Le système électrique d'une voiture est un circuit fermé avec une source d'alimentation indépendante de la batterie. Outre les principaux circuits de charge, au départ et à l'allumage, il y a d'autres circuits que les lumières électriques, comme les moteurs électriques, les capteurs et les jauges d'instruments électriques, serrures à commande magnétique, la radio et ainsi de suite.

Dans un système de masse négatif (-), le courant circule de la borne (+) positif à la composante exploitée, et le retour du courant au négatif se fait par la carrosserie en acier. Le courant circule le long d'un seul câble de la batterie grâce à un composant alimenté, et finit dans la batterie à travers le corps métallique de la voiture.

Concepts de Base de l'Électricité Automobile

L'intensité du courant est mesurée en ampères; la pression qu'il entraîne est appelé tension (volts). Les voitures modernes ont une batterie de 12 volts. Sa capacité est mesurée en ampères/heure.

Toutes les unités électriques de mesure sont interdépendantes : une pression de 1 volt provoque un courant d'un ampère circulant à travers une résistance de 1 ohm. Les volts sont divisés par ohms de façons équitable. Souvent, la consommation d'énergie d'un composant sera indiqué en watts, qui se trouvent en multipliant les ampères et les volts.

La tension peut se comparer à la pression de l'eau. Une tension plus élevée permet de transporter une plus grande quantité d'eau.

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Cette acceptation d'un flux unidirectionnel est appelée polarité. Ceci est appelé un système de masse négative, et lors de l'achat d'un accessoire électrique, une radio par exemple, vérifier qu'elle est d'un type approprié pour le système de votre voiture. Le montage d'une radio avec la polarité incorrecte peut endommager l'ensemble, mais la plupart des autoradios munis d'un interrupteur externe possède un réglage de polarité et s'adapte en fonction de celle de la voiture.

Composants et Circuits Électriques

Un circuit comprend généralement plus d'un composant, comme les ampoules dans les circuits d'éclairage. Mais il existe au moins deux projecteurs, dans le circuit. Certains composants doivent être connectés en série.

Le démarreur a son propre câble lourd. Le circuit d'allumage fournit les impulsions à haute tension aux bougies ; et le système de charge comprend le générateur, ce qui recharge la batterie.

Certains composants auxiliaires peuvent être utilisés sans l'allumage du commutateur à la position 'auxiliaire'. Un réseau complexe de fils traverse la voiture. Les voitures modernes ont souvent besoin de place pour de nombreux fils dans des espaces confinés.

Les circuits imprimés sont des feuilles de plastique sur lesquels des pistes de cuivre ont été « imprimés». Quelques voitures modernes ont des circuits imprimés flexibles.

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Si le fil de mauvaise dimension est utilisé, ou si un fil est cassé ou déconnecté, cela peut causer un court-circuit accidentel qui contourne la résistance du composant. Lorsque cela se produit, il faut voir si il ya un court-circuit ou une déconnexion, puis installer un nouveau fusible de l'ampérage correct.

La boîte à fusibles se trouve souvent dans un cluster de composants, comme illustré ici. Il ya beaucoup de fusibles, protégeant chaque petit groupe de composants, de sorte que l'un fusible ne ferme pas l'ensemble du système.

Câbles et Connecteurs

On utilise exclusivement du câble multibrin. La section du câble est déterminée par l'intensité d'électricité qui peut traverser un conducteur donné. Pour passer une même puissance, il faut un câble plus gros en 6 volts qu'en 12 volts. Par exemple:

  • 50W / 6 V soit 8,3 ampères.
  • 50W/12V soit 4,2 ampères.

La section du câble est aussi fonction du nombre d'appareils électriques à alimenter. Les câbles sont repérés par des couleurs panachées. Ils sont de couleur verte pour le - et rouge pour le + ou noire voir verte. L'identification comprend la couleur du câble, et lorsque le fil est repéré, son numéro.

Les câbles d'origine sont frettés dans une sorte de gaine en coton multicolore. On utilise de la gaine pour fretter les courtes longueurs. Les machines à fretter comportent 16 ou 24 têtes suivant le diamètre souhaité.

