La sécurité avant tout lors de l'installation d'une borne de recharge

Toute personne qui installe une borne de recharge est confrontée à plusieurs obstacles: il y a les différents réseaux, les installations résidentielles vétustes, la réglementation parfois peu claire et les différents modes de recharge. En tant qu'électricien, il n'est pas toujours facile de proposer à son client le bon point de charge et l'installation correspondante. Dans cet article, nous y regardons de plus près.

Un impact plus important que prévu

Les clients qui souhaitent installer une borne de recharge pensent souvent que ce sera assez simple: placer le poteau contre le mur, le brancher et c'est tout. Mais les installateurs ne sont pas dupes, ils savent en effet que l'installation d'une borne de recharge demande beaucoup de réflexion.

Il ne faut pas oublier qu'en moyenne, un véhicule électrique consomme environ 2.500 kWh par an, soit plus des deux tiers de la consommation totale d'une famille standard (3.500 kWh/an). Cette simple nouvelle station de recharge a donc un impact important sur l'installation et certainement sur la sécurité. Pour un raccordement domestique monophasé typique de 40 A (9,2 kW), il suffit de peu de choses - une plaque de cuisson ou un sèche-linge en marche - pour que le courant de pointe dépasse le courant nominal du disjoncteur. Nous reviendrons sur la protection adéquate dans un instant.

Dimensionnement

Combien de temps faut-il pour que ma voiture soit chargée? C'est une autre question typique à laquelle il n'est pas facile de donner une réponse exacte.

La vitesse de charge finale dépend de plusieurs facteurs, tels que le mode de charge, CA ou CC, la puissance de la connexion, la station de charge, le câble de charge et le système de charge de la voiture elle-même.

En principe, le courant de charge reste le même au début du processus, mais il diminue une fois les 80% passés

Enfin, le BMS (Battery Management System) de la voiture détermine le déroulement du processus. Ce système détermine le courant de charge autorisé, la tension de charge et surveille la température de la batterie. En principe, le courant de charge reste le même au début du processus, mais diminue une fois le seuil de 80% atteint.

Si un client demande combien de temps il lui faudra pour charger complètement sa batterie, vous pouvez lui soumettre la formule suivante:
Temps de charge à 80% (en heures) = capacité (kWh)/(puissance de charge (kW) x efficacité de charge).

Temps de charge jusqu'à 80% (en heures) =
capacité (kWh) / (capacité de charge (kW) x efficacité de charge)

L'efficacité de la charge est une variable qui reflète l'état de la batterie. Cette efficacité peut se dégrader progressivement en raison du vieillissement, entre autres. En principe, une valeur de 0,9 est prise ici comme valeur indicative. Les 20% restants de la batterie se chargent normalement en une heure environ. Pour connaître le temps de charge total, il suffit donc d'ajouter une heure au résultat précédent.

Parmi les processus de charge possibles, on retrouve encore régulièrement le mode 2, qui est en fait synonyme de charge via une prise standard. Bien que cela ne soit pas interdit en principe, ce n'est pas recommandé pour des raisons de sécurité. Ils ne sont pas conçus pour supporter des courants de charge importants pendant de longues périodes et, sans une limitation de courant appropriée, ils risquent d'avoir des problèmes. Une telle prise n'est pas non plus officiellement considérée comme un 'point de charge' dans les bâtiments, conformément à la réglementation. En outre, les voitures électriques modernes ne prennent pas toujours en charge cette forme de recharge. Des installateurs astucieux pourraient faire valoir qu'une prise CEE industrielle peut supporter les courants élevés, mais ces prises ne disposent pas d'une sécurité enfant et ne sont donc pas non plus adaptées aux zones domestiques.

Pour des raisons de sécurité, il n'est pas recommandé de charger l'appareil via une prise de courant standard

Borne de recharge obligatoire

Le marché est également en mouvement dans les bâtiments non résidentiels. Pour les grands projets de rénovation et de construction neuve comportant au moins deux places de stationnement, il est obligatoire depuis l'année dernière de "préparer au moins l'installation de bornes de recharge pour les voitures électriques". À partir de 2025, cette obligation s'applique également aux bâtiments existants (non résidentiels).

