Recharge de la batterie
La batterie de la Tesla Model S accepte une grande variété de sources de courant électrique sur différentes prises.
Un document d'information synthétique est disponible ici (PDF): ☛ Mode de recharge de la Model S (France) V2.7
Sommaire
À propos de la recharge
Une batterie fournit toujours du courant continu
Un pack batterie ne peut-être rechargé qu'en courant continu (DC). Le réseau ne fournit que du courant alternatif (AC). Il est donc nécessaire de convertir, au moyen d'un ou plusieurs chargeurs, ce courant alternatif en provenance du réseau en courant continu pour recharger la batterie. Il existe deux façons de le faire :
- au moyen d'un chargeur embarqué à bord de la voiture :
- La Model S loge, sous la banquette des passagers arrière, un ou deux chargeurs (anciennement option « double chargeurs », désormais montés en série). La voiture, alors alimentée en courant alternatif (AC) monophasé ou triphasé, fabrique donc elle-même son courant continu (DC). Pour la version européenne, la puissance d'un chargeur est de 11 kW, portée à 22 kW pour un double chargeur.
- La Model S loge, sous la banquette des passagers arrière, un ou deux chargeurs (anciennement option « double chargeurs », désormais montés en série). La voiture, alors alimentée en courant alternatif (AC) monophasé ou triphasé, fabrique donc elle-même son courant continu (DC). Pour la version européenne, la puissance d'un chargeur est de 11 kW, portée à 22 kW pour un double chargeur.
L'option double chargeur n'est plus disponible, Tesla installe dorénavant soit un chargeur standard 3x16A 11kW, soit un chargeur rapide 3x24A c'est à dire 16.5kW. Le chargeur s'adapte à l'intensité disponible à la prise pour ne pas surcharger l'installation.
Le rendement d'une recharge de ce type n'est pas égal à 100%. D'une part les chargeurs eux mêmes convertissent une partie de l'énergie électrique qui les alimentent en chaleur qui se dissipe dans l'habitable. D'autre part une partie de l'énergie électrique fournie est dissipée en chaleur dans le pack lui-même par effet Joule, contribuant également à réchauffer le pack batterie. Le rendement global de la recharge a été mesuré empiriquement à 86% pour une recharge en triphasé à 11 kW[1] et à 89% pour une recharge en monophasé à 7,4 kW[2]. Mais ces résultats sont basés sur la vitesse moyenne de recharge indiquée par la voiture, indication moins fiable que le nombre de kilomètres effectivement rechargés. Ils restent donc à confirmer.
- au moyen d'un ou plusieurs chargeurs externes :
- Les chargeurs sont alors logés à l'extérieur, directement dans la borne qui alimente la voiture. Dans ce type de recharge, on peut donc installer des chargeurs plus volumineux et plus puissants, puisqu'ils restent à demeure dans une installation fixe. La voiture est alors alimentée directement en courant continu (DC) et les chargeurs embarqués ne sont pas utilisés. Une voiture avec un simple chargeur rechargera donc à la même vitesse qu'une voiture avec un chargeur double.
Les Model S et X acceptent la recharge en courant continu sur les prises CHAdeMO jusqu'à 125 A (soit environ 50 kW) (avec l'adaptateur fourni en option), et directement sur les superchargeurs jusqu'à 370 A (soit 135 kW).
- Les chargeurs sont alors logés à l'extérieur, directement dans la borne qui alimente la voiture. Dans ce type de recharge, on peut donc installer des chargeurs plus volumineux et plus puissants, puisqu'ils restent à demeure dans une installation fixe. La voiture est alors alimentée directement en courant continu (DC) et les chargeurs embarqués ne sont pas utilisés. Une voiture avec un simple chargeur rechargera donc à la même vitesse qu'une voiture avec un chargeur double.
La vitesse de recharge maximale théorique diminue au cours de la recharge
Lors de la recharge, les ions Lithium migrent dans l'électrolyte et viennent s'intercaler dans l'électrode. À mesure de la progression de la charge, il y a de moins en moins d'emplacements disponibles pour ces ions. Le 29 janvier 2016, lors de sa venue en France, Elon Musk a choisi d'illustrer ce phénomène par l'image de voitures pénétrant dans un parking et se garant sur la première place disponible. Plus le parking se remplit, moins il y a de places disponibles, et moins vite les voitures peuvent continuer à pénétrer dans le parking. Ce phénomène est appelé « tapering » en anglais.
