Comment fonctionne une borne de recharge rapide pour véhicule électrique ?

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Mis à jour le 28 juillet 2024

L’électrification rapide du parc automobile entraîne une demande croissante de bornes de recharge rapide pour véhicules électriques (VE). Mais comment fonctionnent-elles et en quoi se différencient-elles des bornes de recharge normales ? Voici un guide complet pour comprendre les différences clés, les technologies utilisées et les avantages majeurs de ces infrastructures.

Fonctionnement des bornes de recharge rapide

Les bornes de recharge rapide utilisent du courant continu (DC) à haute puissance pour recharger les batteries des VE bien plus rapidement que les bornes AC classiques. Ces bornes peuvent fournir une puissance allant de 50 kW à plus de 350 kW, permettant ainsi de recharger un véhicule à 80% en 30 minutes, voire moins, selon la capacité de la borne et de la batterie du véhicule.

Technologies utilisées

Courant continu (DC) : Contrairement aux bornes de recharge AC, qui nécessitent une conversion du courant alternatif (AC) en courant continu (DC) à l’intérieur du véhicule, les chargeurs rapides injectent directement du courant continu dans la batterie. Cela élimine le besoin de conversion à bord du véhicule, réduisant ainsi les pertes d’énergie et accélérant la recharge.

Prises de recharge rapide : Les véhicules électriques sont équipés de prises spécifiques (ex : CHAdeMO, CCS ou Tesla Supercharger) qui permettent de gérer des courants élevés pour réduire les temps de recharge. Par exemple, les stations Ionity en Europe utilisent des connecteurs CCS pour des charges ultra-rapides.

La montée en puissance des bornes ultra-rapides

Les bornes de recharge rapide ne cessent de se développer pour répondre aux besoins d’une nouvelle génération de VE dotés de batteries plus grandes. Les bornes capables de délivrer 150 à 350 kW sont de plus en plus répandues sur les grands axes routiers européens, permettant de réduire encore plus les temps d’arrêt sur les longs trajets.

Pour plus d’informations sur l’évolution des infrastructures de recharge, consultez cet article de l‘Agence Internationale de l’Energie (AIE).

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Coût d’installation d’une borne de recharge rapide

L’installation d’une borne de recharge rapide implique des coûts bien plus élevés que ceux des bornes domestiques classiques, principalement en raison des besoins en infrastructures électriques renforcées. En moyenne, le coût d’une borne de recharge rapide de 50 kW se situe entre 20 000€ et 40 000€, tandis qu’une borne de 100 kW peut dépasser 50 000€. À cela s’ajoutent les frais d’installation qui peuvent varier entre 10 000€ et 20 000€, selon les travaux nécessaires pour adapter le réseau électrique local (ajout de transformateurs, câbles haute tension, etc.).

Le coût total pour une entreprise ou un gestionnaire de flotte peut donc facilement atteindre 35 000€ à 60 000€, voire plus pour les bornes les plus puissantes. Cependant, il existe des aides financières et des subventions, notamment le Programme Advenir ou les subventions IRVE (Infrastructures de Recharge pour Véhicules Électriques), qui permettent de réduire significativement ces coûts. Ces aides peuvent couvrir jusqu’à 50 % des coûts pour les entreprises et les collectivités, ce qui rend ces installations plus accessibles.

De plus, les coûts d’exploitation (maintenance, électricité, frais de gestion) doivent également être pris en compte dans le calcul global, mais les retours sur investissement peuvent être rapides, surtout dans les zones à forte affluence où les bornes sont utilisées régulièrement.

Découvrez notre article spécialisé sur les coûts des bornes de recharge pour en savoir plus.

Coût de la recharge d’un véhicule électrique

En plus des coûts d’installation, le coût de la recharge varie en fonction de plusieurs facteurs : le lieu de la recharge (domicile, borne publique, etc.) et la puissance de la borne. Voici quelques exemples pour un véhicule de 60 kWh :

– À domicile : Entre 0,10€ et 0,15€ par kWh. Le coût total d’une recharge complète varie entre 6€ et 9€.

– Sur une borne publique rapide (sur autoroute) : Entre 0,30€ et 0,50€ par kWh, soit un coût de 18€ à 30€ pour une recharge complète.

