{"id":4504,"date":"2021-07-12T15:55:44","date_gmt":"2021-07-12T15:55:44","guid":{"rendered":"https:\/\/knowhowprod.wpengine.com\/?p=4504"},"modified":"2021-09-13T17:40:42","modified_gmt":"2021-09-13T17:40:42","slug":"infrastructures-de-recharge-pour-vehicule-electrique-securite-et-normes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/knowhow.distrelec.com\/fr\/transport\/infrastructures-de-recharge-pour-vehicule-electrique-securite-et-normes\/","title":{"rendered":"Infrastructures de recharge pour v\u00e9hicule \u00e9lectrique – S\u00e9curit\u00e9 et normes"},"content":{"rendered":"\n

Le march\u00e9 des v\u00e9hicules \u00e9lectriques (VE) ayant pris de l’importance en Europe ces derni\u00e8res ann\u00e9es, les besoins en bornes de recharge ne cessent d’augmenter. La demande d’infrastructures est principalement due \u00e0 l’adoption des v\u00e9hicules \u00e9lectriques, les constructeurs automobiles \u00e9tant de plus en plus nombreux \u00e0 concentrer leurs efforts sur les v\u00e9hicules \u00e9lectriques pour r\u00e9pondre aux exigences de l’UE. Il est \u00e9galement \u00e9vident qu’avec l’augmentation des ventes de nouveaux v\u00e9hicules \u00e9lectriques, les infrastructures doivent \u00eatre \u00e9tendues, notamment par la cr\u00e9ation de nouveaux points de charge accessibles et l’extension des points de charge existants.

Les infrastructures globales de recharge pour VE comprennent \u00e9galement les types de bornes de recharge. La n\u00e9cessit\u00e9 de disposer de chargeurs rapides \u00e0 des endroits pratiques est essentielle pour tout voyage ; comme nous le savons, tout type de batterie rechargeable doit \u00eatre recharg\u00e9 pendant de longues p\u00e9riodes, les VE ne sont pas diff\u00e9rents. Les plus petites batteries de VE ont une puissance d’environ 20-30 kW et les plus grandes peuvent atteindre 100 kW. Avec une capacit\u00e9 de batterie d’environ 100 kW, une prise domestique standard de 240 V chargerait la batterie en 24 heures environ \u00e0 2,3 kW. Une borne de recharge murale sp\u00e9cialis\u00e9e chargerait la batterie en 7,5 heures environ \u00e0 7,4 kW et un chargeur rapide, d’une puissance de 50 kW, peut charger une batterie en moins d’une heure. La disponibilit\u00e9 de chargeurs rapides est essentielle pour la plupart des conducteurs qui parcourent de longues distances, sinon l’ensemble de l’infrastructure serait jug\u00e9e peu pratique.

En r\u00e9alit\u00e9, la plupart des propri\u00e9taires de VE disposeront d’un chargeur d\u00e9di\u00e9 \u00e0 domicile, connect\u00e9 au r\u00e9seau \u00e9lectrique interne de la maison, et chargeront le v\u00e9hicule pendant la nuit, lorsque l’\u00e9lectricit\u00e9 est beaucoup moins ch\u00e8re et que la demande est moindre. Ces chargeurs domestiques sont soit une prise standard de 240V 13A, soit une unit\u00e9 murale de 7,4kW\/32A install\u00e9e par la plupart des fournisseurs d’\u00e9lectricit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

Pyramide de recharge de VE<\/h2>\n\n\n\n

La croissance du march\u00e9 des VE avec les constructeurs automobiles a conduit \u00e0 une vari\u00e9t\u00e9 de chargeurs propri\u00e9taires et de types de connexion, chacun offrant un mod\u00e8le unique. Ce sujet unique repr\u00e9sente un d\u00e9fi \u00e9norme dans le cadre de la conception globale de l’infrastructure de recharge des VE. L’une des solutions \u00e0 ce probl\u00e8me r\u00e9side dans les strat\u00e9gies de recharge.

Au bas de l’\u00e9chelle, on trouve les chargeurs lents, dont la puissance est g\u00e9n\u00e9ralement comprise entre 2 et 3 kW et qui peuvent \u00eatre utilis\u00e9s dans presque tous les foyers. En outre, il existe \u00e9galement diff\u00e9rents chargeurs muraux qui peuvent \u00eatre install\u00e9s \u00e0 l’ext\u00e9rieur de la maison ou dans le garage. Ces chargeurs muraux ont une puissance de 7,4 kW et sont directement reli\u00e9s au r\u00e9seau \u00e9lectrique.

