La recharge des voitures électriques est un univers relativement complexe, surtout pour les néophytes. Or, avant d’utiliser ce type d’auto, il est crucial de bien en connaître les particularités pour choisir les solutions de recharge les plus adaptées. En général, la recharge AC est privilégiée au quotidien tandis que la recharge DC s’utilise de façon occasionnelle pour ne pas dégrader trop vite la batterie.
Qu’est-ce que le courant continu et le courant alternatif ?
En matière de courant électrique, il existe principalement deux catégories à savoir le courant continu DC et le courant alternatif AC. Le courant continu est né en premier sous l’impulsion de Thomas Edison en 1882. Il se caractérise par la circulation d’électrons qui s’effectue toujours dans un même sens, du négatif au positif. La production est réalisée par le biais d’une activité chimique issue d’un générateur prenant la forme d’une batterie, d’une pile ou de panneaux solaires photovoltaïques. Un conducteur doit aussi être employé et peut être représenté par une ligne électrique ou un câble à haute tension. Le courant DC a comme spécificité d’être constant. Il est possible de mesurer l’intensité avec un capteur à fibre optique, un shunt, un capteur de courant à effet Néel ou un capteur à fibre optique. Il faut savoir que cette tension en continu a fait couler beaucoup d’encre. Utilisée pour la première fois sur le réseau électrique de la ville de New-York sous l’impulsion de Thomas Edison, elle a entraîné de multiples dysfonctionnements et pannes. Suite à cela, un autre type de courant a fait son apparition à titre de concurrent et a été créé sous l’initiative de Nikola Tesla. Une guerre des courants a alors éclaté, car Edison a dénigré la tension alternative de Tesla. Aujourd’hui, ces deux solutions sont largement utilisées partout dans le monde.
Le courant alternatif AC fonctionne de manière différente à la version DC. Il s’agit d’un influx électrique qui change deux fois de sens dans chaque période. Connu également sous le nom de courant sinusoïdal, il se mesure en Hertz (Hz) qui est généralement équivalent à 50 Hz. Il est possible d’avoir un courant AC sous réseau monophasé ou triphasé. Il existe aussi des réseaux biphasés ou quadriphasés, mais ils restent relativement rares. Le courant est dirigé vers les lignes à haute tension puis vers les transformateurs pour pouvoir être utilisable par les habitations. Il n’est pas possible de le stocker, c’est la raison pour laquelle il est directement distribué et consommé par les utilisateurs. Habituellement, ce type de courant alternatif est employé pour l’éclairage, le transport et la distribution électrique, le chauffage ou la cuisine. Par contre, le courant continu sert au domaine ferroviaire, à l’alimentation d’appareils électroniques comme les ordinateurs ou les smartphones et pour la recharge des voitures électriques.
La recharge des véhicules électriques en courant alternatif
Les bornes de recharge en AC sont les plus fréquentes et les plus plébiscitées dès qu’il s’agit d’alimenter des voitures électriques. Elles ont l’avantage d’avoir la capacité de transmettre le courant sur de longues distances à des coûts plus ou moins intéressants. Toutefois, ce type de courant n’est pas toléré par les voitures électriques. Seul le courant continu peut être utilisé par ces autos. Le courant AC provenant du réseau doit alors subir une transformation en courant DC. Ce phénomène est possible par le biais du convertisseur qui se trouve dans la voiture. Après être transformé par ce chargeur embarqué, le courant est véhiculé directement le moteur. D’ailleurs, le véhicule est capable de produire lui-même une tension électrique continue grâce aux phases de freinage ainsi que de décélération. La vitesse de la recharge est liée à la puissance de la borne AC utilisée pouvant délivrer 3,7 kW, 7,4 kW, 11 kW ou 22 kW. Elle dépend également du débit que le chargeur embarqué de l’auto est en mesure d’encaisser. En général, il est de 7,4 kW, 11 kW ou 22 kW.
Pourquoi recharger une voiture en courant continu ?
Les bornes de recharge en courant continu sont rarement employées à des fins domestiques. Elles sont surtout retrouvées sur les parkings des centres commerciaux, dans les voiries ou au bord des autoroutes. Elles ont comme principales spécificités d’offrir une vitesse de rechargement très élevée qui va de 43 kW jusqu’à 350 kW.
En ayant recours à ces bornes DC, la conversion du courant alternatif issu du réseau électrique en courant continu ne se produit pas à l’intérieur du véhicule par le biais du chargeur embarqué, mais directement via un convertisseur situé dans la borne elle-même. C’est une des raisons pour laquelle les infrastructures de recharge DC sont plus imposantes et volumineuses que les modèles AC qui sont plus compacts. Le stockage du courant s’opère au sein de la batterie. L’avantage de ces unités de recharge DC est qu’elles sont extrêmement puissantes et donc rapides. L’utilisateur n’a plus à attendre des heures avant de pouvoir récupérer l’énergie de la batterie.
Faut-il privilégier la recharge en courant continu ou en courant alternatif ?
La recharge en courant alternatif est la solution la plus privilégiée au quotidien. Pouvant s’effectuer à domicile ou en entreprise par le biais d’une Wallbox, elle est facile d’utilisation, car il suffit de brancher la voiture à la borne pour que l’alimentation électrique démarre. C’est ce qu’on appelle le « Plug and Charge ». L’usage de ces Wallbox est aussi beaucoup plus économique. Pour une voiture consommant 20 kWh/100 km, l’électromobiliste dépense 2,90 euros/100 km s’il recharge en heures pleines et 2,5 euros/100 km en heures creuses.
A contrario, utiliser les bornes de recharge rapide en courant continu s’avère bien plus cher. Les tarifs appliqués dépendent du type d’infrastructure, de l’opérateur, de l’abonnement souscrit ainsi que de la période de branchement. Chez Tesla par exemple, l’usage des Superchargeurs coûte 0,37 euro/kWh tandis que chez Total, les prix sont de 0,40 à 0,65 euro par minute. Abuser de ce type de recharge rapide est également déconseillé, car cela peut engendrer une dégradation prématurée de la batterie due à la forte augmentation de la température lors du branchement électrique. Cette méthode ne doit donc être utilisée que de façon exceptionnelle pour préparer de longs trajets.