Cet article a été rédigé à la suite d’une question posée sous la rubrique « Vos Souhaits », justement destinée à suggérer des sujets pour le Blog. Il résume les options de charge dans l’utilisation quotidienne de la 225xe.

Besoins

La 225xe est équipée d’une batterie haute tension (tension nominale de 293 V) Lithium-ion qui sert d’accumulateur d’énergie électrique. Cette batterie conçue et fabriquée par BMW pèse 90 kg pour un volume de 155 L; elle est logée sous la banquette arrière, à gauche plus précisément, le côté droit hébergeant le réservoir d’essence. Sa capacité de stockage totale est de 7.7 kWh, dont seuls 5.7 kWh sont utilisables pour animer le moteur électrique de 65 kW qui entraine les roues arrières. Cette capacité permet en pratique de parcourir environ 30 à 35 km en électrique pur (environ 16 kWh/100 km), c’est à dire sans recourir au moteur thermique. Suivant votre style de conduite, vous pourrez parcourir quelques kilomètres de plus (difficile) ou moins (facile). Mais le paramètre qui agit principalement sur l’autonomie, c’est le dénivelé. C’est vrai pour n’importe quel véhicule, mais ça se remarque très vite si votre « réservoir » ne permet de faire que quelques dizaines de kilomètres sur un parcours quasi-horizontal: vous serez limités à 20, ou même 15 km en montée (et on doit pouvoir faire encore moins en s’attaquant à un col!), et vous dépasserez les 41 km de référence annoncés par le constructeur (cycle NEDC) en descente.

La conséquence de cette autonomie électrique réduite, c’est qu’il faut recharger la batterie fréquemment si on veut en profiter pleinement. Et bien entendu, on voudra aussi recharger rapidement autant que possible. Certains trajets me permettent de revenir au point de départ sans utiliser le moteur thermique et sans recharger: ce sont des boucles de moins de 35 km. Dans d’autres cas, je fais des boucles allant jusqu’à 55 ou 60 km en électrique pur, mais en rechargeant après le trajet aller. Notez que le constructeur recommande de « recharger le véhicule régulièrement et pleinement sur un dispositif de recharge adapté« . Voyons les possibilités.

Deux modes de charge

Types et Modes

La 225xe accepte la charge au moyen d’un  câble terminé par une prise de Type 2 (T2) que l’on connecte au véhicule sur le côté avant gauche. Cette prise standard dans l’industrie est conçue pour: a/ accepter du courant alternatif qui peut être monophasé ou triphasé; b/ garantir la mise à la terre du véhicule; c/ communiquer avec l’infrastructure qui fournit le courant de charge. Le véhicule est équipé de son propre chargeur embarqué, qui assure la conversion du courant alternatif en courant continu afin de charger la batterie.

Les protocoles de charge des véhicules électriques sont classés en trois modes selon le type de communication entre le véhicule et l’infrastructure de charge fournissant du courant alternatif: du Mode 1 (aucune communication) au Mode 3 (intègre des fonctions de contrôle de charge et communique avec l’infrastructure). Si le Mode 1 permet l’utilisation de n’importe quelle prise domestique, il n’offre par contre aucun dispositif de contrôle ou de sécurité: c’est juste un câble électrique. C’est un mode de charge qui reste limité à quelques véhicules. Le Mode 3 par contre offre ce qui se fait de mieux en matière de communication, de contrôle et de sécurité, mais il exige une borne dédiée qui gère toutes ces fonctions. Le Mode 2 est un mode de charge intermédiaire qui offre quelques fonctions de contrôle et de sécurité, et qui présente l’avantage d’être utilisable sur les prises domestiques. Notons l’existence du Mode 4, qui concerne exclusivement la charge en courant continu. La 225xe ne dispose pas d’une entrée à cet effet. Si vous voulez en savoir un peu plus sur les prises et les modes de charge, je vous recommande cet article sur le site Automobile Propre .

