Le temps de charge est une division : l'énergie à transférer, en kilowattheures, divisée par la puissance réellement délivrée, en kilowatts. Pour une batterie de 50 kWh remplie de 20 à 80 %, soit 30 kWh, sur une borne monophasée de 7,4 kW, le calcul donne un peu plus de quatre heures.
La formule tient en une ligne, mais trois valeurs la faussent : la puissance réelle, l'énergie à transférer et le ralentissement au-delà de 80 %. La puissance annoncée n'est pas celle qui arrive, la capacité du catalogue n'est pas l'énergie à transférer, et la charge ralentit au-delà de 80 %. Cette page donne la formule, puis le tableau des durées avec les hypothèses qui le rendent utilisable, puis les quatre causes d'un écart entre le calcul et l'observation. Le guide finit par une chose qu'aucune page sur ce sujet ne dit : une charge longue ne coûte pas plus cher qu'une charge courte.
La formule, et les trois valeurs qui la faussent
Durée théorique = énergie à transférer (kWh) ÷ puissance délivrée (kW)
Le résultat de cette division est un plancher. La durée réelle lui est supérieure, du montant des pertes de conversion. Le guide complet de la borne de recharge situe cette question parmi les autres décisions d'équipement.
La puissance délivrée n'est pas celle affichée sur la borne. La puissance délivrée est la plus faible de trois valeurs : celle de la borne, celle du raccordement du logement, et celle du chargeur embarqué du véhicule. Une borne de 22 kW sur un logement monophasé délivre 7,4 kW. Un véhicule dont le chargeur embarqué accepte 7,4 kW en courant alternatif obtient la même durée sur une borne de 11 kW et sur une borne de 22 kW.
L'énergie à transférer n'est pas la capacité de la batterie. Personne ne charge de 0 à 100 %. Une charge de 20 à 80 % sur une batterie de 50 kWh transfère 30 kWh, pas 50. Diviser la capacité totale par la puissance donne un résultat faux de moitié, et c'est l'erreur la plus répandue sur ce calcul.
La capacité utile est inférieure à la capacité annoncée. Les constructeurs réservent une marge haute et une marge basse pour préserver les cellules. La valeur qui compte pour le calcul est la capacité utile, lisible sur la fiche technique du véhicule.
Le tableau des durées, et les hypothèses qu'il contient
Un tableau de durées ne vaut que par ses hypothèses. Le tableau ci-dessous repose sur trois hypothèses :
- une batterie de 50 kWh ;
- une charge de 20 à 80 %, soit 30 kWh transférés ;
- un véhicule consommant 16 kWh aux 100 km, pour la conversion en kilomètres.
| Solution | Puissance | Durée théorique | Kilomètres récupérés |
|---|---|---|---|
| Prise domestique, 10 A | 2,3 kW | environ 13 h | environ 190 km |
| Prise renforcée, 14 A | 3,2 kW | environ 9 h 30 | environ 190 km |
| Borne monophasée, 16 A | 3,7 kW | environ 8 h | environ 190 km |
| Borne monophasée, 32 A | 7,4 kW | environ 4 h | environ 190 km |
| Borne triphasée, 16 A par phase | 11 kW | environ 2 h 45 | environ 190 km |
| Borne triphasée, 32 A par phase | 22 kW | environ 1 h 20 | environ 190 km |
| Recharge rapide en courant continu | 50 à 150 kW | 20 à 40 min | environ 190 km |
La colonne des kilomètres est constante parce que l'énergie transférée l'est. L'autonomie récupérée ne dépend pas de la vitesse à laquelle on la récupère : c'est le même plein, obtenu plus ou moins vite.
Deux cas hors tableau. Si votre chargeur embarqué plafonne en dessous de la puissance de la ligne, la durée est celle de votre plafond et non celle du tableau. La ligne de recharge rapide du tableau n'est qu'un ordre de grandeur. En courant continu, la puissance décroît fortement pendant la session : une borne annoncée à 150 kW ne délivre cette valeur que sur une partie de la charge.
Pourquoi votre charge est plus lente que le tableau
Quatre causes ralentissent une charge, dans l'ordre où il faut les vérifier : le chargeur embarqué, le câble, le raccordement du logement et les pertes de conversion. Chaque cause se trahit par un symptôme propre.
Le chargeur embarqué du véhicule. Le chargeur embarqué est la cause la plus fréquente et la plus définitive. Le symptôme : la puissance est stable, identique à chaque session, et correspond à une valeur du catalogue constructeur.
