Recharge de voiture de fonction électrique à domicile : technologie, facturation et tendances

De quoi ai-je besoin pour charger ma voiture de fonction électrique à domicile et être remboursé par mon employeur ?

Le plus important, c’est d’avoir une station de charge compatible MID. MID signifie « Measuring Instruments Directive », c’est-à-dire la directive européenne relative aux instruments de mesure. Dès lors que l’on souhaite refacturer l’électricité, par exemple aux locataires ou à l’employeur, le comptage doit être conforme à la directive MID, comme pour un compteur de chaleur ou un compteur d’eau. En Allemagne, la législation sur les mesures et l’étalonnage s’applique, et cela sera bientôt le cas aussi en Autriche. Une mesure MID suffit si seule la voiture de fonction est rechargée. Mais si je charge également un véhicule privé et donc plusieurs véhicules électriques sur la même station de charge, celle-ci doit être conforme à la législation en matière de mesure et d’étalonnage.

Pour charger un véhicule de fonction électrique à domicile, une station de charge conforme à la norme MID est nécessaire.

Comment transférer les données de recharge vers le système de facturation ?

Il existe en principe deux possibilités. La plus simple : depuis une application – chez Fronius, il s’agit par exemple de l’application Solar.wattpilot – les données de charge peuvent être téléchargées sous forme de fichier CSV. Une fois filtrées par période ou par véhicule, les données peuvent alors être directement utilisées pour la facturation. C’est une solution pragmatique, en particulier pour les petites entreprises comptant peu d’employés ou dont la flotte est encore en cours de constitution.

La deuxième option consiste à faire appel à un opérateur de mobilité (« Mobility Service Provider ») qui communique avec la station de charge via l’interface OCPP 1.6. (Note de la rédaction : le protocole OCPP (Open Charge Point Protocol) est une norme de communication ouverte entre la station de charge et le système de facturation, qui permet d’authentifier, de lancer, de contrôler et d’arrêter les processus de charge.)

Le fournisseur s’authentifie à l’aide de jetons RFID ; l’autorisation est délivrée par l’opérateur de mobilité, et les données y sont stockées de manière centralisée. La transmission des données à l’employeur varie selon le prestataire. Cela peut avoir lieu sous forme de fichier PDF ou Excel. Certains systèmes sont également directement intégrés au système de paie, comme notre solution logicielle Fronius EMIL. C’est généralement l’employeur qui décide du système utilisé pour la flotte de l’entreprise.

Puis-je utiliser la même station pour ma voiture personnelle et la voiture de fonction ?

Je peux bien sûr charger les deux véhicules avec une station de charge ; grâce aux différentes puces d’identification, cela ne pose aucun problème. Une solution simple consiste à laisser la station de charge à domicile du véhicule privé généralement déverrouillée (ce qui est généralement le cas pour les stations destinées à un usage strictement privé) et à n’exiger une puce d’identification que lorsque la voiture de fonction est chargée et que les frais doivent être refacturés.

Comment gérer la recharge simultanée de plusieurs véhicules à domicile ?

D’une manière générale, il faut surveiller la charge totale du domicile, mais surtout lorsqu’il est nécessaire de charger deux véhicules en même temps : un véhicule électrique a généralement besoin de 16 ampères pour la charge. Lorsque deux stations de charge sont utilisées en parallèle, cela représente au total 32 ampères qui doivent être fournis, ce qui peut entraîner une surcharge du disjoncteur de protection du compteur, c’est-à-dire le disjoncteur principal situé en aval du compteur électrique. Sous nos latitudes, celui-ci est calibré pour environ 45 à 60 ampères, contre environ 63 ampères en Allemagne ou seulement 16 en Finlande. Il s’éteint automatiquement dès que la valeur maximale définie est dépassée.

