Les bornes de recharge deviennent des acteurs énergétiques intelligents
De l'équilibrage de la charge à la tarification dynamique en passant par le plug & charge
De la charge non sécurisée à la gestion intelligente de l'énergie: la station de charge a connu une évolution majeure en peu de temps. De nouvelles fonctionnalités rendent la recharge plus efficace et moins chère, mais exigent en même temps une meilleure connaissance de l'installation, de la configuration, des réglementations et des normes orientées vers l'avenir. Que signifie concrètement cette évolution pour l'installateur et quels sont les points d'attention?
Toujours charger
La station de recharge existe depuis un peu moins de dix ans. Au début, les voitures électriques avaient encore une petite batterie. Avec une autonomie limitée et peu de points de charge, les conducteurs restaient souvent avec un petit cœur: la destination finale sera-t-elle réalisable? À l'époque, la devise était donc "toujours en charge".
C'est précisément cette incertitude qui a poussé les chargeurs à courant continu sur le devant de la scène. Grâce à leur vitesse de charge élevée, ils ont permis de réduire considérablement le temps de charge. Entre-temps, l'Union européenne utilise le système de charge combiné (CCS) pour la charge en courant continu et la prise de type 2 pour la charge en courant alternatif comme norme de charge officielle en Europe. Grâce à l'entrée CCS2, les utilisateurs peuvent charger à la fois en courant alternatif et en courant continu, ce qui garantit l'uniformité et l'efficacité des sessions de charge.
Cela n'a pas toujours été le cas. Au début, différentes normes de recharge (par exemple CHAdeMO) coexistaient, ce qui signifiait que toutes les voitures ne pouvaient pas se recharger à toutes les stations de recharge. L'introduction d'une norme européenne a changé la donne et assuré une plus grande interopérabilité entre les véhicules et l'infrastructure de recharge.
La station de recharge elle-même a également évolué. Alors que les premières générations étaient principalement de simples bornes de recharge qui fournissaient uniquement de l'électricité, elles sont aujourd'hui devenues des dispositifs connectés qui peuvent communiquer avec d'autres systèmes. Par conséquent, l'accent est de plus en plus mis sur la recharge intelligente plutôt que sur la recharge rapide.
Qu'est-ce qui fait qu'une station de recharge intelligente est intelligente?
Aujourd'hui, la station de recharge fait partie intégrante du réseau énergétique d'une maison, d'une entreprise ou d'une installation de recharge publique. De nombreuses fonctions intelligentes rendent le processus de recharge plus efficace et moins coûteux. Beaucoup de ces fonctions sont liées à un système de gestion de l'énergie (EMS) qui adapte la recharge à la consommation d'énergie de la maison ou du bâtiment.
Équilibrage de la charge
L'une des principales caractéristiques d'une borne de recharge intelligente est l'équilibrage de la charge. Cette technologie garantit que la consommation d'électricité d'une maison ou d'un bâtiment ne dépasse pas la capacité disponible lorsqu'une voiture électrique est en train d'être rechargée.
Le principe est simple: la borne de recharge ajuste en permanence la capacité de charge en fonction de la consommation d'énergie actuelle du bâtiment. Lorsque peu d'autres appareils sont actifs, la voiture peut se recharger plus rapidement. Si la consommation augmente - par exemple lorsqu'un four, une pompe à chaleur ou un autre gros consommateur se met en marche - le système réduit automatiquement la capacité de charge. Le chariot a donc toujours la priorité la plus basse.
L'équilibrage de la charge peut également s'appliquer à des installations plus importantes, telles que les parcs de recharge des entreprises. Une capacité fixe est alors répartie entre plusieurs points de charge. Lorsque plusieurs véhicules se chargent simultanément, chaque véhicule reçoit une part de la puissance disponible. Dès qu'un véhicule part, la puissance est automatiquement redistribuée aux autres voitures.
Aujourd'hui, l'équilibrage de la charge est essentiel, surtout en Flandre où le tarif de capacité joue un rôle. Ici, une partie du coût de l'électricité est déterminée par le pic de consommation d'un foyer. L'équilibrage de la charge garantit que vous ne consommez pas plus que ce qui est disponible.
Chargement économique
Outre le contrôle de la puissance disponible, une station de recharge intelligente peut également contribuer à réduire les coûts énergétiques. L'une des façons d'y parvenir est d'adapter le processus de charge à l'énergie provenant de ses propres sources renouvelables, telles que les panneaux solaires.