Seuls les modes 2 et 3 concernent donc la 225xe, qui est toujours alimentée en courant alternatif monophasé, dont la tension peut varier de 100 V à 240 V. La conversion en courant continu pour la charge de la batterie se fait à bord grâce à un « chargeur » monté dans le véhicule. Ceci signifie que la 225xe ne profitera pas d’alimentations triphasées (une seule phase est active dans la prise T2 du véhicule), ni des chargeurs ultra rapides en courant continu. C’est en réalité plus limité encore, puisque le véhicule n’accepte qu’une puissance maximale de 3.7 kW, c’est à dire la puissance maximale que peut délivrer une prise domestique « normale » monophasée de 16 A: 230 V x 16 A = 3680 W. Ceci est cohérent avec la capacité de la batterie: des charges à puissances plus élevées pourraient réduire la durée de vie de la batterie ou même l’endommager plus sérieusement.

Charge en Mode 2

En France, la 225xe est livrée avec un câble dit « standard » permettant la charge en Mode 2: il s’agit d’un câble avec une prise T2 à une extrémité, et une prise mâle de type E à l’autre. Entre les deux, un petit boitier de contrôle assure les fonctions minimales de sécurité; la régulation de la charge est pilotée par le véhicule. La prise de type E correspond à ce que vous trouvez habituellement sur tous les équipements électriques domestiques un peu puissants (plusieurs centaines de watts et davantage) avec une prise de terre: deux broches de 4.8 mm de diamètre, pour la phase et le neutre, et l’équivalent femelle pour la terre. C’est donc une solution très pratique, puisque ces prises se trouvent partout: à la maison, bien entendu, mais aussi sur la plupart des emplacements réservés aux véhicules électriques, en ville, dans les parkings privés. C’est une prise qui doit obligatoirement se trouver sur les bornes de charge à usage public (Livre Vert sur le sujet). En visite chez des amis, vous pouvez facilement recharger votre batterie sur une prise extérieure ou dans un garage.

Le Livre Vert suggère que les câbles de Mode 2 devraient limiter l’intensité de charge à 8 A. C’est une mesure de sécurité qui vise à limiter la puissance utilisée pendant plusieurs heures sur des prises dont l’intégrité n’est pas forcément garantie. C’est sans doute aussi une mesure de précaution pour réduire les appels de puissance qui à terme pourraient être décalés sur les périodes de pics carbonés de la production électrique nationale; c’est un risque qui deviendra significatif avec la croissance de la flotte des véhicules rechargeables. En effet, les dispositifs de Mode 2 ne parlent pas au réseau, si bien qu’il n’est pas possible de moduler leur puissance en fonction de la capacité instantanée de l’infrastructure de distribution électrique.

BMW livre sur la marché français des câbles standards capable d’opérer à un maximum de 10 A, c’est à dire 2.3 kW. Assurez-vous cependant de l’intégrité de votre alimentation, notamment: prise en bon état, protection par un interrupteur dédié au tableau électrique, disjoncteur différentiel, bonne intégrité mécanique du câble, section des conducteurs adaptée à la longueur. Si vous avez des doutes, réduisez la puissance à partir du véhicule en allant dans le menu « Réglages », puis « Charge », et enfin « Intensité courant du câble« . Vous pouvez choisir 75% du courant maximum (courant réduit, 7.5 A) ou 50% (courant faible); mais comme la norme exige un minimum de 6 A, c’est cette dernière qui est retenue et non 5 A. Attention, le réglage d’usine est sur « Faible »; pensez à le modifier si vous êtes sûr de votre installation électrique, sans quoi il faudra dans les six heures pour recharger votre batterie. Toutes les notices demandent de ne pas utiliser de rallonge, toujours pour des raisons de sécurité.

En réglant la voiture au courant maximum (10 A), la charge complète de la batterie demande environ 3h30. Ceci inclut des périodes de charge à plus faible puissance, pilotées par le véhicule, et qui sont programmées pour assurer la charge complète de la batterie tout en préservant sa durée de vie. C’est notamment le cas pour les 20 derniers pour-cents de charge, qui s’opère à puissance réduite de façon à permettre l’équilibrage des cellules qui composent les éléments de la batterie. Ainsi, chaque tranche de 10% de charge entre 0 et 80% dure à peine moins de 20 minutes; ensuite, il faut compter environ une heure pour les 20 derniers pour-cents.

