Recharge rapide en courant continu : puissance des bornes et planification des arrêts

La recharge rapide en courant continu fournit un courant régulé depuis un équipement extérieur à la voiture, en contournant son chargeur embarqué en courant alternatif. CharIN: Combined Charging System design guide V7 Pour un arrêt utile, choisissez une borne adaptée au véhicule et prévoyez l'énergie nécessaire à la prochaine étape.

Comment la station fournit du courant continu

Dans une station raccordée au réseau, l'électronique de puissance transforme le courant alternatif du réseau en courant continu régulé. Le convertisseur peut être installé avec le câble et l'écran, ou dans une armoire séparée alimentant les bornes de distribution. La borne de distribution est l'unité à laquelle le conducteur branche la voiture ; son emplacement ne permet pas de savoir quelle part de l'équipement de puissance elle partage avec les places voisines. OIML G 22: electric vehicle supply equipment metrology

Lors d'une recharge CCS, le véhicule et la station établissent la communication, échangent leurs capacités et effectuent les contrôles de sécurité électrique. La station adapte sa tension de sortie au véhicule avant le début de la recharge à forte intensité, puis ajuste la fourniture aux demandes du véhicule dans ses propres limites. Un défaut de détection du branchement, d'autorisation ou de contrôle de sécurité peut arrêter la session avant tout transfert d'énergie. CharIN: Combined Charging System design guide V7

EV charging: how the system works explique plus largement les circuits de puissance en courant alternatif et continu. Les couches de communication et de services sont présentées dans EV charging protocols and services.

Puissance disponible et partage de puissance

La puissance annoncée sur une borne est un maximum pour des conditions de fonctionnement définies. La puissance disponible dépend aussi de la tension, de l'intensité et de la puissance attribuée à cette connexion. Le document de CharIN sur les classes de puissance DC décrit les plages de fonctionnement à l'aide de ces trois grandeurs. CharIN: DC CCS power classes V7.2

Puissance DC (kW) = tension (V) × intensité (A) ÷ 1000

Prenons une sortie hypothétique de 350 kW limitée à 500 A, dont la plage de tension comprend 400 V et 700 V. À une tension réelle de 400 V, la limite d'intensité autorise au maximum 200 kW. À 700 V, 500 A correspondent aux 350 kW annoncés. À 900 V, même si cette tension est prise en charge, la limite de 350 kW reste applicable : la sortie ne peut pas fournir 450 kW simplement parce que la tension multipliée par l'intensité maximale donne ce résultat.

Ce sont des plafonds électriques. La voiture peut demander moins, et les limites liées à la température peuvent réduire la puissance de la station. CharIN: DC CCS power classes V7.2 Les opérateurs peuvent aussi imposer des limites temporaires : Electrify America indique que ses équipes de maintenance peuvent réduire la puissance pendant des améliorations et des mises à jour, les bornes concernées étant signalées dans son application. Electrify America: charging and troubleshooting FAQ La conversion de tension dans le véhicule et la capacité de la batterie à accepter la puissance sont expliquées dans EV battery charging: power, charging curves and charging time.

Une autre limite apparaît lorsque plusieurs sorties partagent une capacité commune. Un contrôleur de site peut répartir la puissance disponible entre les véhicules en charge et ajuster cette répartition selon la demande. US Department of Energy: smart charge management implementation Dans un système hypothétique disposant de 400 kW à ses sorties DC, deux véhicules pourraient recevoir 200 kW chacun. Si l'un ne demande que 100 kW, un système capable de réaffecter la capacité pourrait proposer jusqu'à 300 kW à l'autre, à condition que le matériel de sortie et le véhicule le permettent. Le partage égal est une stratégie de répartition, pas une caractéristique de toutes les bornes à plusieurs sorties.

La limite commune peut concerner une armoire ou l'ensemble du site. Passer à la borne voisine peut donc laisser cette même contrainte en place. Smart charging and grid integration détaille la gestion de la capacité du site.

Prévoir l'énergie et le temps nécessaires

Choisissez le prochain arrêt de recharge adapté et suffisamment d'énergie au départ pour l'atteindre avec une réserve. Tenez compte de la vitesse prévue, de la météo, du dénivelé et du chargement, ainsi que d'un autre site si celui qui était prévu est indisponible. Incluez le détour, l'attente éventuelle et le branchement dans l'évaluation de la durée totale de l'arrêt.

Un temps de recharge publié de 10–80% fournit une plage d'état de charge définie pour comparer les performances dans les conditions indiquées. Examinez-le avec la version exacte de la batterie et l'énergie ajoutée : des voitures de capacités différentes reçoivent des quantités d'énergie différentes sur cette plage. La préparation de la batterie et les capacités de la station influencent aussi le résultat. EV battery charging: power, charging curves and charging time explique les courbes de recharge et le lien entre l'état de charge affiché et l'énergie de la batterie.

La mesure d'énergie délivrée par la station correspond à l'énergie fournie au raccordement du véhicule. Les pertes de conversion AC-DC de la station se produisent en amont de cette frontière de mesure. OIML G 22: electric vehicle supply equipment metrology Dans le véhicule, les pertes de recharge — y compris celles d'une éventuelle conversion de tension embarquée — et les systèmes comme le chauffage et le refroidissement de la batterie réduisent la part stockée dans les cellules. Charging loss explique ces frontières de mesure. Pour estimer la distance de conduite ajoutée, utilisez l'énergie disponible dans la batterie et une consommation calculée sur la même base.

À mesure que la batterie se remplit, de nombreux véhicules réduisent la puissance de recharge. Electrify America recommande de consulter les informations du constructeur, car le seuil de ralentissement varie. Electrify America: charging and troubleshooting FAQ Utilisez la courbe de recharge et le besoin énergétique de la prochaine étape pour décider quand repartir. Dépasser 80% peut être judicieux avant une longue distance entre deux sites ; repartir plus tôt peut faire gagner du temps lorsque l'énergie est déjà suffisante et que la puissance a diminué.