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Il est préférable d'utiliser du câble noir. C'est le plus facile à imiter. Il est aussi conseillé de prévoir des fils supplémentaires pour des accessoires à venir.

Techniques de Connexion et de Réparation

Lors de la restauration des faisceaux, le remplacement des cosses est souvent nécessaire. Il est préférable de souder les câbles au lieu de les sertir. La soudure évite les vibrations au niveau de la jonction avec la cosse. Il faut également prévoir de la gaine thermo rétractable sur le faisceau.

Lors de la pose, il est important de s'assurer qu'il n'y a pas de câble trop court ou trop long. Il faut également vérifier que le système de masse est efficace. Le système électrique d'une voiture est un circuit fermé avec une source d'alimentation indépendante de la batterie. Le retour du courant au négatif se fait par la carrosserie en acier. Il est crucial de relier la batterie directement à la carrosserie, et pourquoi pas le plus près possible de la batterie.

Il est impératif de vérifier que les tresses de masse ne soient pas totalement rouillées à leurs jonctions avec la carrosserie. Si le retour à la masse se fait par un câble, il faut s'assurer que la tresse en caoutchouc est bien à la masse de la carrosserie.

Véhicules Électriques: Composants et Recharge

L’intérêt pour les véhicules électriques grandit chaque année un peu plus, en témoignent la présence de voitures électriques sur nos routes, les publicités à la télé, les articles de presse, les stations de charge fleurissant partout… Mais connaissez-vous pour autant les composants d’un véhicule électrique ? Les concepts qui s’y rattachent ? Les solutions de recharge ?

La voiture électrique regroupe de nombreux concepts liés à ses composants. Voici quelques définitions importantes :

  • Autonomie : La distance qu’un véhicule électrique peut parcourir avec une seule charge complète de sa batterie.
  • Batterie : Dispositif qui stocke l’électricité dans un véhicule électrique et alimente le moteur.
  • Batterie solide : Une technologie de batterie en développement qui utilise des électrolytes solides plutôt que liquides.
  • Chargeur embarqué : Composant intégré dans un véhicule électrique qui convertit le courant alternatif (AC) de la borne de recharge en courant continu (DC) pour recharger la batterie.
  • État de santé de la batterie (SOH) : Indicateur qui mesure l’état de santé d’une batterie de véhicule électrique, exprimé en pourcentage.
  • Véhicule hybride : Véhicule qui combine une double motorisation : moteur thermique et un moteur électrique.
  • Véhicule hybride rechargeable (PHEV) : Véhicule qui combine un moteur thermique et un moteur électrique, avec une batterie rechargeable via une prise de courant ou une borne.

Solutions de Recharge pour Véhicules Électriques

Que vous équipiez votre maison individuelle, le parking d’une copropriété ou d’une entreprise, la solution de recharge ne sera pas la même. Voyons ensemble les différents types de borne et accessoires associés.

  • Borne de recharge : Équipement qui permet de recharger la batterie d’un véhicule électrique.
  • Borne de recharge intelligente : Une borne de recharge qui adapte automatiquement la puissance délivrée en fonction des besoins du véhicule et de la disponibilité d’énergie.
  • Câble de recharge : Un câble électrique utilisé pour connecter un véhicule électrique à une borne de recharge ou à une prise (renforcée ou standard) pour recharger la batterie du véhicule.
  • Charge rapide : Un type de recharge qui permet de recharger une batterie de véhicule électrique à 80 %, généralement avec du courant continu (DC), en moins de 30 minutes.
  • Colonne électrique horizontale : Le dispositif utilisé dans certaines infrastructures collectives pour acheminer l’électricité aux bornes de recharge via des canalisations souterraines ou encastrées.
  • Type 2 (T2) : Le connecteur standard en Europe pour la recharge en courant alternatif (AC).
  • IRVE (Infrastructure de Recharge pour Véhicules Électriques) : Terme professionnel commun pour désigner l’ensemble des équipements nécessaires pour la recharge des véhicules électriques.
  • Modes de recharge : Il existe plusieurs modes de recharge pour les véhicules électriques, du mode 1 (prise domestique standard) au mode 4 (charge rapide en courant continu).
  • Opérateur de recharge : Entreprise ou entité responsable de la gestion d’un réseau de bornes de recharge.
  • Prise renforcée : Ressemble à une prise de courant domestique classique, mais supporte des puissances de charge plus élevées qu’une prise standard, jusqu’à environ 3,7 kW.
  • Pré-équipement d’une IRVE : Installation préparatoire dans les parkings ou les immeubles d’habitation collective pour faciliter l’installation future de bornes de recharge.
  • Prise CHAdeMO : Un type de connecteur utilisé principalement pour la charge rapide des véhicules électriques en courant continu (DC), très répandu au Japon et compatible avec certains véhicules comme le Nissan Leaf.
  • Technologie V2G (Vehicle-to-Grid) : Permet non seulement de charger la batterie d’un véhicule, mais aussi de renvoyer l’énergie stockée dans la batterie vers le réseau ou vers la maison.
  • Recharge mobile : Utilisation d'une unité de charge portable pour recharger un véhicule électrique en déplacement.
  • Recharge sans fil : Recharge d'un véhicule électrique en stationnant au-dessus d’une plaque spéciale installée au sol.
  • Station de recharge : L’emplacement dédié où plusieurs bornes de recharge sont installées pour recharger simultanément plusieurs véhicules électriques.
  • Wallbox : Terme désignant une borne de recharge installée au mur.

