L’essor des véhicules électriques (VE) constitue une avancée significative dans la réduction de l’empreinte carbone.
Cependant, pour les électromobilistes, la question cruciale est : combien de temps faut-il pour recharger la batterie de leur véhicule et quels sont les facteurs qui influencent cette durée ?
Explorons les six principaux paramètres qui influencent le temps de charge des VE, ainsi que les risques potentiels liés au recours d’infrastructures rapides et ultra rapides. La compréhension de ces aspects permettra aux utilisateurs de VE de maximiser l’efficacité de leurs recharges tout en contribuant à la réduction des émissions de gaz à effet de serre.
Quels sont les 6 paramètres qui influencent la durée de charge d’un VE ?
Le temps de charge d’un véhicule électrique est lié à différents facteurs. Il varie de 15 minutes à plusieurs heures en fonction des éléments suivants.
- La capacité de la batterie,
- La puissance du chargeur,
- Le type de connecteur,
- Le niveau de charge souhaité,
- La température ambiante,
- Le type d’infrastructure.
Voyons en détail chacun de ces paramètres.
1 – La capacité de la batterie
Les voitures électriques disposent d’une batterie dont la capacité, exprimée en kilowattheures (kWh) est variable selon le modèle du véhicule. Généralement, leur capacité est comprise entre 30 kWh pour la plupart des citadines à 100 kWh en ce qui concerne les véhicules dotés d’un moteur puissant. Plus la capacité de la batterie est élevée, plus le temps de charge est long.
2 – La puissance du chargeur
Différents types de solutions de recharge offrent des puissances plus ou moins importantes. C’est cette caractéristique qui détermine la durée de charge de la batterie. Plus le dispositif est performant, moins il faut de temps pour recharger la batterie de son VE. Pour information, il existe trois niveaux de charge qui ont une influence sur la vitesse de chargement, à savoir la charge lente (plusieurs solutions), la charge accélérée et la charge rapide/ultra rapide.
La charge lente
C’est le mode de chargement que les particuliers emploient le plus couramment à leur domicile. La solution la moins rapide est la prise domestique qui délivre une puissance de 2,3 kW sous 10 A (ampères). Il faut compter environ 20 heures pour recharger partiellement une batterie de 50 kWh. C’est un moyen déconseillé compte tenu des risques de courts-circuits dus à la surchauffe et à la surtension qui mettent en jeu la sécurité de l’installation électrique et de la batterie du VE.
Un système de recharge plus performant et plus sécurisé est la prise renforcée. Elle offre une puissance de 3,7 kW en 14 A. Son temps de charge complet est d’environ 12 heures pour un véhicule équipé d’une batterie de 50 kWh.
Toujours parmi les charges lentes, figure aussi la borne de recharge qui délivre des puissances comprises entre 3,7 et 7 kW en monophasé qui fournit un courant alternatif (AC). Ce genre de borne peut offrir une charge complète entre 8 et 10 heures selon la capacité de la batterie du véhicule électrique.
La charge accélérée
C’est l’un des systèmes de recharge très convoité également par les particuliers. Il peut délivrer une puissance de 7 à 22 kW en triphasé (courant continu, DC). Avec une borne de 22 kW, un véhicule ayant une capacité de batterie de 60 kWh peut être rechargé entre 4 et 6 heures. La charge accélérée est principalement à usage domestique, mais certains modèles peuvent se situer sur le domaine public ou encore dans l’enceinte de certaines entreprises qui gèrent une flotte automobile écolo.
La recharge rapide et ultra rapide
Ce système de charge est principalement implanté en station-service, aux abords des routes et autoroutes ainsi que sur les parkings publics. Ces dispositifs délivrent une puissance élevée qui peut aller de 50 à 350 kW. Ces bornes sont capables d’offrir une autonomie jusqu’à 300 km en 20 à 30 minutes selon leur puissance et la capacité de la batterie du VE.
3 – Le type de connecteur utilisé
Cet élément a une importance dans le temps de charge. Il existe trois types de connecteurs en Europe : Combo, CHAdeMO et Tesla. Le connecteur standard le plus utilisé est la prise de type 2 Combo bénéficiant de la norme CC. Cette prise est principalement destinée à la charge rapide. Toutefois, ses connecteurs doivent être compatibles avec le chargeur du véhicule afin d’éviter l’ajout d’un adaptateur qui peut augmenter le temps de charge de la batterie.
4 – Le niveau de charge souhaité
Pour prolonger la durée de vie de la batterie de son VE, il est déconseillé de la charger à 100 % de sa capacité. Cette opération prendrait davantage de temps, mais le plus important à savoir c’est qu’elle peut altérer les composants de la batterie. En général, cette dernière ne doit pas être rechargée à plus de 80 % de sa capacité, ce qui est largement suffisant pour satisfaire les besoins quotidiens en termes de trajets, en offrant une autonomie plus que raisonnable et une bonne efficacité de charge.
