Les véhicules électriques sont devenus un pilier du transport durable. Leur fonctionnement repose sur un composant essentiel : le connecteur de charge. Ce dispositif assure la liaison entre la borne de recharge et le véhicule électrique, permettant un transfert d’électricité sûr et efficace. Cependant, tous les connecteurs de charge ne se valent pas. Leurs types, leurs capacités et leur compatibilité régionale varient, d’où l’importance de bien les comprendre pour les propriétaires de véhicules électriques, les fournisseurs de bornes de recharge et les décideurs politiques.
Qu'est-ce qu'un connecteur de chargeur pour véhicule électrique ?
Chargeur pour véhicules électriquesconnecteurLe connecteur est l'interface physique qui relie un véhicule électrique à une borne de recharge. Il garantit une circulation sûre et efficace de l'électricité en réduisant les risques de faux contacts, d'étincelles ou de courts-circuits. Les connecteurs de recharge existent en différentes formes, tailles et capacités, adaptées aux exigences des modèles de véhicules et aux normes régionales. Selon le type de connecteur et le mode de transmission de l'énergie, la recharge peut être lente et stable (courant alternatif) ou rapide et directe (courant continu).
Charge en courant alternatif (CA) ou en courant continu (CC) : quelle est la différence ?
Comprendre la distinction entre la charge en courant alternatif (CA) et la charge en courant continu (CC) est fondamental pour saisir le fonctionnement des systèmes de charge des véhicules électriques (VE).
Recharge en courant alternatif (CA) : Les chargeurs à courant alternatif utilisent le convertisseur CA-CC intégré au véhicule pour transformer le courant alternatif en courant continu (CC) que la batterie peut stocker. Cette conversion ayant lieu à l’intérieur du véhicule, la vitesse de charge est limitée par la capacité du convertisseur. C’est pourquoi la recharge en CA est généralement utilisée pour les chargeurs de niveau 1 et de niveau 2, plus lents mais adaptés à une recharge de nuit ou sur le lieu de travail.
Recharge en courant continu (CC) : Les bornes de recharge rapide en courant continu (CC) effectuent la conversion du courant alternatif (CA) en courant continu (CC) directement dans la station, sans passer par le convertisseur embarqué du véhicule. En fournissant du courant continu directement à la batterie, ces bornes offrent une vitesse de recharge nettement supérieure, ce qui les rend idéales pour des arrêts rapides aux bornes publiques ou lors de longs trajets. La recharge en courant continu est souvent associée aux bornes de niveau 3, capables de fournir une puissance élevée permettant de recharger un véhicule en quelques minutes au lieu de plusieurs heures.
Aperçu des types de connecteurs pour véhicules électriques
Il est essentiel pour les propriétaires de véhicules, les fournisseurs de bornes de recharge et les décideurs politiques de comprendre les différents types de connecteurs de recharge pour véhicules électriques. Ce guide met en lumière les principales différences entre ces connecteurs, leur utilisation régionale, les vitesses de recharge et bien plus encore. La figure ci-dessous présente un aperçu visuel des connecteurs actuellement disponibles sur le marché.
(Aperçu des types de connecteurs pour chargeurs de véhicules électriques)
Types de connecteurs pour chargeurs de véhicules électriques en courant alternatif
Connecteur de type 1 - J1772
Le connecteur de type 1, également connu sous le nom de J1772, est la prise de charge CA standard utilisée principalement en Amérique du Nord et au Japon. Ce connecteur à cinq broches est conçu pour l'alimentation monophasée et prend en charge la charge de niveau 1 et de niveau 2. Il peut charger jusqu'à80 ampèresutilisant une entrée de 240 volts, fournissant une puissance de sortie maximale d'un chargeur de véhicule électrique de19,2 kW.
Contrairement au connecteur de type 2 couramment utilisé en Europe, le connecteur de type 1 ne possède pas de mécanisme de verrouillage automatique, ce qui représente un risque pour la sécurité car le câble pourrait être débranché sans autorisation pendant la charge.
En Amérique du Nord, Tesla utilise des chargeurs propriétaires NACS, mais tous les véhicules Tesla peuvent être équipés d'un adaptateur qui se connecte à une prise J1772 de type 1, garantissant ainsi que les véhicules électriques Tesla peuvent également utiliser des chargeurs équipés d'un connecteur de type 1.
(Chargeur secteur Injet Vision Type 1)
Type 2connecteur -Mennekes
Le connecteur de type 2, largement répandu en Europe, au Royaume-Uni, au Moyen-Orient, en Afrique et en Australie, est devenu la norme pour la recharge des véhicules électriques dans ces régions. Doté de sept broches, il prend en charge l'alimentation monophasée et triphasée, offrant ainsi une grande flexibilité pour différentes configurations de recharge. Capable de gérer jusqu'à 32 ampères avec une tension d'entrée de 400 volts, il délivre une puissance de charge maximale de 22 kW, ce qui le rend adapté aussi bien aux bornes de recharge domestiques que publiques de niveau 2.
