Borne de niveau 2 : comment fonctionne la recharge d’une voiture électrique?

En bref

Une borne de niveau 2 alimente un véhicule électrique en courant alternatif à 208 ou 240 volts. Elle est généralement beaucoup plus rapide qu’une prise ordinaire de 120 volts et permet de récupérer l’énergie utilisée pendant la journée en quelques heures ou durant la nuit.

La vitesse dépend toutefois du véhicule. Son chargeur embarqué convertit le courant alternatif en courant continu et limite la puissance acceptée. Une borne de 12 kW ne rechargera donc pas plus rapidement une voiture limitée à 7,2 kW.

Pour estimer le temps de recharge, il faut diviser l’énergie à ajouter par la puissance réellement acceptée, puis prévoir une marge pour les pertes et les conditions de recharge.

Comprendre la recharge d’une voiture électrique demande de distinguer la puissance annoncée par la borne de celle que le véhicule peut réellement utiliser. Le temps nécessaire dépend aussi de la capacité de la batterie, de son niveau de charge et de la température.

Voici l’essentiel à connaître sur la recharge de niveau 2, son installation à domicile et ses différences avec la recharge rapide.

Qu’est-ce qu’une borne de niveau 2?

Une borne niveau 2 fonctionne généralement sur un circuit de 240 volts dans une résidence. On trouve aussi des installations de 208 volts dans certains bâtiments commerciaux et multilogements.

Lorsque le connecteur est branché, la borne communique avec le véhicule afin de confirmer que la connexion est sécuritaire et de lui indiquer le courant disponible. Le chargeur embarqué transforme ensuite le courant alternatif en courant continu utilisable par la batterie.

La borne pour voiture électrique ne force donc pas toute sa puissance dans le véhicule. Celui-ci décide de la quantité d’énergie qu’il peut accepter.

Pourquoi la voiture peut-elle limiter la vitesse de recharge?

Chaque véhicule possède un chargeur embarqué avec une puissance maximale.

Si une voiture accepte un maximum de 7,2 kW en courant alternatif, elle restera limitée à 7,2 kW, même sur une borne de 9,6 ou 12 kW.

La puissance réelle correspond donc à la plus faible de ces limites :

• la capacité de l’installation électrique;
• la puissance de la borne;
• la puissance acceptée par le chargeur embarqué;
• les limites temporaires imposées par la batterie.

Le gouvernement du Québec confirme que le chargeur embarqué détermine la puissance maximale acceptée lors d’une recharge résidentielle. Consultez les conseils pour choisir une borne.

Quelles sont les différences entre les niveaux de recharge?

Une prise de 120 volts peut convenir à un véhicule hybride rechargeable ou à un conducteur parcourant peu de kilomètres. Elle devient toutefois lente pour une grande batterie.

Une recharge de niveau 2 est généralement suffisante pour récupérer pendant la nuit l’énergie utilisée au quotidien.

La recharge rapide pour voiture électrique transmet directement du courant continu à la batterie. Elle offre une puissance beaucoup plus élevée, mais ralentit à mesure que la batterie se remplit. Elle convient davantage aux déplacements qu’à la recharge résidentielle.

Combien de temps faut-il pour recharger une voiture électrique?

La formule simplifiée est :

Temps de recharge = énergie à ajouter ÷ puissance acceptée

Prenons une batterie utilisable de 60 kWh que l’on souhaite faire passer de 20 % à 80 %.

La quantité à récupérer est de 60 % :

60 kWh × 60 % = 36 kWh

Sur une borne fournissant réellement 7,2 kW :

36 kWh ÷ 7,2 kW = 5 heures

Il s’agit d’une estimation théorique. Dans la pratique, la recharge pourrait demander cinq heures et demie ou six heures en raison des pertes de conversion, de la température et de l’énergie utilisée par les systèmes du véhicule.

Le temps de recharge d’une voiture électrique ne correspond donc pas simplement à la puissance maximale inscrite sur la borne.

Quelle puissance choisir pour une borne à domicile?

Les modèles résidentiels offrent différentes puissances. Parmi les configurations présentées par le gouvernement du Québec, on trouve notamment :

• 3,6 kW;
• 7,2 kW;
• 9,6 kW;
• 12 kW;
• jusqu’à 19,2 kW pour certains modèles.

La plupart des bornes résidentielles se situent entre 7,2 et 12 kW. Une puissance supérieure n’est pas toujours nécessaire, puisque la majorité des recharges se déroulent pendant plusieurs heures.

Avant de choisir une borne de recharge maison, il faut vérifier :

• la capacité du chargeur embarqué;
• le kilométrage quotidien;
• la capacité du panneau électrique;
• les besoins d’un futur véhicule;
• les coûts d’installation.

Acheter la borne la plus puissante « au cas où » peut entraîner des travaux coûteux sans réduire le temps de recharge du véhicule actuel.

Le froid ralentit-il la recharge?

Oui. Lorsque la batterie est très froide, le véhicule peut limiter la puissance reçue ou utiliser une partie de l’énergie pour réchauffer ses cellules.

