Par Steven Shackell
Sur les plans culturel et industriel, le monde se dirige rapidement vers des solutions de transport plus durables qui supposent une transformation généralisée des infrastructures. Le secteur de la recharge des véhicules électriques, inexistant au tournant du siècle dernier, se développe et évolue rapidement pour répondre à la demande qu’entraîne la révolution due aux véhicules électriques. Cet article décrit ce secteur en s’intéressant notamment aux différentes méthodes de recharge, aux adaptateurs, à la sécurité et au coût de recharge des véhicules électriques.
Adaptateurs de recharge courants pour véhicules électriques
Différents marchés à travers le monde utilisent des connecteurs différents aux réseaux de recharge. L’achat d’un véhicule électrique nécessite donc de prendre en compte l’infrastructure de recharge compatible existante. Les chargeurs de véhicules électriques courants sont conçus pour s’adapter à leurs infrastructures électriques régionales et locales respectives.
CCS2 contre NACS
Les infrastructures électriques de l’Amérique du Nord et de l’Europe sont radicalement différentes. L’Amérique du Nord utilise une alimentation monophasée de 120 V et 1,8 kW maximum pour son secteur résidentiel. L’Europe, elle, utilise couramment une alimentation triphasée de 240 V, ce qui représente 10,8 kW disponibles dans presque tous les pays de l’UE.
En Amérique du Nord, les bornes de recharge publiques sont donc en général limitées à une puissance maximale de 7 kW lorsqu’une infrastructure électrique dédiée non résidentielle est disponible. A contrario, l’UE dispose en permanence de chargeurs de 10,8 kW et de stations de recharge de 22 kW sur certains marchés.
Il existe donc des normes d’adaptateur très différentes en Amérique du Nord et dans l’UE. L’Amérique du Nord utilise la norme de charge nord-américaine (NACS), introduite par Tesla en 2012 et ouverte à d’autres fabricants en novembre 2022. Bien qu’un connecteur NACS puisse gérer une charge en 240 V, il n’accepte pas les alimentations triphasées.
Sur le marché européen, le Combined Charging System Combo 2 (CCS2) est compatible avec la totalité des véhicules et des bornes de recharge. Dans la plupart des pays, il s’agit du connecteur de charge rapide le plus puissant disponible. Naturellement, plus une borne de recharge dispose d’énergie, plus elle est pratique, mais plus son coût est élevé. Comme nous le verrons ci-dessous, les chargeurs publics de niveau 2 sont souvent moins chers que les chargeurs rapides CC, mais la recharge à domicile est le moyen le plus rentable de recharger la plupart des véhicules électriques, même si ces derniers acceptent les vitesses de recharge les plus basses.
Autres normes courantes de connecteurs de charge
Sur d’autres marchés de véhicules électriques, comme le Japon et la Chine, différentes normes de connecteurs sont utilisées. Le Japon utilise le j1772 (Type 1), communément appelé « prise J », pour le chargement en courant alternatif, et le CHAdeMO pour le chargement en courant continu. En Chine, le plus grand marché de véhicules électriques au monde, c’est le connecteur GB/T qui est utilisé pour la recharge CA et CC.
Pour en savoir plus sur les connecteurs de recharge des véhicules électriques et les différentes normes de sécurité régissant la recharge, on pourra se reporter à Normes et réglementations de sécurité des véhicules électriques.
Diverses méthodes de recharge des véhicules électriques et coûts associés
Recharge à domicile
Il y a deux façons de recharger un véhicule électrique chez soi : chargement de niveau 1 et de niveau 2. La recharge de niveau 1 utilise une prise domestique standard de 120 V, qui offre en général une autonomie de 5 à 8 kilomètres par heure de charge. La charge de niveau 2 nécessite un chargeur dédié de 240 V, qui peut fournir environ 15 à 50 kilomètres d’autonomie par heure.
Le coût de l’électricité à domicile peut varier à travers les États-Unis, mais il est en général inférieur de moitié aux tarifs de recharge publics. En moyenne, le coût résidentiel de la recharge des véhicules électriques par kilowattheure (kWh) aux États-Unis est de 0,23 $ (0,29 € dans l’UE), ce qui représente un coût moyen de 18,63 $ et 23,49 € à domicile selon le lieu (sur la base d’une Tesla Model Y standard). Selon la tension du chargeur, recharger entièrement une batterie complètement déchargée peut prendre de 12 heures (220 V) à 50 heures (110 V).
Bornes de recharge publiques
On peut souvent trouver des solutions de recharge de niveau 2 dans les parkings, les centres commerciaux et sur les lieux de travail. Les bornes de recharge publiques courantes de niveau 2 offrent une recharge plus rapide que les bornes de recharge à domicile, mais ne sont pas capables de recharger aussi rapidement que les chargeurs rapides CC publics. À titre de comparaison, il existe 22 chargeurs rapides ChargePoint CC dans la région métropolitaine de Denver, alors qu’il existe plus de 1 000 chargeurs ChargePoint standard de niveau 2.
Au moment de la rédaction de cet article, le coût de la recharge d’un véhicule électrique via un chargeur public de niveau 2 à Denver est de 0,14 $ par kWh, plus un tarif forfaitaire de 2 $ et 0,50 $ par heure après les quatre premières heures. Il convient toutefois de noter que de nombreux chargeurs municipaux sont proposés à titre entièrement gratuit, selon le principe du premier arrivé, premier servi.