Impact des subventions et aides financières

Les prix d’installation des bornes rapides peuvent être élevés, mais en France, plusieurs aides financières (comme les subventions IRVE) sont disponibles pour réduire ces coûts. Les entreprises et les particuliers peuvent bénéficier d’un crédit d’impôt ou d’aides locales pour l’installation de bornes de recharge rapide à domicile ou sur les lieux de travail.

Avantages des bornes de recharge rapide

Vitesse de recharge : Recharger une batterie à 80 % en 20 à 30 minutes est un gain de temps considérable pour les longs trajets, par rapport aux bornes AC qui peuvent nécessiter plusieurs heures.

Commodité : Les bornes de recharge rapide sont souvent situées sur des aires d’autoroutes, dans des stations-service, ou à proximité de centres commerciaux, facilitant ainsi l’accès à une recharge rapide lorsque nécessaire.

Compatibilité croissante : De plus en plus de modèles de VE sont compatibles avec les bornes de recharge rapide. Certains VE haut de gamme peuvent même accepter des charges à 250 kW ou plus, réduisant encore les temps de recharge.

Pour en savoir, consultez notre article sur les avantages d’une borne de recharge.

Différences avec les bornes de recharge normales

Puissance de charge

• Bornes normales (AC) : 3,7 kW à 22 kW.
• Bornes de recharge rapide (DC) : 50 kW à 350 kW ou plus.

Temps de recharge

• Bornes normales : Plusieurs heures pour une recharge complète.
• Bornes rapides : Environ 30 minutes pour atteindre 80 % de la capacité de la batterie, selon la borne et le véhicule.

Coût d’installation

• Bornes normales : Entre 700€ et 2000€ pour une installation à domicile.
• Bornes rapides : Le prix d’une borne rapide de 50 kW est d’environ 20 000€ à 40 000€, et celui d’une borne de 100 kW peut dépasser 50 000€.

Les bornes de recharge rapide offrent une solution idéale pour recharger rapidement son véhicule lors de longs trajets. Bien que leur coût d’installation soit plus élevé, les subventions disponibles et les gains de temps qu’elles procurent peuvent justifier cet investissement, tant pour les particuliers que pour les entreprises.

Pour aller plus loin sur les bornes de recharge rapides et leurs coûts, consultez notre article dédié aux aides financières pour l’installation des bornes.

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Questions fréquentes sur les bornes de recharge rapide

1. Qu’est-ce qui influence la vitesse de recharge d’un véhicule électrique ?

La vitesse de recharge dépend principalement de trois facteurs :

• La puissance de la borne : Plus la borne de recharge rapide est puissante, plus elle pourra fournir d’énergie rapidement. Les bornes de recharge rapide varient généralement entre 50 kW et 350 kW.
• La capacité de la batterie du véhicule : Chaque véhicule a une capacité de recharge maximale. Par exemple, un véhicule qui peut accepter une charge maximale de 150 kW ne bénéficiera pas de la pleine puissance d’une borne de 350 kW.
• Le niveau de charge de la batterie : Les bornes rapides sont plus efficaces lorsque la batterie est faible. Une fois que la batterie atteint environ 80 %, le processus de recharge ralentit pour éviter de surchauffer la batterie et prolonger sa durée de vie.

2. Quelle est la durée de vie d’une borne de recharge rapide ?

La durée de vie d’une borne de recharge rapide dépend de plusieurs facteurs, notamment son utilisation, les conditions environnementales et la qualité de l’installation. En général, les bornes sont conçues pour durer entre 10 et 15 ans avec un entretien régulier. Les composants comme les câbles de recharge ou les connecteurs peuvent nécessiter des remplacements plus fréquents en raison de l’usure liée à l’utilisation.

3. Peut-on installer une borne de recharge rapide chez soi ?

Il est techniquement possible d’installer une borne de recharge rapide chez soi, mais cela reste rare et complexe en raison du coût élevé de l’installation et des modifications électriques nécessaires (réseau haute tension, augmentation de la puissance disponible, etc.). De plus, les particuliers n’ont généralement pas besoin de ce type de chargeurs car la recharge à domicile, effectuée durant la nuit avec une borne AC de 7 à 22 kW, est souvent suffisante. Les bornes de recharge rapide sont plutôt destinées aux entreprises, aux lieux publics et aux stations-service.

