Borne de recharge courant continu, combo ccs

Un nouveau standard concurrent de chademo a vu le jour sous l’impulsion de nos voisins Allemands: le combo ccs.

prisecombo

Physiquement l’idée a été d’utiliser le socle type 2 mono ou triphasé et de lui ajouter en-dessous deux gros plots pour la partie courant continu. C’est donc  à voir comme une extension du standard Type 2 courant alternatif (CA). Alors que chademo ne gère que le DC et a besoin de 7 contacts supplémentaires pour le dialogue borne/VE.

Le pilotage est basé sur celui d’une prise T2 CA auquel est ajouté une transmission bidirectionnelle d’informations du véhicule à la borne et au réseau. Les deux permettent le fonctionnement avec échange de puissance dans les deux sens (Charge du VE ou fourniture au réseau électrique). Il faut alors que la borne soit capable non seulement de convertir du CA en DC mais aussi le contraire. CCS permet d’échanger des infos avec un fournisseur d’énergie.

Donc lors du branchement ou retrouve les 2 plots proximité et contrôle avec un troisième fil commun, la terre. Proximité+terre est indispensable comme en CA et indique à la borne l’intensité maxi acceptée par le câble. Mais pour ce qui est du fil pilote+terre il sert à la fois pour le dialogue analogique initial connu en CA: la borne fournit un signal alternatif rectangulaire +-12v via une résistance de 1kohms, le VE réduit le +12v en +9v puis en +6v et ne modifie surtout pas le -12v. La borne fournit l’intensité maxi admise par ce rapport signal/silence de ce signal. Pour activer le protocole DC elle fournit un signal de seulement 5% ce qui doit faire 3A maxi, autrement dit un cas qui n’existe pas en CA. En général c’est 16A ou 32A et moins si le câble et/ou l’abonnement et/ou il y a partage entre 2 VE.

Ce 5% de ratio (3% à 7%) est activé quand le dialogue entre le VE et la borne a conclu à la possibilité de recharge en DC. Ce dialogue s’effectue par la même paire de fils, donc se superpose au signal « carré », entre fil pilote et terre, mais à une fréquence nettement plus élevée dans la gamme 2 à 30 Mhz (le signal « carré » c’est 1khz), par la technique dite du courant porteur. Pour cela il y a un mini-modem dans le VE et dans la borne qui utilisent un protocole IP V6 et échangent des paquets contenant des séquences de codes au format xml. Ce sont ces paquets qui permettent de définir entre autre l’intensité souhaitée par le VE. Mais cela peut aussi bien être des informations de paiement. Car la borne qui reçoit ces séquences au format ip v6 peut les expédier telles-quelles ou cryptées sur un réseau ouvert à l’inverse du mini-réseau constitué par le câble qui relie le VE et la borne. Paquets au format ip v6 alors que chademo utilise un bus can avec des paquets de très petite taille.

Pour en savoir plus utilisez les mots clé: iec 15118 ou iso 15118 ou SLAC. Pour le modem: home plug green phy.

Projets de bornes de recharge publiques en 2015

L’implantation des bornes s’accélère fortement. Elles vont être gérées par des syndicats départementaux électriques.  Sauf le 76 géré par la société Sodetrel. Dans le 76 il y a aussi l’exception de l’agglo de Rouen, badge Creavenir.

En général les 2 premières années la recharge est gratuite, pour cause d’aide financière de l’Ademe. Attention certains indiquent avoir commencé en 2013 donc finissent en 2015 alors qu’ils sont loin d’avoir tout équipé.

Chaque syndicat a son propre badge, mais certains (comme le 14) envisagent de permettre la recharge soit pas serveur vocal soit pas carte bancaire.

Voici les projets à l’ouest de la France. Certaines bornes sont déjà opérationnelles (départements 28,14 etc..) Sur cette carte sont inscrits les nombres de bornes prévues.

France_ouest_2015

En général les bornes sont équipées de socles domestiques (10-16A), de type 3 et pour certaines de type 2. L’inverse existe, le 49 ne met que des type 2, pas de type 3.

Certains départements vont avoir aussi des bornes rapides, comme par exemple le 56.

Pour suivre l’évolution de l’implémentation et connexion au réseau électrique il y a l’excellent site chargemap.com.

Vous pouvez aussi consulter les sites des syndicats électriques départementaux, ce qui permet en plus de demander leur badge rfid.

 

Je donne ci-dessous des tarifs pour des VE de passage, donc pas pour les abonnés qui payent la recharge moins chère mais avec un forfait annuel.

-Calvados (14) SDEC energie Recharge payante avec 3 tranches de puissance et par 1/4 d’heure. Exemple 1€ pour 1/4 d’heure si <15 kVA.

-Cher (18) SDE18 ECAR18 0,50€+2€ par heure charge accélérée

-Eure (27) SIEGE 2016 gratuit. 2017 ??

-Eure et Loir (28) SDE28 Recharge gratuite jusque fin juin 2017

-Finistère (29) SDEF 2016 gratuit. 2017 ??

