Focus sur la recharge rapide DC pour véhicules électriques (2023)

Charge rapide en courant continu : Une analyse de marché en pleine évolution

Le ravitaillement en carburant d'une voiture était autrefois une activité réservée aux stations-service. Avec les VE, les conducteurs peuvent désormais (en théorie) recharger leur voiture là où ils se garent, ce qui ouvre une nouvelle opportunité pour de nombreuses entreprises.   

Alors que les ventes de VE augmentent, l'angoisse de l'autonomie est devenue un obstacle important à l'adoption généralisée de ce type de véhicule. La crainte d'être bloqué avec une batterie déchargée a dissuadé de nombreux propriétaires potentiels de VE. Cependant, l'introduction de chargeurs rapides publics situés à des endroits stratégiques permettrait de remédier à ce problème.

Alors que l'industrie des véhicules électriques (VE) continue de prendre de l'ampleur, les entreprises se voient offrir une occasion unique d'exploiter le marché de la recharge rapide des VE, qui connaît une croissance rapide, et nombre d'entre elles envisagent d'investir dans des solutions de recharge rapide (DC).

Examinons l'aspect technique des choses et comprenons mieux la technologie de charge rapide.

Qu'est-ce que la charge rapide en courant continu (DC) ?

La charge rapide en courant continu est également connue sous le nom de charge de niveau 3 et constitue l'option de charge la plus rapide et la plus puissante disponible pour les véhicules électriques. Les chargeurs DC peuvent fournir entre 50 kW et 400 kW et peuvent augmenter l'autonomie de 278 kilomètres à 480 kilomètres en seulement une heure (en fonction de la puissance maximale de sortie DC et des spécifications de la batterie et de la charge du véhicule).

Le chargement en courant continu (DC) permet des temps de chargement nettement plus rapides que le chargement en courant alternatif (AC), beaucoup plus lent.  

Pour mettre les choses en perspective : 

• Lorsqu'on utilise une borne de charge rapide DC, le temps moyen nécessaire pour charger une voiture électrique de taille moyenne se situe entre 17 et 52 minutes.  
• En utilisant une borne de charge AC, le temps moyen nécessaire pour charger une voiture électrique de taille moyenne se situe entre 1 heure et 45 minutes et 6 heures. 

Cette comparaison rapide vous permet de voir quelle méthode sera probablement la plus attrayante pour vos clients. Mais comment cette différence peut-elle être si importante ?

Pourquoi la charge en DC est-elle plus rapide que la charge en AC ?

Sans entrer dans les détails techniques, les batteries des VE - ou toute autre batterie d'ailleurs - ne peuvent stocker que du courant continu (DC) et le réseau ne fournit que du courant alternatif (AC).  

Par conséquent, dans tous les cas, le courant alternatif doit être converti en courant continu pour qu'une batterie puisse stocker l'énergie. La raison pour laquelle les vitesses de charge en courant continu sont beaucoup plus rapides est liée à l'endroit où s'effectue la conversion du courant alternatif en courant continu. Alors que la charge en courant alternatif repose sur des convertisseurs embarqués dans les véhicules, les bornes de charge rapide DC convertissent le courant alternatif en DC dans l'unité elle-même avant que le courant ne soit injecté dans le véhicule.  

Pour en savoir plus sur les différences entre courant alternatif et courant continu, cliquez ici.

Quel est le coût d'une borne de charge à courant continu ?  

Comparés aux bornes de recharge commerciales à courant alternatif, les chargeurs rapides à courant continu sont d'un tout autre niveau et nécessitent un investissement important. Le montant exact des coûts initiaux dépend d'une série de facteurs tels que la puissance de sortie maximale de la borne, l'emplacement de votre site et la complexité de l'installation.

Toutefois, pour vous donner un ordre d'idée, en moyenne, une borne de recharge DC coûte environ 50 000 euros par borne, sans compter les frais d'installation qui représentent généralement entre 30 et 50 % des coûts initiaux totaux.

Architecture des bornes de recharge à courant continu 

Lorsqu'il s'agit de borne de recharge DC, vous devez savoir exactement quelle est la taille de votre nouvelle borne. 

D'une manière générale, il existe deux types d'architecture pour les bornes de recharge à courant continu : les modules de puissance intégrés à la borne et les unités de puissance separées de la borne.

Il est essentiel de comprendre les distinctions entre ces deux architectures pour que les propriétaires d'entreprises puissent identifier le système le plus approprié pour leur site.