Les chargeurs CC rapides, de leur côté, sont nettement plus chers, mais peuvent recharger à 80 % la plupart des véhicules électriques totalement déchargés en moins de 30 minutes. Un chargeur rapide CC de 200 kW, au même endroit à Denver, coûte 0,45 kWh, soit un coût total de 27 $ en seulement 15 minutes. Les chargeurs rapides CC sont couramment utilisés le long des routes principales pour les longs voyages.
Tesla propose un outil gratuit de planification de trajet qui indique les chargeurs CC rapides le long d’un itinéraire donné, la durée de la recharge à chaque station et la durée totale du trajet. Aller de Denver à Seattle, soit un trajet de 2 130 km, prend environ 25 heures et 9 minutes avec une Tesla Model Y, dont un peu plus de 5 heures de temps de charge total.
Quel est le coût d’un trajet de 300 miles (483 kilomètres) avec un véhicule électrique par rapport à une voiture thermique ?
Pour déterminer le coût de recharge d’un véhicule électrique par rapport à celui d’un véhicule à essence, comparons une Tesla Model Y à une Kia Telluride, deux SUV de taille moyenne qui coûtent chacun environ 40 000 $ et qui parcourront le même nombre de kilomètres en ville et sur autoroute.
Début 2024, le prix moyen de l’essence à Cincinnati, dans l’Ohio, était de 3,187 $. Une Kia Telluride parcourt en moyenne 37 kilomètres avec 1 gallon d’essence (3,78 litres). Acheter pour 300 miles d’essence (483 km) coûtera donc 41,57 $.
Si nous devons recharger une Tesla Model Y sur une borne de recharge publique Flo de niveau 2, cela coûtera 0,35 $ par kWh. Une Tesla Model Y possède une autonomie de 300 miles et sa batterie a une capacité de 81 kWh. Une charge complète coûtera donc 28,35 $. Si le véhicule, en revanche, est rechargé à domicile à Cincinnati, où le tarif résidentiel moyen de l’électricité est de 0,13 $ par kWh, elle coûtera 10,53 $.
Dans cet exemple spécifique à une région, le coût d’un trajet de 300 miles avec un véhicule électrique moyen peut entraîner des économies allant de 13,22 $ à 31,04 $ selon la méthode de recharge. Sachant que les Américains roulent en moyenne 14 263 miles par an, le passage à un véhicule électrique pourrait permettre à un habitant de Cincinnati d’économiser 1 475 $ d’essence par an.
Comment payer la recharge d’un véhicule électrique avec des chargeurs publics
Il existe diverses sociétés de bornes de recharge publiques dans le monde qui proposent tout un éventail de structures tarifaires et de vitesses de recharge. Cela représente donc de nombreuses façons de facturer un « plein ». Les véhicules Tesla, par exemple, peuvent utiliser le réseau de recharge Tesla sans avoir à payer sur place, car le service peut être automatiquement facturé sur le compte de recharge du propriétaire.
De nombreux réseaux de recharge acceptent les cartes de crédit ou de débit directement à la borne et certains proposent des applications mobiles qui fournissent des services de paiement sans contact et de configuration de recharge. Certains réseaux de véhicules électriques délivrent aux utilisateurs des cartes RFID valables dans les stations de recharge pour déclencher et payer les sessions de recharge, ce qui évite de mettre en place des systèmes de traitement de cartes de crédit sur place.
Image : application mobile affichant une carte des bornes de recharge pour véhicules électriques
Il est intéressant de noter que la plupart des bornes de recharge offrent des données analytiques supplémentaires sur les chargeurs. On peut, par exemple, savoir quel véhicule a utilisé tel chargeur pour la dernière fois et quand ce chargeur a été utilisé pour la dernière fois. Compte tenu de la nature intelligente de la connectivité des chargeurs de véhicules électriques, des précautions spécifiques, telles que celles décrites par la norme ISO 15118, doivent être prises pour garantir la sécurité des chargeurs et celle des données des acheteurs. Pour cela, du matériel de sécurité spécialisé tel que le Plug and Trust Secure Element SE050, de NXP, ou le Trusted Platform Module SLI 9670 d’Infineon, peuvent être utilisés pour vérifier de façon chiffrée l’authenticité de l’appareil sans compromettre les données privées des utilisateurs.
Considérations relatives à la recharge des véhicules électriques
Les véhicules électriques constituent désormais un choix de premier plan pour les consommateurs du monde entier sensibles au coût et soucieux de l’environnement. Cette situation entraîne des changements importants dans les infrastructures pour soutenir des solutions de transport durables. Alors que la polyvalence des solutions de recharge à domicile offre la solution la plus rentable pour les propriétaires de véhicules électriques, les bornes de recharge publiques offrent vitesse et commodité pour un coût supérieur. De plus, le coût de recharge d’un véhicule électrique par rapport au coût de l’essence démontre l’avantage économique des véhicules électriques, en particulier dans les régions où les prix de l’essence sont élevés ou où les coûts de l’électricité sont faibles.
Les chargeurs publics présentent par ailleurs d'autres problématiques, comme la disponibilité des connecteurs de charge, le coût au kWh et les méthodes de paiement proposées. Quoi qu’il en soit, de nombreuses technologies intelligentes sont intégrées aux bornes de recharge publiques pour garantir la sécurité des recharges et des échanges d’informations entre le véhicule et l’infrastructure de recharge. Nous pouvons nous attendre à ce que le paysage de la recharge des véhicules électriques s’adapte de manière dynamique pour répondre aux demandes actuelles et futures des consommateurs.
Voir les produits connexes
Voir les produits connexes