5 – La température ambiante
C’est un facteur qui influence le temps de charge d’une batterie. Pour une efficacité optimale, mieux vaut utiliser son chargeur lorsque la température est comprise entre 0 et 40°C. En effet, une température trop basse risque d’abîmer les composants de la batterie et augmente le temps de charge du fait qu’elle doit tout d’abord chauffer avant d’être opérationnelle. De même, si la température ambiante est trop élevée, les cellules contenues à l’intérieur de la batterie peuvent se dégrader, ce qui risque d’entraîner une dégradation de sa capacité au fil du temps. À noter que la perte d’autonomie est de l’ordre de 6 % par an avec des charges supérieures à 40°C contre 3 % à 20°C ce qui est une température tout à fait normale.
6 – Le type d’infrastructure
Le point de charge est un élément important car c’est lui qui détermine le temps de rechargement de la batterie d’un véhicule électrique. Les stations implantées sur le domaine public rechargent beaucoup plus rapidement un VE que les bornes à usage domestique. Toutefois, l’accès aux infrastructures publiques est coûteux et parfois difficile compte tenu de l’attente notamment aux abords des stations de charge implantées sur les aires d’autoroute qui connaissent une affluence conséquente.
Notons que les avancées technologiques contribuent à améliorer le temps de charge des batteries afin de rendre les VE plus pratiques au quotidien, plus performants et plus sécurisés. En planifiant les cycles de recharge et en utilisant les infrastructures mises à leur disposition, les électromobilistes profitent de VE qui offrent une expérience de conduite beaucoup plus compétitive par rapport à un véhicule à moteur thermique tout en contribuant à la réduction des gaz à effet de serre.
Quels sont les risques potentiels liés à l’utilisation d’une recharge rapide et ultra rapide ?
Pour gagner du temps lors du rechargement de son VE, on est généralement tenté d’utiliser un dispositif de charge rapide voire ultra rapide. C’est pratique et efficace. Cependant, ces chargeurs ne sont pas sans risque pour le véhicule car ils peuvent causer les problèmes suivants.
1 – La surchauffe de la batterie
Lorsque la puissance délivrée par le chargeur est trop élevée, les éléments contenus dans la batterie du VE sont en surchauffe. Cela endommage les composants et conduit à la réduction de la durée de vie de la batterie. Néanmoins, certains véhicules électriques sont équipés d’un système de gestion thermique destiné à maintenir constante la température de la batterie, limitant ainsi les risques de surchauffe.
2 – L’incompatibilité entre la batterie du VE et le chargeur
Toutes les bornes de recharge rapides et ultra rapides ne sont pas compatibles avec la totalité des véhicules électriques en circulation aujourd’hui. Avant d’y recourir, mieux vaut s’assurer que son VE est suffisamment équipé pour recevoir la charge rapide ou ultra rapide et que le connecteur est bien conçu pour cela lui aussi.
3 – L’usure de la batterie liée aux recharges intempestives
L’utilisation fréquente d’un chargeur peut conduire à réduire la longévité de la batterie. Heureusement, à ce jour, la plupart des constructeurs automobiles équipent leurs véhicules électriques de batteries plus résistantes qu’elles ne l’étaient auparavant, et donc capables de supporter un grand nombre de cycles de recharge rapide sans subir de dommages significatifs.
4 – La perte d’autonomie au fil du temps
Recharger très fréquemment sa batterie en ayant recours à des dispositifs ultra rapides entraîne une perte de l’autonomie dans les mêmes proportions que lorsque la batterie est rechargée par des températures ambiantes inadéquates, soit entre 3 et 6 % par an. Il est donc conseillé de ne pas abuser de ces solutions qui certes font gagner un temps précieux mais ne sont pas sans risque pour le matériel.
5 – L’insécurité électrique
Lorsque la puissance délivrée par la recharge est trop élevée, elle présente potentiellement des risques en matière de sécurité électrique. Afin de minimiser ce type d’écueil, les bornes de recharge rapide et ultra rapide sont équipées désormais de systèmes avancés de sécurité.
Pour conclure sur ce sujet, il est important de noter que la plupart des risques encourus par la recharge rapide et ultra rapide est due à une technologie pas tout à fait au point. En vue d’améliorer l’usage de ces dispositifs, les constructeurs automobiles et les autorités gouvernementales travaillent ensemble sur des projets qui, à moyen terme, garantiront l’efficacité et la sécurité des bornes de recharge les plus rapides. Mais en attendant la mise en place des améliorations, les électromobilistes doivent suivre les recommandations des constructeurs de VE, notamment celles qui les encouragent vivement à limiter les cycles de recharge rapide et ultra rapide.
