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La tendance aux voitures électriques et à l'électromobilité poursuit son essor. Parallèlement aux particuliers, les chefs d’entreprise optent de plus en plus pour la voiture électrique. Parce que le déploiement de l'infrastructure de recharge s'intensifie et que l'autonomie des véhicules est en constante augmentation.
Néanmoins, certains gestionnaires de flotte hésitent encore à inclure des véhicules électriques dans le parc automobile de l'entreprise. Et pourtant un grand nombre de travailleurs itinérants aimeraient passer à l'électrique, mais la question du chargement dissuade les conducteurs effectuant des déplacements professionnels fréquents. Toutefois, de nombreuses institutions et entreprises mettent d’ores et déjà à la disposition de leurs visiteurs des installations de recharge gratuites pour les voitures électriques.
C'est le moyen idéal pour les commerciaux et employés itinérants de combiner une visite d'entreprise ou de client avec la recharge de leur voiture électrique. Pour ce faire, ils doivent absolument avoir le câble de charge adapté avec leur voiture.
Nous vous indiquons les possibilités existantes et les solutions éprouvées dans la pratique.
Apprenez en plus sur l’électromobilité dans notre guide. Pourquoi l'électromobilité est-elle l’avenir ? Moteur électrique contre moteur thermique : deux concepts de motorisation en comparaison ou encore les avantages et inconvénients des différents systèmes de charge et bien d’autres points intéressants !
Pourquoi un câble de charge spécial pour l’électromobilité est-il nécessaire ?
Cette question peut sembler quelque peu triviale de prime abord. Mais si l'on examine la question de plus près, on se rend vite compte que ce n'est pas si simple. En fin de compte, il s’agit bien plus que de faire passer le courant électrique de la prise à la batterie de la voiture. En effet, lorsqu’une voiture électrique est en charge, le niveau de courant de charge n'est pas forcément ajusté au besoin du véhicule. Il est souvent, dans la plupart des cas, plus élevé que la puissance délivrée par l’alimentation secteur normale. Il s'agit plutôt de ne pas surcharger l'alimentation secteur locale. Et les câbles de charge jouent un rôle essentiel en la matière.
Malgré cela, la charge d'une voiture électrique s'effectue parfois avec beaucoup de puissance. Elle mobilise de hautes tensions et surtout des intensités élevées. C'est pourquoi les développeurs et les fabricants ont dû trouver des solutions intelligentes pour résoudre le problème des câbles de recharge.
En effet, la recharge d'un véhicule électrique doit être fiable et rapide, mais aussi confortable et sûre. Pour y parvenir, les câbles de recharge en électromobilité doivent remplir de nombreux critères importants qu'un enrouleur de câble bon marché ou une simple rallonge ne pourraient jamais respecter.
À quels critères un câble de charge pour l’électromobilité doit-il répondre ?
Etablissement d’une connexion fiable
Si l'on travaille avec des courants élevés, les contacts enfichables doivent être suffisamment dimensionnés. Ils ne doivent pas présenter de résistance de contact inutilement élevée. Dans le cas contraire, les contacts risquent de s'échauffer et de brûler en raison d'une surcharge.
Si l'on considère en outre le nombre de fois où le câble de recharge doit être branché et débranché au cours de la vie d'une voiture électrique, il est évident que seuls des connecteurs de haute qualité sont utilisés. Comme le processus de charge se déroule en partie à l'extérieur, les connecteurs doivent également être protégés de manière fiable contre la pluie et les autres intempéries. De plus, le branchement et le débranchement du câble de recharge doivent être simples et ne pas nécessiter d'efforts excessifs.
Transmission de la puissance de charge
Outre les contacts électriques enfichables, la section du câble doit également être suffisamment dimensionnée. En effet, un raccordement de charge à usage privé dans le garage avec une tension nominale de 230 V et 3 phases de 32 A chacune atteint déjà une puissance de charge imposante de 22 kW. Cela représente environ 10 fois la puissance d'une plaque de cuisson.
Afin de réduire au maximum les pertes dues à la résistance de ligne pour ces courants élevés, les câbles de charge performants ont une très grande section de conducteur. De plus, les câbles épais doivent être très bien isolés. Pour faciliter la manipulation, il est indispensable que les câbles massifs soient malgré tout encore flexibles et élastiques. Et ce, même lorsque les températures sont négatives en hiver.
Assurance de l’interaction
Contrairement aux idées reçues, une borne de recharge n'est pas un chargeur. Une borne de recharge ou wallbox n'est qu'une source d'énergie d'une certaine puissance. Le chargeur réel se trouve dans le véhicule.
