Types de chargeurs pour véhicules électriques

CCS1 et CCS2 sont deux variantes du système de charge combiné (CCS) pour les véhicules électriques, qui diffèrent par leur conception, leur fonctionnalité et leur utilisation régionale, le CCS1 étant principalement utilisé en Amérique du Nord et le CCS2 étant plus courant en Europe et dans d'autres régions.

Différences géographiques d'utilisation

Le CCS1 est la norme de charge dominante en Amérique du Nord, y compris aux États-Unis et au Canada, tandis que le CCS2 a été largement adopté en Europe, en Australie et dans d'autres régions. Cette division géographique des normes de charge pose des problèmes aux constructeurs et aux conducteurs de véhicules électriques, en particulier lorsqu'il s'agit de voyages internationaux ou d'exportations de véhicules. Les préférences régionales pour ces connecteurs ont conduit au développement de modèles de VE et d'infrastructures de recharge spécifiques à chaque marché, façonnant ainsi le paysage mondial de la mobilité électrique.

Conception du connecteur et broches

La conception et la configuration des broches des connecteurs CCS1 et CCS2 reflètent leurs origines et capacités distinctes :

• Le CCS1 utilise un connecteur CA de type 1 (J1772) avec deux broches CC supplémentaires, ce qui donne une configuration plus encombrante à 7 broches.
• Le CCS2 est basé sur le connecteur CA de type 2 (Mennekes), avec un design plus épuré à 9 broches.
• Les broches supplémentaires du CCS2 améliorent la communication entre le véhicule et la station de recharge, ce qui permet des fonctions avancées telles que la recharge bidirectionnelle.
• La conception du CCS2 permet de gérer un courant plus élevé, jusqu'à 350 ampères contre 200 ampères pour le CCS1, ce qui contribue à des capacités de charge plus rapides.

Comparaison des capacités de charge

Les capacités de charge des connecteurs CCS1 et CCS2 diffèrent considérablement, ce qui a un impact sur leurs performances et leur polyvalence pour la charge des véhicules électriques :

• Chargement AC : Le CCS1 prend en charge la charge en courant alternatif monophasé jusqu'à 7,4 kW, tandis que le CCS2 offre des capacités de charge en courant alternatif monophasé et triphasé, atteignant jusqu'à 43 kW. Cela confère au CCS2 un avantage notable en termes de vitesse et de flexibilité de la charge en courant alternatif.
• Chargement rapide DC : Le CCS1 et le CCS2 prennent tous deux en charge la charge rapide en courant continu, mais le CCS2 a une capacité de courant maximale plus élevée. Le CCS1 peut gérer jusqu'à 200 ampères, tandis que le CCS2 supporte jusqu'à 350 ampères. Cette capacité de courant plus élevée permet au CCS2 d'atteindre des vitesses de charge plus rapides, réduisant potentiellement les temps de charge pour les véhicules compatibles.
• Puissance de sortie : L'augmentation de la capacité de courant du CCS2 se traduit par une puissance potentielle plus élevée. Bien que les niveaux de puissance spécifiques puissent varier en fonction de la station de recharge et des capacités du véhicule, la conception du CCS2 permet des puissances de sortie supérieures à 350 kW dans certains cas.
• Système de refroidissement : Le CCS2 intègre un système de refroidissement liquide, qui améliore sa capacité à maintenir des vitesses de charge élevées sur des périodes prolongées. Cette caractéristique est particulièrement utile pour les voyages de longue durée et les scénarios de charge rapide.
• Chargement bidirectionnel : La configuration avancée des broches du CCS2 permet des capacités de charge bidirectionnelles, ce qui permet des applications véhicule-réseau (V2G) et véhicule-maison (V2H). Cette fonctionnalité n'est pas prise en charge de manière inhérente par la norme CCS1.

Ces différences dans les capacités de charge soulignent la nature évolutive de la technologie de charge des VE et les efforts continus pour améliorer les vitesses et les fonctionnalités de charge.

Défis liés à la compatibilité des véhicules

La compatibilité des véhicules représente un défi important dans le paysage CCS1 vs CCS2. Les VE conçus pour CCS1 ne peuvent pas utiliser directement les chargeurs CCS2 et vice versa sans adaptateur, ce qui limite la fonctionnalité interrégionale. Cette incompatibilité a conduit au développement de modèles de VE et d'infrastructures de recharge spécifiques à chaque marché, compliquant ainsi les déplacements internationaux et les exportations de véhicules. Pour résoudre ce problème, certains constructeurs ont commencé à produire des véhicules à double compatibilité ou à proposer des adaptateurs, mais ces solutions peuvent s'accompagner de coûts supplémentaires ou de vitesses de charge réduites.