Les chargeurs rapides se trouvent dans la plupart des espaces publics, tels que les parkings, les centres commerciaux et, dans certains cas, sur les voies publiques. Ces chargeurs rechargeront votre VE \u00e0 un taux particulier selon la puissance du r\u00e9seau de charge. Les chargeurs rapides ont une puissance comprise entre 7 et 22 kW et peuvent recharger votre v\u00e9hicule de z\u00e9ro \u00e0 sa pleine capacit\u00e9 en 3 \u00e0 6 heures environ, selon la capacit\u00e9 de la batterie de votre v\u00e9hicule \u00e9lectrique.

Les chargeurs express sont encore plus rapides et se trouvent le plus souvent dans les parkings, o\u00f9 les v\u00e9hicules \u00e9lectriques sont laiss\u00e9s pendant quelques heures \u00e0 la fois. Il existe deux types de chargeurs : les chargeurs \u00e0 courant alternatif (43 kW) et les chargeurs \u00e0 courant continu (50 kW). Les chargeurs \u00e0 courant continu alimentent directement la voiture sans conversion de courant AC\/DC et sans perte de puissance dans le processus. Avec ces deux m\u00e9thodes de recharge, un v\u00e9hicule \u00e9lectrique recharge sa batterie en une heure environ.

Au sommet de la pyramide se trouvent les superchargeurs, qui permettent de recharger entre 120 et 300 kW. Tesla a \u00e9t\u00e9 l’un des premiers constructeurs de v\u00e9hicules \u00e9lectriques \u00e0 concevoir un superchargeur de 120 kW avec son propre connecteur et a r\u00e9cemment annonc\u00e9 un nouveau superchargeur de 250 kW. Tesla affirme pouvoir recharger compl\u00e8tement ses batteries en 15 \u00e0 30 minutes gr\u00e2ce \u00e0 son r\u00e9seau de plus de 20 000 superchargeurs en Europe…. Ce type de chargeur est id\u00e9al pour les stations-service et les stations d’essence car ils sont g\u00e9n\u00e9ralement situ\u00e9s dans des endroits id\u00e9aux pour les longs trajets et sont facilement accessibles.

Quelques entreprises de recharge de VE ont d\u00e9pass\u00e9 les 150 kW que l’on trouve g\u00e9n\u00e9ralement dans la plupart des superchargeurs. L’une de ces entreprises est la soci\u00e9t\u00e9 suisse ABB. ABB a lanc\u00e9 son chargeur rapide DC haute puissance Terra, qui peut produire jusqu’\u00e0 350kW, soit pr\u00e8s de trois fois le d\u00e9bit des superchargeurs de Tesla. Malheureusement, il n’y a rien sur le march\u00e9 qui puisse g\u00e9rer ce type de capacit\u00e9 de charge, mais la technologie existe et est pr\u00eate \u00e0 \u00eatre mise en \u0153uvre lorsque les VE auront cette capacit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

Options de connectivit\u00e9<\/h2>\n\n\n\n

L’infrastructure des VE comprend non seulement plusieurs options de recharge, mais aussi une grande vari\u00e9t\u00e9 de connecteurs. Chaque connecteur et syst\u00e8me de recharge est incompatible avec les autres, ce qui constitue un d\u00e9fi pour l’industrie des VE. Voici une liste des types de connecteurs pour VE les plus courants :<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Fiche de type 1<\/strong> – La fiche de type 1 est une fiche monophas\u00e9e qui permet des niveaux de puissance de charge allant jusqu’\u00e0 7,4 kW (230 V, 32 A). Cette norme est principalement utilis\u00e9e dans les mod\u00e8les de voitures de la r\u00e9gion asiatique, et est rare en Europe, ce qui explique pourquoi il y a tr\u00e8s peu de bornes de recharge publiques de type 1.