Mais que signifie exactement 'une borne de recharge'? L'objectif est d'équiper ces bâtiments de bornes de mode 3 ou 4, avec la possibilité d'opter pour une connexion de 'puissance normale' ou de 'haute puissance', en fonction du courant et du type de réseau, qui, dans le cas de la puissance normale, est finalement de 3,7 kW (10 A, réseau monophasé 230 V), 7,4 kW (32 A, 230 V monophasé), 11 kW (10 A, 400 V triphasé) ou 22 kW (32 A, 400 V triphasé). Pour toute valeur au-delà de 22 kW, on parle de 'haute puissance', ce qui nécessite de facto une charge en courant continu.

Pour toute valeur au-delà de 22 kW, on parle de 'haute puissance', ce qui nécessite de facto une charge en courant continu

Dans le cas d'un raccordement monophasé, la puissance requise (en kW) peut être facilement calculée comme le produit de la tension (en V) et du courant (en A), divisé par 1.000. Cela s'applique aussi bien à une grille 3x230 qu'à une grille 3x400. Le calcul est légèrement différent pour un circuit triphasé. Ici, la puissance (en kW) est exprimée comme la tension de ligne (en V) x le courant de ligne (en A) x √3 et divisée par 1.000. La répartition exacte de la puissance dépend de la répartition sur les phases. Si la charge est uniformément répartie, il suffit de diviser le résultat par 3. Toutefois, si une seule phase est utilisée, la puissance doit être divisée par √3.

En principe, l'installation est simple: un différentiel (voir ci-dessous) et un disjoncteur doivent être installés dans le panneau de connexion pour chaque point de charge (au moins deux). Toujours dans l'ASLB, un automatique doit être prévu sur le câble d'alimentation de la carte de connexion. Un excellent conseil que nous avons entendu lors d'un événement Volta était de tirer également un câble réseau, afin de ne pas être lié à la 4G pour rendre le point de charge 'intelligent'.

la prudence est de mise avec un différentiel

Un point d'attention lors de l'installation de stations de recharge est le positionnement du différentiel. Le chargeur de batterie d'un véhicule électrique contient un redresseur qui peut générer un courant de défaut continu en cas de défaut d'isolation dans le véhicule. Selon la norme, un différentiel de type A n'est pas conçu pour un courant de défaut supérieur à 6 mA DC. La norme ne garantit donc pas qu'elle déconnecte les courants de défaut dépassant 6 mA DC. De plus, ce courant de défaut continu peut aveugler un différentiel de type A s'il est suffisamment élevé. Si un défaut survient alors quelque part dans l'installation, le différentiel ne s'arrêtera plus correctement. Il est donc recommandé d'utiliser un type B, bien que certains fabricants commercialisent des appareils de type A qui sont insensibles à ces courants de défaut. Selon la norme CEI 61851-1, les bornes de recharge monophasées et triphasées doivent être protégées contre ces composantes continues du courant de défaut.

Les solutions appropriées pour cela sont, en d'autres termes, l'installation en amont d'une:

• Dispositif à courant résiduel de type B de 30mA ou;
• Dispositif à courant résiduel de type A (RCCB) 30mA avec un équipement supplémentaire qui garantit la déconnexion de l'alimentation en cas de composants CC avec plus de 6mA dans le courant de défaut. Un type A seul est donc insuffisant.

Toutefois, des configurations supplémentaires sont possibles, en fonction de l'installation que vous devez mettre en place.

Transformateur supplémentaire pour 3x230

Dans les installations résidentielles, il faut faire attention au type de réseau. Un réseau 3x400V avec conducteur neutre ne présente aucun problème et il en va de même, en principe, pour un réseau 3x230V avec conducteur neutre mais, dans le cas d'un réseau 3x230V sans conducteur neutre, un transformateur supplémentaire doit être installé s'il s'agit d'une charge triphasée. Il s'agit de résoudre l'absence du '0'. Une solution peut également consister à demander le passage à une connexion 3X400V, mais cela a un certain coût pour le client et il y a généralement une période d'attente.

Inspection?

Si vous installez une borne de recharge qui peut être simplement raccordée à la ligne existante, alors en principe seul le circuit supplémentaire de la borne doit être inspecté. Toutefois, cela n'est possible que si les câbles sont suffisamment lourds. Si ce n'est pas le cas, par exemple lorsque plusieurs points de charge sont installés, il faut demander une mise à niveau, ce qui nécessite en tout état de cause une inspection complète de toute l'installation.