Compatibilité CCS1 et CCS2

Les connecteurs CCS1 et CCS2 ne sont pas directement compatibles en raison de leurs différences de conception physique et de configuration des broches. Toutefois, l'industrie des véhicules électriques a mis au point des solutions pour combler cette lacune :

• Adaptateurs : Des adaptateurs spécialisés permettent aux véhicules CCS1 de se recharger dans les stations CCS2 et vice versa. Ces adaptateurs peuvent prendre en charge la charge rapide jusqu'à 250 kW, bien que certains puissent avoir des puissances inférieures.
• Stations de recharge multistandard : Certains réseaux de recharge installent des stations avec des connecteurs CCS1 et CCS2 pour accueillir les véhicules de différentes régions.
• Adaptations du fabricant : Certains fabricants de VE produisent des véhicules dotés de ports de charge à double compatibilité ou proposent des modèles spécifiques à certaines régions pour résoudre les problèmes de compatibilité.

Bien que ces solutions améliorent la compatibilité croisée, elles peuvent s'accompagner de limitations telles que des vitesses de charge réduites ou des coûts supplémentaires. À mesure que le marché des VE évolue, les efforts de normalisation et d'amélioration de l'interopérabilité se poursuivent pour relever ces défis.

Adaptation des véhicules anciens au CCS2

Adaptateur de charge VIOX EV

L'adaptation des véhicules électriques plus anciens à la charge CCS2 est devenue de plus en plus importante au fur et à mesure que la norme se généralise. Pour les propriétaires de Tesla en Europe, une option de mise à niveau CCS2 est désormais disponible au prix réduit de 299 euros, contre 500 euros initialement. Cette mise à niveau permet aux anciennes Model S et Model X d'utiliser les stations de charge CCS2, élargissant ainsi leurs options de charge et leur compatibilité avec les infrastructures plus récentes.

Pour les conversions de véhicules électriques bricolés, la mise en œuvre de la compatibilité CCS2 présente des difficultés en raison de la complexité des protocoles de communication impliqués. Toutefois, certains passionnés ont réussi à utiliser le module LIM (Low-voltage Interface Module) de la BMW i3 pour gérer la communication GreenPHY requise pour CCS2. Bien que cette méthode nécessite des compétences en électronique et en programmation, elle offre une solution potentielle pour intégrer la recharge CCS2 dans des projets de véhicules électriques personnalisés. À mesure que le marché des VE évolue, il est probable que d'autres solutions après-vente verront le jour, ce qui rendra l'adaptation CCS2 plus accessible à un plus grand nombre de véhicules.

Sécurité, économie et praticité

Lorsque l'on analyse CCS1 et CCS2 du point de vue de la sécurité, de l'économie et de la praticité, CCS2 apparaît généralement comme l'option la plus avantageuse :

• La sécurité : Le CCS2 est considéré comme plus sûr en raison de son mécanisme de verrouillage plus sécurisé. Le connecteur CCS1 repose sur un loquet physique qui peut se rompre et provoquer des arcs électriques dangereux en cas de débranchement accidentel. En revanche, la conception du CCS2 rend la déconnexion accidentelle beaucoup moins probable, ce qui réduit considérablement les risques de sécurité.
• L'économie : Le CCS2 est plus économique à long terme grâce à ses capacités de charge plus élevées. Il prend en charge la charge en courant alternatif triphasé jusqu'à 43 kW, contre 7,4 kW en courant alternatif monophasé pour le CCS1. Cette charge plus rapide permet de réduire les temps de charge et d'améliorer l'efficacité pour les utilisateurs. En outre, l'adoption plus large du CCS2 à l'échelle mondiale peut entraîner des économies d'échelle dans la production et le développement de l'infrastructure.
• Pratique : Le CCS2 est plus pratique grâce à sa conception polyvalente qui prend en charge la charge en courant alternatif monophasé et triphasé, ainsi que la charge rapide en courant continu à courant plus élevé. Sa compatibilité avec un plus grand nombre de normes internationales le rend également plus pratique pour une utilisation globale, alors que l'utilité du CCS1 est largement limitée à l'Amérique du Nord.

Tendances futures des normes de recharge des VE

L'avenir des normes de recharge des VE évolue rapidement, plusieurs tendances clés façonnant le secteur :

• Système de charge mégawatt (MCS) : Cette norme émergente vise à permettre une recharge ultra-rapide pour les véhicules électriques lourds, avec des puissances allant jusqu'à 3,75 MW. L'adoption de la norme MCS réduira considérablement les temps de charge des grands véhicules commerciaux et des camions longue distance.
• Chargement sans fil : Les progrès de la technologie de recharge par induction ouvrent la voie à des solutions de recharge sans câble. Ces systèmes utilisent des champs électromagnétiques pour transférer l'énergie des bornes de recharge aux véhicules, ce qui offre une plus grande commodité et la possibilité d'une recharge dynamique pendant la conduite.
• Technologie véhicule-réseau (V2G) : L'intégration des capacités V2G permet aux VE non seulement de tirer de l'énergie du réseau, mais aussi de la restituer, contribuant ainsi à la stabilité du réseau et à la gestion de l'énergie. Cette fonction de charge bidirectionnelle devient de plus en plus importante à mesure que l'adoption des VE augmente.
• Efforts de normalisation : Des initiatives mondiales sont en cours pour harmoniser les normes de recharge, l'Union européenne et les États-Unis travaillant à l'interopérabilité des véhicules lourds électriques. Cette volonté de normalisation vise à simplifier l'expérience de la recharge et à accélérer le développement des infrastructures dans le monde entier.