Alimentation des Voitures Électriques : Types et Solutions

La voiture électrique s’impose de plus en plus dans le paysage automobile comme une solution innovante et durable pour réduire les émissions de CO2 et limiter la dépendance aux énergies fossiles.

Ce type de véhicule, en constante évolution technologique, attire aujourd’hui autant les particuliers que les entreprises grâce à ses nombreux atouts : conduite silencieuse, économies à l'usage et bénéfices environnementaux.

Le secteur de l’énergie et nos modes de déplacements connaissent une révolution sans précédent. De nouvelles alternatives viennent remplacer les carburants fossiles au profit de solutions plus respectueuses de l’environnement.

Aujourd’hui, la priorité est donnée à la mobilité verte avec des véhicules Zéro émissions. Deux technologies changent nos habitudes : la voiture électrique et la voiture à hydrogène.

Sur le marché de l’électrique, on distingue principalement deux types de voitures : les voitures 100% électriques et les modèles hybrides rechargeables.

Comprendre les Véhicules Électriques

Un BEV (Battery Electric Vehicle) est un type de véhicule électrique alimenté entièrement par l'électricité stockée dans sa batterie. Il ne possède pas de moteur à combustion interne (ICE) et fonctionne uniquement avec un moteur électrique.

Un véhicule hybride rechargeable (PHEV) est une voiture hybride dotée d'une batterie pouvant être rechargée en la branchant. Les PHEV possèdent à la fois un moteur thermique (essence ou diesel) et un moteur électrique.

Un véhicule électrique (VE) est un véhicule dont le moteur est alimenté exclusivement par une batterie rechargeable.

Composants Essentiels d'une Voiture Électrique

La batterie d'un véhicule électrique est le composant qui stocke et redistribue l'énergie nécessaire pour alimenter le ou les moteurs. Elle est composée de cellules électrochimiques qui stockent l'énergie sous forme d'électricité. Dans un véhicule électrique, la batterie est le composant le plus crucial, volumineux et coûteux.

Le moteur électrique convertit l’énergie électrique en énergie mécanique et inversement. Il exploite la force électromagnétique pour générer du mouvement. Les pièces qui le composent convertissent l’électricité en énergie mécanique sur le principe physique de l’aimantation. La partie statique de la machine, le « stator », grâce à la force du courant, fait tourner le « rotor », la pièce mobile. Le moteur électrique est réversible.

Le chargeur embarqué convertit le courant alternatif en courant continu pour alimenter la batterie. Sa principale fonction est de convertir le courant alternatif (AC), qui est la norme pour le réseau électrique en France, en courant continu (DC), la forme sous laquelle l'électricité est stockée dans la batterie du véhicule.

Types de Recharge pour Véhicules Électriques

La recharge d’un véhicule électrique ne se fait pas à un rythme constant, contrairement au remplissage d'un réservoir de carburant. C'est plus comme remplir une bouteille d’eau : initialement, le débit est élevé, mais il diminue progressivement pour éviter tout débordement. Entre 0 % et 80 % de sa capacité, une batterie de voiture électrique peut généralement se charger à haute puissance. Au-delà de cela, le taux de charge diminue considérablement en raison de limitations physiques.

La puissance de recharge est la puissance électrique réellement utilisée pour charger la batterie du véhicule, mesurée en kW. Plus la puissance de recharge est élevée, plus la batterie se charge rapidement. Le kilowatt (kW) est l'unité utilisée pour mesurer la puissance des équipements électriques. Dans le contexte des véhicules électriques, le kW est utilisé pour mesurer à la fois la puissance de sortie du moteur électrique et la vitesse de recharge de la batterie. Un kilowatt est équivalent à 1 000 watts.

Dans les véhicules électriques, bien que les batteries stockent l'énergie sous forme de courant continu (DC), le courant alternatif est utilisé pour la recharge via des prises domestiques ou des bornes de recharge standard. Le chargeur embarqué convertit le courant alternatif en courant continu pour alimenter la batterie. C'est la méthode de recharge la plus courante pour les véhicules électriques, utilisant du courant alternatif (AC).

  • Recharge AC : C'est la mĂ©thode de recharge la plus courante pour les vĂ©hicules Ă©lectriques, utilisant du courant alternatif (AC).
  • Recharge DC : La recharge DC fait rĂ©fĂ©rence au processus de recharge d’un vĂ©hicule Ă©lectrique en utilisant du courant continu (DC).

Options de Recharge Ă  Domicile

La recharge à domicile est la solution la plus pratique pour les propriétaires de voitures électriques.

  • Prise domestique classique : IdĂ©ale pour les petites batteries ou une recharge lente. Elle peut recharger environ 10 Ă  15 km d’autonomie par heure. Il est possible de recharger une voiture Ă©lectrique en utilisant une prise domestique, mais ce n’est pas l’idĂ©al.
  • Prise renforcĂ©e : Une prise renforcĂ©e est une prise Ă©lectrique spĂ©cialisĂ©e, conçue pour supporter des charges de puissance plus Ă©levĂ©es qu'une prise domestique standard, ce qui en fait une alternative courante pour la recharge Ă  domicile lorsqu'une borne murale n'est pas installĂ©e.
  • Borne de recharge dĂ©diĂ©e : Plus rapide et sĂ©curisĂ©e, elle offre une puissance de 7 Ă  22 kW selon le modèle.