Fiche de type 2<\/strong> – La principale zone de distribution de la prise triphas\u00e9e est l’Europe, et elle est consid\u00e9r\u00e9e comme le mod\u00e8le standard. Dans les espaces priv\u00e9s, des niveaux de puissance de charge allant jusqu’\u00e0 22 kW sont courants, tandis que des niveaux de puissance de charge allant jusqu’\u00e0 43 kW (400 V, 63 A, CA) peuvent \u00eatre utilis\u00e9s dans les bornes de recharge publiques. La plupart des bornes de recharge publiques sont \u00e9quip\u00e9es d’une fiche de type 2. Tous les c\u00e2bles de recharge de mode 3 peuvent \u00eatre utilis\u00e9s avec ce syst\u00e8me, et les voitures \u00e9lectriques peuvent \u00eatre recharg\u00e9es avec des fiches de type 1 et de type 2. Tous les c\u00e2bles de mode 3 sur les c\u00f4t\u00e9s des bornes de recharge sont \u00e9quip\u00e9s de fiches dites de Mennekes (type 2).

Fiches combin\u00e9es (Combined Charging System ou CCS, syst\u00e8me de charge combin\u00e9 en fran\u00e7ais)<\/strong> – La fiche CCS est une version am\u00e9lior\u00e9e de la fiche de type 2, avec deux contacts d’alimentation suppl\u00e9mentaires pour la charge rapide. Elle prend en charge des niveaux de puissance de charge AC et DC (courant alternatif et courant continu) allant jusqu’\u00e0 170 kW. Dans la pratique, cette valeur se situe g\u00e9n\u00e9ralement autour de 50 kW.

Fiche CHAdeMO<\/strong> – Ce syst\u00e8me de recharge rapide a \u00e9t\u00e9 mis au point au Japon et permet des capacit\u00e9s de recharge allant jusqu’\u00e0 50 kW dans les bornes publiques appropri\u00e9es. Les constructeurs suivants proposent des voitures \u00e9lectriques compatibles avec la fiche CHAdeMO : BD Otomotive, Citro\u00ebn, Honda, Kia, Mazda, Mitsubishi, Nissan, Peugeot, Subaru, Tesla (avec adaptateur) et Toyota.

Tesla Supercharger<\/strong> – Pour son superchargeur, Tesla utilise une version modifi\u00e9e de la fiche Mennekes de type 2. Cela permet \u00e0 la Mod\u00e8le S de se recharger \u00e0 80 % en 30 minutes. De plus, Tesla offre la recharge gratuite \u00e0 ses clients. \u00c0 ce jour, il n’est pas possible de recharger d’autres marques de voitures avec les superchargeurs Tesla.

Prise domestique<\/strong> – des niveaux de puissance de charge allant jusqu’\u00e0 3,7 kW (230 V, 16 A) peuvent \u00eatre atteints avec une prise domestique \u00e9quip\u00e9e du fusible appropri\u00e9. Votre voiture \u00e9lectrique sera recharg\u00e9e via un c\u00e2ble de charge de mode 2. Nous recommandons fortement une puissance de charge maximale de 2,3 kW (230 V, 10 A) si la prise n’a pas \u00e9t\u00e9 v\u00e9rifi\u00e9e avant. On trouve aussi parfois des prises domestiques dans les bornes de recharge publiques. Cette m\u00e9thode de recharge est disponible pour toutes les voitures \u00e9lectriques.<\/p>\n\n\n\n

Infrastructure du r\u00e9seau<\/h2>\n\n\n\n

Le nombre de points de recharge de VE disponibles en Europe augmente chaque ann\u00e9e, \u00e0 mesure que l’adoption des VE se d\u00e9veloppe. Cette \u00e9volution est beaucoup plus rapide dans certaines r\u00e9gions que dans d’autres. En 2019, il y avait environ 15k points de charge \u00e0 haute puissance (22kW+) et en 2020, ce chiffre a presque doubl\u00e9 pour atteindre 25k selon les donn\u00e9es de l’Observatoire europ\u00e9en des carburants alternatifs. Cela n’est pas seulement d\u00fb aux progr\u00e8s dans le domaine de la recharge des VE, mais aussi aux cadres strat\u00e9giques nationaux qui ont \u00e9t\u00e9 mis en place en vertu de l’article 3 de la directive 2014\/94\/UE.