Lors du raccordement du câble de recharge, des informations sont échangées via deux lignes de connexion supplémentaires CP (Contact Pilot ou Control Pilot) et PP (Proximity Pilot ou Plug Present). Grâce aux modifications de résistance sur ces lignes, le chargeur dans le véhicule sait à quel niveau la source de tension de la borne de charge ou de la wallbox peut être sollicitée. De l'autre côté, la borne de charge reconnaît le raccordement du véhicule et délivre la tension de charge.
Garantie de la sécurité de charge
Pour des raisons de sécurité, le courant de charge ne peut être libéré que lorsque les connecteurs de charge sont bien raccordés au véhicule et à la station de charge.
Si les contacts enfichables sont déjà sous tension avant la connexion, le choc inévitable des étincelles juste avant la mise en contact peut brûler les contacts en très peu de temps.
La même chose se produirait si le connecteur du câble de charge était débranché pendant le processus de charge. Il faut donc couper la tension avant même de déconnecter les contacts du courant de charge.
Quels sont les types de câbles de charge pour l’électromobilité ?
Selon l'application à laquelle le câble de recharge est destiné, il existe différents modèles. Malgré leur grande diversité, les câbles peuvent être regroupés en trois catégories :
Câbles de charge à extrémité ouverte
Ces câbles de recharge sont prévus, d'une part, pour le raccordement fixe à des stations de charge ou à des wallboxes, par exemple.
D'autre part, il faut un connecteur qui correspond à la prise de raccordement du véhicule à recharger.
Câbles de charge à deux connecteurs
Ces câbles de recharge sont nécessaires si le véhicule électrique doit être rechargé dans une station de recharge publique.
Un connecteur du câble doit correspondre au véhicule et l'autre à la borne de recharge. La plupart des bornes de recharge publiques sont équipées d'une prise de type 2.
Câble de charge avec boîtier de commande
Grâce à ces câbles de recharge, la voiture électrique peut être rechargée sur n'importe quelle prise de courant. C'est particulièrement pratique dans les régions où l'infrastructure de recharge n'est pas encore développée sur l'ensemble du territoire. Le boîtier de contrôle intégré au câble veille à ce que la prise ne soit pas surchargée lors de la charge.
Quels sont les modes de charge ?
Outre les différents types de câbles de recharge, on distingue également différents modes de recharge :
Mode 1 : Ces câbles de recharge sont prévus pour être branchés sur une prise de courant classique de 230 V avec contact de protection.
Mode 2 : Ces câbles de recharge avec boîtier de contrôle peuvent être branchés sur des prises secteur monophasées ou triphasées à l'aide d'un adaptateur.
Mode 3 : Câbles de charge avec connecteurs spécifiques, disposant en outre de contacts pilotes et de contrôle.
Mode 4 : Câbles de charge pour la charge ultrarapide par courant continu et la commande externe du courant de charge.
Quels sont les connecteurs des câbles de charge pour l’électromobilité ?
Même si les câbles de recharge fonctionnent selon le même mode de charge, ils peuvent avoir des connecteurs différents. Les connecteurs remplissent une fonction importante. Ils doivent garantir un contact sûr, même en cas de courant élevé, et doivent en même temps pouvoir être utilisés facilement et sans grand effort. Selon la puissance de charge, trois systèmes de connecteurs différents se sont établis sur le marché pour les voitures électriques.
Connecteur de type 1
Le connecteur de type 1 est principalement utilisé en Amérique du Nord et en Asie. Le connecteur de charge possède 5 contacts et est conçu pour la charge monophasée avec une puissance de charge maximale allant jusqu'à 7,4 kW.
Le connecteur ne dispose pas d'un verrouillage standard, qui sert de sécurité électrique et de protection contre le vol. Pour le marché allemand, les constructeurs de véhicules électriques incluent souvent un câble de recharge à adaptateur compatible avec les stations de charge équipées de connecteurs de type 2.
Connecteur de type 2
Le connecteur de type 2 est également appelé “connecteur Mennekes” et est devenu la norme sur le continent européen. Dans le domaine privé, le connecteur de type 2 permet une puissance de charge allant jusqu'à 22 kW et jusqu'à 43 kW sur les bornes de charge publiques.
Le connecteur dispose d'un verrouillage qui peut être utilisé côté véhicule et côté station. Outre les connexions électriques, le connecteur de type 2 possède encore deux contacts pour la communication entre le chargeur dans le véhicule et la station de charge.