-Ille et Vilaine (35) SDE35 Recharge gratuite jusque fin décembre 2017

-Indre et Loire (37) SIEIL VIRTAE 1,30 € par heure T2 maxi 18 kVA de 7h à 19h.

-Loire atlantique (44) SYDELA SYDEGO 3€ par heure.

-Maine et Loire (49) SIEML Recharge payante. Presque 6€ forfait avec durée illimitée.

-Manche (50) SDEM50 Recharge payante. 1€ 1/4 d’heure entre 10 et 22 kW.

-Mayenne (53) SDEGM  Réseau pas encore développé.

-Morbihan (56) Morbihan énergie recharge payante. Exemple 2,40€ pour 1h30

-Orne (61) SE61 Recharge gratuite jusque fin décembre 2017

-Seine maritime (76) SDE76 Il y a aussi l’agglo de Rouen avec son badge Creavenir.

-Vendée (85) SYDEV. recharge gratuite jusque fin juin 2017.

 

Recharge sur borne triphasée, type 3c

J’ai testé avec succès le câblage de 3 chargeurs elcon en triphasé en étoile reliés sur un seul pack d’accus. Chaque chargeur est relié entre le neutre et une phase donc reçoit 230v ca.

Dans mon test plus de 20A : 6,2+6,2+8 A. Sur la photo c’est le côté gauche, câble de couleur grise (sur l’autre il y a une zoe)

borne_3c

J’ai câblé une fiche de type 3c de marque Legrand réf LEG059090, coût 42,55€ plus un câble de 5 x 2,5mm² (prendre au moins 4m pour pouvoir se garer une place à côté). Dans la fiche il y a assez de place pour mettre les 3 résistances, la diode et un interrupteur pour démarrer la charge. Cette prise est limitée à 20A par phase. Attention les broches CP et PP sont de longueur différente. Il faut mettre une résistance de 680 ohms entre neutre et PP. Cela informe la borne que la fiche+câble est en 20A. Entre CP et neutre une diode qui n’est passante que si le + est sur le contact CP puis une résistance de 2,74 kohms. Cette résistance (que la résistance, pas la diode) recevra en parallèle une résistance de 1,3 kohms via un interrupteur. La tolérance sur ces résistances est de +-3%. Elles permettent d’obtenir 9v et 6v au lieu des 12v sans elles. On ferme cet interrupteur pour commencer la charge. Ceci actionne le contacteur dans la borne qui alimente les contacts des 3 phases et le neutre: L1,L2,L3 et N. Pour ma part, vue la fragilité de ma diode, j’ai placé ces composants sur un petit circuit imprimé à bandes et entouré d’une gaine thermo rétractable. Attention il a été signalé que sur certaines bornes le début de la charge bloque la porte. L’interrupteur pourrait alors être inaccessible ce qui empêcherait de retirer le câble.

j1772

Sur la borne en photo, il n’y a besoin d’aucune habilitation, c’est au conseil général de l’Orne, donc il y a des heures et des jours à respecter.

Pourquoi le type 3c ? C’est le plus répandu ici. Le type 2 utilise le même protocole de communication entre la prise et la borne, J1772, mais hélas est peu répandu ici. Il peut aussi être en triphasé. Attention certaines bornes sont câblées en monophasé sur la phase L1. Depuis j’ai aussi câblé un type 2 de façon à toujours pouvoir me brancher sur une borne s’il y a déjà un VE. Celui-ce ayant choisi le côté il ne reste en général qu’un seul type 2 ou 3 ce l’autre côté. Par forcément le T3 donc.

Le protocole CCS combo utilise les fils CP et terre pour en plus du pwm établir un dialogue bilatéral via des modems à des fréquences de quelques Mhz. L’échange se ferait en TCP/IP. La borne fournit alors un ratio de pwm de seulement 5% (Soit théoriquement moins de 6A en AC). On a donc une technique dite de courant porteur, sur des fils déjà en faible tension elle varie de 12 à 6V et avec un ratio pwm en 1khz dépendant du courant autorisé par la borne en AC.

La borne fournissant 12v via une résistance de 1 kohms ne peut donc pas fournir un courant de plus de 12mA sur le CP ce qui est sans danger pour nous.

Bornes de recharges.

Pour rouler en mode électrique (ev mode) il faut disposer à minima d’une prise dite domestique, 10/16A. Cette prise peut accepter jusqu’à 16A, même pendant plusieurs heures. Seules conditions les socles et prises doivent être de bonne qualité et pas oxydés, les câbles avoir au moins 2,5mm² (le câble « extrait » la chaleur qui est dans la prise et le socle). Je l’ai vérifié plusieurs fois. Attention dehors, le câble, s’il est de couleur foncée va chauffer au soleil, on aura donc moins de marge avant une fusion des isolants.

L’essentiel des recharges est effectué dans mon garage où j’ai plusieurs socles sur une ligne câblée en 2,5mm² reliée au compteur. Au début j’utilisais le chargeur elcon 2kW donc l’intensité était de 8A. J’avais eu un problème de surchauffe du socle, utilisant celui présent depuis plus de 20 ans bien oxydé. Heureusement j’étais intervenu à temps, ayant constaté une déformation du plastique anormale. Depuis que j’ai 3 chargeurs elcon je ne charge plus qu’avec un 1,5kW soit 6,2A. En cas de recharge la nuit on a largement le temps: au maxi j’ai 36Ah dans les accus A123 à recharger, soit moins de 6 heures. Les LG ne sont rechargés que quelques jours avant d’en avoir besoin et à faible puissance. En cas d’orage, vu le prix d’un chargeur, je débranche physiquement.

