Commençons par définir les unités afin de se comprendre
Article écrit par Martin Archambault - Producteur et animateur du podcast "Silence on Roule"

Un volt est une unité de pression électrique. C’est la force avec laquelle on pousse le courant électriques.
Des volts, ça pousse du courant !
Les ampères, c’est le flot d’électricité, ou encore la quantité d’électrons qui circulent par unité de temps.
Bref, plus on pousse fort (nombre de volts), plus le courant est fort (nombre d’ampères)
La comparaison avec un système hydraulique est souvent utilisée La pompe qui pousse de l’eau est comme la batterie qui pousse le courant. Les électrons circulent plutôt que de l’eau , c’est tout.
La puissance c’est le produit (la multiplication) de la pression (voltage) et du courant (ampères). Ca représente le travail effectué.
Bref, si je pousse avec une pression de 120 V et que je réussis à faire passer un courant de 5 ampères, j’aurai donc une puissance de 120 V x 5 A = 600 Watts !
Si j’augmente la tension à 240 V et que le courant augmente à 10 A, j’ai donc une puissance de 240 V x 10 A = 2400 Watts (ou 2,4 kW)
Une borne de recharge niveau 2 à la maison qui est branchée sur le 240 V et qui peut pousser 30 A, pourra donner au maximum 240 V x 30 A = 7200 W (ou 7,2 kW)
Et les kWh dans tout ça ?
Souvent confondus avec les kW, les kWh expriment plutôt une quantité d’énergie. C’est la quantité de kW que vous accumulez. Si votre borne vous donne 7,2 kW et que vous envoyez cette puissance dans votre batterie pendant 2 heures, vous aurez accumulé, 7,2 kW x 2 heures = 14,4 kWh Si votre batterie en est une de 30 kWh, il vous faudra environ 2 heures de recharge de plus que le dernier exemple pour la recharger complètement. |
Qui est le plus fort ? La voiture ou la borne ?
Pour comprendre la recharge aux bornes rapides il faut savoir qu’il y a des limites aux deux bouts.
Dans TOUS LES CAS, c’est la voiture qui va dicter à la borne rapide, BRCC à quelle puissance charger.
- La bornes (BRCC) a des limites :
- Limite en tension (voltage) ;
- Limite en courant (ampère) ;
- Donc limite en puissance (voltage x ampère) que la borne peut envoyer
- La batterie de la voiture a des limites :
- Limite en tension imposée par la batterie ;
- Limite en courant imposée par la batterie et le système de gestion de la recharge ;
- Donc limite en puissance maximale que la voiture peut prendre.
Dans TOUS LES CAS, c’est la voiture qui va dicter à la borne rapide, BRCC à quelle puissance charger.
Exemples concrets
(attention, toutes les valeurs données sont approximatives et ne servent qu'à bien comprendre les enjeux liés à la recharge des véhicules.)
(attention, toutes les valeurs données sont approximatives et ne servent qu'à bien comprendre les enjeux liés à la recharge des véhicules.)
Exemple # 1 : Recharge d'une voiture de type Nissan LEAF 2015 sur une borne rapide de 50 kW
Supposons que :
- La borne peut fournir jusqu’à 400 V ;
- La borne peut fournir jusqu’à 125A ;
- Donc la borne peut fournir jusqu’à 400V x 125A = 50 000 W = 50 kW ;
- La voiture a une tension de batterie qui fluctue de 340 V à 395V (la tension tend à être plus basse lorsque la batterie est déchargée et plus haute lorsque chargée) ;
- La voiture peut accepter un courant maximal d’environ 125 A lorsque passablement vide.
Si la voiture est presque vide lorsqu’on la branche sur la borne, la tension est basse; disons 340V … La borne va donc ajuster sa tension de sortie à ce 340V et essayer de pousser le maximum… soit près de 125 A. 340V x 125 A = 42,5 kW
Au fur et à mesure que la batterie va se charger la tension va graduellement monter vers 390 V… ( 390 V x 125 A = 49 kW ). Par contre, vers 55 % de charge, la batterie se remplissant, le système de gestion de recharge dans la voiture va graduellement demander à la borne de limiter son courant afin de protéger la batterie qui va commencer à chauffer. Les Leafs n’ont pas de système de gestion de thermique. Mieux vaut donc limiter la puissance ! Le courant rebaissera graduellement pour attendre aussi bas que 64 A par exemple à 80% de charge. 390V x 64A = 25 kW . Bien en deçà du 50 kW que peut prendre la LEAF et que peut fournir la borne. La puissance a été réduite (en baissant le courant) de façon à limiter la surchauffe de la batterie.
