DCFC

La charge rapide en courant continu (DCFC) envoie le courant continu directement à la batterie d'un véhicule électrique, en contournant le chargeur embarqué du véhicule. Une station DCFC redresse le courant alternatif du réseau en courant continu haute tension, généralement entre 200 et 920 volts selon le véhicule et la norme, et le délivre via un connecteur robuste au système de gestion de la batterie. Ceci est fondamentalement différent de la charge CA de niveau 2, où le convertisseur embarqué du véhicule gère la conversion CA-CC à des puissances inférieures, généralement de 6 à 11 kilowatts. Les stations DCFC délivrent de 50 à 350 kilowatts, de sorte qu'une batterie peut absorber une charge utile en 20 à 45 minutes au lieu de plusieurs heures.

Trois normes de connecteurs qui se chevauchent régissent le DCFC sur le marché nord-américain : CHAdeMO, CCS (Combined Charging System) et la plus récente NACS (North American Charging Standard). Chaque norme spécifie différemment la tension, la capacité de courant et le protocole de communication. CHAdeMO prend en charge jusqu'à 62,5 kW ; les plateformes CCS varient de 50 kW à 350 kW sur les infrastructures plus récentes ; NACS est conçu pour jusqu'à 250 kW ou plus. L'incompatibilité entre les normes signifie qu'un véhicule avec une prise CHAdeMO nécessite un adaptateur ou ne peut pas utiliser une station CCS uniquement. La disponibilité géographique est fragmentée, avec des réseaux régionaux, Electrify America, EVgo, Chargepoint, qui développent des infrastructures concurrentes.

Stress thermique et dégradation de la batterie

La charge rapide accélère le vieillissement des batteries lithium-ion. Des courants élevés génèrent de la chaleur à l'intérieur de la cellule ; plus le courant entre rapidement, plus le gradient de température interne est prononcé, ce qui endommage la couche d'interface électrolyte solide (SEI) sur l'anode. La plupart des stations et véhicules DCFC utilisent une gestion thermique : le logiciel de contrôle de la station limite le courant à mesure que la température de la batterie augmente, et la batterie du véhicule utilise des boucles de refroidissement actives pour dissiper la chaleur pendant la charge. Sans ces protections, une utilisation répétée du DCFC peut réduire la durée de vie de la batterie de plus de 1000 cycles à 600 ou moins.

La puissance de sortie du chargeur varie fortement en fonction de l'état de la batterie et de la température ambiante. Lorsqu'une batterie est très froide, la station ne peut pas délivrer sa pleine puissance nominale en toute sécurité ; la charge peut se faire à 10 ou 20 kW jusqu'à ce que la résistance interne diminue. De même, lorsque la batterie approche de sa pleine charge (généralement au-dessus de 80 % de l'état de charge), la station réduit le courant pour éviter les surtensions et le stress excessif. Cela signifie qu'une station de 350 kW délivre rarement cette puissance pendant plus des 10 à 15 premières minutes d'une session de charge sur la plupart des véhicules.

Une confusion terminologique survient car « charge rapide CC » est générique et les fabricants utilisent des noms propriétaires : Supercharger de Tesla, Electrify de Volkswagen, E-Pit de Hyundai. L'acronyme DCFC reste le terme technique neutre pour la méthode de charge elle-même. Dans les contextes industriels et réglementaires, DCFC fait référence à toute méthode de livraison de courant continu au-dessus d'environ 50 kW ; dans l'usage courant, les gens appellent souvent tout chargeur rapide dans une station publique un « chargeur rapide CC » sans tenir compte de la puissance de sortie réelle. Le terme contraste fortement avec le niveau 1 (prise domestique 120 V, 1,4 kW) et le niveau 2 (208, 240 V avec redressement embarqué, jusqu'à 19,2 kW en Amérique du Nord).