Modules de puissance intégrés à la borne

Un module de puissance intégré à la borne est une unité unique qui intègre l'électronique, les convertisseurs et l'interface utilisateur nécessaires à la recharge rapide. Par essence, elle fonctionne de manière indépendante comme une unité autonome avec tout ce qui est nécessaire pour charger un véhicule en courant DC une fois qu'elle est installée. 

Ces bornes de recharge sont capables de fournir une puissance élevée, généralement comprise entre 50 kW et 400 kW, en fonction du modèle et de la technologie spécifiques. Les modules de puissance intégrés à la borne sont idéals pour ceux qui souhaitent installer un système entièrement intégré dans un espace remarquablement réduit.

Unités de puissance séparées de la borne

Les unités de puissance séparées sont un autre type de bornes de recharge rapide à courant continu. Ils se composent de deux éléments clés : l'unité utilisateur et l'unité d'alimentation.

L'unité utilisateur

L'unité utilisateur est la borne de recharge avec laquelle le client interagit. Elle ressemble souvent à une borne de recharge typique pour VE, et la plupart des clients ne savent pas qu'elle fait partie d'un système plus étendu, car ils interagissent avec elle comme ils le feraient avec n'importe quelle autre borne de recharge.

L'unité d'alimentation

La source d'énergie installée séparément pour l'unité de recharge est souvent située à l'intérieur d'un bâtiment voisin. Elle effectue toute la médiation électrique loin du consommateur, ce qui permet une plus grande flexibilité lorsqu'il s'agit d'installer ou de repositionner les bornes de recharge. Les bornes de recharge séparées couvrent un espace plus important, mais leur puissance peut atteindre 600 kW.

Modules de puissance intégrés à la borne vs. 

Unités de puissance séparées de la borne

Maintenant que vous savez ce qu'est chaque type d'architecture, vous vous demandez peut-être lequel convient le mieux aux besoins de votre entreprise. La réponse à cette question dépend d'une série de facteurs et des besoins et souhaits de votre entreprise. Toutefois, pour vous donner une idée approximative, voici un bref aperçu des cas d'utilisation typiques par architecture de charge en courant continu.

Utilisation des modules de puissance intégrés à la borne

Les modules de puissance intégrés à la borne peuvent fournir des puissances élevées par borne et sont généralement installées dans des lieux de passage tels que les stations-service ou les centres d'opérateurs de réseaux de recharge le long des autoroutes.

D'une manière générale, les modules de puissance intégrés à la borne nécessitent moins de câblage et l'installation est moins complexe. En outre, elle optimise les besoins de maintenance (préventive), puisque chaque borne est connectée séparément.

Utilisation des unités de puissance séparées de la borne

Les unités de puissance séparées de la borne sont plus souvent utilisées dans les commerces, les parkings ou les lieux d'accueil, où il est nécessaire de disposer d'un plus grand nombre de connecteurs sur un même site et de disposer d'une plus grande souplesse pour déplacer les bornes de recharge.

Mais toute cette puissance supplémentaire et cette flexibilité accrue ont un inconvénient, et pas seulement un encombrement plus important. Les unités de puissance séparées de la borne nécessitent généralement plus de câblage, ont un processus d'installation plus complexe et s'accompagnent généralement d'un besoin plus important et moins idéal de maintenance (préventive). Dans le cas de l'installation - ou de la maintenance (préventive) - il est nécessaire d'arrêter l'ensemble du site plutôt qu'une seule borne qui a besoin d'être entretenue.

Cable de chargement DC 

Les bornes de recharge DC sont toujours équipées de leurs propres câbles de recharge intégrés, et ce pour une très bonne raison. Cependant, on croit souvent à tort que les câbles plus épais sont utilisés uniquement pour des raisons de sécurité, ce qui n'est pas le cas (d'autres éléments de la borne assurent la sécurité).

Les câbles secs - souvent plus épais - sont conçus pour éviter le déclassement (lorsqu'un système ou un composant fonctionne en dessous de sa limite de fonctionnement normale). Ainsi, la quantité maximale de puissance peut être fournie efficacement, quelles que soient les circonstances. Certains câbles sont même dotés d'un système de refroidissement actif afin de pouvoir gérer de manière optimale la puissance élevée qui circule dans le câble.

La puissance maximale n'est pas toujours celle qui est délivrée 

C'est un fait souvent négligé. Si une borne de recharge DC a une puissance maximale de 300 kW, cela ne signifie pas que la voiture recevra 300 kW. Un véhicule électrique n'utilisera que la puissance maximale qu'il peut recevoir en toute sécurité, quelle que soit la puissance offerte par votre borne de recharge. 