Au fur et à mesure que la batterie va se charger la tension va graduellement monter vers 390 V… ( 390 V x 125 A = 49 kW ). Par contre, vers 55 % de charge, la batterie se remplissant, le système de gestion de recharge dans la voiture va graduellement demander à la borne de limiter son courant afin de protéger la batterie qui va commencer à chauffer. Les Leafs n’ont pas de système de gestion de thermique. Mieux vaut donc limiter la puissance ! Le courant rebaissera graduellement pour attendre aussi bas que 64 A par exemple à 80% de charge. 390V x 64A = 25 kW . Bien en deçà du 50 kW que peut prendre la LEAF et que peut fournir la borne. La puissance a été réduite (en baissant le courant) de façon à limiter la surchauffe de la batterie.
Que se serait-il passé avec une voiture qui possède un système de thermorégulation ? (une Ioniq par exmple). Et bien la thermorégulation aurait maintenu la température de la batterie basse, ce qui aurait permis de conserver un courant avoisinant les 120 A pendant une plus grande partie de la recharge. La puissance de recharge serait donc restée haute (45-46 kW) beaucoup plus longtemps. Résultat: on charge la batterie plus vite.
Exemple # 2 : Recharge d'une voiture de type Nissan LEAF 2015 sur une borne rapide de 100 kW
Supposons que :
- La borne peut fournir jusqu’à 500 V ;
- La borne peut fournir jusqu’à 200A ;
- Donc la borne peut fournir jusqu’à 500V x 200A = 100 000 W = 100 kW ;
- La voiture a une tension de batterie qui fluctue de 340 V à 395V (la tension tend à être plus basse lorsque la batterie est déchargée et plus haute lorsque chargée) ;
- La voiture peut accepter un courant maximal d’environ 125 A lorsque passablement vide.
Si la voiture est presque vide lorsqu’on la branche sur la borne, la tension est basse: disons 340 V. La borne va donc ajuster sa tension de sortie à ce 340 V et essayer de pousser le maximum… soit près de 125 A. Certes, la borne peut pousser 200 A, mais le véhicule ne peut pas prendre plus de 125 A.. La borne va donc se limiter à 340 V x 125 A = 42,5 kW .
Au fur et à mesure que la batterie va se charger la tension va graduellement monter vers 390 V. Par contre, la batterie se remplissant, le système de gestion de recharge dans la voiture va graduellement demander à la borne de limiter son courant afin de protéger la batterie qui va commencer à chauffer. Les Leafs n’ont pas de système de gestion de thermique. Mieux vaut donc limiter la puissance ! Donc le courant va graduellement baisser pour attendre aussi bas que 64 A par exemple à 80% de charge. 390 V x 64 A = 25 kW. Bien en deçà du 50 kW que peut prendre la LEAF et que peut fournir la borne. La puissance a été réduite (en baissant le courant) de façon à limiter la surchauffe de la batterie.
En bref, il n'y a aucun problème à se brancher cette voiture sur une borne de 100 kW, mais ça n’ira pas plus vite… La voiture (LEAF 2015) ne permet pas d’aller plus haut que 48-49 kW (390 V et 125 A). Il est donc bien vu de plutôt se brancher sur une borne de 50 kW s'il y en a une de disponible et de laisser la borne 100 kW aux voitures pouvant réellement en tirer profit.
Au fur et à mesure que la batterie va se charger la tension va graduellement monter vers 390 V. Par contre, la batterie se remplissant, le système de gestion de recharge dans la voiture va graduellement demander à la borne de limiter son courant afin de protéger la batterie qui va commencer à chauffer. Les Leafs n’ont pas de système de gestion de thermique. Mieux vaut donc limiter la puissance ! Donc le courant va graduellement baisser pour attendre aussi bas que 64 A par exemple à 80% de charge. 390 V x 64 A = 25 kW. Bien en deçà du 50 kW que peut prendre la LEAF et que peut fournir la borne. La puissance a été réduite (en baissant le courant) de façon à limiter la surchauffe de la batterie.
En bref, il n'y a aucun problème à se brancher cette voiture sur une borne de 100 kW, mais ça n’ira pas plus vite… La voiture (LEAF 2015) ne permet pas d’aller plus haut que 48-49 kW (390 V et 125 A). Il est donc bien vu de plutôt se brancher sur une borne de 50 kW s'il y en a une de disponible et de laisser la borne 100 kW aux voitures pouvant réellement en tirer profit.