Technologies Avancées et Fonctionnalités

  • Eco smart : Fonctionnalité Wallbox qui permet d’optimiser la recharge d’un véhicule électrique en fonction des besoins énergétiques du foyer et de la disponibilité d’énergie renouvelable.
  • Gestion dynamique de la charge : Technologie permettant de moduler la puissance délivrée aux bornes de recharge en fonction de la demande énergétique globale d’un bâtiment.
  • Indice de protection (IP) : Code qui évalue le niveau de protection d’un équipement électrique contre les intrusions de corps solides et de liquides.
  • Indice IK : Mesure la résistance d’un appareil aux chocs mécaniques externes.
  • Interopérabilité : Capacité d’une borne de recharge à être compatible avec différents véhicules, systèmes de gestion, et opérateurs de recharge.
  • Ombrière photovoltaïque : Structure couverte de panneaux solaires installée sur des parkings ou des stations de recharge.
  • Smart grid : Technologie qui gère la consommation énergétique d’un bâtiment ou d’une maison, en optimisant l’utilisation de l’électricité pour éviter les pics de consommation.
  • OCPP (Open Charge Point Protocol) : Protocole standard ouvert qui permet de gérer et de superviser à distance les bornes de recharge pour véhicules électriques.
  • Badge RFID : Technologie utilisée pour identifier les utilisateurs de bornes de recharge grâce à une carte ou un badge.

Aides Financières et Incitations

Plusieurs dispositifs encouragent l’adoption de véhicules électriques et de solutions de recharge pour les particuliers résidant en France :

  • Bonus écologique : Aide financière accordée par l’État pour l’achat d’un véhicule électrique ou hybride rechargeable.
  • Crédit d’impôt : Déduction fiscal offerte aux particuliers pour l’installation d’une borne de recharge à leur domicile.
  • Malus écologique : Taxe appliquée à l’achat de véhicules polluants (thermiques).
  • Prime à la conversion : Aide financière pour inciter à remplacer un ancien véhicule thermique par un véhicule moins polluant.
  • Prime Advenir : Aide financière spécifique pour soutenir l’installation de bornes de recharge pour véhicules électriques.
  • TVA réduite à 5,5 % : Appliquée pour l’acquisition et la pose d’une borne de recharge chez les particuliers.

Installation et Sécurité Électrique

La borne de recharge est un équipement électrique. Pour faire fonctionner une borne et la sécuriser, il convient de la raccorder d’une part à un compteur électrique, d’autre part à un tableau électrique.