Bornes de Recharge Publiques

Les bornes publiques sont une excellente solution pour recharger votre véhicule en dehors de chez vous.

  • Borne rapide (DC) : Les bornes rapides, souvent situĂ©es sur les grands axes ou en stations-service, dĂ©livrent une puissance de 50 Ă  350 kW. Pour les voyages longue distance, les stations de recharge sur autoroute sont conçues pour une recharge ultra-rapide. Les puissances peuvent atteindre 350 kW, permettant de recharger des batteries hautes capacitĂ©s en moins de 30 minutes.

Câbles de Recharge

Un câble de recharge est un câble électrique utilisé pour connecter un véhicule électrique à une station de recharge ou à une prise. Les nouveaux véhicules Citroën sont fournis avec un câble.

Les câbles Mode 2 sont conçus pour connecter un véhicule électrique à une prise domestique standard.

Pour charger son véhicule électrique, il peut être nécessaire d’utiliser trois câbles différents adaptés au réseau français. Chacun est réservé à un type de prise. Mais rassurez-vous : in fine, rien de très complexe.

  • Mode 2 : L’absence de circuit dĂ©diĂ© limite l’ampĂ©rage Ă  8 A, et donc la puissance dĂ©livrĂ©e Ă  2 kW environ. Un mode 2 dispose d’une protection intĂ©grĂ©e ICCB, qui lisse et contrĂ´le la puissance demandĂ©e. Dans certains cas, notamment sur d’anciennes installations Ă©lectriques, il peut interdire la recharge du vĂ©hicule. Il reste cependant le modèle universel, qui permet de se brancher de manière occasionnelle sur n’importe quelle prise en France - au prix, certes, d’une charge très lente.
  • Mode 3 : Un tel câble donne la possibilitĂ© de recharger sa voiture Ă©lectrique sur des bornes publiques en courant alternatif jusqu’à 22 kW ou sur une wallbox, ce qui est la solution la plus simple et la plus rapide au quotidien. Il est d’ailleurs souvent conseillĂ© de possĂ©der deux câbles mode 3 : l’un sera rangĂ© dans le coffre de son vĂ©hicule, l’autre laissĂ© constamment raccordĂ© chez soi, Ă  sa wallbox, pour faciliter l’opĂ©ration de recharge Ă  la maison. En fonction des constructeurs, un câble d’un seul type (mode 2 ou mode 3) est fourni de sĂ©rie avec la voiture, l’autre Ă©tant proposĂ© en option, dans une fourchette de prix variant de 250 Ă  500 €. Quelques marques automobiles, comme Kia ou Hyundai, ont dĂ©veloppĂ© des adaptateurs pour autoriser les deux types de branchement avec un mĂŞme câble.
  • Mode 4 : Plus connu sous le nom de Combo CCS, le câble mode 4 est rĂ©servĂ© Ă  la charge rapide (qui prend 30 minutes environ) dĂ©livrĂ©e par des bornes spĂ©cifiques (comme sur autoroute), Ă  des niveaux de puissance et de tension Ă©levĂ©s (entre 50 et 350 kW sous 400 V au minimum). Il demeure fixĂ© aux installations.

Prises de Recharge

La prise CCS est une prise combinée pour AC et DC. Le courant alternatif (AC) circule par la partie supérieure ronde, tandis que le courant continu (DC) est transmis par les deux contacts inférieurs et est également utilisé pour la recharge haute puissance.

Avantages Économiques et Environnementaux

Bien que le prix d'achat d'une voiture électrique soit souvent plus élevé que celui d'un véhicule thermique, les coûts d'utilisation sont nettement inférieurs. Le prix de l’électricité, exprimé en kWh, est bien plus abordable que le carburant, et les frais d’entretien sont réduits grâce à l’absence de moteur thermique complexe.

Contrairement aux véhicules thermiques, les voitures électriques n'émettent aucun CO2 ni autres gaz polluants lors de leur utilisation. Elles contribuent ainsi à la diminution de l’empreinte carbone, particulièrement si l’électricité utilisée pour la recharge provient de sources renouvelables.

Les voitures électriques ne produisent pas de particules fines ou de NOx (oxydes d’azote) liés à la combustion de carburants fossiles. Grâce à leur moteur silencieux, les VE diminuent significativement la pollution sonore, surtout en ville.

Tableau Récapitulatif des Points de Recharge

Type de recharge Type de câble Puissance Temps de recharge (pour 40 kWh) Coût d’installation moyen
Prise domestique Mode 2 2 kW 15 h 100 €
Prise renforcée Mode 2 3,7 kW 6 h 300 à 600 €
Wallbox monophasée Mode 3 3,7 à 7,4 kW 10 à 4 h 500 € à 1 000 €
Wallbox triphasée Mode 3 11 à 22 kW 4 à 2 h 1 500 à 2 000 €
Borne publique (courant alternatif) Mode 3 3,7 kW Ă  22 kW 10 Ă  2 h -
Borne de recharge rapide Mode 4 43 kW Ă  450 kW 40 Ă  10 min -

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