Donc majoritairement j’ai besoin de recharges lentes.

Plusieurs fois par mois je recharge au travail, je dispose d’environ 6h utiles l’hiver et largement au-delà de mes besoins l’été. Là aussi une recharge lente des A123 et une lente des LG suffit. Je recharge donc ces 2 groupes d’accus sur une prise domestique. Elle est située à l’intérieur d’un bâtiment et n’a jamais chauffé.

Dès que les trajets dépassent, disons 140km sur route, il est intéressant de recharger.

C’est alors effectué soit dans des hotels, soit sur des bornes qui sont en général situées dehors, parfois dans un sous-sol de parking donc à l’abri de la pluie et du soleil. En dépannage des prises situées sur les places de marché sont utilisables. Demander l’accord en mairie avant. Attention elles peuvent avoir des prises très oxydées. Il existe aussi des prises dans certains campings, bleues, dites P17 16A.

Au niveau des hotels il y a une absence quasi totale de prises accessibles depuis le parking. La très grande majorité des cas j’ai effectué la recharge en branchant ma grande rallonge de 40m sur une prise située dans la chambre. C’est pourquoi je demande alors une chambre côté parking. On ne dispose en général que de 10A. J’ai essayé une fois dans un hotel campanile 14A et le disjoncteur s’est ouvert. Avec 8A pas de soucis. L’inconvénient de cette formule est qu’il faut laisser parfois entrouverte la fenêtre (sauf campanile le câble passe sous la porte) ce qui peut être source de bruit la nuit. Ayant plusieurs chargeurs je peux adapter la puissance à chaque situation.

Au niveau des bornes il y a une grande diversité de cas. Il faut vérifier sur le site chargemap la situation géographique, les heures d’accessibilité, la nécessité d’un badge ou d’une clé et le type de prise et leur état en marche ou en panne.

J’ai rencontré différents cas:

-supermarché L…c équipés de bornes de couleur orange avec nécessité (mais pas toujours) d’être enregistré pour chaque magasin, ils savent lire la carte de fidélité venant d’un autre mais il n’y a pas d’échange d’habilitation entre chaque magasin. On dispose en général de prises domestiques et de type 3 triphasée. Certains peuvent être accessibles 24h/24h d’autres qu’aux heures d’ouverture du magasin. La recharge est gratuite. Attention on peut perdre beaucoup de temps à l’accueil pour se faire enregistrer. Certaines ont deux côtés pour charger deux véhicules en même temps, un côté n’ayant qu’une prise domestique. Quand on est seul on peut utiliser deux prises domestiques en même temps avec le même badge.

A l’inverse sur certaines bornes il est possible de charger deux VE en même temps et la borne peut partager la puissance sur chacun. On peut donc se retrouver à avoir commencé la charge à pleine puissance et devoir la réduire. Il faudrait alors écouter le signal carré fourni par la borne qui indique l’intensité autorisée.

Borne_dammarie

Parkings publics. j’ai eu le cas de parkings libres d’accès équipés de prises domestiques:

Borne_parkalfa

Dans cet exemple il y a deux prises domestiques libres d’accès, et beaucoup d’autres bornes accessibles 7j/7. Pendant la recharge, comme il n’y a pas d’indications bien nettes sur le sol, des voitures thermiques sont venues se garer (et aucune électrique). L’une d’elle (un vieux gros diesel de marque bavaroise allemande très connue) est venu, a laissé tourner son moulin tout en discutant à l’intérieur. Un qui a tout compris.

Borne_ormes

Dans ce cas, malgré la présence de 4 prises domestiques et de 2 disjoncteurs 16A pour les prises, il était impossible de tirer plus de 16A. Heureusement le disjoncteur est accessible, le coffret n’est pas fermé à clé.

Borne_dreux

Là c’est un parking public (gratuit pendant 2 heures). Il y a juste 2 places et deux prises domestiques.

SEMC 3MP DSC

Là c’est sur une place de marché, après avoir demandé l’accord à la mairie située juste au fond de la photo.

Prises domestiques, pas de verrouillage.

SEMC 3MP DSC

Borne située sur le parking du conseil général, pas de badge mais parking ouvert à certaines heures et certains jours.

Il y a donc une très grande diversité de situations. Certaines bornes peuvent être en panne ou occupées par d’autres véhicules, électriques ou thermiques. Dans ce dernier cas une bonne rallonge est fort utile. Certains se garent sur les places de ve (véhicules électriques ou hybrides rechargeables) ne sachant pas qu’elles sont réservées, n’ayant pas de marquage au sol bien visible. Cela peut être accentué par le fait que ne voulant pas câbler de grandes longueurs, les bornes ne sont pas loin des tableaux électriques actuels donc près des magasins ce qui évite de marcher…