  • Courant alternatif (AC) : Type de courant électrique qui change de direction périodiquement.
  • Courant continu (DC) : Type de courant électrique qui circule dans une seule direction.
  • Consuel : Organisme qui délivre une attestation de conformité électrique après l’installation d’une borne de recharge.
  • Compteur : Boîtier électrique mesurant la quantité d’électricité consommée par un foyer.
  • Disjoncteur : Dispositif de sécurité qui coupe l’alimentation électrique en cas de surcharge ou de court-circuit.
  • Enedis : Entreprise responsable de la gestion et de la maintenance du réseau électrique.
  • Heures creuses : Périodes de la journée où l’électricité est moins chère.
  • Kilowatt (kW) : Unité de mesure de la puissance électrique.
  • Kilowattheure (kWh) : Unité de mesure de la consommation d’électricité.
  • Monophasé : Type d’installation électrique avec une seule phase.
  • Mise à la terre : Système de sécurité qui dirige l’excédent de courant vers la terre en cas de problème.
  • Puissance souscrite : Puissance maximale d’électricité que vous pouvez utiliser simultanément dans votre logement.
  • Sous-compteur : Appareil de mesure conforme à la norme MID, installé pour mesurer précisément la consommation d’électricité d’une borne de recharge.
  • Tableau général basse tension (TGBT) : Tableau électrique d’un logement ou ensemble de la distribution électrique d’un bâtiment.
  • Triphasé : Type d’installation électrique avec trois phases.

Transition Énergétique et Mobilité Électrique

La mobilité électrique est une des lignes directrices de la transition énergétique.

  • Crit’Air : Vignette apposée sur les véhicules en France, classant leur niveau de pollution.
  • Dette carbone : Quantifie les émissions de CO2 lors de la fabrication et le cycle de vie d’un véhicule électrique.
  • Flotte automobile : Ensemble de véhicules, généralement possédés ou loués par une entreprise ou une organisation.
  • Analyse du Cycle de Vie (ACV) : Indicateur utilisé par l’Ademe pour mesurer l’impact environnemental d’un véhicule.
  • Zones à faibles émissions (ZFE) : Zones géographiques où l’accès est restreint pour les véhicules les plus polluants.

Normes et Réglementations

Les normes et réglementations recouvrent les règles qui encadrent la fabrication, l’usage et l’infrastructure des véhicules électriques.

  • Droit à la prise : Droit permettant aux résidents de copropriétés de demander l’installation d’une borne de recharge.
  • Loi d’Orientation des Mobilités (LOM) : Législation française visant à moderniser les systèmes de transport et encourager les mobilités durables.
  • Norme CAFE : Réglementation européenne fixant des objectifs d’émissions moyennes de CO2 pour les constructeurs automobiles.
  • Norme NFC 15-100 : Réglementation française qui encadre les installations électriques dans les bâtiments.
  • Norme WLTP : Procédure mondiale harmonisée pour tester les véhicules légers.

Types de Prises et Modes de Recharge

Il existe différents types de prises et modes de recharge pour les véhicules électriques :

  • Prise Type 1 : Standard de prise utilisé sur les véhicules électriques répandu dans le monde, sauf en Europe.
  • Prise Type 2 : Standard utilisé en Europe pour les prises de recharge normale des véhicules électriques.
  • Prise Type 3 : Ancien standard français pour les prises de recharge normale, abandonné en faveur du standard européen Type 2.
  • Combo CCS : Standard pour la recharge rapide développé en Europe.
  • CHAdeMO : Standard de charge rapide pour véhicules électriques, surtout utilisé au Japon.

Le mode de recharge correspond à la manière dont une voiture électrique se recharge en électricité :

  • Recharge AC : Recharge en courant alternatif.
  • Recharge DC : Recharge en courant continu.

D'autres termes importants incluent :

  • kWh (kilowattheure) : Unité de mesure de l’énergie électrique consommée ou produite sur une période de temps.
  • Chargeur embarqué : Transformateur situé à l’intérieur d’une voiture électrique qui transforme le courant alternatif en courant continu.
  • Pack batterie : Ensemble intégré de batteries qui stockent l’énergie électrique pour alimenter un véhicule électrique.
  • Batterie de seconde vie (BSV) : Batterie qui a déjà été utilisée dans un véhicule électrique, récupérée pour d’autres applications.
  • Rendement énergétique : Efficacité avec laquelle la voiture électrique utilise l’électricité stockée dans sa batterie pour se déplacer.
  • Voiture ventouse : Véhicule monopolisant une borne de rechargement plus longtemps que le temps nécessaire à sa recharge.