Pour éviter une coupure de courant dans le domicile, il est donc indispensable de disposer d’un système fiable de gestion de la charge. La station de charge peut ainsi surveiller la consommation électrique et réduire automatiquement la puissance de charge dès que la charge totale devient trop élevée, ce qui permet de toujours rester en dessous de la limite autorisée.

Les stations de charge modernes telles que le Fronius Wattpilot sont équipées d’un Dynamic Load Balancing intégré : certaines phases sont surveillées par un Smart Meter. Dès qu’une phase consomme trop de courant, le système procède à une régulation dynamique afin que le fusible ne se déclenche pas, tout en exploitant la puissance de charge maximale possible. Avec le Wattpilot, il est facile de régler le courant maximal autorisé via l’application Solar.Wattpilot. La gestion s’effectue via un serveur, ce qui permet d’avoir un nombre illimité de Wattpilots.

Pour les flottes de véhicules électriques de grande taille, il est également possible de mettre en place une hiérarchisation en fonction des utilisateurs grâce à Fronius EMIL. En effet, tous les véhicules ne sont pas toujours garés au même emplacement dans l’entreprise. De plus, une puissance de charge plus élevée peut être attribuée à certains collaborateurs s’ils doivent retourner rapidement sur le terrain. EMIL offre de nombreuses autres fonctionnalités, spécialement conçues pour les solutions d’entreprise.

Quelles sont les tendances à venir dans la recharge électrique ?

Pour de nombreuses familles, les voitures électriques constituent déjà une alternative plus économique aux véhicules à moteur thermique.

Les anciens détracteurs se laissent peu à peu convaincre par l’augmentation de l’autonomie, l’amélioration des infrastructures de recharge, les expériences en matière de durée de vie des batteries ou encore par des proches qui ont déjà adopté la voiture électrique. Le scepticisme initial fait place à une nouvelle maturité acquise par l’expérience.

La technologie 800 volts, jusqu’ici réservée au segment du luxe, fait progressivement son entrée dans le segment grand public, avec des puissances de charge réalistes à partir de 200 kW. Parcourir 100 km en moins de 5 minutes est donc déjà monnaie courante. Pour les batteries de voiture, des recherches sur une nouvelle chimie de cellules destinée à la prochaine génération de batteries sont en cours afin de réduire les temps de charge, qui sont actuellement d’environ 30 minutes, à une dizaine de minutes.

La charge sans fil est également un sujet qui revient régulièrement : cela serait certes très pratique, mais en raison d’une efficacité moindre, des coûts d’acquisition, de la standardisation et du positionnement vis-à-vis des véhicules – à mon avis – cela ne jouera toutefois pas encore un rôle significatif à moyen terme dans la mobilité électrique. Il va sans dire que la situation pourrait encore considérablement évoluer au cours des cinq à dix prochaines années.

Quel rôle l’IA jouera-t-elle dans le processus de charge ?

Pour moi, la charge fait partie d’un système de gestion de l’énergie et s’inscrit donc dans le cadre de la production photovoltaïque, du stockage, de la consommation domestique et d’autres appareils connectés. Plus il y a de paramètres à prendre en compte et plus les conditions-cadres, telles que les limites maximales d’injection ou les tarifs flexibles d’injection et de consommation, doivent être intégrées dans l’optimisation, plus l’IA s’avère utile. Le défi réside ici dans la transparence de ces optimisations : Les fonctionnalités du Wattpilot, telles que le « Mode Next Trip », qui exploite la plage de charge la plus avantageuse parmi les tarifs flexibles et l’électricité photovoltaïque gratuite jusqu’au prochain trajet, ou l’Eco Mode, qui utilise uniquement l’excédent photovoltaïque ou uniquement l’électricité bon marché provenant du réseau, sont mises en œuvre de manière conventionnelle. Quant à l’ECA (note de la rédaction ECA = assistant de coûts énergétiques de Fronius), qui optimise la stratégie de stockage du système de stockage d’énergie à domicile sur la base des prévisions météorologiques, de rendement et de consommation, il se base déjà sur l’IA. Et il existe encore de nombreuses idées et possibilités pour l’ECA.