Je termine cette section en rappelant que BMW conseille de ne pas utiliser ce câble régulièrement. En anglais, il est appelé « OUC » pour Occasional Use Cable. C’est tout dire. En clair, ils recommandent la charge en Mode 3. Les arguments mis en avant concernent la gestion de l’énergie et la sécurité; je suspecte que la batterie profite aussi de la gestion améliorée, mais je n’ai pas d’information concrète sur ce point.

Charge en Mode 3

Pour profiter des 3.7 kW et réduire la durée de charge, il faut se connecter à une borne de recharge. Ces bornes communiquent avec le véhicule et intègrent des dispositifs de sécurité plus ou moins avancés selon les modèles. Elles contrôlent en particulier la mise à la terre du véhicule. Elles peuvent aussi communiquer avec le réseau et adapter la puissance de charge à la puissance disponible. Dès lors que la borne est capable de fournir au moins 3.7 kW, la 225xe va les lui demander.

La connexion à ce type de borne se fait au moyen d’un câble dit « câble d’alimentation de charge rapide » ou CA. Il est équipé côté voiture d’une prise T2, et de l’autre de la prise appropriée suivant ce que propose la borne: généralement T2 ou T3, parfois connecté en interne. Parce que ces câbles peuvent accepter des puissances plus importantes, ils sont plus gros, plus rigides, plus lourds. Suivant les constructeurs, ils peuvent être proposés pour différents niveaux de puissance: 7.4 (32 A sous 230 V), 11 (trois fois 16 A) ou 22 kW (trois fois 32 A) notamment. Au delà de 7.4 kW, ils seront impérativement triphasés. Ce câble n’est pas fourni avec la 225xe; BMW vend des câbles de 11 et 22 kW de 5 m avec deux prises T2. La 225xe n’a pas besoin du câble de 22 kW, que vous pouvez toutefois acheter pour un petit différentiel de prix: il vous sera utile si vous optez pour des véhicules acceptant 22 kW, surtout si vous installez une borne capable de fournir cette puissance.

Il est possible que la borne que vous allez utiliser dispose d’un câble de recharge muni d’une prise T2; dans ce cas, rien de particulier: utilisez-le! Mais s’il n’a pas son propre câble (souvent le cas dans les parkings) et qu’il présente une prise T2, sortez votre câble du coffre et profitez du gain de puissance.

A 300 € environ et l’encombrement dans le coffre, l’achat d’un tel câble n’est justifié à mon sens que si vous en faites une utilisation régulière: il faut donc que vous ayez accès à des bornes, qu’elles soient équipées des bonnes prises, et que vous ayez intérêt à charger un peu plus vite. Si vous laisser votre voiture charger sur votre lieu de travail, il ne sera probablement pas important de charger plus rapidement. Avant d’acheter un câble, faites le tour des installations que vous prévoyez d’utiliser fréquemment et renseignez-vous sur les possibilités. Il y a un cas pour lequel l’achat du câble est justifié: si vous prévoyez d’installer votre propre borne de charge. Dans ce cas, la règlementation française vous demande d’utiliser un câble séparé (ce n’est pas ce que dit la règlementation, mais ça revient à ça). Si la borne n’est pas utilisée en votre absence, prenez le câble avec vous et utilisez-le pour vous connecter en chemin.

Conclusion

Le constructeur recommande l’utilisation d’une borne de recharge pour une utilisation régulière en Mode 3, mais je pense que la plupart des utilisateurs utilisent le câble Mode 2 fourni avec le véhicule, chez eux et en déplacement. Si vous en avez la possibilité, profitez des bornes qui vous permettent de charger plus rapidement et en Mode 3. Suivant les bornes auxquelles vous aurez accès, il se peut que vous deviez alors investir dans un câble de charge rapide.