Préparez la batterie avec la fonction de recharge rapide prise en charge par le véhicule. Dans ses conseils par temps froid pour la Model 3, Tesla recommande de naviguer vers un site de recharge Tesla avec Trip Planner pendant au moins 30–45 minutes avant l'arrivée. Pour un trajet plus court, Tesla suggère aussi de préconditionner la batterie avant le départ. La préparation programmée au départ réchauffe l'habitacle et la batterie pour rouler ; la préparation liée à l'itinéraire vise les conditions de recharge. Tesla Model 3 manual: cold-weather preparation Consultez les instructions correspondant au véhicule et à sa version logicielle, notamment pour savoir si une destination choisie dans une application téléphonique déclenche la préparation de la batterie.

Choisir un site de recharge adapté

Comptez les points de recharge utilisables plutôt que les seuls câbles. Un point de recharge dessert un véhicule à la fois, même s'il propose plusieurs connecteurs. U.S. Alternative Fuels Data Center — Electric vehicle charging stations La FAQ d'Electrify America donne un exemple concret : sur les bornes à deux connecteurs qu'elle décrit, un seul peut être utilisé à la fois. Electrify America: charging and troubleshooting FAQ

Avant de compter sur un site, vérifiez :

• L'accès pour le véhicule exact, le connecteur ou l'adaptateur approuvé et la plage de tension compatible.
• Les points disponibles, les défauts signalés ou les réductions de puissance, et tout partage de puissance connu.
• Les horaires, la portée des câbles et l'agencement du parking, y compris l'espace pour une remorque attelée.
• Les moyens de paiement, le tarif applicable, les restrictions de stationnement et un autre site accessible.

Utilisez la carte ou l'application à jour de l'opérateur pour connaître la disponibilité. La carte ci-dessous représente la situation en juin 2023 et ne doit pas servir à planifier un trajet actuel.

En Amérique du Nord, saisissez le véhicule exact dans l'application ou la carte Tesla pour trouver les sites Supercharger compatibles, puis vérifiez que le câble atteint sa prise de recharge. Tesla: Supercharging other EVs in North America EV charging connectors and inlets présente les interfaces régionales et les exigences relatives aux adaptateurs.

Vérifiez l'accès à des toilettes, à de la restauration et à un abri si vous prévoyez de profiter de la recharge pour faire une pause.

Démarrer la session et vérifier le prix

Suivez les instructions affichées pour brancher le véhicule et autoriser la session. Un réseau peut proposer un terminal de paiement, une application, un badge RFID ou une autorisation par le véhicule. Avec des services Plug & Charge compatibles, le véhicule et la station peuvent gérer automatiquement l'identification et la facturation par la connexion de recharge. CharIN — Plug & Charge and ISO 15118 interoperability EV charging protocols and services explique les certificats, comptes et services réseau associés.

Vérifiez le prix du moyen de paiement choisi avant d'autoriser la session. Comparez le tarif direct de l'opérateur avec les offres d'itinérance ou d'abonnement, en incluant les frais liés à la durée, l'abonnement et les éventuels frais de parking séparés. Dès le début de la recharge, confirmez que le courant passe et vérifiez l'objectif prévu pour le départ.

Dans l'UE, le règlement AFIR impose aux points de recharge payants accessibles au public de proposer une recharge à l'acte, sans inscription ni contrat de service de recharge récurrent. European Commission: AFIR questions and answers Aux points d'au moins 50 kW déployés à partir du 13 avril 2024, le paiement doit être possible par lecteur de carte ou dispositif sans contact capable de lire les cartes de paiement. Portuguese Competition Authority — EV charging study and AFIR payment requirements

À ces points, le prix à l'acte de l'opérateur doit reposer sur les kWh délivrés, avec une éventuelle redevance d'occupation par minute. Le prix par kWh et toute redevance d'occupation doivent être affichés à la station avant le début de la recharge. European Commission: AFIR questions and answers

Si la recharge ne démarre pas

Lisez les messages de la station et du véhicule avant de réessayer.

1. Confirmez l'identifiant de la borne sélectionnée et suivez ses instructions de branchement et de paiement.
2. Vérifiez que le connecteur est complètement inséré et que le câble ne tire pas dessus latéralement.
3. Si les instructions demandent de réessayer, terminez la session avec la commande d'arrêt normale, déverrouillez le véhicule si nécessaire, puis débranchez et rebranchez. Electrify America: charging and troubleshooting FAQ
4. Si le défaut réapparaît, essayez une autre borne disponible et contactez l'opérateur aux coordonnées indiquées sur place. Electrify America: charging and troubleshooting FAQ
5. Conservez assez d'énergie pour rejoindre un autre site et notez l'identifiant de la borne, l'heure et le message d'erreur pour l'opérateur.

Respectez les exigences du véhicule et du réseau concernant les adaptateurs. Les instructions nord-américaines de Tesla autorisent par exemple les adaptateurs NACS DC fournis par Tesla ou le constructeur du véhicule et interdisent ceux de tiers. Tesla: Supercharging other EVs in North America Si un connecteur reste verrouillé, suivez la procédure de déverrouillage du véhicule ; ne l'arrachez pas de force. Hyundai — Charging connector locking and release

Inspectez le câble et le connecteur avant utilisation. N'utilisez pas d'équipement endommagé, de connecteur fissuré ou de câble aux conducteurs exposés ; signalez-les à l'opérateur. Suivez les consignes d'urgence du site et contactez les secours locaux si quelqu'un est en danger immédiat. NZ Transport Agency — Public charging safety precautions