Presque tous les véhicules électriques modernes sont compatibles avec la recharge en courant continu, mais la puissance qu'ils peuvent recevoir varie considérablement en fonction de la capacité de leur batterie. Alors que certaines batteries peuvent supporter jusqu'à 350 kW, d'autres ne peuvent accepter que 50 kW. Il est important de noter que certains véhicules, comme la Smart EQ Fortwo, sont équipés de batteries plus petites ou plus anciennes qui ne sont pas adaptées à la recharge en courant DC. 

Par exemple, la Tesla Model 3 a une capacité maximale de charge en courant continu de 250 kW, de sorte que lorsqu'elle est rechargée à une borne de charge de 300 kW, elle ne pourra recevoir que 250 kW.

La charge simultanée affecte la puissance maximale 

Un autre fait souvent négligé. La puissance maximale se réfère à l'ensemble de la borne, et non à des points de charge individuels. Ainsi, si nous prenons un chargeur DC de 240 kW et que nous branchons non pas une mais deux Tesla Model 3 en même temps, les deux voitures ne pourront recevoir que 120 kW en même temps. 

Connecteur DC 

Les connecteurs de charge DC permettent aux véhicules électriques (VE) de se recharger rapidement. Il existe différents types de connecteurs au niveau mondial, mais ils sont tous conçus pour supporter des taux de charge rapides.  

Une infrastructure de charge compatible, comprenant des bornes de charge avec les bons connecteurs, est essentielle pour la charge rapide en courant DC. Ces connexions sont essentielles pour améliorer l'utilisation et la commodité des VE, permettre les déplacements sur de longues distances et minimiser le temps de charge pour les conducteurs.

Des normes communes dans différentes régions

Les connecteurs de charge DC en courant continu varient en fonction des réseaux électriques des différentes régions et des modèles de véhicules électriques courants.

Le Royaume-Uni 

Au Royaume-Uni, le connecteur CCS (Combined Charging System), largement adopté, combine la charge en courant alternatif et en courant continu, ce qui permet une charge lente et rapide flexible. Les connecteurs CCS ont deux broches CC supplémentaires sous les broches CA. Le connecteur de charge CCS est également normalisé dans l'UE et en Amérique du Nord. Le Royaume-Uni et le reste de l'Europe utilisent la variante CCS2, tandis que les États-Unis utilisent la variante CCS1. 

Connecteur Tesla

Tesla utilise son propre connecteur Supercharger, explicitement conçu pour la recharge rapide des véhicules Tesla. L'adoption de cette conception unique a obligé les propriétaires de véhicules Tesla à se familiariser avec tous les adaptateurs de connexion nécessaires s'ils souhaitaient recharger leur véhicule à une borne de recharge autre que Tesla. Récemment, Tesla a ouvert la conception de ses connecteurs de charge et a invité les opérateurs de réseaux de charge et les constructeurs de véhicules aux États-Unis à installer le connecteur de charge et le port de charge Tesla, désormais appelés North American Charging Standard (NACS), sur leurs équipements et leurs véhicules. 

La Chine

La norme nationale chinoise pour la charge rapide en courant continu est le connecteur GB/T, qui ressemble au connecteur CA de type 2, mais avec des entrées DC supplémentaires pour la charge à haute puissance. 

Il convient de noter que certaines bornes de recharge sont compatibles avec plusieurs types de connecteurs, ce qui offre une certaine souplesse aux propriétaires de VE de différents modèles et contribue à l'adoption des véhicules électriques à l'échelle mondiale. 

Le Japon

Le système CHAdeMO, d'origine japonaise, se caractérise par sa forme en "T" et fonctionne bien avec les constructeurs automobiles japonais tels que Nissan, Mitsubishi et Subaru. 

Des informations plus détaillées sur les différents câbles et prises de recharge sont disponibles ici. 

Découvrez nos bornes de recharge rapide en courant DC 

Nous fournissons une gamme de bornes de recharge DC dans le cadre de nos solutions de recharge de véhicules électriques de bout en bout pour les entreprises du monde entier. Pour une liste complète des spécifications techniques et des cas d'utilisation, ainsi que pour plus d'informations, consultez notre portefeuille de bornes de recharge DC conçues pour toutes les entreprises qui cherchent à électrifier leurs activités.