4. Quel est le coût d’entretien d’une borne de recharge rapide ?

L’entretien d’une borne de recharge rapide varie en fonction du modèle et de son emplacement, mais il est important de prévoir un budget pour le maintenance régulière, qui inclut :

• La vérification des câbles et connecteurs.
• Les mises à jour logicielles pour garantir la compatibilité avec les nouveaux véhicules électriques.
• La surveillance à distance pour détecter les pannes avant qu’elles ne surviennent. En général, l’entretien peut coûter entre 500€ et 1000€ par an.

5. Pourquoi les bornes de recharge rapide sont-elles plus chères que les bornes classiques ?

Les bornes de recharge rapide nécessitent des équipements plus sophistiqués et des infrastructures électriques renforcées pour gérer de très fortes puissances. Les composants, tels que les câbles haute capacité, les transformateurs et les systèmes de refroidissement, sont conçus pour résister à des conditions extrêmes et offrir des performances maximales. De plus, l’installation nécessite souvent des travaux supplémentaires pour adapter les réseaux électriques locaux à ces charges élevées.

6. Quels véhicules électriques sont compatibles avec les bornes de recharge rapide ?

La plupart des véhicules électriques récents sont compatibles avec les bornes de recharge rapide, mais la compatibilité exacte dépend du connecteur utilisé par la borne. Voici les principaux types de connecteurs :

• CCS (Combined Charging System) : Utilisé par la plupart des constructeurs européens et américains.
• CHAdeMO : Souvent utilisé par les véhicules asiatiques (notamment Nissan et Mitsubishi).
• Tesla Supercharger : Exclusif aux véhicules Tesla, bien que Tesla commence à déployer des adaptateurs pour permettre la recharge d’autres véhicules sur leurs bornes.

Il est recommandé de vérifier la compatibilité de votre véhicule avant de planifier une recharge sur une borne rapide.

7. Les bornes de recharge rapide sont-elles accessibles 24/7 ?

La majorité des bornes de recharge rapide installées sur les aires d’autoroutes, dans les stations-service ou à proximité des centres commerciaux sont accessibles 24h/24 et 7j/7. Cependant, il est toujours conseillé de vérifier les horaires d’ouverture et la disponibilité en utilisant une application de localisation de bornes de recharge, comme Chargemap ou PlugShare, qui indiquent en temps réel si une borne est en service ou hors ligne.

8. Comment connaître la disponibilité d’une borne de recharge rapide ?

Des applications et plateformes en ligne comme Chargemap, PlugShare, ou encore l’application des constructeurs automobiles permettent aux utilisateurs de vérifier en temps réel la disponibilité des bornes de recharge. Ces outils affichent également des informations sur la puissance des bornes, les tarifs et les avis des utilisateurs. Certains réseaux, comme Ionity, offrent également la possibilité de réserver une borne à l’avance pour éviter les temps d’attente.

9. Les bornes de recharge rapide endommagent-elles les batteries des véhicules ?

Les bornes de recharge rapide n’endommagent pas les batteries si elles sont utilisées de manière appropriée. Toutefois, les charges rapides fréquentes peuvent, à long terme, accélérer le vieillissement des batteries, car les charges rapides augmentent la température interne des cellules de la batterie. C’est pourquoi il est généralement recommandé d’utiliser la recharge rapide pour les longs trajets et de privilégier la recharge à domicile ou sur des bornes AC pour les charges quotidiennes.

10. Quels sont les futurs développements pour les bornes de recharge rapide ?

Les technologies de recharge rapide évoluent rapidement. Des bornes encore plus puissantes, allant jusqu’à 500 kW, sont en développement pour permettre une recharge quasi instantanée des véhicules électriques de demain. Des projets sont également en cours pour intégrer les bornes dans les réseaux intelligents (smart grids) et utiliser des technologies de recharge bidirectionnelle, qui permettraient aux véhicules de renvoyer de l’énergie vers le réseau électrique, favorisant ainsi l’utilisation des énergies renouvelables

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