Tout semble si simple. Il suffit de se garer, de brancher la prise, de passer son application ou sa carte de crédit/clé RFID, et hop, votre véhicule électrique est en charge. Mais ce n'est pas aussi simple que cela, n'est-ce pas ? En réalité, jusqu'à 20 % des sessions de recharge échouent. Le rapport annuel 2024 de ChargerHelp sur la fiabilité cite plusieurs raisons, allant des problèmes de câbles et de connecteurs aux défaillances des composants internes, en passant par les pannes de communication ou de logiciel. Mais pour ceux d'entre vous qui lèvent les yeux au ciel en repensant à leur dernière expérience de recharge infructueuse, rappelons-nous que la grande majorité des tentatives de recharge de véhicules électriques sont couronnées de succès. Oui, nous désapprouvons les taux de réussite de 80 % et nous voulons tous que cela s'améliore, mais si vous avez déjà réfléchi à tout ce qui se passe en coulisses lors d'une session de recharge de VE, vous serez peut-être un peu plus indulgent. C'est exactement le sujet de cet article. Entrons dans les détails.
Flux de recharge des véhicules électriques
Bien qu'il existe des variations dans la manière dont une session de recharge d'un véhicule électrique est effectuée (par exemple, la manière dont la session de recharge est lancée : en tapant une carte de crédit sur un terminal de paiement ou en appuyant sur un bouton dans une application), la séquence suivante résume les principales étapes. Nous prendrons pour exemple une session de recharge CA via une connexion CCS. Chacune de ces étapes est régie par des normes industrielles sans lesquelles chaque véhicule électrique serait limité à une poignée de chargeurs compatibles, ce qui ne serait pas viable sur le plan commercial.
Une séquence typique de recharge d'un véhicule électrique
Pour qu'une séquence de recharge se déroule conformément à un protocole défini, l'EVSE (équipement d'alimentation des véhicules électriques, c'est-à-dire la station de recharge) doit être capable de communiquer avec le véhicule une fois qu'il est connecté. Le CCS étant une extension des types 1/2, la communication de base s'effectue à l'aide d'une modulation de largeur d'impulsion (PWM) via la broche de contrôle pilote (CP) du connecteur, comme spécifié dans la norme CEI 61851-1.
1. Connecter le véhicule
La session démarre lorsque le conducteur le câble dans le véhicule. La norme CEI 61851-1 décrit six états dans lesquels un véhicule électrique peut se trouver pendant un cycle de recharge.
| État | État de charge |
| A | Veille |
| B | Véhicule détecté |
| C | Prêt pour la charge (ventilation non requise) * |
| D | Prêt pour la charge (ventilation requise) |
| E | EVSE désactivé |
| F | Erreur |
*Si une ventilation est nécessaire, le EVSE ne fournira de l'énergie de recharge que si la zone est ventilée (c'est-à-dire à l'extérieur).
Au départ, le véhicule n'est pas connecté, il est en état A – Veille. La tension détectée au niveau du CP est un signal stable de 12 V. Lorsque le conducteur le câble, l'EVSE fait baisser la tension au niveau du CP à 9 V pour indiquer une bonne connexion et nous passons à l'état B. L'EVSE transforme le signal au niveau du CP en un signal PWM alternant entre -12 V et +12 V. Le cycle de service de l'impulsion indique au véhicule le courant maximal disponible pour la recharge. Par exemple, un cycle de service de 10 % indique que 6 A sont disponibles, tandis qu'un cycle de service de 96 % indique que 65 A sont disponibles. Dans certains véhicules, différents composants communiquent entre eux via un réseau Internet local (LIN), et l'EVSE communique avec le véhicule via un réseau de contrôleurs à fil unique (SWCAN). Dans ces cas, le cycle de service sur le CP est compris entre 3 et 7 %, et les capacités de communication supplémentaires permettent au véhicule de fournir au véhicule électrique des informations telles que l'état de charge (SOC) et l'état de santé (SOH). Une session de recharge en courant continu offre encore plus d'options, car la connexion se fait directement au bus du véhicule.