Pour les recharges à faible puissance, le tapering n'est pas sensible, sauf dans les dernières minutes en cas de recharge complète. Par exemple, en se limitant à une recharge à 90%, la puissance pourra être maintenue pendant toute la charge à 22 kW sans aucune diminution. Par contre, pour les superchargeurs, ce phénomène est sensible dès 25% de niveau de charge.
Voir ☛ Superchargeurs : « Tapering »
Prise électrique côté voiture
En Amérique du nord (pour information)
En Amérique du nord la Model S et la Model X sont équipées d'un connecteur propriétaire spécifique à deux contacts. Ces véhicules acceptent :
- La recharge en courant alternatif monophasé jusqu'à 80 A;
- La recharge en courant continu (Superchargeurs) jusqu'à 360 A.
En Europe
Contexte réglementaire
En Europe la situation était différente : un draft de la Commission Européenne du 24 janvier 2013 proposait que la future Directive sur le déploiement de l'infrastructure retienne la prise type 2 (norme EN62196-2:2012) comme connecteur standard[3]. À cette époque, les équipes de TeslaMotors® ont donc fait le choix de retenir ce format de prise pour la future Model S européenne (sortie prévue au printemps 2013 en Norvège).
Ce choix s'est trouvé confirmé le 15 avril 2014 par l'adoption[4] de la Directive 2014/94/UE promulguée le 22 octobre 2014 [5]. L'annexe 2 impose aux États Membres d'adopter la prise type 2 et de transcrire en droit interne cette obligation avant le 18 novembre 2016.
Remarques :
- On continue encore aujourd'hui en France à installer des prises type 3 non conformes à la Directive Européenne 2014/94/UE. À terme, ceci obligera malheureusement les propriétaires français de véhicules électriques à se procurer un deuxième câble Type 2 — Type 2 (Zoé, Tesla, etc.) ou Type 2 — Type 1 (Nissan, Mitsubishi, Bolloré Bluecar, Peugeot, Citroën, etc.) ;
- Plusieurs constructeurs, d'origine asiatique pour la plupart, vendent des véhicules en Europe non conformes à cette Directive en vigueur : pour la recharge rapide, ils sont équipés de prises CHAdeMO d'origine japonaise ;
Concernant la recharge rapide en courant continu (DC) Teslamotors® se trouvait dans une impasse. La Commission proposait le connecteur type 2 combo (DC-HIGH) mais, au surplus d'être particulièrement encombrante, sa limitation à 200 A était très pénalisante par rapport aux performances de son réseau de Superchargeurs. Sur la base du connecteur Type 2, Teslamotors® a donc développé un protocole propriétaire basé sur le connecteur type 2 en configuration DC-MID. Malgré l'absence des deux broches supplémentaires (DC) de la prise combo, le connecteur développé par Tesla accepte un courant maximal de 370 A. Les performances du type 2 Combo allemand sont quasiment doublées.
La dernière évolution du CCS-Combo Type 2 permet jusqu'à 500A. C'est le connecteur retenu pour la Model 3, la rendant compatible avec les réseaux de recharge rapide concurrents..
La prise des Tesla Model S et Model X européennes
La Model S et la Model X européennes sont donc équipées du connecteur européen officiel Type 2 Mennekes, ce qui leur permet de se raccorder quasiment partout. Ces véhicules acceptent :
- La recharge en courant alternatif monophasé (AC) jusqu'à 32 A (7 kW);
- La recharge en courant alternatif triphasé (AC) jusqu'à 32 A, soit 22 kW (les véhicules équipés de simple chargeur sont limités à 16 A, soit 11 kW);
- La recharge en courant continu (DC-Mid) jusqu'à 370 A (135 kW).
La prise des Tesla Model 3 européennes
La Model 3 européenne est équipées d'une prise CCS-Combo Type 2, constituée d'une Type 2 pour la recharge sur courant alternatif mono ou triphasé, avec deux contacts supplémentaires pour la recharge en courant continu jusqu'à 500A.
Modes de recharge officiels TeslaMotors® (en Europe)
Il s'agit des modes de recharge approuvés par le constructeur[6].
Avec le connecteur mobile universel (UMC)
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Ce connecteur est fourni en standard avec la voiture. En France il peut fonctionner avec trois adaptateurs.
