Lexique : la voiture électrique pour les nuls

Ampère et volt

Rappelez-vous vos cours de physique du collège, c'est maintenant qu'ils sont utiles ! Les ampères (A) sont l'unité de mesure de l'intensité d'un courant électrique, les volts (V) celui de sa tension, c’est-à-dire la différence de potentiel entre deux points d'un circuit. Multipliez le courant par la tension et vous obtenez la puissance exprimée en watt (W), le plus souvent dans notre cas en kilowatt (kW). Ainsi, une prise secteur en 230 V et en 10 A délivrera une puissance de 230 x 10 = 2 300 W soit 2,3 kW. Utilisez une wallbox (voir la définition ci-dessous) et l'intensité peut monter alors jusqu'à 32 A, ce qui donne une puissance de recharge de 230 x 32 = 7 360 W soit 7,36 kW.

Pour augmenter encore la puissance en courant alternatif, il faudra ensuite passer au triphasé (voir la définition ci-dessous).

Applications

Même si on a tendance à de plus en plus retrouver des fonctions équivalentes intégrées dans les systèmes de navigation des dernières productions, il existe de nombreuses applications, gratuites ou non, pour faciliter la vie des conducteurs de voitures électriques, comme la localisation des bornes, le coût des charges ou encore la planification de trajet prenant en compte la nécessité des recharges. Les plus utilisées sont ChargeMap, ChargePoint, ChargePrice ou encore ABRP.

Autonomie

L'autonomie est la distance que vous pouvez parcourir en une charge, de 100 à 0 %, avec votre voiture électrique. La norme WLTP donne une idée chiffrée du potentiel mais les facteurs l'influençant sont très nombreux, comme pour une thermique, la conduite avant tout, le profil de la route, l'utilisation des équipements de bord ou le chargement mais un autre se rajoute : la température extérieure. Entre le plus froid de l''hiver et le plus chaud de l'été, on peut ainsi voir une différence de l'ordre de 20 %.

Capacité de batterie

La capacité d'une batterie s'exprime en kWh, une unité correspondant à la quantité d'énergie consommée en une heure par un appareil de 1 000 W. Pour faire une analogie avec la voiture thermique, il s'agit de la taille de votre réservoir de carburant.

Courant alternatif et courant continu, AC et DC, charge lente et charge rapide

Le déplacement des électrons créant le courant électrique peut se faire selon deux types de tension, continue ou alternative. Dans le premier cas, le flux, comme son nom l'indique, se déplace entre les bornes négative et positive dans un mouvement sans interruption. Dans le second, ce flux effectue un très léger mouvement de va-et-vient créant une oscillation.

Dans le cas de votre véhicule électrique, il existe donc deux façons de recharger votre véhicule électrique : en courant alternatif, AC ou charge lente, et en courant continu, DC ou charge rapide, aujourd'hui la très grande majorité des voitures électriques proposant les deux, de série ou en option. Le courant alternatif est ce que vous trouvez dans une prise domestique, sur une prise renforcée, dans une wallbox et sur les bornes publiques, donc celui que l'on utilise le plus souvent, celui du quotidien. Elles délivrent des puissances allant jusqu'à 22 kW mais la plupart des voitures se limitent à 11 kW et une certaine génération de Renault Zoé utilisant le moteur Continental encaisse jusqu'à 43 kW.

Pour les gros rouleurs ou pour les grandes distances, il y a le courant continu que l'on trouve majoritairement sur les bornes d'autoroute. Là, les puissances de charge s'envolent puisque les bornes les plus puissantes délivrent aujourd'hui jusqu'à 350 kW et les meilleures voitures électriques dans ce domaine atteignent des pics de 260 kW. Cependant, multiplier ce type de charge aurait une influence sur la durée de vie de la batterie, notamment à cause de l'échauffement des cellules qu'il entraîne.