La grande majorité des échecs de recharge des véhicules électriques sont aujourd'hui dus à un problème survenant à cette étape, qui entraîne le rejet de la recharge par le chargeur ou le véhicule. Par exemple, un véhicule peut rejeter un chargeur en raison d'une mauvaise connexion causée par un problème de mise à la terre du câble. À l'inverse, un problème de micrologiciel peut amener un chargeur à refuser une connexion. La connexion et la reconnexion du véhicule permettent souvent de résoudre le problème. Bon nombre de ces problèmes génèrent des codes d'erreur que le CPMS qui gère les chargeurs peut capturer. Sur la base de ces codes d'erreur, les CPMS avancés peuvent exécuter des algorithmes d'auto-réparation qui résolvent différents problèmes à distance et automatiquement, souvent sans nécessiter de temps d'arrêt du chargeur, évitant ainsi les échecs de recharge à l'avenir. Il peut également y avoir des problèmes, en particulier dans les scénarios d'itinérance ou dans les zones où la couverture cellulaire est mauvaise, qui entraînent un retard pouvant atteindre 2 minutes dans les protocoles de communication, provoquant l'expiration d'une session.
2. Démarrage à distance
Une fois le câble conducteur , le conducteur fait glisser la flèche sur l'application pour lancer la recharge. Notez que le conducteur connecté à l'application à l'aide d'un nom d'utilisateur et d'un mot de passe et qu'il est donc considéré comme authentifié.
L'application envoie une demande de démarrage à distance au CPMS associé en fournissant des paramètres tels que l'identifiant du chargeur, l'identifiant du connecteur et l'identifiant de l'utilisateur.
3. Autoriser l'utilisateur
Lorsque l'utilisateur s'est inscrit au service de recharge de véhicules électriques, il a fourni des informations de paiement que le CPMS a approuvées avec la passerelle de paiement correspondante. Bien que le CPMS ne stocke pas les données de carte de crédit de l'utilisateur, il stocke un jeton d'identification fourni par la passerelle de paiement dans le compte conducteur. Lorsque l'application envoie la demande de démarrage à distance avec l'identifiant conducteur, le CPMS extrait le jeton de paiement correspondant et envoie une demande d'autorisation à la passerelle de paiement. Si l'utilisateur dispose du crédit minimum requis défini par le CPMS, la passerelle de paiement autorise l'utilisateur.
4. Charge de démarrage
C'est là qu'intervient l'OCPP. Une fois l'utilisateur autorisé, le CPMS envoie une requête OCPP StartTransaction au chargeur correspondant, qui répond au CPMS par une confirmation. Le chargeur fait alors baisser la tension CP à 6 V pour indiquer au véhicule qu'il est prêt à être rechargé (état C ou D selon que le véhicule a indiqué ou non qu'il nécessite une recharge ventilée).
5. Recharge
Une fois que le chargeur a indiqué au véhicule électrique qu'il est prêt à être rechargé et qu'il a communiqué la quantité de courant disponible, le véhicule électrique commence à absorber l'énergie. Pendant le processus de recharge, le chargeur envoie périodiquement au CPMS, via OCPP, les relevés du compteur indiquant la quantité d'énergie fournie au véhicule. Dans le même temps, le chargeur peut recevoir des demandes du CPMS visant à augmenter ou à diminuer le courant disponible pour la recharge. Ces demandes peuvent provenir du réseau dans le but de réduire la consommation, ou dans le cadre d'une manœuvre d'équilibrage de charge initiée par le CPMS. À son tour, le chargeur informe le véhicule en modifiant le cycle de service des signaux PWM sur le CP, et le véhicule modifie sa consommation d'énergie en conséquence.
6. Arrêt à distance
Lorsque l'utilisateur est prêt, il fait glisser l'application pour arrêter la recharge. Cela envoie une demande d'arrêt à distance au CPMS.