Exemple # 3 : Recharge d'une voiture de type Hyundai Ioniq 2018 sur une borne rapide de 100 kW
Supposons que :
- La borne peut fournir jusqu’à 500 V ;
- La borne peut fournir jusqu’à 200A ;
- Donc la borne peut fournir jusqu’à 500V x 200A = 100 000 W = 100 kW ;
- La voiture a une tension de batterie qui fluctue de 340 V à 400V (la tension tend à être plus basse lorsque la batterie est déchargée et plus haute lorsque chargée);
- La voiture peut accepter un courant maximal d’environ 175 A lorsque passablement vide.
Si la voiture est presque vide lorsqu’on la branche sur la borne, la tension est basse :supposons 350V … La borne va donc ajuster sa tension de sortie à ce 350V et essayer de pousser le maximum. Certes, la borne peut pousser 200A, mais le véhicule ne peut pas prendre plus de 175 A.. La borne va donc se limiter à 350V x 175 A = 61 kW .
Au fur et à mesure que la batterie va se charger la tension va graduellement monter vers 400 V. La puissance va donc passer graduellement à 400 V x 175A = 70 kW. Par contre, la batterie se remplissant, le système de gestion de recharge dans la voiture va, vers 80% de charge dans le cas d’une Ioniq, demander à la borne de limiter son courant afin de protéger la batterie. En conséquence, le courant va rapidement baisser pour attendre aussi bas que 62 A. 400V x 62A = 25 kW . C'est bien en deçà du 70 kW que peut prendre la Ioniq et le 100 kW que peut fournir la borne.
Au fur et à mesure que la batterie va se charger la tension va graduellement monter vers 400 V. La puissance va donc passer graduellement à 400 V x 175A = 70 kW. Par contre, la batterie se remplissant, le système de gestion de recharge dans la voiture va, vers 80% de charge dans le cas d’une Ioniq, demander à la borne de limiter son courant afin de protéger la batterie. En conséquence, le courant va rapidement baisser pour attendre aussi bas que 62 A. 400V x 62A = 25 kW . C'est bien en deçà du 70 kW que peut prendre la Ioniq et le 100 kW que peut fournir la borne.
En bref, la Ioniq sur une borne de 100 kW sera vraiment plus performante qu’une LEAF en maintenant une puissance de tout prêt de 70 kW jusqu’à environ 80% de charge pour ensuite baisser vers 25 kW.
Exemple # 4 : Recharge d'une voiture de type Audi E-Tron sur une borne rapide de 175 kW
Supposons que :
- La borne peut fournir jusqu’à 500 V ;
- La borne peut fournir jusqu’à 350A ;
- Donc la borne peut fournir jusqu’à 500V x 350A = 175 000 kW = 175 kW ;
- La voiture a une tension de batterie qui fluctue de 350 V à 400V (la tension tend à être plus basse lorsque la batterie est déchargée et plus haute lorsque chargée);
- La voiture peut accepter un courant maximal d’environ 300 A lorsque passablement vide.
Si la voiture est presque vide lorsqu’on la branche sur la borne, la tension est basse; supposons 360 . La borne va donc ajuster sa tension de sortie à ce 360V et essayer de pousser le maximum… Certes, la borne peut pousser 350 A, mais le véhicule ne peut pas prendre plus de 300 A.. La borne va donc se limiter à 360V x 300 A = 108 kW.
Au fur et à mesure que la batterie va se charger, la tension va graduellement monter vers 400 V…. La puissance va donc passer graduellement à 400 V x 300A = 120 kW. Par contre, la batterie se remplissant, le système de gestion de recharge dans la voiture va, vers 60% de charge dans le cas de la e-Tron, demander à la borne de limiter graduellement son courant afin de protéger la batterie. En conséquence, le courant va baisser pour attendre 120 A. La puissance de recharge sera alors : 400V x 120 A = 48 kW.
En bref, le E-Tron va charger aux alentours de 120 kW jusqu’à 60% de charge pour diminuer légèrement en bas de 50 kW à 90% de charge.
Au fur et à mesure que la batterie va se charger, la tension va graduellement monter vers 400 V…. La puissance va donc passer graduellement à 400 V x 300A = 120 kW. Par contre, la batterie se remplissant, le système de gestion de recharge dans la voiture va, vers 60% de charge dans le cas de la e-Tron, demander à la borne de limiter graduellement son courant afin de protéger la batterie. En conséquence, le courant va baisser pour attendre 120 A. La puissance de recharge sera alors : 400V x 120 A = 48 kW.
En bref, le E-Tron va charger aux alentours de 120 kW jusqu’à 60% de charge pour diminuer légèrement en bas de 50 kW à 90% de charge.