Si une maison ou un bâtiment est équipé de panneaux solaires, la station de recharge peut utiliser le surplus d'énergie solaire pour recharger la voiture. Au lieu d'être injectée dans le réseau, l'énergie est envoyée directement à la batterie du véhicule.
Pour ce faire, la station de recharge doit connaître la quantité d'énergie disponible à ce moment-là. Cela se fait par des mesures au niveau du compteur numérique, par des bornes de courant dans le système électrique ou par des intégrations avec d'autres systèmes énergétiques tels qu'un onduleur solaire ou une batterie domestique. Sur la base de ces informations, le système peut déterminer la quantité d'énergie pouvant être acheminée vers la station de recharge sans surcharger le système.
Le SGE peut également prendre en compte d'autres paramètres tels que la consommation maximale, les coûts énergétiques ou un budget déterminé. Par exemple, l'utilisateur peut spécifier que la voiture n'est autorisée à se recharger que lorsque l'électricité est moins chère qu'un certain prix ou lorsqu'il y a suffisamment d'énergie solaire disponible. Le client final peut également préférer charger exclusivement avec de l'énergie solaire, ou combiner la charge avec l'électricité du réseau. L'installateur ne doit régler ces paramètres qu'une seule fois.
Une batterie domestique peut également servir de source d'énergie pour recharger une voiture électrique. Toutefois, sa capacité est généralement limitée à environ 5-7 kWh, alors que la batterie d'un véhicule électrique atteint rapidement 75 kWh. Il n'est donc pas très réaliste de charger complètement une voiture avec une batterie domestique, mais celle-ci peut fournir une quantité d'énergie supplémentaire qui ne serait pas disponible autrement.
Tarifs dynamiques
Une troisième fonction intelligente est la recharge basée sur des tarifs dynamiques. Avec de tels contrats, le prix de l'électricité varie d'heure en heure en fonction de la demande sur le marché de l'énergie. Les stations de recharge intelligentes peuvent réagir en programmant automatiquement le processus de recharge à des moments où l'électricité est moins chère.
Dans la pratique, cela se fait par l'intermédiaire d'un système de gestion de l'énergie ou du logiciel de la station de recharge. Ce système reçoit des informations sur les prix de l'électricité et peut alors déterminer quand il est avantageux de charger. Par exemple, l'utilisateur peut décider que la voiture doit être complètement chargée à une certaine heure, après quoi le système calcule lui-même à quel moment la charge est la moins chère.
Ce système permet de réduire le coût de la recharge d'un VE tout en utilisant le réseau électrique de manière plus efficace.
Conseil:
L'électrification de la mobilité est un choix politique clair des gouvernements. C'est pourquoi les installateurs ont tout intérêt à mener une réflexion proactive dans le cadre des projets de construction. Lorsqu'un client demande que l'électricité soit fournie dans de nouveaux bâtiments, il peut être intéressant de fournir dès maintenant des câbles ou des tubes d'attente pour une future station de recharge, même s'il n'y a pas de plans concrets pour la conduite électrique à ce moment-là. Cela permet d'éviter des travaux de démolition supplémentaires et des coûts additionnels plus tard.
À quoi l'installateur doit-il prêter attention?
Installation et configuration
L'installation d'une station de recharge est assez simple. En règle générale, l'installation consiste à monter la station de recharge, à tirer un câble d'alimentation de la boîte à fusibles et à fournir une connexion de communication, par exemple via Ethernet, Wi-Fi ou 4G. L'Ethernet est désigné pour les sites critiques, avec un repli si possible sur la 4G.
Une partie importante de l'installation se déroule dans la boîte à fusibles. Un disjoncteur y est placé pour sécuriser le point de charge. Selon le type de station de recharge, un différentiel doit également être prévu. Certaines stations de charge disposent déjà d'une protection intégrée contre les courants de fuite alternatifs et continus. Dans ce cas, il suffit d'installer un disjoncteur supplémentaire. Pour les autres modèles, l'installateur doit encore installer un différentiel de type A ou de type B dans l'armoire.
Chargement monophasé ou triphasé
Le chargement triphasé offre des capacités plus élevées (11 kW - 22 kW) et des temps de charge plus courts, ce qui est intéressant dans les situations où les véhicules doivent repartir rapidement - par exemple sur les sites des entreprises ou aux points de charge publics. Dans les applications résidentielles, la recharge monophasée est souvent suffisante, car la puissance est généralement plus faible (jusqu'à 7,4 kW). À la maison, la voiture se recharge souvent pendant la nuit, de sorte qu'une recharge rapide n'est pas nécessaire. Cette situation est également plus favorable au tarif de capacité.
