Limitation chargement des batteries

[Peaudepailles]

Bonjour,

 

Je vais surement poser une question très bête (c'est ma spécialité), mais est-ce qu'il y a une limite à la puissance de charge d'une batterie.

 

Admettons que j'achète un VE aujourd'hui et que demain il y ait des bornes 150kW. Est-ce que toutes les voitures actuelles seront capables de les utiliser au maximum ? Il n'y aurait que le câble à changer?

 

Si vous avez un site qui explique tout ça, je suis preneur aussi.

 

Merci.

 

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[ChL61]

Bonjour

Voici 2 éléments de réponse.

- J'ai pour ma part compris que la puissance délivrée par une borne de recharge est limitée automatiquement par la capacité du VE qui est branché : donc pas de risque de "surcharge". En revanche cela signifie aussi que pour tirer tout le potentiel de vitesse de recharge des nouvelles bornes ultra-rapides, il faut disposer d'un VE en ayant la capacité...

- les bornes rapides et ultra-rapides sont équipées de câbles attachés avec leur connecteur combo et/ou chademo. Donc aucun changement de cable à prévoir, puisque celui (ou ceux) embarqué(s) dans le coffre ne sert que pour les bornes ordinaires.

[Aur3l]

Tu entendras souvent parler d'une puissance maximum admissible qui correspond au nombre de fois la capacité de la batterie si on la rechargeait théoriquement en une heure. Exemple : Une batterie de 30 kWh qui aurait une puissance de 3C (3 fois sa capacité) signifie qu'elle accepterait de recharger à 3 * 30 kW soit 90 kW.

 

La limite admissible est fixé par le constructeur en fonction de la technologie et la chimie de sa batterie. La limite permet d'éviter que la batterie se dégrade trop rapidement car une puissance élevée peut détruire les cellules très rapidement. Cependant, il n'y a aucun problème à brancher un véhicule ayant une capacité de charge inférieure à la puissance maximum de la borne car il y a un protocole d'échange entre le véhicule et la borne avant de débuter la recharge et déterminer les limites de chacun (bornes/véhicules/câble).

 

Pour répondre à ta question : Non, toutes les voitures actuelles ne seront pas capables d'accepter une puissance de 150 kW ultérieurement.

 

D'ailleurs, aucune voiture actuellement commercialisée n'accepte cette puissance de charge même si tesla s'en approche avec son protocole maison.

[XBOS]

La puissance de recharge dépend de trois points: la puissance du point de recharge, la capacité du câble et la puissance embarqué du chargeur. C'est toujours le plus faible qui s'impose.

Exemple mon chargeur embarqué est à max 3,6kW en AC donc même sur une borne 22kW ce sera max 3,6kW. Et en DC c'est 40kW max donc ce sera pareil sur une borne 150kW. Et si le chargeur embarqué peu charger à 7,2kW (32A) mais qu'on utilise un câble 16A la charge sera limiter à 3,6kW.

[Kratus]

Il faut distinguer :

 

1. La charge en courant alternatif

 

2. La charge rapide en courant continu

 

Je comprends que ta question concerne la situation 2.

 

Reprenons :

 

1. La charge en courant alternatif

 

La puissance de charge sera la plus petite des trois puissances acceptées par :

- la borne

- le chargeur embarqué dans la voiture, dont la fonction est de transformer le courant alternatif en courant continu

- le câble

 

2. La charge rapide en courant continu

 

Dans ce cas, le facteur limitant sera, en effet, la puissance que la batterie peut accepter. Elle dépend de la technologie de la batterie et de sa capacité.

 

Par ailleurs, la puissance admissible par une batterie varie en fonction de son état de charge (on peut charger plus vite quand elle est très déchargée, et de plus en plus lentement quand elle arrive en fin de charge) mais aussi de sa température.

 

Ainsi, il est possible qu'une voiture puisse effectivement charger plus vite sur une borne plus puissante, mais uniquement entre 0% et 20% de charge, par exemple. Dans ce cas, l'impact sur le temps de charge nécessaire avant de pouvoir reprendre la route sera faible.

[Peaudepailles]

Merci à tous pour ces infos. J'avoue que je n'ai pas tout assimilé, mais je vais potasser le sujet et je reviendrai si j'ai d'autres questions. En tout cas, pour la Leaf 2018, il semble que 50kW soit le max. Donc ça ne pourra jamais plus vite qu'actuellement.

 

 

 

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[StepB13]

En fait, c'est pas si simple que la puissance max (je parle surtout courant continu). Une voiture supporte en fait un ampérage max pour son voltage, ce qui donne une puissance max.

Après, une borne fourni une puissance max, qui est le résultat d"un ampérage max pour un voltage max. Mais une borne fournissant par exemple 200A sur 800V pourra fournir 160kW, mais si une voiture a une batterie 400V, la puissance de charge max sera forcément divisée par 2, soit 80kW max si elle supporte les 200A

[zeta]

Exemple de la vie de tous les jours :

 

Tu as chez toi un compteur EDF. Tu as souscris un abonnement par exemple de 3kVA (~3kW pour cet exemple). Le disjoncteur va donc limiter à 3kW et sauter au dessus.

