Chargeur embarqué (OBC)

Le chargeur embarqué, ou OBC (on-board charger), est l'unité d'électronique de puissance intégrée à un véhicule électrique dont le rôle est de convertir le courant alternatif puisé sur le secteur en courant continu requis par la batterie. Il existe parce qu'une batterie ne peut être rechargée qu'en courant continu, alors que l'électricité distribuée par les prises domestiques, les bornes murales et la plupart des points de recharge publics en AC est alternative ; une conversion s'impose, et lors d'une recharge à partir d'une source AC, c'est à bord de la voiture qu'elle s'opère. Sa puissance fixe de fait un plafond à la vitesse de recharge sur toute alimentation alternative.

Du point de vue fonctionnel, l'OBC associe un redresseur, un étage de correction du facteur de puissance et un convertisseur continu-continu. Il prend l'AC entrant, le lisse et le met en forme, puis délivre une tension et un courant continus contrôlés, adaptés aux besoins de la batterie, le tout sous la supervision du système de gestion de la batterie. Comme il est transporté en permanence dans la voiture, il doit être compact, léger et efficient, et il est refroidi par liquide ou par air pour évacuer la chaleur produite lors de la conversion. L'unité dialogue également avec le point de recharge pour négocier un courant sûr.

La puissance du chargeur embarqué est la donnée la plus déterminante pour le conducteur, car elle plafonne la vitesse maximale de recharge en AC, quelle que soit la puissance de la borne. Une voiture dotée d'un OBC monophasé de 7,4 kilowatts ne tirera jamais plus de 7,4 kilowatts, même sur une borne de 11 kilowatts ; à l'inverse, une unité triphasée de 11 kilowatts n'atteindra ce débit que là où une alimentation triphasée est disponible. Les puissances courantes sont de 7,4 kilowatts, 11 kilowatts et 22 kilowatts, les valeurs les plus élevées exigeant l'alimentation triphasée répandue dans une grande partie de l'Europe mais rare dans le résidentiel britannique.

La distinction entre capacité monophasée et triphasée explique de nombreux écarts dans la pratique. Au Royaume-Uni, où les foyers disposent généralement d'une alimentation monophasée, la limite concrète tourne autour de 7,4 kilowatts, si bien qu'un OBC plus puissant n'apporte aucun bénéfice à domicile et ne compte que sur les bornes publiques triphasées. Opter pour une voiture équipée d'une unité de 11 ou 22 kilowatts prend donc surtout son sens pour les conducteurs ayant un accès fréquent à des points AC triphasés, où elle peut réduire de moitié, voire des trois quarts, le temps de charge pour un appoint donné.

Une nuance capitale est que le chargeur embarqué est entièrement contourné lors d'une recharge rapide en courant continu. Une borne rapide renferme son propre redresseur, vaste et puissant, et envoie le DC directement à la batterie par un chemin distinct, court-circuitant la modeste unité de bord ; c'est précisément pour cela que la recharge DC peut atteindre 50 à 350 kilowatts tandis que l'AC reste bornée à la puissance de l'OBC. Le chargeur embarqué gouverne donc la recharge AC du quotidien, celle sur laquelle la plupart des propriétaires comptent la nuit et sur leurs lieux de destination, de concert avec la batterie haute tension, le matériel de recharge AC et les bornes de niveau 2 qui forment l'écosystème de recharge plus lent mais plus accessible d'un véhicule électrique.