L'un des atouts majeurs du connecteur de type 2 est son mécanisme de verrouillage intégré. Celui-ci garantit que le câble de charge reste solidement fixé au véhicule pendant toute la durée de la charge, empêchant ainsi toute déconnexion ou manipulation non autorisée. Le verrouillage automatique renforce non seulement la sécurité, mais offre également une tranquillité d'esprit aux propriétaires de véhicules électriques, qui savent que leur véhicule se recharge en toute sécurité, sans risque d'interruption accidentelle.
Connecteur secteur GB/T
Le connecteur GB/T pour la charge en courant alternatif est la norme officielle en Chine, développée dans le cadre du système de normes Guobiao (GB). Les normes GB chinoises peuvent être identifiées comme obligatoires ou recommandées par leur préfixe : GB désigne les normes obligatoires, GB/T les normes recommandées (quasi-obligatoires).
Ce connecteur à sept broches est principalement utilisé pour la recharge de niveau 2, offrant une puissance de sortie allant jusqu'à 7 kW pour les cas d'utilisation typiques, avec une puissance de sortie potentielle maximale de 21 kW dans des conditions spécifiques. Il utilise généralement 220 volts CA avec un courant de sortie de 16 ou 32 ampères, respectivement.
Contrairement à de nombreuses normes internationales, les connecteurs GB/T pour courant alternatif ne sont pas compatibles avec les ports de charge pour courant continu, ce qui impose la présence de ports de charge distincts pour le courant alternatif et le courant continu sur les véhicules électriques chinois. Cette séparation garantit l'optimisation des systèmes de charge pour leurs applications respectives. Les connecteurs GB/T sont conçus pour répondre spécifiquement aux besoins uniques du marché chinois des véhicules électriques, en pleine expansion, et s'appuient sur un vaste réseau de bornes de recharge compatibles.
Types de connecteurs pour chargeurs CC de véhicules électriques
(Station de recharge CC Injet Ampax CCS1 pour l'Amérique du Nord)
Connecteur CCS1 - Système de charge combiné 1
Le connecteur CCS1, également appelé CCS Combo 1, est un composant essentiel du système de charge combiné (CCS), une norme proposée en 2011 par la SAE International (Society of Automotive Engineers) et l'ACEA (European Automobile Manufacturers Association). Ce système a été conçu pour offrir une solution universelle de charge en courant alternatif (CA) et en courant continu (CC), simplifiant ainsi le processus et l'infrastructure de charge. La norme CCS comprend deux versions : la CCS1, couramment utilisée en Amérique du Nord et en Corée du Sud, et la CCS2, répandue en Europe et dans d'autres régions.
Le connecteur CCS1 s'appuie sur le connecteur CA J1772 en intégrant deux broches CC haute vitesse, ce qui lui permet de prendre en charge la charge CA et CC via un seul port. Cela élimine le besoin de ports de charge CA et CC séparés, simplifiant ainsi la conception du véhicule et améliorant le confort des utilisateurs. Le connecteur CCS1 pour véhicules électriques prend en chargebornes de recharge pour véhicules électriques de niveau 3, délivrant jusqu'à 360 kW de puissance avec une tension maximale de 1000 V et un courant de 500 A.
Outre sa double fonctionnalité, la norme CCS1 utilise le même protocole de communication que la norme J1772, garantissant ainsi une intégration parfaite avec l'infrastructure existante et facilitant son adoption par les constructeurs. À l'instar de la prise SAE J1772 Type 1, Tesla possède sa propre norme de recharge pour l'Amérique du Nord, mais la norme CCS1 est largement adoptée par d'autres constructeurs et constitue un pilier de l'infrastructure de recharge rapide dans la région.
Connecteur CCS 2 - Système de charge combiné 2
Le connecteur CCS 2 (Combined Charging System 2) est une solution de charge performante et polyvalente, largement utilisée en Europe, au Royaume-Uni, au Moyen-Orient, en Afrique, en Australie et dans d'autres régions. Dérivé du connecteur de type 2, il ajoute deux broches CC haute vitesse pour une charge rapide. Cette combinaison permet au CCS 2 de fournir une puissance CC impressionnante allant jusqu'à 500 ampères et 1 000 volts, avec une puissance de sortie maximale de 360 kW, permettant une charge beaucoup plus rapide qu'avec les connecteurs CA standard.
Conçu pour soutenirrecharge rapide de niveau 3Le connecteur CCS 2 réduit considérablement le temps de charge, ce qui le rend idéal pour les longs trajets et les applications exigeantes. Contrairement à l'Amérique du Nord, où Tesla utilise sa propre norme de charge propriétaire, les propriétaires de Tesla Model 3 et Model Y en Europe peuvent utiliser directement les bornes de recharge CCS 2 sans adaptateur. Les propriétaires de Model S et Model X peuvent quant à eux se connecter aux bornes CCS 2 à l'aide d'un adaptateur compatible, garantissant ainsi une compatibilité plus étendue dans toute la région.
