Qu’est-ce qu’un chargeur pour véhicule électrique ?
Les chargeurs pour véhicules électriques sont des dispositifs qui permettent de recharger les véhicules électriques (VE) et les VE hybrides rechargeables.
Avec l’essor des véhicules électriques, des chargeurs spécifiques ont été installés dans divers endroits, notamment dans les maisons, les hôtels, les hôpitaux, les installations commerciales, les autoroutes et les stations-service, etc. Il existe deux types de chargeurs pour véhicules électriques : les chargeurs filaires (utilisant des câbles) et les chargeurs sans fil (sans contact).
À l’heure actuelle, la méthode de charge filaire est la plus répandue, car elle nécessite moins de temps de charge que la méthode sans contact, mais les deux devraient s’utiliser conjointement à l’avenir car plus pratique. Les systèmes de charge câblée peuvent être classés en deux catégories : les chargeurs normaux et les chargeurs rapides.
Utilisations des chargeurs pour véhicules électriques
Les chargeurs pour véhicules électriques sont utilisés pour recharger les véhicules électriques et hybrides. Les systèmes d’alimentation électrique filaire actuellement très répandus comprennent les chargeurs normaux et les chargeurs rapides.
1. Chargeurs normaux
Les chargeurs normaux sont principalement installés dans les foyers, les parkings d’entreprises, les hôtels, les hôpitaux et les installations commerciales. Le temps de charge standard des chargeurs ordinaires étant de 8 à 10 heures, ils sont utilisés à la maison et à l’hôtel pour charger complètement la batterie pendant la nuit et à d’autres moments où la voiture n’est pas utilisée, puis pour charger la batterie dans les hôpitaux, les établissements commerciaux et d’autres destinations en fonction du temps passé sur place.
2. Chargeurs rapides
Les chargeurs rapides sont installés sur les autoroutes, dans les stations-service et dans d’autres lieux où il y a beaucoup d’utilisateurs pendant de courtes périodes et où il y a peu de restrictions quant à l’espace d’installation. Les chargeurs rapides peuvent recharger un véhicule en 30 minutes environ, ils sont donc utilisés pour recharger des véhicules durant leur trajet.
Principe des chargeurs pour véhicules électriques
Il existe deux types de chargeurs normaux avec un système d’alimentation électrique filaire, avec des tensions de 100 V et 200 V. Le courant alternatif (CA) monophasé à usage domestique est fourni directement au véhicule, et le circuit redresseur du véhicule le convertit en courant continu (CC) pour charger la batterie du VE.
Dans le cas d’un chargeur rapide doté d’un système d’alimentation électrique câblé, le convertisseur CA/CC du chargeur rapide convertit le courant alternatif triphasé de 200 V en un courant continu à haute tension et à haut rendement, qui est ensuite fourni au véhicule. Il existe trois principaux types de protocoles de charge rapide : CHAdeMO, développé principalement au Japon ; CCS (Combined Charging System), développé principalement par les constructeurs automobiles européens et américains ; et Tesla Supercharger, développé indépendamment par les véhicules Tesla.
Autres informations sur les chargeurs pour véhicules électriques
1. Systèmes de charge sans contact
La recharge sans contact est une autre méthode en cours de développement et de normalisation. La recharge sans contact est un système dans lequel l’énergie est fournie sans fil à partir d’une bobine de transmission installée au sol jusqu’à une bobine de réception sur le VE.
Parmi les avantages de ce système, citons la commodité de pouvoir recharger automatiquement sans sortir de la voiture et la sécurité de ne pas avoir à toucher le chargeur, ce qui élimine le risque d’électrocution. Il existe deux principaux types de systèmes d’alimentation sans contact : l’induction électromagnétique et la résonance magnétique. Les systèmes à résonance magnétique sont supérieurs aux systèmes à induction électromagnétique en termes de capacité à transmettre de l’énergie sur de longues distances et d’efficacité de la transmission d’énergie.
2. CHAdeMO
Le protocole CHAdeMO utilise les normes de communication CAN pour contrôler la communication de données entre les véhicules et les chargeurs, de sorte que les VE et les chargeurs rapides de divers fabricants puissent être appariés. De plus, pour garantir la sécurité des chargeurs rapides qui gèrent des courants importants, il est essentiel que l’alimentation de contrôle soit indépendante et qu’il existe une fonction permettant de protéger l’ensemble du chargeur contre les anomalies survenant dans l’alimentation principale et qu’un transformateur d’isolation soit inséré entre le côté alimentation principale et le côté secondaire (côté courant continu).
Par ailleurs, pour garantir que la durée de vie de la batterie du VE ne soit pas affectée, l’ECU embarqué envoie des instructions au chargeur rapide pour la valeur optimale du courant de charge en fonction de conditions telles que la capacité restante de la batterie du VE. Le chargeur rapide envoie ensuite le courant conformément aux instructions de l’ECU.
3. CCS (système de charge combiné)
Les entrées de véhicule CCS sont conçues pour permettre une charge en courant alternatif et en courant continu avec une seule entrée de charge du véhicule. L’entrée fait référence à la fiche située à l’extrémité du cordon d’alimentation dans le véhicule, également connue sous le nom de prise.
Le type de connexion CCS est normalisé en Amérique du Nord sous SAE J1772 (connecteur de type 1) et en Europe sous IEC 62196 (connecteur de type 2). La communication ne se fait pas par l’intermédiaire de lignes électriques, mais est superposée à des signaux PWM. La séquence de charge est communiquée sous la forme d’une demande envoyée par le VE et d’une réponse renvoyée par le point de charge.