Infrastructure de Recharge

L'infrastructure de recharge est essentielle pour le développement des véhicules électriques :

  • Point de charge : Prise sur laquelle l’utilisateur va brancher le véhicule électrique pour se recharger.
  • Point de charge public : Accessible et ouvert au grand public.
  • Borne de recharge : Peut comporter plusieurs points de charge.
  • Station de recharge : Regroupe l’ensemble des bornes de recharge mises à disposition par un opérateur dans une zone spécifique.
  • IRVE (Infrastructure de Recharge pour Véhicules Électriques) : Ensemble des installations et des équipements déployés pour permettre la recharge des véhicules électriques.

Gestion Intelligente de la Recharge

La gestion intelligente de la recharge optimise l'utilisation de l'énergie :

  • Smart charging : Système de gestion de la recharge des véhicules électriques qui optimise l’utilisation de l’énergie.
  • Gestion dynamique de la charge (DLM) : Vise à optimiser l’utilisation des bornes de recharge tout en maîtrisant les coûts.
  • Pilotage énergétique : Dispositif permettant de contrôler et de moduler la puissance fournie par une borne de recharge.
  • Ordonnancement du service de recharge : Se base sur la collecte d’informations auprès de l’utilisateur pour évaluer ses besoins.
  • V2G (Vehicle-to-Grid) : Relie les véhicules électriques au réseau de distribution afin de répondre aux pics de demande.
  • Recharge mobile : Approvisionner en énergie un véhicule électrique en utilisant une source d’énergie portable.
  • Lean Charging : Approche de la recharge pour véhicules électriques s’inspirant des principe du « Lean Manufacturing ».

Lois et Objectifs pour les Entreprises

La Loi LOM établit un cadre réglementaire pour l’installation de bornes de recharge pour véhicules électriques dans les entreprises et pour les propriétaires de fonciers non résidentiel.

La Loi Énergie Climat a pour but de renforcer la transition énergétique et la lutte contre le changement climatique.

La loi sur l’accélération des énergies renouvelables impose aux parkings extérieurs de plus de 1 500 m² d’installer des panneaux photovoltaïques sur au moins la moitié de leur superficie.

Énergies Renouvelables et Autoconsommation

L'utilisation des énergies renouvelables est encouragée :

  • EnR : Energies Renouvelables.
  • Autoconsommation : Consommer directement l’énergie que l’on produit, généralement à partir de sources d’énergie renouvelable.

Réglementation Européenne AFIR

Adopté en juillet 2023, l’AFIR (Alternative Fuel Infrastructure Regulation) vise à encadrer le déploiement des points de charges au niveau européen.

Les principales obligations contenues dans l’AFIR :

  1. Puissance de sortie minimale.
  2. Stations de recharge pour véhicules lourds.
  3. Transparence tarifaire.
  4. Monétisation et solutions de paiement.

Loi de Verdissement des Flottes Automobiles

La loi de verdissement des flottes automobiles vise à accélérer la transition des entreprises françaises vers une mobilité plus durable.

Gestion de la Puissance Électrique

La gestion de la puissance électrique est cruciale pour optimiser la recharge des véhicules électriques :

  • TGBT (Tableau Général Basse Tension) : Dispositif essentiel dans les installations électriques d’un bâtiment.
  • Puissance souscrite : Puissance maximale que l’on peut utiliser sur un compteur électrique.
  • Puissance moyenne en pic : Consommation électrique maximale atteinte lorsqu’une grande quantité d’équipements électriques fonctionnent simultanément.
  • Coefficient de foisonnement : Rapport de la puissance allouée à la recharge sur la puissance totale théorique de l’installation IRVE.

Tableau Récapitulatif des Termes Clés

Terme Définition
Autonomie Distance qu’un véhicule électrique peut parcourir avec une seule charge complète de sa batterie.
Borne de recharge Équipement qui permet de recharger la batterie d’un véhicule électrique.
Charge rapide Type de recharge permettant de recharger une batterie de VE à 80 % en moins de 30 minutes.
IRVE Infrastructure de Recharge pour Véhicules Électriques.
V2G Technologie permettant de renvoyer l’énergie stockée dans la batterie vers le réseau.
Smart charging Système de gestion de la recharge optimisant l’utilisation de l’énergie.

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