Comment calculer le temps de recharge d'une voiture électrique?
En théorie, calculer le temps de recharge d’une voiture électrique est fort simple. En effet, il suffit de diviser la capacité de la batterie du véhicule, notée en kilowattheure (kWh) par la puissance de la borne en kilowatt (kW), puis on obtient le temps requis.
Comme démonstration, prenons une Chevrolet Bolt 2023 avec une batterie de 65 kWh. Voici le temps requis pour recharger cette voiture en entier à partir d’une batterie vide sur différents types de bornes de recharge:
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Prise résidentielle de 120V avec fusible dédié de 15 ampères (1.4 kW) : 46 heures et 26 minutes
Borne de recharge 240V de niveau 2 (7.2 kW à 30 ampères) : 9 heures et 2 minutes
Borne de puissance intermédiaire (24 kW) : 2 heures et 42 minutes
Borne de recharge rapide (50 kW) : 1 heure et 18 minutes
Simple, non ? En théorie oui, mais en pratique pas vraiment. Bien que les estimations ci-dessus soient assez bonnes pour la recharge lente, ce n’est pas le cas lorsqu’on monte en puissance.
La courbe de recharge d’une voiture électrique : jamais linéaire
Tel que précisé dans un article précédent, la recharge rapide est contrôlée par le système de gestion de recharge du véhicule (BMS). Le BMS fixe le courant de recharge selon des critères de température, de voltage des cellules de batterie, de niveau de charge etc. Par exemple, si la température des cellules se situe sous un seuil prédéterminé par les ingénieurs du manufacturier, le véhicule acceptera une puissance de charge moindre. Ce n’est qu’en réchauffant la batterie que le courant pourra augmenter.
Il en résulte une courbe de puissance variable selon la température et le temps. Typiquement, la puissance va monter rapidement suite au branchement initial, puis, passé un certain niveau de charge, va commencer à décroître. La plus grosse baisse de puissance survient généralement autour de 80%. Comme on peut voir sur le graphique du Circuit Électrique ci-dessous, on voit que la courbe suit une forme de cloche :
L’hiver s’en mêle
Tel que vu dans le graphique ci-haut, une température ambiante très froide (-20 degrés) diminuera considérablement la puissance de recharge acceptée par le BMS de la Chevrolet Bolt. Toutefois, un défaut majeur de la Bolt est que même si la voiture vient de rouler sur l’autoroute, la puissance maximale ne va pas dépasser 30 kW, même si on se branche sur une borne plus puissante.
Un de mes collègues, nouvellement propriétaire de Bolt, a émis les commentaires suivants après avoir vécu cette situation :
-J’ai tellement hâte de télécharger un logiciel qui me permettra d’accéder au BMS et de linéariser la courbe de recharge pour que ma Bolt puisse prendre 50 kW peu importe la température !
-Oui, mais tu vas invalider ta garantie de 8 ans !
-Pas grave, j’ai payé pour une batterie, je vais l’utiliser en entier.
Notez que ce hacker en herbe est plus malin qu’il en appert :
« Entretemps, avant d’arriver à une borne rapide, je rince ma Bolt : pédale au plancher, régénération au maximum, plusieurs fortes accélérations et freinages, et hop, les batteries deviennent chaudes et j’obtiens 46 kW de puissance à la BRCC, et ce, même par temps froid ! »
Comme quoi les problèmes modernes nécessitent des solutions modernes…
Et il existe des solutions plus modernes, justement !
Il faut noter que tous les BMS ne sont pas programmés de manière aussi conservatrice que celui de la Bolt. Par exemple, son concurrent direct, le Hyundai Kona électrique, peut quand même atteindre 50 kW à -20 degrés. De plus, plusieurs fabricants offrent maintenant le pré-conditionnement de la batterie : pendant que le véhicule roule, le système utilise de l’énergie pour réchauffer la batterie à un niveau autorisant une vitesse de recharge optimale.
Et finalement, certains manufacturiers vont reconfigurer le BMS d’une année-modèle à une autre afin de débloquer une vitesse de recharge plus rapide. Selon les véhicules, cette mise-à-jour peut aussi être effectuée sans fil (over the air ou OTA). Avec un peu de chance, mon collègue recevra peut-être une telle proposition de la part de GM pour la Bolt!