Fonctionnement d’une borne de recharge électrique

La borne de recharge est un équipement qui permet de fournir l’électricité nécessaire à la batterie d’une voiture électrique. Ce dispositif peut être fixé directement au mur ou alors sur un socle, au sol. Le principe est très basique : la borne de recharge envoie l’électricité vers le chargeur qui est branché sur votre voiture, puis ce chargeur envoie l’énergie vers la batterie. Celle-ci concentre l’électricité et alimente les différents composants du véhicule.

Pour faire fonctionner ce système, la borne de recharge nécessite plusieurs éléments :

• Un socle de prise

• Un compteur électrique

• Un module de contrôle

• Un lecteur de badge RFID

Qu’il s’agisse d’une prise murale, d’une borne de recharge ou de tout autre dispositif, l’équipement de recharge est toujours relié au réseau public d’électricité. Pour ce faire, il utilise une prise ou un circuit dédié. La protection est directement intégrée à l’intérieur de la borne. Outre les éléments qui composent la borne de recharge, on peut ajouter un contacteur heures creuses. Celui-ci permet à l’utilisateur de bénéficier de tarifs avantageux pendant les plages horaires de faible demande en électricité. En fonction de la région où l’on habite, on peut aussi équiper sa borne de recharge d’un parafoudre. 

Autre variable dans le fonctionnement de la borne de recharge : le mode de charge. Il y a deux types de courants électriques qui peuvent être utilisés, et qui impactent bien entendu les caractéristiques de la recharge :

• Le courant alternatif (AC) : permet une charge lente, essentiellement pour une borne de recharge à domicile
• Le courant continu (DC) : permet une charge rapide, et concerne les bornes de recharge en itinérance

Le courant alternatif, appelé courant sinusoïdal, consiste en un influx électrique qui va circuler alternativement dans un sens puis dans l’autre. Il transporte des charges électriques égales à intervalles réguliers. En général, on mesure la fréquence d’un courant alternatif en Herz (Hz), et celle-ci correspond la plupart du temps au nombre d’allers et retours effectués par le courant en une seconde. En France, la fréquence du courant alternatif est de 50 Hz. Les bornes de recharge utilisent un courant alternatif pouvant être monophasé ou triphasé.

Le courant continu, à l’inverse du courant alternatif, circule dans un sens unique, d’une borne positive à une borne négative. Il est produit grâce à l’activité chimique d’un générateur ou d’une batterie. Après la réaction, les électrons négatifs libérés se déplacent dans le corps conducteur qui compose le circuit électrique. 

Une borne de recharge électrique est bien plus sécurisée qu’une prise murale, quand bien même celle-ci serait renforcée. En effet, la borne a l’avantage d’éviter que votre installation électrique ne disjoncte. Ainsi, pour améliorer la sécurité de votre borne de recharge, le compteur électrique Linky permet le délestage. Si vous ne disposez pas de cette technologie, il est conseillé de faire installer un simulateur qui jouera le même rôle. 

Le fonctionnement du délestage permet tout simplement d’éviter de dépasser la puissance souscrite auprès de votre fournisseur d’électricité. La borne de recharge va ainsi adapter la puissance de charge en temps réel en fonction de la puissance disponible. 

Solution très intéressante, le pilotage énergétique vous permet de maximiser le temps de charge sans jamais dépasser la puissance disponible. Lors des sessions de recharge simultanées, par exemple, quand plusieurs véhicules font usage d’une même borne, le pilotage énergétique permet d’adapter de manière autonome et instantanée le niveau de la puissance. 

Au-delà de la borne de recharge, dont on vient d’expliquer le fonctionnement, d’autres solutions de recharge ont vu le jour. Certaines, plus ou moins pratiques ou spécifiques, sont restées au stade de l’innovation. Mais elles pourraient bien un jour, comme les bornes de recharge à batterie intégrée, devenir la nouvelle norme. 

1. Fonctionnement “park and charge” : infrastructures surtout en itinérance qui permettent le stationnement et la recharge (parkings, centres commerciaux, aires d’autoroute…). Le but est de charger quand on s’arrête plutôt que de s’arrêter pour charger.

2. Fonctionnement avec échange de batteries : certaines stations-services spécifiques proposent de recharger en remplaçant simplement la batterie vidée par une batterie pleine pour gagner du temps. Seule la société chinoise Nio propose cela aujourd’hui.

3. Fonctionnement par induction : ce système de recharge concerne surtout les transports en commun électriques. Il s’agit de véhicules sans batterie, qui se rechargent par magnétisme grâce à un réseau de câbles enfouis sous la route.

4. Fonctionnement par volants d’inertie : la borne de recharge la plus durable et écologique est sans doute celle qui a recours aux volants d’inertie. Cette technologie développée par une startup israélienne utilise une roue (volant) qui est peu à peu accélérée par un moteur électrique. Elle permet une charge ultra rapide, environ 200 000 cycles sans perte de capacité (20 ans de durée de vie) et s’avère écologique puisqu’elle n’utilise aucune ressource type cobalt ou lithium.

5. Autres solutions de recharge : il existe des alternatives à la borne de recharge, comme le secours à la demande (des camions qui livrent des batteries au véhicule qui le demande), la recharge par rail d’alimentation (bras articulé sous le véhicule qui capte l’énergie délivrée par un rail placé sur la voie publique) ou encore les robots-chargeurs autonome qui détectent les voitures à recharger dans un parking.