Certaines stations de recharge permettent aujourd'hui de passer d'une charge monophasée à une charge triphasée. Cela est principalement dû au système de gestion de l'énergie: lorsque l'énergie solaire disponible est faible, le système passe à la charge monophasée. Y a-t-il beaucoup d'énergie ou un prix de l'électricité bas? Le système passe alors à la charge triphasée. Cela permet de mieux adapter la charge à l'énergie solaire ou aux tarifs dynamiques.
En Belgique, toutes les habitations ne sont pas équipées d'un système de recharge triphasé. En tant qu'installateur, il est donc important de vérifier quelle connexion au réseau est disponible et quelle capacité de charge est réaliste.
La plupart du temps, les travaux préparatoires sont négligés. Lorsque la station de recharge est placée à proximité de la boîte à fusibles, l'installation est relativement rapide. Dans d'autres situations, il peut être nécessaire de creuser ou de percer des murs pour faire passer le conduit de câbles.
Pour les installateurs, la facilité d'installation, l'assistance du fabricant et la durabilité de l'appareil en particulier jouent un rôle important dans le choix d'une station de recharge.
Outre l'installation, la configuration de la station de recharge est également importante. Il s'agit notamment de définir le courant de charge maximal et de relier la station de charge à une plate-forme dorsale. Cela se fait généralement via le protocole OCPP (Open Charge Point Protocol), une norme ouverte qui permet aux stations de recharge de communiquer avec des plates-formes de gestion pour la surveillance, la facturation et la gestion.
Lors de cette configuration, l'identification de l'utilisateur est souvent également mise en place. En tant qu'installateur, vous êtes ainsi en contact avec les fournisseurs - ou eMobility Service Provider (eMSP) - et les opérateurs des points de charge concernés (Charge Point Operator). Vous indiquez, par exemple, que vous souhaitez créer un compte, après quoi ils envoient un badge RFID ou une carte de recharge avec lesquels l'utilisateur peut s'identifier. Dans le point de charge, vous déterminez ensuite le fournisseur avec lequel vous souhaitez travailler. Si le client souhaite changer de fournisseur ultérieurement, il peut le faire - en fonction du type de station de recharge - en se connectant à la station de recharge localement à l'aide d'un ordinateur portable ou par le biais d'un réglage à distance effectué par le fabricant.
Depuis l'année dernière, de nouvelles règles s'appliquent en Europe via le règlement AFIR (Alternative Fuels Infrastructure Regulation). Cela devrait rendre l'utilisation des infrastructures de recharge publiques plus simple et plus transparente pour les utilisateurs.
Pour les bornes de recharge publiques à courant alternatif et à courant continu jusqu'à 50 kW, l'utilisateur doit au moins pouvoir s'identifier à l'aide d'une carte de recharge RFID ou d'un code QR. Des règles plus strictes s'appliquent aux chargeurs rapides d'une capacité supérieure à 50 kW. Là, un terminal de paiement est obligatoire, permettant aux conducteurs de payer directement avec une carte bancaire, sans abonnement ni carte de recharge. En outre, la transparence des prix pour la recharge en courant alternatif et continu est obligatoire: le prix/kWh doit être consultable.
Informer les clients que la station de recharge doit être enregistrée auprès du gestionnaire de réseau Fluvius
Normes et sécurité
Une station de recharge est une installation électrique et l'installation doit donc être réalisée conformément au règlement général sur les installations électriques (AREI). Cela signifie, entre autres, que la station de recharge doit être sécurisée par un disjoncteur et un différentiel (pour la détection des fuites) et que la section du câble et le fusible doivent être adaptés à la capacité de la borne de recharge.
Outre les réglementations nationales, les normes internationales jouent également un rôle important dans le développement des stations de recharge. L'une des normes les plus importantes est la norme IEC 61851, la norme de base qui fixe notamment les exigences en matière de sécurité. La station de recharge est également classée IP54, ce qui signifie qu'elle doit être étanche à la poussière et aux éclaboussures.
