'interaction entre le VE et la borne détermine le taux de charge optimal.
4. DC Power Supply:Transmission de l'alimentation CC à la batterie du véhicule électrique via le connecteur de charge.

Processus de charge rapide

Une fois connecté à une borne de recharge CC, le processus de recharge comporte plusieurs étapes :

1. Stade initial:Le VE communique avec la station pour déterminer l'état de charge actuel (SOC) et la capacité d'acceptation.
2. Étage haute puissance:À faible SOC, la station charge la batterie à puissance maximale.
3. Étape de décélération:Lorsque le SOC atteint environ 80 %, la puissance de charge diminue pour protéger la batterie.
4. Étape d'achèvement:La vitesse de charge diminue encore jusqu'à ce que la batterie soit complètement chargée.

Facteurs affectant la vitesse de charge rapide en courant continu pour les véhicules électriques

1. Tarif des bornes de recharge:La puissance de sortie de la station affecte la vitesse de charge. Chargeurs rapides CC La gamme de puissances varie de 15 kW à 350 kW, avec des chargeurs à mégawatts en cours de développement. En général, une puissance plus élevée signifie une charge plus rapide ; cependant, le taux d'acceptation du VE peut limiter la vitesse de charge réelle.
2. Taux d'acceptation des véhicules électriques: Les différents modèles ont des capacités variables d'acceptation des vitesses de charge. Le taux d'acceptation d'un véhicule électrique correspond à la puissance maximale qu'il peut absorber, également mesurée en kW. Lorsqu'une borne de recharge rapide CC est connectée, le système de gestion de la batterie du véhicule électrique communique cette information à la borne. Par exemple, un véhicule électrique avec un taux d'acceptation de 50 kW se rechargera au même débit sur les bornes de 50 kW et de 350 kW. À l'inverse, une Porsche Taycan avec un taux d'acceptation de 270 kW ne se rechargera qu'à 150 kW si la puissance maximale de la borne est de 150 kW.
3. Courbe de charge rapide CC: La vitesse de charge diminue progressivement au cours du processus afin de protéger la batterie et de prolonger sa durée de vie. La courbe de charge rapide CC est une autre variable essentielle pour déterminer le temps de charge d'un véhicule électrique. Chaque modèle de véhicule électrique possède une courbe de charge unique qui détermine la quantité d'énergie qu'il peut consommer tout au long du processus. Généralement, les véhicules électriques se chargent à la vitesse maximale pendant une partie seulement du cycle. Une fois la communication avec la borne CCFC établie, le véhicule atteint rapidement sa vitesse de charge maximale ; puis, à mesure que la charge de la batterie augmente, la consommation d'énergie diminue progressivement. Lorsque la batterie du véhicule est chargée à 80 % de sa capacité, la consommation d'énergie diminue considérablement. La plupart des fabricants et des études recommandent de charger à 80 % de sa capacité pour prolonger la durée de vie de la batterie et permettre aux autres conducteurs de véhicules électriques d'utiliser la borne, car le taux de charge de 80 % à 100 % est considérablement plus lent.

Le développement des bornes de recharge CC s'accélère pour répondre à la demande du marché, offrant des solutions de recharge plus efficaces et plus pratiques aux propriétaires de véhicules électriques. Cette expansion favorise non seulement l'adoption et le développement des véhicules électriques, mais améliore également leur praticité et leur accessibilité. Nous sommes convaincus qu'avec la prolifération continue des bornes de recharge CC et les avancées technologiques, les véhicules électriques deviendront le mode de transport privilégié d'un nombre croissant de personnes.