Comment fonctionne la charge bidirectionnelle et quels avantages offre-t-elle ?

La charge bidirectionnelle est un sujet particulièrement passionnant. Cela signifie que la batterie de la voiture électrique peut à la fois stocker et fournir de l’électricité – au foyer, au réseau ou à d’autres appareils. Les cas d’application sont donc tout aussi variés. Un exemple simple : une prise électrique dans la voiture permet également de charger des outils électriques pendant les déplacements. Un artisan peut ainsi charger ses outils sans fil directement sur le chantier. En principe, il ne s’agit pas d’une nouveauté, et le « Vehicle-to-Load », c’est-à-dire le transfert d’électricité directement de la voiture vers des appareils externes, est possible depuis longtemps déjà.

La charge bidirectionnelle devient toutefois plus complexe lorsqu’elle est raccordée au réseau, c’est-à-dire lorsque la voiture électrique est reliée au réseau électrique. Le véhicule peut ainsi servir de réservoir d’énergie pour le foyer, remplaçant au moins en partie la batterie fixe ou permettant de réduire la taille du système de stockage domestique.

Cela signifie-t-il que je dispose d’un stockage d’énergie plus important en cas de coupure de courant ?

C’est vrai, le fonctionnement en mode d’alimentation en courant de secours est un excellent exemple d’utilisation, car une batterie de véhicule pleine offre, en guise de secours, pas moins de 50 à 70 kilowattheures, contre les 10 ou 20 kilowattheures habituels d’une batterie fixe. Cela permet d’assurer l’alimentation électrique d’un foyer pendant un certain temps en cas de coupure de courant.

Un autre cas d’application est celui du « Vehicle-to-Grid », c’est-à-dire que la voiture sert le réseau et l’alimente en courant. Pour cela, des mesures incitatives adaptées sont nécessaires : les variations des coûts de la consommation électrique permettent de charger son véhicule électrique à moindre coût avec de l’électricité photovoltaïque et de revendre de l’électricité lorsque les prix sont élevés.

Pourquoi la charge bidirectionnelle n’est-elle pas plus répandue ?

Il existe déjà sur le marché certaines solutions propriétaires, c’est-à-dire des solutions techniques proposées par un fabricant qui ne sont ni librement accessibles ni normalisées. Il existe par exemple des constructeurs automobiles qui proposent déjà des bornes de charge bidirectionnelles compatibles avec certains modèles de voitures. Celles-ci ne fonctionnent toutefois qu’avec le modèle de voiture correspondant. Si l’on décide de changer de voiture, cette solution ne fonctionnera plus.

De quoi cela dépend-il exactement ?

En fait, la norme 15118 constitue la base technique de la charge bidirectionnelle. Cela définit l’interface de communication entre le véhicule électrique et la borne de recharge — en quelque sorte leur langage commun, que les deux parties doivent être en mesure de parler. Alors que la norme ISO 15118-2 a jeté les bases de la charge intelligente en courant alternatif et continu, la norme ISO 15118-20 apporte des améliorations décisives, notamment des fonctions de charge bidirectionnelle (V2X) ainsi que des mécanismes de sécurité et d’authentification améliorés. C’est précisément ce qui est essentiel pour la charge bidirectionnelle, car sans protocole de communication commun et normalisé, le véhicule et la station de charge ne peuvent pas échanger de l’énergie de manière coordonnée. Les solutions V2G interopérables, c’est-à-dire indépendantes des fabricants, restent utopiques.

Quelles sont les conditions nécessaires pour y parvenir ?

Il en existe plusieurs. Dans tous les cas, il faut être équipé d’un chargeur capable non seulement de charger, mais aussi de décharger. Sur les stations de charge AC couramment utilisées, telles que la Fronius Wattpilot Flex, le système électronique de charge, appelé « chargeur embarqué » (OBC), est intégré au véhicule, ce qui signifie que le véhicule doit lui aussi prendre en charge la bidirectionnalité au niveau matériel. Cela rend la situation très complexe.