Écoconduite

La plus grosse influence que l'on peut avoir sur la consommation et donc l'autonomie ne vient pas de l'électronique mais de ce que l'on appelle communément l'interface siège/volant : le conducteur. En appliquant certaines règles rentrant dans le cadre de l'écoconduite comme l'anticipation, les accélérations raisonnées, l'utilisation de la roue libre et de la régénération ou encore la limitation de la vitesse, on peut augmenter drastiquement le potentiel de la voiture.

Formats de prise

Il existe différents formats de prise, d'un côté du câble comme de l'autre. Côté voitures, en courant alternatif, le format type 2 représente la très grande majorité de ce que l'on peut trouver. On trouve cependant des type 1 sur certains modèles plus anciens comme les premières Nissan Leaf, la triplette Mitsubishi i-Miev/Peugeot iOn/Citroën C0, la Renault Fluence ZE ou la Bolloré BlueCar. Côté prise murale ou borne, hors secteur ou type 2 femelle, il peut y avoir besoin d'un câble spécifique ou d'un adaptateur pour les prises type industrielles ou camping. En courant continu, même constat côté voiture, il n'y a que quelques rares exceptions qui n'utilisent pas le Combo CCS au profit du ChaDeMo, comme la Nissan Leaf même les dernières ou le Lexus UX300e. Le câble étant intégré à la borne, pas besoin d'adaptateur ici.

kW, kWh et kWh/100 km

Voilà des unités nouvelles pour le grand public dans le monde automobile et on constate souvent des confusions. Produit de la tension et de l'intensité d'un courant électrique, le kW, soit 1 000 watts, est une unité de puissance utilisée pour quantifier celle de ou des moteurs (même si le cheval-vapeur reste le plus couramment utilisé, 1 kW = 1,36 ch et 1 ch = 0,74 kW) et de la recharge. Dans ce dernier cas, une borne délivrant une puissance de 100 kW permet théoriquement (et la précision est importante) de récupérer 100 kW par heure de branchement.

Le kWh est utilisé pour quantifier la capacité de la batterie, c’est-à-dire la taille de votre réservoir. Et logiquement, à l'instar des l/100 km, le kWh/100 km exprime la consommation.

Monophasé et triphasé

Dans le cadre d'une installation électrique, vous avez forcément déjà entendu ces deux mots sans savoir à quoi ils correspondent exactement mais, encore une fois, leur nom révèle leur sens. Forme de courant alternatif, le monophasé dispose d'une seule phase électrique, c’est-à-dire que si vous examinez un raccord, il sera constitué d'un seul câble conducteur, rouge ou noir, ainsi que d'un câble neutre, bleu.

Le triphasé quant à lui dispose de trois conducteurs de phase et toujours d'un neutre et peut alors fournir une tension trois fois supérieure à celle d'un monophasé. Ainsi, la tension de 230 V d'une prise sera multipliée par trois et, avec une intensité de par exemple 16 A, la puissance délivrée sera de (230 x 3) x 16 = 11 040 W = 11,04 kW.

Recharge

Le temps pour « faire le plein » en courant continu dépend de deux facteurs principaux : ce que la source peut délivrer mais surtout ce que votre voiture peut accepter. Un chiffre, exprimé en kW, est donné sur la fiche technique de cette dernière mais il n'est pas à prendre pour argent comptant : il s'agit du pic atteint dans les meilleures conditions de température. Qui dit pic dit que la puissance de la charge n'est pas délivrée de façon continue et ne suit pas non plus une courbe linéaire. En partant de zéro, elle peut être d'abord limitée par le préchauffage de la batterie s'il n'a pas été effectué auparavant, puis il atteint un plateau qui est maintenu jusqu'à environ 50 à 60 % mais cela dépend de la voiture. Elle baisse ensuite progressivement jusqu'à 100 %, ce qui est la raison pour laquelle on conseille souvent d'arrêter la charge après 80 % pour limiter l'attente et le coût. Ce ne sont pas des limites physiques à proprement parler, la courbe de charge obtenue est déterminée par le constructeur pour avoir le meilleur compromis entre vitesse de charge et préservation des cellules de la batterie soumis à un échauffement. Une voiture ayant un pic de puissance de recharge moins élevé qu'une autre peut donc avoir au final un temps de recharge malgré tout inférieur si le plateau est maintenu plus longtemps.