Adaptateurs
- l'adaptateur « pour prise domestique » ;
- l'adaptateur « bleu » ;
- l'adaptateur « rouge » (en option).
| Adaptateurs Schuko (x2)[7] Prises domestiques E/F |
Adaptateur Bleu | Adaptateur Rouge (option) |
|---|---|---|
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| 230V monophasé 13 A[8] | 230V monophasé 32 A | 400 V triphasé 16 A |
| Recharge à 13 km/h[9][8] | Recharge à 35 km/h[9] | Recharge à 50 km/h[9] |
Prises utilisables
Muni de ces adaptateurs, on peut se raccorder aux prises suivantes :
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Habitations individuelles | Monophasé 230 V / 13 A |
3 kW | Recharge à 13 km/h[8] |
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Ports de plaisance Campings Places du marché Restaurants |
Monophasé 230 V / 32 A |
7,4 kW | Recharge à 35 km/h |
| Erreur lors de la création de la miniature : Fichier manquant
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Ports de plaisance Industries Commerces Restaurants |
Triphasé + N 400 V / 16 A |
11 kW | Recharge à 50 km/h |
Avec le câble type 3c
Ce câble est disponible en option auprès de Tesla ou de tout autre fournisseur de câble. Il permet de se brancher sur les bornes publiques en France. Prix : environ 340 €.
Note: la prise 3c ne concerne que les bornes. Côté véhicule, il n'y a jamais de prise 3c.
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(En France) Voie publique Borne dédiée Particuliers Concessionnaires Hôtels |
Triphasé + N 400 V 32 A max |
22 kW | Recharge à 100 km/h (double chargeur)[10] |
| Recharge à 50 km/h (simple chargeur) |
Avec le câble type 2
Ce câble est disponible en option auprès de Tesla ou de tout autre fournisseur de câble. Il permet de se brancher sur les bornes publiques en Europe.
Il est pour l'instant très peu répandu en France, mais cela devrait évoluer peu à peu. Prix Tesla : 190 €
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(En Europe) Voie publique Borne dédiée Particuliers Concessionnaires Hôtels |
Triphasé + N 400 V 63 A max |
43 kW | Recharge à 100 km/h (double chargeur)[10] |
| Recharge à 50 km/h (simple chargeur) |
Avec l'adaptateur CHAdeMO
Cet adaptateur est un accessoire disponible auprès de Tesla pour 450 €.
Attention: Il ne peut être utilisé que si l'option Superchargeur est activée (voir Superchargeurs).
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Voie publique Borne dédiée Concessionnaires NISSAN |
Continu [350 V ; 400 V ] 125 A max[11] |
50 kW max[12] | Recharge à 250 km/h maxi |
Superchargeurs Tesla
Le réseau des Superchargeurs Tesla est accessible librement pour toutes les Model S, Model X et Model 3 exceptés les anciens modèles S 60 kWh n'ayant pas souscrit l'option d'accès au réseau de superchargeurs.
Cette recharge était d'abord gratuite, mais suite à des abus, Tesla a décidé de facturer l'énergie à prix coûtant.
Classiquement, pour une autonomie « typique » de 400 km (pack 85 kWh), les premiers 200 km sont chargés en 20 mn, et les 200 km suivants en 45 mn environ.
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Voie publique | Continu [350 V ; 400 V ] 370 A max |
120 kW max | Recharge à 600 km/h max |
Article détaillé dans ce wiki ☛ Superchargeur
Prises et modes non officiellement approuvés par TeslaMotors®
AVERTISSEMENT
Sur la base des adaptateurs fournis par Tesla en standard ou en option, il est théoriquement possible de se connecter aux prises suivantes en utilisant des adaptateurs spécifiques.
Ces adaptateurs doivent être confectionnés par un professionnel dans les règles de l'art et font l'objet, le cas échéant, de consignes d'utilisation spécifiques. D'une manière générale, leur utilisation doit être réservée à un public averti et expérimenté.
- Vérifiez toujours la conformité de l'installation à laquelle vous vous raccordez !
- Commencez toujours la charge à la moitié du courant maximum théorique et observez (chute de tension, chauffe anormale,etc.) !
- La surveillance du véhicule en charge et de l'installation doit être constante et effective !