Une borne de recharge à domicile permet toutefois de préchauffer la batterie et l’habitacle pendant que le véhicule demeure branché. Une partie de l’énergie nécessaire au chauffage provient alors de la borne plutôt que de la batterie.

Pour mieux comprendre les effets du climat québécois, consultez notre article sur l’autonomie d’une batterie de véhicule électrique en hiver.

Le type de batterie peut également influencer les recommandations de recharge. Découvrez notamment le fonctionnement d’une batterie LFP.

Peut-on installer une borne de niveau 2 à la maison?

Oui. Une borne peut être installée dans un garage, sur un mur extérieur ou sur un piédestal.

Avant les travaux, un entrepreneur électricien doit notamment vérifier :

• la capacité du panneau;
• la puissance demandée;
• la distance jusqu’au stationnement;
• le parcours du câblage;
• l’emplacement de la borne;
• la nécessité d’un système de gestion de l’énergie.

Au Québec, les travaux d’électricité doivent être réalisés par un entrepreneur détenant une licence appropriée de la Régie du bâtiment du Québec. Consultez les exigences d’installation d’une borne à domicile.

Lorsque le panneau ne possède pas suffisamment de capacité, il est parfois possible de réduire la puissance ou d’utiliser un système qui adapte la recharge à la consommation de la maison.

Comment choisir une borne extérieure?

Une borne installée à l’extérieur doit être homologuée pour une utilisation au Canada et conçue pour résister à la pluie, à la neige et au froid.

Il faut également considérer :

• la longueur du câble;
• sa souplesse par basse température;
• la position du port de recharge;
• la solidité du support;
• la facilité de rangement du connecteur.

Une borne fixe convient bien à un usage quotidien. Une borne portative peut être branchée dans une prise de 240 volts compatible, mais la prise et son circuit doivent être adaptés à une utilisation prolongée.

Les rallonges ordinaires et les adaptateurs improvisés ne devraient pas être utilisés pour recharger une voiture électrique.

Quel connecteur faut-il choisir?

Les principaux connecteurs utilisés pour la recharge de niveau 2 sont le J1772 et le NACS.

Le J1772 demeure compatible avec de nombreux véhicules électriques et hybrides rechargeables. Le NACS, d’abord utilisé par Tesla, est maintenant adopté ou pris en charge par plusieurs autres constructeurs.

Un adaptateur peut parfois assurer la compatibilité, mais il doit être approuvé pour le véhicule et la borne concernés. Consultez le guide québécois des connecteurs.

Pourquoi les futurs mécaniciens doivent-ils comprendre la recharge?

Lorsqu’un véhicule recharge lentement ou refuse de se brancher, la borne n’est pas toujours responsable. Le problème peut provenir :

• du câble ou du connecteur;
• du port de recharge;
• du chargeur embarqué;
• du système thermique;
• d’un module de contrôle;
• de la batterie haute tension.

Les futurs techniciens doivent pouvoir suivre le parcours de l’énergie et distinguer un problème provenant du véhicule d’un défaut de l’infrastructure.

Ces compétences deviennent de plus en plus utiles avec l’arrivée des véhicules électriques dans les ateliers de Montréal. Vous souhaitez comprendre la recharge, les batteries, l’électronique de puissance et les systèmes haute tension?

Découvrez le cours de mécanique de véhicule hybride et électrique de L’École de L’Automobile et développez des compétences pratiques adaptées aux véhicules électrifiés.

Points clés à retenir

• Une borne niveau 2 fonctionne généralement à 208 ou 240 volts.
• Le chargeur embarqué convertit le courant alternatif en courant continu.
• Le véhicule peut limiter la puissance reçue.
• Une borne plus puissante ne garantit pas une recharge plus rapide.
• Le temps estimé correspond à l’énergie à ajouter divisée par la puissance acceptée.
• La recharge de niveau 2 convient particulièrement à la maison.
• La recharge rapide fournit directement du courant continu.
• La capacité du panneau doit être évaluée avant l’installation.
• Les travaux électriques doivent être effectués par un entrepreneur autorisé au Québec.
• Les principaux connecteurs de niveau 2 sont le J1772 et le NACS.

Foire aux questions

Qu’est-ce qu’une borne de niveau 2?

Une borne de niveau 2 alimente un véhicule en courant alternatif à 208 ou 240 volts. Elle permet une recharge beaucoup plus rapide qu’une prise résidentielle de 120 volts.

Combien de temps faut-il pour recharger un véhicule?

Le temps dépend de l’énergie à récupérer et de la puissance acceptée. Ajouter 36 kWh à une puissance réelle de 7,2 kW demande théoriquement cinq heures, plus une marge pour les pertes.

Quelle est la différence entre le niveau 2 et la recharge rapide?

Le niveau 2 fournit du courant alternatif, qui est converti par le chargeur embarqué. Une borne rapide transmet directement du courant continu et offre une puissance nettement supérieure.

Peut-on installer une borne de niveau 2 à la maison?

Oui. Un entrepreneur électricien doit toutefois vérifier la capacité du panneau et réaliser les travaux conformément aux exigences québécoises.

Tous les véhicules rechargent-ils à la même vitesse?

Non. La vitesse dépend du chargeur embarqué, de la batterie, de la température et des limites programmées par le véhicule.