Récupération d'énergie

Dans une voiture thermique, une goutte d'essence consommée est perdue. Pour une électrique, ce n'est pas le cas : on peut récupérer de l'énergie à la décélération, que ce soit dans une descente en se maintenant à vitesse constante ou voulant ralentir la voiture. Le contrôleur de puissance inverse alors les flux d'énergie et le moteur électrique se transforme alors en générateur rechargeant la batterie. Évidemment, on ne « regagne » jamais totalement ce que l'on « perd », mais cela permet de diminuer fortement la consommation et d'augmenter ainsi l'autonomie et préserve au passage le système de freinage traditionnel de la voiture, ce qui explique la potentielle très longue durée de vie des plaquettes et disques des voitures électriques. Pour gérer cette régénération, plusieurs dispositifs sont proposés selon le constructeur et le modèle : le plus courant est l'équivalent d'un frein moteur de thermique au lever de pied de l'accélérateur, avec des modes potentiels pour augmenter son intensité, certains ralentissant la voiture jusqu'à l'arrêt total, d'autres proposent des palettes au volant permettant de la régler manuellement selon les conditions de roulage ou le profil de la route.

Réseaux de bornes et cartes de recharge

Charger sa voiture en dehors de chez soi n'est pas aussi facile que d'aller dans la première station-service venue acceptant un paiement en carte de crédit ou en liquide : les bornes font partie de différents réseaux avec des conditions différentes pour pouvoir accéder à chaque. Carte spécifique, application, abonnement ou plus rarement carte de crédit, s'y retrouver devient rapidement complexe. Heureusement, il existe autant de cartes à vocation universelle rassemblant plusieurs réseaux, les plus connues étant ChargeMap, New Motion et EasyTrip, et la plupart des constructeurs automobiles en proposent aussi une à l'achat de la voiture. Choisir entre l'une ou l'autre dépendra de vos besoins et de la région où vous habitez. On ne peut pas ne pas citer dans ce paragraphe l'exception Tesla qui propose son propre réseau de Superchargeurs accessibles à ses seuls modèles mais que la marque américaine commence à ouvrir aux autres.

Roue libre

On parle beaucoup de la régénération dans une voiture électrique mais beaucoup moins de la roue libre qui est pourtant plus importante encore pour l'efficience d'une voiture électrique. Pourtant, il est plus efficace de ne pas consommer du tout plutôt que de récupérer un pourcentage de l'énergie à la décélération qui ne sera jamais de 100 %. Cette faculté qu'a une voiture à pouvoir rouler sans avoir besoin de toucher l'accélérateur, avec justement aucune régénération dans ces conditions, est très variable d'une voiture à l'autre. Certaines semblent défier les lois de la physique en maintenant leur vitesse sur des routes apparemment plates, d'autres ont au mieux un léger frein moteur nécessitant de garder une pression constante sur la pédale de droite.

Système 800 V

Certaines voitures électriques, comme les Porsche Taycan/Audi e-tron GT et Hyundai Ioniq 5/Kia EV6, fonctionnent avec des systèmes 800 V, soit environ le double des autres. Les avantages sont nombreux mais le principal est que, pour une charge rapide, en doublant le voltage, on diminue théoriquement d'autant l'intensité du courant et donc la possibilité d'échauffement, ce qui veut dire que l'on peut charger à de hautes puissances plus longtemps.

Wallbox

La Wallbox est un dispositif que l'on installe à domicile ou dans les entreprises pour augmenter l'intensité et donc la puissance de recharge. Le prix est très variable d'un fournisseur à l'autre, selon la puissance voulue et selon les travaux à éventuellement effectuer. Les plus courantes délivrent 7,4, 11 ou encore 22 kW et le bon choix n'est pas forcément ni la plus puissante, ni la plus chère, puisqu'il doit être en adéquation avec ce que votre voiture peut accepter.