Connaissances de base de la technologie de charge pour l'électromobilité La charge des véhicules électriques s'effectue selon des conditions cadres différentes selon les pays. Nous vous transmettons les connaissances de base à ce sujet – de manière claire et compréhensible.

Quelles sont les normes de charge disponibles ? Aperçu des types de connecteurs courants

Au niveau international, trois normes de charge se sont établies – à partir de l'Amérique du Nord, de l'Europe et de la Chine – avec leurs géométries spécifiques pour les connecteurs de charge et les prises. De plus, la fiche pour le connecteur mâle pour la charge AC (mode 3, cas B et C) est conçue différemment de celle pour la charge DC (mode 4). Avec notre large gamme CHARX, nous couvrons tous les cas d'application :

Charge AC et DC : quelle est la différence ? Et que recommande-t-on dans quelle situation ?

Charge AC
Le courant alternatif (AC, Alternating Current) provenant du réseau d'alimentation passe d'abord par la station de charge et le câble de charge dans le véhicule - de manière contrôlée, mais sans conversion. Seul un convertisseur AC/DC installé dans le véhicule, appelé chargeur embarqué, le convertit en courant continu (DC, Direct Current), ce qui permet de charger la batterie. Comme les stations de charge AC ne nécessitent donc pas d'électronique de conversion, elles sont généralement moins chères que les bornes de recharge DC et plus attrayantes pour les applications privées. En fonction de la station de charge, du câble de charge et du chargeur embarqué, il est possible d'atteindre des puissances de charge allant jusqu'à 22 kW. En raison de ces puissances relativement faibles, la charge AC est plus douce pour la batterie et est toujours recommandée lorsque le véhicule est garé pendant plus de 30 minutes, par exemple la nuit dans un carport, un garage ou un hôtel ainsi que pendant la journée dans les restaurants et les supermarchés.

Charge DC
Dans ce cas, les contacts de puissance et les sections de conducteurs du connecteur de charge sont plus largement dimensionnés que pour la charge AC. Il est possible de transmettre des puissances de charge nettement plus élevées, jusqu'à 500 kW (High Power Charging, HPC), ce qui réduit considérablement le temps de charge. C'est pourquoi on parle aussi de charge rapide ou de charge ultra-rapide. Contrairement à la charge AC, la conversion AC/DC a déjà lieu dans la station de charge, où une électronique de puissance correspondante est installée. C'est notamment pour cette raison que la charge DC est plus complexe et plus coûteuse et qu'elle est principalement utilisée à des fins commerciales. Il est recommandé pour les longs trajets avec de courtes pauses afin de recharger l'autonomie en quelques minutes, par exemple sur les aires d'autoroute.

Qu'est-ce que le Combined Charging System (CCS) ? Une interface de charge universelle pour la charge AC et DC

En collaboration avec les principaux constructeurs automobiles, nous avons développé le Combined Charging System (CCS). La particularité est la prise CCS dans le véhicule, dans laquelle s'adaptent aussi bien les connecteurs de charge côté véhicule AC que DC. Le véhicule électrique n'a donc besoin que d'une seule interface de charge pour la charge AC et DC.

Les normes de charge de type 1 et de type 2 suivent le principe CCS dans la structure de leurs faces actives. Dès 2013, la Commission européenne a déclaré CCS Type 2 comme norme de charge officielle pour toute l'Europe. Entre-temps, notre objectif d'établir le CCS comme norme mondiale de charge rapide s'est réalisé dans une grande partie du monde. Et le nombre de pays où le CCS s'impose ne cesse d'augmenter.

Quels sont les avantages du CCS en pratique ?

• Charge flexible AC et DC via une seule prise côté véhicule
• Les constructeurs automobiles économisent des composants, de l'espace et des coûts
• Sécurité maximale grâce au verrouillage de l'actionneur et à la surveillance de la température
• Grande acceptation et diffusion dans une grande partie du monde

Comment fonctionne une station de charge ? Comment se déroule la charge ? De quels points faut-il tenir compte en matière d'ingénierie ?

Les stations de charge pour voitures électriques et les bornes de recharge murales doivent répondre à des exigences élevées en matière de disponibilité, de sécurité et de confort. Une structure complexe avec de nombreux composants individuels n'est pas rare. Nos vidéos expliquent clairement la structure et l'interaction des différents composants et montrent comment répondre à toutes les exigences d'une infrastructure de charge moderne et en réseau.

Glossaire Termes techniques et abréviations expliqués simplement

Chaque secteur d'activité développe son propre langage et sa propre terminologie, ne serait-ce que pour attribuer un nom à de nouvelles technologies. Vous trouverez ici des explications sur les termes et abréviations fréquemment utilisés dans le domaine de l'électromobilité :

Véhicules

• EV : Electric Vehicle. Terme générique pour tous les véhicules fonctionnant entièrement ou partiellement à l'électricité.
• BEV : Battery Electric Vehicle. Véhicule purement électrique dont l'énergie motrice est stockée sous forme chimique dans des batteries.
• HEV : Hybrid Electric Vehicle. Véhicule disposant à la fois d'un moteur à combustion et d'une propulsion électrique par batterie.
• PHEV : Plug-in Hybrid Electric Vehicle. Comme HEV, mais la batterie peut en plus être rechargée à l'extérieur via un connecteur de charge.