La Norv\u00e8ge est l’un des pays o\u00f9 les VE sont les plus r\u00e9pandus. Plus de 300 000 VE de tourisme y sont enregistr\u00e9s, ce qui repr\u00e9sente plus de 15 % du march\u00e9 automobile global d’ici 2020. La part de march\u00e9 des voitures rechargeables est la plus \u00e9lev\u00e9e au monde depuis plusieurs ann\u00e9es et c’est le premier pays o\u00f9 les ventes de VE ont d\u00e9pass\u00e9 celles des voitures \u00e0 moteur \u00e0 combustion interne. Il y a actuellement environ 500 000 VE en Norv\u00e8ge, y compris les hybrides et les hybrides rechargeables, pour une population d’environ 5,2 millions d’habitants.

Pour faire face \u00e0 cet incroyable succ\u00e8s des VE, il faut une infrastructure de r\u00e9seau de recharge adapt\u00e9e. Selon electromaps<\/a>, la Norv\u00e8ge compte actuellement environ 9000 points de charge r\u00e9partis sur 2500 stations. Il s’agit \u00e9galement du r\u00e9seau le plus propre au monde, 98 % de l’\u00e9lectricit\u00e9 utilis\u00e9e pour recharger les v\u00e9hicules \u00e9lectriques provenant d’une source d’\u00e9nergie renouvelable.

Dans toute l’Europe, de nombreuses soci\u00e9t\u00e9s d’\u00e9nergie se lancent dans le secteur de la recharge des VE, car elles sont les mieux plac\u00e9es pour ce type de march\u00e9, surtout lorsqu’elles peuvent fournir de l’\u00e9lectricit\u00e9 \u00e0 partir d’une source d’\u00e9nergie renouvelable telle que l’\u00e9nergie \u00e9olienne, solaire ou hydraulique. La soci\u00e9t\u00e9 n\u00e9erlandaise Fastned<\/a> est l’un des principaux sp\u00e9cialistes de la recharge des v\u00e9hicules \u00e9lectriques. Elle a r\u00e9cemment mis en place des bornes de recharge qui sont aliment\u00e9es par des panneaux solaires. Cette solution est un moyen rentable de recharger les VE, car les solutions existantes n\u00e9cessitent l’alimentation d’une centrale \u00e9lectrique locale. Les nouvelles bornes de recharge devraient donc s’appuyer sur le r\u00e9seau \u00e9lectrique existant, ce qui pourrait entra\u00eener une pression suppl\u00e9mentaire sur le r\u00e9seau \u00e9nerg\u00e9tique, sans compter qu’elles seraient situ\u00e9es dans des lieux publics.

Certaines entreprises se tournent vers le VE pour changer leur fa\u00e7on de faire des affaires, ainsi que pour acc\u00e9der \u00e0 un public en constante \u00e9volution. Les compagnies p\u00e9troli\u00e8res telles que BP et Shell ont install\u00e9 des chargeurs de VE dans presque toutes leurs stations-service en Europe, ce qui leur permet de suivre les tendances et d’\u00e9largir leur client\u00e8le. De plus, la majorit\u00e9 des stations-service sont strat\u00e9giquement plac\u00e9es pour \u00eatre facilement accessibles \u00e0 la plupart des conducteurs, ce qui est un grand avantage pour l’infrastructure globale des VE.<\/p>\n\n\n\n

S\u00e9curit\u00e9 de la recharge des VE<\/h2>\n\n\n\n

La recharge d’un VE comporte deux aspects : le chargeur lui-m\u00eame et le c\u00e2ble de recharge avec le connecteur appropri\u00e9. Les bornes de recharge pour VE sont conformes \u00e0 la norme IEC 61851 de la directive europ\u00e9enne, qui \u00e9volue actuellement et fait toujours l’objet d’un d\u00e9veloppement continu. Le c\u00e2ble de chargement et le connecteur de chargement sont conformes \u00e0 la directive europ\u00e9enne CEI 62196 relative aux fiches, prises de courant, connecteurs de v\u00e9hicules et prises de courant de v\u00e9hicules. Ces normes europ\u00e9ennes sont mises en place pour assurer la s\u00e9curit\u00e9 de l’\u00e9quipement et de l’utilisateur final. Par exemple, le v\u00e9hicule n’est pas aliment\u00e9 en \u00e9lectricit\u00e9 \u00e0 moins qu’un v\u00e9hicule compatible ne soit connect\u00e9 et le v\u00e9hicule est \u00e9galement immobilis\u00e9 pendant que le c\u00e2ble est connect\u00e9.