En revanche, dans le cas des stations de charge DC, l’électronique de puissance se trouve à l’extérieur du véhicule et la connexion s’établit pour ainsi dire directement avec la batterie du véhicule. Toutes les fonctions liées au réseau ne sont pas assurées par la voiture, mais par la station de charge. Cela facilite certes la mise en œuvre de la bidirectionnalité, mais l’appareil est aussi plus volumineux en conséquence. Le véhicule et la borne de charge bidirectionnelle doivent tous deux être compatibles avec la norme ISO 15118-20. Le règlement sur les infrastructures pour les carburants alternatifs (AFIR) (ou « Alternative Fuels Infrastructure Regulation ») impose cette exigence en Europe à compter du 1er janvier 2027 pour les stations de charge. Cependant, rares sont les véhicules électriques qui sont déjà compatibles avec la norme ISO 15118-20. La Wattpilot Flex est déjà équipée du matériel nécessaire et proposera le logiciel sous forme de mise à jour en temps voulu.

De plus, certains constructeurs automobiles imposent des restrictions en matière de décharge. Les garanties et les responsabilités peuvent être modifiées, ou bien la capacité de décharge maximale est limitée, de sorte que les applications ne peuvent être utilisées que pendant environ deux ans, après quoi la décharge est automatiquement bloquée.

Avec le règlement européen RfG 2.0 (« Requirements for Generators »), la détection des îlots devient obligatoire. Le dispositif surveille le réseau et, en cas de panne de courant, interrompt l’alimentation pour des raisons de sécurité. En Allemagne, conformément à la norme VDE-AR-N 4105, le dispositif de détection d’île doit être intégré à la station de charge et ne doit donc pas se trouver dans le véhicule. Pour les stations de charge AC, la mise en œuvre est complexe en termes de technique.

À l’heure actuelle, toutes les normes et standards ne sont pas encore entièrement définis. De plus, certains pays peuvent imposer des restrictions supplémentaires. Une fois ces conditions réunies, il reste à relever le défi de tester différents véhicules avec différentes stations de charge. En effet, dans la pratique, il existe toujours une marge d’interprétation dans une communication prétendument standardisée. J’aime bien comparer cela à différents dialectes qui, bien qu’appartenant à la même langue, peuvent être source de malentendus dans la communication.

Quel type de station de charge s’imposera pour la charge bidirectionnelle ?

En réalité, cette question fait l’objet d’une controverse depuis des années et, pour être honnête, on ne sait toujours pas aujourd’hui si c’est la charge AC ou DC qui s’imposera. Mais une chose est sûre : les deux solutions font l’objet d’un travail intensif, y compris chez Fronius.

Conclusion

La charge des voitures de fonction électriques à domicile ne pose plus aujourd’hui de problème technique, à condition de tenir compte des facteurs nécessaires : des stations de charge conformes à la législation, des profils d’utilisateurs clairement identifiables et des options de facturation numérique garantissent la transparence pour les employés et les entreprises. Grâce aux systèmes de gestion de l’énergie basés sur l’IA, qui prennent notamment en compte les rendements photovoltaïques prévus et les coûts de la consommation électrique, le processus de charge d’un véhicule de fonction électrique devient de plus en plus rentable.

Grâce à la charge bidirectionnelle, la voiture électrique passe du statut de simple consommateur d’électricité à celui de système de stockage d’énergie flexible pour le foyer, de source d’alimentation en courant de secours ou encore de moyen d’injecter de l’électricité dans le réseau électrique. Pour exploiter pleinement ce potentiel à grande échelle, il faut non seulement des normes techniques, mais aussi des conditions-cadres réglementaires contraignantes, auquel l’Europe travaille actuellement.