Recharge rapide en courant continu (DC)

La recharge rapide en courant continu est la méthode qui permet de réapprovisionner rapidement les véhicules électriques, en délivrant un courant continu de forte puissance directement à la batterie pour des appoints rapides sur les longs trajets. Sa caractéristique déterminante tient à l'endroit où s'opère la conversion du courant alternatif en courant continu. Une batterie stocke et utilise du continu, mais le réseau électrique fournit de l'alternatif : une conversion est donc toujours requise quelque part. Lors d'une charge AC plus lente, cette conversion s'effectue à l'intérieur du chargeur embarqué relativement modeste de la voiture, qui fait office de goulet d'étranglement. La recharge rapide en courant continu déplace cette conversion dans l'équipement vaste et puissant de la borne elle-même, de sorte que le connecteur peut injecter du courant continu directement dans la batterie et contourner totalement le chargeur embarqué.

Comme l'électronique de puissance, volumineuse et coûteuse, réside dans la borne en bord de route plutôt que dans le véhicule, les bornes DC peuvent gérer une puissance bien supérieure à celle de n'importe quel chargeur embarqué réaliste. Les bornes rapides publiques courantes s'échelonnent d'environ 50 kilowatts pour les plus modestes jusqu'à 350 kilowatts sur les réseaux à très haute puissance les plus récents, contre les quelques kilowatts à un ou deux chiffres habituels à la charge AC domestique. La borne et la voiture communiquent en continu durant la session, le système de gestion de la batterie dictant l'intensité qu'il peut accepter sans danger et la borne modulant sa sortie en conséquence, tandis que les systèmes de refroidissement des deux côtés maîtrisent la chaleur considérable produite.

La conséquence pratique est que la recharge rapide en courant continu rend les longs trajets en électrique réalisables. Une voiture performante reliée à une borne adaptée peut récupérer de l'ordre de 100 à 300 kilomètres d'autonomie lors d'un arrêt de 15 à 30 minutes, soit à peu près la durée d'un café ou d'une pause. Cela transforme le rythme d'un long voyage, qui passe d'une recharge nocturne à une série de courtes pauses planifiées, et c'est la raison pour laquelle l'infrastructure de charge rapide le long des autoroutes est si centrale dans l'adoption des véhicules électriques.

Il existe d'importantes réserves. La pleine puissance n'est disponible que sur une partie de la session, car le débit décroît à mesure que la batterie se remplit, suivant la courbe de charge ; charger au-delà d'environ 80 pour cent devient progressivement plus lent et est donc généralement évité en voyage. Une batterie froide charge bien plus lentement faute de préconditionnement, et la vitesse reste toujours plafonnée par le composant le plus faible, borne ou voiture. Un recours fréquent à la charge DC à haute puissance peut aussi accélérer la dégradation de la batterie au fil du temps, en générant plus de chaleur et de contraintes qu'une charge AC plus douce, raison pour laquelle elle est à réserver aux trajets plutôt qu'aux appoints quotidiens.

La recharge rapide en courant continu s'effectue via des standards de connecteurs spécifiques, principalement le CCS en Europe et en Amérique du Nord, aux côtés du CHAdeMO et du plus récent NACS. Elle s'oppose à la charge AC réservée à l'usage domestique courant, et sa performance dans le monde réel se comprend au mieux à travers des notions connexes comme la courbe de charge et le pic de puissance de charge, qui expliquent ensemble pourquoi l'expérience sur une borne rapide varie tant d'une voiture, d'une température de batterie et d'un état de charge à l'autre.