Exemple # 5 : Recharge d'une voiture de type Audi E-Tron sur une borne rapide de 100 kW
Supposons que :
- La borne peut fournir jusqu’à 500 V ;
- La borne peut fournir jusqu’à 200A ;
- Donc la borne peut fournir jusqu’à 500V x 200A = 100 000 W = 100 kW ;
- La voiture a une tension de batterie qui fluctue de 350 V à 400V (la tension tend à être plus basse lorsque la batterie est déchargée et plus haute lorsque chargée);
- La voiture peut accepter un courant maximal d’environ 300 A lorsque passablement vide.
Si la voiture est presque vide lorsqu’on la branche sur la borne, la tension est basse; disons 360 V. La borne va donc ajuster sa tension de sortie à ce 360V et essayer de pousser le maximum. Certes, la voiture pourrait prendre 300 A, mais la borne de son côté est limitée à 200 A. Nous rejoindrons donc la limite de courant de la borne. La borne va donc se limiter 360 V x 200 A = 72 kW .
Au fur et à mesure que la batterie va se charger la tension va graduellement monter vers 400 V. La puissance va donc passer graduellement à 400 V x 200A = 80 kW. Alors même si la borne peut théoriquement fournir 100 kW, elle ne fournira jamais plus que 80 kW à cette voiture puisque la limite de la borne est de 200 A et la batterie du véhicule ne monte pas plus haut que 400 V. Pour monter plus haut, la batterie de la voiture devrait avoir une tension maximale qui serait en haut de 400V. Dans notre exemple, la batterie se remplissant, le système de gestion de recharge dans la voiture va, vers 70% de charge pour la e-tron, demander à la borne de limiter graduellement son courant afin de protéger la batterie. En conséquence, le courant va baisser pour attendre 120 A. 400V x 120 A = 48 kW.
En bref, la E-Tron va charger aux alentours de 80 kW jusqu’à 70% de charge pour diminuer légèrement en bas de 50 kW à 90% de charge
Au fur et à mesure que la batterie va se charger la tension va graduellement monter vers 400 V. La puissance va donc passer graduellement à 400 V x 200A = 80 kW. Alors même si la borne peut théoriquement fournir 100 kW, elle ne fournira jamais plus que 80 kW à cette voiture puisque la limite de la borne est de 200 A et la batterie du véhicule ne monte pas plus haut que 400 V. Pour monter plus haut, la batterie de la voiture devrait avoir une tension maximale qui serait en haut de 400V. Dans notre exemple, la batterie se remplissant, le système de gestion de recharge dans la voiture va, vers 70% de charge pour la e-tron, demander à la borne de limiter graduellement son courant afin de protéger la batterie. En conséquence, le courant va baisser pour attendre 120 A. 400V x 120 A = 48 kW.
En bref, la E-Tron va charger aux alentours de 80 kW jusqu’à 70% de charge pour diminuer légèrement en bas de 50 kW à 90% de charge
En bref, la Ioniq sur une borne de 100 kW sera vraiment plus performante qu’une LEAF en maintenant une puissance de tout prêt de 70 kW jusqu’à environ 80% de charge pour ensuite baisser vers 25 kW.
Ce qu'il faut retenir
- Les voitures ET les bornes ont des limites en courant et en tension.
- Parfois on atteint la limite sur le chargeur, d’autres fois celle du véhicule.
- Chaque véhicule à un système de gestion de la charge, programmé différemment d’un modèle à l’autre. Ceci permettra de protéger la batterie et de conserver un courant plus ou moins élevé en fonction de plusieurs paramètres tels la température de la batterie, le niveau de charge etc. Cette programmation du véhicule impacte grandement la courbe de charge et conséquemment, le temps requis pour faire le plein. il est donc normal d'être branché sur une borne de 50 kW et de ne charger qu'à 30 kW (hypothétiquement) en fonction de la courbe de recharge de notre véhicule et de son système de gestion de la batterie.
- Il n'y a aucun danger à brancher une voiture limitée à 50 kW sur une borne plus puissante (100 kW, 350 kW, etc…). Le système de gestion de la charge du véhicule fera baisser le courant du chargeur afin que la tension de la batterie multipliée par ce courant de la borne ne dépasse pas la limite de puissance du véhicule.
- Se charger sur une borne 2 fois plus puissante, ne veut pas dire qu’on va se recharger 2 fois plus vite.
- Aussi, même si une borne peut donner 100 kW et que notre véhicule peut prendre 100 kW, il est possible que la limite en courant de la borne soit atteinte plus vite (compte tenu de la tension de la batterie) ce qui empêchera une recharge à 100 kW. Ce n’est ni un défaut de la voiture, ni un défaut de la borne. C’est uniquement une caractéristique intrinsèque des modèles de chargeur et de voiture utilisés.
Apprenez-en plus sur la recharge rapide , ainsi que la relation entre la borne et le véhicule en écoutant le podcast Silence on roule