La directive CEI 62196 comprend \u00e9galement des sous-directives (CEI 62196-1 et CEI 62196-2) qui expliquent en d\u00e9tail la conception de chaque type de fiche et ses sp\u00e9cifications. Elle a \u00e9t\u00e9 introduite pour permettre la compatibilit\u00e9 entre les produits de diff\u00e9rents fabricants.

Configurations :

Type 1<\/strong> – Largement utilis\u00e9 aux \u00c9tats-Unis et au Japon, il a \u00e9t\u00e9 con\u00e7u \u00e0 l’origine par le fabricant Yazaki et a \u00e9t\u00e9 publi\u00e9 sous la norme SAE J1772 aux \u00c9tats-Unis. Le connecteur lui-m\u00eame comporte un bo\u00eetier rond, avec une encoche sur l’entr\u00e9e du v\u00e9hicule pour d\u00e9terminer son orientation lorsqu’il est utilis\u00e9. Il permet un courant de fonctionnement de 32A et un courant maximal de 80A, mais uniquement aux \u00c9tats-Unis.

Type 2 <\/strong>– \u00c9galement connu sous le nom de connecteur Mennekes, il poss\u00e8de un bo\u00eetier rond dont un c\u00f4t\u00e9 est aplati pour permettre une orientation correcte lors de l’utilisation. Il comporte \u00e9galement plusieurs broches et manchons de contact pour un maximum de quatre conducteurs AC, une inductance de protection et \u00e9galement deux broches de signal pour contr\u00f4ler sa fonctionnalit\u00e9. Les connecteurs de type 2 ont \u00e9galement une caract\u00e9ristique suppl\u00e9mentaire : les contacts ne peuvent pas \u00eatre touch\u00e9s par un doigt standard pour \u00e9viter l’\u00e9lectrocution. Dans la version la plus r\u00e9cente de ce connecteur, cette caract\u00e9ristique a \u00e9t\u00e9 encore am\u00e9lior\u00e9e en incluant des obturateurs. Le connecteur peut fonctionner jusqu’\u00e0 63A avec un courant maximum de 70A disponible pour les applications monophas\u00e9es. Dans l’UE, il est obligatoire que tous les chargeurs publics de courant alternatif soient \u00e9quip\u00e9s d’un connecteur et d’une prise de type 2.

Type 3<\/strong> – Cette configuration, contrairement aux deux autres, comprend non seulement une fiche et une prise mais aussi le coupleur du v\u00e9hicule. Ce connecteur particulier comporte un bo\u00eetier ovale avec un c\u00f4t\u00e9 aplati pour une orientation correcte lors de l’utilisation. Une protection tactile est \u00e9galement mise en place sous la forme d’obturateurs au-dessus des broches afin d’\u00e9viter tout contact humain. Un m\u00e9canisme de verrouillage est \u00e9galement pr\u00e9vu lorsqu’il est ins\u00e9r\u00e9 dans une entr\u00e9e. Ce connecteur permet une charge monophas\u00e9e jusqu’\u00e0 16A sans contact pilote de contr\u00f4le, 32A avec et une charge triphas\u00e9e jusqu’\u00e0 63A.

Comme nous le savons d\u00e9j\u00e0, la demande de bornes de recharge pour VE est tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9e dans toute l’Europe. Il est \u00e9galement essentiel de veiller \u00e0 ce que chaque borne de recharge soit op\u00e9rationnelle, faute de quoi l’infrastructure pourrait \u00eatre davantage sollicit\u00e9e. Plusieurs probl\u00e8mes peuvent survenir et conduire \u00e0 un point de charge d\u00e9fectueux, comme une surcharge de l’alimentation \u00e9lectrique, des d\u00e9faillances de l’\u00e9quipement et du syst\u00e8me, et une surchauffe. De nombreux pays europ\u00e9ens ont d\u00e9j\u00e0 commenc\u00e9 \u00e0 s’attaquer \u00e0 ce probl\u00e8me en veillant \u00e0 ce que chaque borne de recharge publique soit conforme aux normes de s\u00e9curit\u00e9 europ\u00e9ennes applicables aux syst\u00e8mes \u00e9lectriques. La r\u00e9glementation qui doit \u00eatre appliqu\u00e9e \u00e0 chaque borne comprend les \u00e9l\u00e9ments suivants :<\/p>\n\n\n\n