Connecteurs de charge et prises

• Inlet : prise dans le véhicule électrique sur laquelle le connecteur de charge côté véhicule est branché. Également appelée prise côté véhicule.
• Connector : connecteur de charge qui se branche sur la prise du véhicule électrique. Également appelé connecteur de charge côté véhicule.
• Plug : connecteur de charge qui se branche sur la prise de la station de charge. Également appelé connecteur de charge côté infrastructure.
• Socket Outlet : prise dans la station de recharge, à laquelle un véhicule est connecté via un câble de charge AC mobile et chargé selon le mode de charge 3, cas B. Également appelée prise côté infrastructure.

Types et normes de charge

• Charge AC : charge avec un courant alternatif monophasé ou triphasé (mode de charge 1, 2 ou 3).
• Charge DC : charge en courant continu (mode de charge 4).
• CCS : Combined Charging System : système de charge pour type 1 et type 2, qui permet à la fois la charge AC et la charge DC avec une seule prise côté véhicule.
• Combo : terme obsolète pour désigner le système CCS.
• Type 1 : norme de charge pour l'Amérique du Nord et d'autres régions, décrite dans les normes SAE J1772 et CEI 62196-3.
• Type 2 : norme de charge pour l'Europe et d'autres régions, décrite dans la norme CEI 62196-3.
• GB/T : normes nationales chinoises. La norme GB/T 20234 décrit la norme de charge pour la Chine.
• NACS : North American Charging Standard : norme de charge alternative au type 1 pour le marché nord-américain.
• HPC: High Power Charging, également charge ultra-rapide : charge DC avec des puissances de 375 kW ou plus. En utilisant un refroidissement liquide, il est actuellement possible d'atteindre jusqu'à 500 kW en permanence ou jusqu'à 700 kW pendant une courte période.
• MCS : Megawatt Charging System. Norme de charge pour la charge DC de véhicules utilitaires avec des puissances allant jusqu'à 3,75 MW.
• V2G: Vehicle-to-Grid (du véhicule vers le réseau électrique). Forme de charge bidirectionnelle. Le véhicule est non seulement chargé à partir du réseau d'alimentation, mais il peut aussi réinjecter de l'énergie dans le réseau en cas de besoin. Suit la norme ISO 15118.
• V2H : Vehicle-to-Home (du véhicule vers le domicile). Similaire au V2G, mais le véhicule sert de batterie domestique. L'énergie qu'il produit ne retourne pas dans le réseau, mais sert à maximiser l'autonomie (l'autosuffisance) de la maison.

Infrastructure de charge

• Borne de recharge : possibilité de connecter et de charger un véhicule. Une station de recharge possède une ou plusieurs bornes de recharge.
• Système de recharge : interaction de tous les composants techniques au sein d'une station de recharge (électromécanique, électronique, logiciel) nécessaires à la charge d'un véhicule.
• Borne de recharge murale : système de recharge pour montage mural dans un boîtier spécifique au fabricant. Le plus souvent pour la charge AC privée à domicile avec jusqu'à 11 ou 22 kW, par exemple dans le garage ou le carport.
• Station de recharge/colonne de charge : système de recharge autonome dans un boîtier spécifique au fabricant. Généralement pour la charge AC et/ou DC publique ou semi-publique, y compris le système de facturation, par exemple dans les hôtels ou les supermarchés.
• EVSE : Electric Vehicle Supply Equipment : voir Borne de recharge murale et Station de recharge.
• Parc de charge : réseau de plusieurs stations de recharge publiques ou semi-publiques, par exemple sur les autoroutes ou dans les parkings couverts.
• CPO : Charging Point Operator : l'entreprise ou la personne morale qui exploite des bornes de recharge individuelles ou des parcs de charge et qui facture l'énergie chargée aux utilisateurs de véhicules.

Communication et commande

• CP : Control Pilot. Contact de signalisation ou ligne de signaux dans le câble de charge de type 1, de type 2 et GB/T. Sert à transmettre des informations de commande entre la station de recharge et le véhicule.
• PP : Proximity Pilot. Contact de signalisation ou ligne de signaux dans le câble de charge de type 2. Il fournit au véhicule l'information qu'une charge est en cours avec un courant de charge défini, ce qui permet d'activer le dispositif anti-démarrage.
• CC : Connection Confirmation. Contact de signalisation ou ligne de signaux dans le câble de charge GB/T. Il fournit au véhicule l'information qu'une charge est en cours avec un courant de charge défini pour activer le dispositif anti-démarrage.
• CS : Connection Switch. Contact de signalisation ou ligne de signaux dans le câble de charge de type 1. Indique à la station de recharge que le levier de verrouillage du connecteur de charge a été actionné, ce qui permet à la station de recharge de couper le courant de charge.
• IC-CPD: In-Cable-Control-and-Protection-Device. Un dispositif de contrôle et de protection intégré dans le câble de charge. Permet la charge AC monophasée selon le mode de charge 2 sur des prises domestiques avec des puissances allant jusqu'à 3,6 kW.
• Backend : permet au CPO, côté logiciel, d'exploiter ses bornes de recharge. Comprend la gestion des utilisateurs, le traitement des paiements (généralement via un fournisseur tiers) et le suivi technique des bornes de recharge via le cloud.
• OCPP : Open Charge Point Protocol. Permet la communication entre la station de recharge et le backend.
• PnC : Plug-and-Charge. Simplification du processus de charge, l'authentification et la facturation s'effectuant automatiquement en arrière-plan. Suit la norme ISO 15118.