Les risques d'atteinte aux personnes, d'incendie, de dommages au véhicule ou à l'installation électrique fixe sont réels et l'auteur de ce document décline toute responsabilité quant aux conséquences éventuelles de l'utilisation des montages qui suivent. En aucun cas ce document, purement informatif, ne constitue une incitation à se raccorder aux prises ci-dessous. Le manuel du propriétaire Tesla interdit explicitement l'usage de prolongateurs ou d'adaptateurs non approuvés.
☛ Si vous ne comprenez pas ce que vous faites, abstenez-vous !
Sur base UMC + Adaptateur bleu
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Campings Places du marché Parkings |
Monophasé 230 V 16A |
3,7 kW | 16 km/h |
| Impératif ! Réduire manuellement le courant à 16 A maximum depuis l'écran de contrôle du véhicule | ||||
| Avec adaptateur P17 32A mono femelle vers P17 16A mono mâle | ||||
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Industries Commerces Habitations Hôtels |
Monophasé 230 V 20 A |
4,6 kW | 20 km/h |
| Impératif ! Réduire manuellement le courant à 20 A maximum depuis l'écran de contrôle du véhicule | ||||
| Avec adaptateur P17 32A mono femelle vers Plexo 2P+T 20 A mâle | ||||
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Campings Places du marché Parkings |
Monophasé 230 V 32 A |
7,4 kW | 32 km/h |
| Avec adaptateur P17 32A mono femelle vers Plexo 2P+T 32 A mâle | ||||
Sur base UMC + Adaptateur rouge
Bien que la puissance à la prise soit théoriquement de 22 kW, on ne peut dépasser 11 kW, y compris sur les véhicules équipés de double-chargeurs. La limitation est due à l'UMC. Il existe néanmoins sur le marché des adapteurs tiers capable de dépasser cette limitation.
| Erreur lors de la création de la miniature : Fichier manquant
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Industries Commerces Hôtels |
Triphasé + N +T 400 V 32 A |
22 kW dispo (11 kW utilisé) |
50 km/h |
| Avec adaptateur P17 32A mono femelle vers P17 32 A Tétra (3P+N+T) mâle | ||||
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Industries Commerces Hôtels |
Triphasé + N +T 400 V 32 A |
22 kW dispo 11 kW utlisé |
50 km/h |
| Avec adaptateur P17 32A mono femelle vers Plexo 32 A Tétra (3P+N+T) mâle | ||||
Notes et références
- ↑ Bjørn Nyland : Charging efficiency 400V/16A 3-phase (11 kW)
- ↑ Bjørn Nyland : Tesla Model S charging efficiency for 230V/32A (7.4 kW)
- ↑ http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=COM%3A2013%3A0018%3AFIN%3AFR%3APDF cf Annexe III)
- ↑ http://www.espo.be/index.php?option=com_content&view=article&id=511%3Athe-european-parliament-approves-new-rules-on-the-deployment-of-alternative-fuels-infrastructures&catid=34%3Aespo-press&Itemid=109
- ↑ http://eur-lex.europa.eu/legal-content/FR/TXT/?uri=celex%3A32014L0094
- ↑ Rechargez votre Model S (sur le site officiel de TeslaMotors®)
- ↑ En fait il y a deux adaptateurs pour prises domestiques, livrés sans supplément. Le deuxième permet de résoudre les problèmes liés à l'inversion entre la phase et le neutre dans certaines prises.
- ↑ 8,0, 8,1 et 8,2 Sur une prise domestique non vérifiée, il est préférable de ne pas dépasser 10 A en charge longue sans surveillance. Cette opération est réalisée en abaissant manuellement l'intensité depuis l'écran dédié dans la voiture. On charge alors à 2,3 kW, soit 10 km/h.
- ↑ 9,0, 9,1 et 9,2 Une recharge à 13 km/h signifie que l'autonomie récupérée est de 13 km par heure de charge.
- ↑ 10,0 et 10,1 Remarque : À compter de mai 2015, toutes les Model S sont équipées de double chargeurs.
- ↑ Sur les bornes DBT / NISSAN QC (modèles répandus en France), la recharge est limitée à 107A maximum durant les 20 premières minutes, puis passe à 75A ensuite.
- ↑ Sur les bornes DBT / NISSAN QC (modèles répandus en France), la recharge est limitée à 43 kW durant les 20 premières minutes, puis passe à 25 kW ensuite.