7. Arrêter la facturation
À la réception de la demande d'arrêt à distance, le CPMS envoie une demande StopTransaction au chargeur via OCPP avec l'identifiant de l'utilisateur. Reconnaissant que l'utilisateur est le même que celui qui a démarré la session de recharge, le chargeur répond au CPMS avec un relevé final du compteur et cesse de fournir de l'énergie au véhicule, qui se trouve désormais en état B. Le CPMS peut alors additionner les relevés cumulés du compteur pour la session de recharge, accéder à la passerelle de paiement pour encaisser le paiement et conducteur facture conducteur (à laquelle conducteur accéder via son compte auprès du prestataire de services).
À ce stade, le véhicule est revenu à l'état B, ce qui signifie qu'il est connecté au chargeur, prêt à commencer une nouvelle session de recharge, mais le connecteur n'est pas verrouillé et peut être retiré par le conducteur peut désormais se rendre à sa prochaine destination. Naturellement, lorsque le connecteur est retiré, la ligne CP revient à 12 V.
Dans la pratique, il s'agit encore d'une vision simplifiée du processus. Par exemple, les différents signaux PWM sur le CP ne sont pas toujours précis et doivent rester dans des niveaux de tolérance spécifiés. Tout écart par rapport à ces niveaux peut empêcher le véhicule de passer à l'état correct dans la séquence et provoquer une erreur. Il peut y avoir des perturbations dans le réseau cellulaire qui entravent la communication correcte entre l'application de recharge et le CPMS, ou entre le CPMS et l'EVSE. Il peut même y avoir des dysfonctionnements mécaniques dans le mécanisme qui verrouille le connecteur au véhicule. N'oublions pas non plus qu'un EVSE est un appareil complexe qui peut présenter des dysfonctionnements à plusieurs endroits. Il existe des milliers de fournisseurs qui fabriquent des milliers de modèles de chargeurs, chacun pouvant avoir ses particularités. Dans de nombreux cas, le CPMS peut détecter et corriger à distance et automatiquement les dysfonctionnements des chargeurs à l'aide d'algorithmes d'auto-réparation (tous communiqués au chargeur via OCPP). Et pourtant, l'industrie en est encore à un stade de maturité où la plupart d'entre nous ont déjà connu des échecs de recharge. Au moins, vous comprenez maintenant pourquoi cela arrive parfois.
Pourquoi des problèmes surviennent-ils ?
La grande majorité des problèmes liés à la recharge des véhicules électriques surviennent aujourd'hui lors de l'étape 1. Le véhicule ou le chargeur peut potentiellement refuser la session de recharge. Dans tous les cas, la plateforme Driivz détectera le code d'erreur et tentera de résoudre le problème avant qu'il ne soit remarqué par l'utilisateur.
Dans le cas où le véhicule refuse le chargeur, cela est parfois dû à une mauvaise connexion du chargeur. Il se peut que le véhicule détecte un problème de mise à la terre du câble ou que les broches ne soient pas correctement connectées. Là encore, cela génère un code d'erreur spécifique qui est enregistré par le système backend de Driivz.
Si le chargeur refuse la connexion, cela est souvent dû à un problème avec le micrologiciel du chargeur. En général, le fait de déconnecter puis de reconnecter le chargeur permet de résoudre le problème.
Il peut également y avoir des problèmes de communication de temps à autre. Cela se produit souvent en cas d'itinérance, où il peut y avoir un décalage pouvant atteindre 2 minutes, ce qui peut entraîner l'expiration de la session.
Que faisons-nous à ce sujet ?
Nous travaillons avec certains des plus grands CPO et constructeurs automobiles mondiaux afin de contribuer à réduire ces problèmes. Ce projet est en cours et nous constatons déjà des améliorations chez ces CPO. Les données que nous collectons dans le cadre de ce projet nous aideront à mieux former et améliorer notre algorithme de maintenance proactive et à résoudre automatiquement davantage de problèmes de ce type. De plus, nous pourrons partager ces informations avec les fabricants de chargeurs afin de leur permettre de comprendre la cause profonde de ces problèmes et de les résoudre.