À partir du 1er janvier 2027, toutes les stations de recharge devront être conformes au protocole ISO 15118. Il s'agit de la norme internationale qui garantit une communication sécurisée entre le véhicule électrique et la station de recharge. La norme s'applique à toutes les bornes de recharge nouvellement installées à partir de 2027. Pour les bornes de recharge publiques nouvellement installées, la norme est en vigueur depuis le 1er janvier 2026. Grâce à elle, la voiture n'aura finalement plus besoin de badge. En effet, la facturation se fera exclusivement par le biais d'un protocole dans lequel l'identifiant de la voiture est transmis à la borne de recharge.
Comme des modifications sont apportées à la boîte à fusibles lors de l'installation, la station de recharge doit être inspectée par l'autorité compétente. L'inspection en question relève de la responsabilité du client final, mais en tant qu'installateur, vous pouvez proposer ce service. Ensuite, l'appareil doit être enregistré auprès du gestionnaire de réseau Fluvius. En principe, cette tâche incombe également au client final, mais en tant qu'installateur, vous pouvez vous en charger.
Maintenance et suivi
Des contrats d'entretien sont souvent proposés, mais en fait les stations de recharge nécessitent peu d'entretien et les pièces tombent rarement en panne. Les stations de recharge à courant continu nécessitent déjà un peu plus d'entretien. En effet, les tissus filtrants de l'unité doivent être remplacés ou nettoyés chaque année.
Un avantage de la génération actuelle de bornes de recharge est qu'elles peuvent souvent être surveillées à distance. Les installateurs peuvent consulter les messages d'erreur, effectuer des mises à jour du micrologiciel et même ajuster des paramètres tels que l'augmentation de la capacité de charge via une plateforme en ligne.
Les ajustements fonctionnels du logiciel doivent toujours être effectués dans l'appareil lui-même ou via le réseau du client. Pour des raisons de sécurité, certains fabricants choisissent délibérément de ne pas utiliser le nuage pour ajuster à distance les paramètres de base du client final. Des mises à jour régulières du logiciel sont donc recommandées, car elles permettent de combler les failles de sécurité détectées.
Conseil:
Informer les consommateurs des coûts cachés supplémentaires. Certains fabricants proposent un abonnement pour une station de recharge, son utilisation et sa gestion. Le coût de cet abonnement peut rapidement s'élever à environ 500 euros pour cinq ans.
Que nous réserve l'avenir?
Chargement bidirectionnel
L'une des innovations les plus discutées est la recharge bidirectionnelle. Les VE ne se contentent pas de prendre de l'énergie, ils peuvent aussi la renvoyer au réseau (Vehicle-to-Grid) ou à la maison (Vehicle-to-Home). Bien qu'une poignée de VE soient déjà dotés de cette fonction, il n'existe toujours pas de cadre juridique. En effet, cette technologie suscite un débat délicat: que se passe-t-il si vous chargez votre voiture avec de l'électricité provenant de l'entreprise où vous travaillez et que vous commencez à la décharger à votre domicile? L'une des solutions évoquées est celle des avantages de toute nature.
Cela soulève également la question de savoir qui intégrera l'onduleur qui convertit l'énergie du VE à la maison du courant continu au courant alternatif. Cette responsabilité incombe-t-elle au fabricant de la station de recharge ou au constructeur automobile? En outre, le réseau devrait toujours être équilibré. Si tout le monde commence à fournir de l'énergie au réseau, il y a un risque de surcharge.
Plug & charge
Avec le système Plug & Charge, basé sur la norme ISO 15118, la station de recharge reconnaît automatiquement la voiture dès que la prise est branchée. L'identification du véhicule se fait directement par la communication entre la voiture et la station de recharge, ce qui élimine le besoin d'un badge RFID.
Les données de facturation sont liées à l'identité numérique du véhicule et traitées automatiquement par la plateforme de gestion. Cela devrait rendre la recharge plus facile et plus conviviale.
Chargement plus rapide et plus de puissance
La technologie n'est pas en reste en ce qui concerne la puissance de charge. Les chargeurs rapides à courant continu, en particulier, travaillent sur des puissances de sortie de plus en plus élevées pour charger les véhicules plus rapidement. Prochaine étape: le système de charge mégawatt (MCS). Il s'agit de capacités de charge encore plus élevées que celles des chargeurs rapides actuels. Cette technologie est principalement développée pour les camions électriques et autres véhicules lourds dotés de batteries beaucoup plus volumineuses. Pour se recharger en toute sécurité, le véhicule lourd a besoin d'une prise MCS.
En collaboration avec Alfen, Blitzpower, Smappee et Stagobel/Mennekes.