Connecteur CHAdeMO
CHAdeMO est un type de connecteur de recharge pour véhicules électriques (VE) développé en 2010 par un consortium de constructeurs automobiles japonais, dont Mitsubishi, Nissan et Toyota. Comptant parmi les premières normes de recharge rapide, il était capable de fournir une puissance de 50 à 100 kW, ce qui en a fait un acteur clé des débuts de l'adoption des VE.
Contrairement aux connecteurs CCS, qui ne nécessitent qu'un seul port de charge électronique acceptant à la fois la charge CA et CC, les connecteurs cHAdeMo nécessitent un port de charge séparé du port de charge CA. Cela signifie que vos véhicules électriques nécessitent deux ports de charge séparés.
Bien que la norme CHAdeMO soit de moins en moins répandue à l'échelle mondiale, elle reste très courante au Japon et dans certains pays où de nombreux véhicules de constructeurs japonais comme Nissan, Mitsubishi et Toyota sont compatibles avec cette norme ; cependant, même dans ces régions, la tendance évolue vers la norme CCS avec la sortie de nouveaux modèles.
Pour l'avenir, CHAdeMO et le Conseil chinois de l'électricité (CEC) développent conjointement la prochaine génération de normes de recharge ultra-rapide pour véhicules électriques, avec la participation d'experts internationaux des Amériques, d'Asie, d'Europe et d'Océanie. Cette initiative sectorielle devrait ouvrir la voie à une norme harmonisée.
Connecteur CC GB/T
Le connecteur GB/T DC est la norme principale pour la recharge rapide en courant continu en Chine. Doté de neuf broches, il prend en charge des puissances de charge allant de 50 kW à 350 kW, ce qui le rend polyvalent pour diverses applications, des stations de recharge urbaines aux aires de service autoroutières. Les chargeurs GB/T DC les plus courants fonctionnent à 250 A, ce qui convient à la recharge rapide de niveau 3.
Conçus spécifiquement pour le marché chinois, les connecteurs CC GB/T reflètent l'importance accordée par le pays à l'efficacité énergétique et à l'évolutivité. Ils ne sont pas compatibles avec les connecteurs CA GB/T, ce qui impose des conceptions à double port pour les véhicules électriques chinois. Néanmoins, le système GB/T demeure très performant sur son marché intérieur.
Connecteur NACS Tesla
La norme de recharge nord-américaine (NACS) est le connecteur de recharge propriétaire de Tesla pour véhicules électriques, devenu la norme dominante en Amérique du Nord. Largement adopté par les principaux constructeurs automobiles, le connecteur NACS devrait devenir la norme universelle de la région, tous les fabricants et exploitants de bornes de recharge ayant adopté cette norme d'ici 2025.
Conçu pour la recharge rapide, le connecteur NACS peut fournir jusqu'à 250 kW de puissance, ce qui le rend adapté aux bornes de recharge résidentielles et publiques. Ce connecteur à cinq broches supporte un courant de 15 A à 48 A en version CA et jusqu'à 400 A en version CC, pour une puissance maximale de 250 kW.
Le réseau de recharge Tesla opère dans trois régions clés : l’Amérique du Nord (incluant le Japon et la Corée du Sud), l’Europe (avec l’Océanie et l’Asie de l’Est) et la Chine continentale. Sur chacun de ces marchés, Tesla utilise des normes de recharge différentes. En Chine, Tesla utilise la norme GB/T, tandis qu’en Amérique du Nord, le connecteur NACS est la norme. En Europe, les véhicules Tesla sont équipés soit du connecteur de type 2 (Mennekes), soit du connecteur CCS Combo 2, garantissant ainsi leur compatibilité avec l’infrastructure de recharge locale.
(Chargeur secteur Injet Swift Type 2)
Le rôle des connecteurs de charge dans l'écosystème des véhicules électriques
Le connecteur de charge est bien plus qu'une simple prise ; c'est un élément essentiel de l'infrastructure des véhicules électriques. Garantissant la sécurité et l'efficacité de la charge, ainsi que la compatibilité entre différents véhicules et régions, ces connecteurs jouent un rôle primordial dans l'écosystème des véhicules électriques. À mesure que les normes évoluent et que les efforts d'harmonisation s'intensifient, la compréhension de ces connecteurs deviendra indispensable pour tous les acteurs de la mobilité électrique.
En vous familiarisant avec les différents types de connecteurs de chargeurs pour véhicules électriques, vous pouvez garantir une expérience de recharge fluide et efficace, que ce soit à la maison ou en déplacement.