Connecteur de charge CCS (Combo 2)
L’abréviation CCS désigne “Combined Charging System” (système de recharge combiné). Le connecteur CCS est en fait un perfectionnement du connecteur de type 2. Les deux contacts inférieurs (DC+ et DC-) permettent de charger avec un courant continu sur des stations de charge rapide spécialement prévues à cet effet. Dans ce cas, des puissances de charge supérieures ou égales à 50 kW sont possibles. La régulation du courant de charge est prise en charge par la borne de charge en cas de charge en courant continu. La prise de charge sur le véhicule permet de brancher aussi bien des connecteurs CCS que des connecteurs de charge de type 2.
Remarque :
Pour le marché américain, il existe encore le connecteur combo 1, où le connecteur de type 1 possède en plus des contacts de connexion pour la tension continue.
À quoi faut-il faire attention lors du choix d’un câble de charge ?
Câble de charge à extrémité ouverte
Si le câble de recharge est destiné à être raccordé de manière fixe à une borne de recharge ou à une station de charge sur le site de l'entreprise, il convient d'opter pour un câble en mode 3 ou même en mode 4, avec des extrémités de câble ouvertes à un côté. Le connecteur de charge à l'autre extrémité du câble doit correspondre à la prise de charge du véhicule.
Câble de charge mode 3
Afin de pouvoir recharger rapidement le véhicule d'entreprise aux stations de charge, il convient d'avoir dans son véhicule dans tous les cas un câble de recharge mode 3. Avec une puissance de charge allant jusqu'à 43 kW, il est possible de "recharger" rapidement la batterie du véhicule, même lors de longs déplacements professionnels.
Câble de charge mode 2
Dans les régions où l'infrastructure de recharge n'est pas suffisamment déployée, il est tout à fait judicieux d'avoir en plus dans le coffre un câble de recharge mode 2. Les différentes fiches secteur permettent alors de recharger sur n'importe quelle prise de courant ou sur une prise CEE. La station de charge intégrée dans le câble garantit que le raccordement au réseau n'est pas surchargé, même lorsque la batterie du véhicule est complètement vide. Même si les puissances de charge ne sont parfois pas très élevées, il est possible de recharger suffisamment en énergie, par exemple pendant la nuit, pour pouvoir continuer à rouler sans problème le lendemain.
Questions fréquentes concernant les câbles de charge pour l’électromobilité
Le câble de recharge de la voiture électrique peut-il être volé pendant le processus de recharge ?
Dans la plupart des cas, les véhicules sont équipés d'un mécanisme de verrouillage qui maintient les connecteurs en toute sécurité pendant le processus de charge. Un débranchement non autorisé des connecteurs n'est alors possible ni sur le véhicule ni sur la prise de charge. Les connecteurs ne peuvent être retirés que lorsque le conducteur déverrouille le véhicule. Si le verrouillage fait défaut sur le véhicule ou si un connecteur de type 1 est utilisé, il convient de se renseigner auprès de l'atelier de réparation du véhicule sur les possibilités de sécurisation.
Combien de temps dure la recharge d’une voiture électrique ?
Le temps de charge exact dépend de l'état de charge de la batterie et de la puissance de la prise de courant. Si la batterie n'était que partiellement déchargée, elle se rechargera plus rapidement que si elle était complètement vide. La durée de charge peut toutefois être calculée très facilement. Pour cela, il faut diviser la capacité de l'accumulateur du véhicule par la puissance de charge. Si nous partons d'une voiture de classe moyenne avec une batterie de 35 kilowattheures (kWh), nous obtenons les valeurs suivantes :
Prise domestique de 2,3 kW : durée de charge d’env. 15,2 heures
Station de charge de 3,7 kW : durée de charge d’env. 9,5 heures
Station de charge de 7,4 kW : durée de charge d’env. 4,7 heures
Station de charge de 11 kW : durée de charge d’env. 3,2 heures
Station de charge de 22 kW : durée de charge d’env. 1,6 heure
Pour les voitures électriques équipées de batteries de grande capacité (modèles Tesla de 100 kWh), la charge avec un câble de charge AC sur une prise de courant à contact de protection de 2,3 kW n'a pas de sens car le processus de charge durerait plus de 40 heures. C'est pourquoi Tesla a mis en place des stations Supercharger qui rechargent le véhicule à 80% en 20 minutes avec du courant continu.
Quel câble de charge pour voiture électrique est-il le plus courant ?
Pour les voitures électriques, le câble de recharge mode 3 est le plus répandu en Europe. Le câble de recharge mode 3 est disponible avec un connecteur de type 1, un connecteur de type 2 ou une extrémité de câble ouverte.