Vu que la tension est de 230V, une puissance de 3kW signifie qu'un courant d'environ 3000/230 = 13 Ampères circule.

 

 

Si tu ne branches rien dans la maison, il y a toujours 230V, mais aucun courant ne circule.

Tu branches une ampoule électrique "40W", c'est à dire une ampoule qui a une résistance qui fait que alimenté en 230V, il circule un courant de 40/230=0.18A.

Si tu branches à la place une perceuse de 1000W et que tu la fait tourner à fond, tu vas trouver un courant 1000/230=4.4A.

Si tu branches ton four de 4000W, le courant va dépasser les 13 Ampères et le compteur saute.

 

Donc le courant qui circule est lié à l'appareil que tu vas brancher sur la source de tension.

 

Si maintenant tu changes de contrat EDF, pour passer à 6kW. Tu pourras faire circuler 26 Ampères dans ta maison avant la limite.

Mais par contre, la tension n'ayant pas changé (toujours 230V), ta perceuse prendra toujours 1000W, et ton ampoule électrique 40W. Par contre, le four, capable de supporter 4000W peut maintenant fonctionner sans faire sauter le disjoncteur.

 

 

 

Si on fait le parallèle avec une borne DC, on retrouve le même principe, avec une différence qui est que la borne ne saute pas une fois la limite atteinte (comme le disjoncteur EDF) car ce n'est pas une simple résistance comme une ampoule ou un four, mais un système "actif" avec des transistors et autres composants à l'intérieur permettant de "limiter" dynamiquement ce que fournit la borne, par exemple en réduisant la tension fournie.

 

Donc une voiture dont le système de charge est taillé pour accepter 50kW sous une tension de 400V (c'est la tension de la batterie, chose qui ne peux pas être augmenté sans détruire la batterie), va accepter 125A.

Si maintenant la borne est capable de fournir 100kW, c'est toujours 400V que va demander le système de charge de la voiture, donc toujours 50kW possible avec ce véhicule. Même exemple que le changement d'abonnement EDF au dessus.

 

Si on prends l'exemple inverse d'une voiture acceptant 100kW à 400V, et une borne limitée à 50kW à 400V, la limitation de courant de la borne (ou de la voiture) va intervenir et empêcher la voiture de prendre les 100kW et limiter à 50kW.

 

 

Et la limite de puissance/courant d'une véhicule est lié à plusieurs choses:

* Les câbles/composants interne à la voiture : plus le courant est important, plus il faut des câbles de section importante pour limiter les pertes en chaleur et le faire circuler en sécurité sans risque d'incendie. C'est pour ça que dans une maison les prises sont câblées en 2,5mm² pour 16A, alors que l'éclairage est en 1,5mm² pour 10A, et encore plus gros pour un four ou une wallbox.

* La batterie : il est "possible" de charger une batterie avec des courants forts, mais ce n'est ni efficace (beaucoup de pertes en chaleur), ni conseillé (dégradation rapide de la batterie), donc une limite est donnée par le constructeur selon la technologie et le refroidissement de la batterie.

 

On parle en général de vitesses de charge des batteries en "C", "1C" corresponds à un courant de charge équivalent à 1 fois la capacité de la batterie en Ah (Ampères-heures). Une batterie de 40kWh sous 400V donne 100Ah. "1C" correspondrait donc à 100A. On retrouve donc 40kW de puissance de charge. "2C" donnerait 200A et 80kW, mais en détruisant la batterie plus rapidement. Tu peux trouver les vitesses de charge habituelles dans les tableaux de Chris : ressources/image/1256 dans la dernière colonne "Max C rate during charging". Ça va entre 0,9 (Zoé) jusqu'à 3 pour la Ioniq et les triplettes, avec une moyenne probablement autour de 1,5.

 

 

 

J'ai essayé de ne pas rentrer plus que nécessaire dans les détails (je suis probablement déjà allé un peu trop loin), mais si besoin, n'hésitez pas, et on peux rentrer dans les phases de charge de la batterie (la puissance max n'est pas disponible tout le temps) et autre.

[alfniev]

Admettons que j'achète un VE aujourd'hui et que demain il y ait des bornes 150kW. Est-ce que toutes les voitures actuelles seront capables de les utiliser au maximum ? Il n'y aurait que le câble à changer?

 

Une analogie simple : cela fonctionne comme la vitesse maximum en km/h.

Quand tu achète un véhicule , tu as une vitesse maxi. ( vitesse charge véhicule )

Et d'un autre coté tu as une vitesse maximale par le code de la route ( vitesse charge rapide )

 

Un tracteur dans une zone 30km/h sera bridé par le code de la route , comme une Ferrari.

Sur une nationale , le tracteur sera bridé par sa vitesse maxi, mais pourra quand même rouler.