Le câble. Un câble prévu pour 16 A branché sur une borne de 32 A ramène la session à 16 A, la borne s'alignant sur le calibre que le câble lui annonce. Le symptôme : la puissance change quand vous changez de câble. Le câble est le seul des quatre cas qui se règle pour le prix d'un accessoire.
Le raccordement du logement. Le triphasé n'est pas la norme en maison individuelle, et sans lui les lignes 11 et 22 kW sont hors d'atteinte. Le symptôme : la valeur observée correspond à un plafond lisible au compteur.
Les pertes de conversion. Le compteur facture plus d'énergie que la batterie n'en stocke, la différence partant en chaleur dans le chargeur embarqué et dans les auxiliaires du véhicule. Le symptôme : l'écart s'aggrave à faible puissance, une session longue faisant tourner les auxiliaires plus longtemps. Le détail de ce que fait une borne pendant une session explique le partage des rôles entre la borne et le véhicule.
Le rendement de conversion, la valeur que personne ne publie
Aucune moyenne publique ne fait autorité sur le rendement d'un chargeur embarqué, et cette page n'en inventera pas. La valeur dépend du modèle, de la puissance appelée et de la température, et elle se demande au constructeur du véhicule.
Sans chiffre, on peut dire que le rendement se dégrade quand la puissance baisse. Une charge sur prise domestique perd davantage, en proportion, qu'une charge sur borne, parce que la session dure plus longtemps et que les auxiliaires du véhicule consomment pendant toute sa durée. Cette perte est un argument contre la prise domestique en usage quotidien, et il est rarement avancé.
Pourquoi la charge ralentit au-delà de 80 %
La courbe de charge n'est pas plate. Le système de gestion de la batterie réduit progressivement l'intensité acceptée à mesure que les cellules se remplissent, pour limiter l'échauffement et préserver leur durée de vie.
L'effet est marqué en recharge rapide, où la puissance de départ est proche des limites de la cellule, et discret sur une borne domestique, où elle en reste loin. Ce ralentissement explique que les temps de charge publiés par les constructeurs s'arrêtent presque tous à 80 %. Au-delà de 80 %, la durée cesse d'être proportionnelle et la comparaison entre modèles perd son sens.
Le froid produit le même effet par un autre chemin. Une batterie froide accepte une intensité réduite tant qu'elle n'a pas atteint sa plage de température de fonctionnement. En recharge rapide l'hiver, cela se voit ; sur une borne domestique de 7,4 kW, la puissance appelée est déjà si modeste que la limitation passe le plus souvent inaperçue.
Recharger tous les jours, laisser brancher la nuit : ce qui abîme une batterie
Les questions sur ce sujet reposent sur la même confusion : ce n'est pas le fait de brancher qui use une batterie, c'est le niveau auquel elle passe son temps.
Recharger tous les jours ne pose pas de problème. Une batterie au lithium vieillit avec le nombre de cycles complets, et dix charges de 10 % ne comptent pas plus qu'un cycle unique de 100 %. Une charge quotidienne partielle est plus douce qu'une charge hebdomadaire profonde.
Ce qui use, c'est le séjour prolongé à charge haute. Une batterie laissée à 100 % pendant des heures vieillit plus vite que la même batterie à 60 %. Ce vieillissement à charge haute justifie la recommandation des 80 %, qui n'a rien à voir avec la vitesse de charge.
Laisser branché la nuit n'est donc pas le problème. Le problème serait d'atteindre 100 % à une heure du matin et d'y rester jusqu'à sept heures. La solution tient en un réglage, que le prix de l'électricité recommande aussi : plafonner la charge à 80 % dans le véhicule. La session se programme ensuite pour se terminer peu avant le départ plutôt que le plus tôt possible.
Cette programmation est la seule recommandation de cette page qui serve deux objectifs à la fois, le prix et la batterie. Une charge qui se termine juste avant le départ occupe les heures nocturnes, là où l'électricité est la moins chère sur un contrat indexé au marché. Cette charge laisse aussi la batterie au repos à son niveau bas le reste de la nuit.
Ce que la durée décide : la fenêtre de prix
Les pages sur le temps de charge ne le disent pas : une charge longue ne coûte pas plus cher qu'une charge courte. À énergie transférée et tarif égaux, quatre heures et dix heures coûtent le même montant. La durée ne se facture pas.
Ce que la durée décide, c'est la fenêtre horaire que la session occupe, et cette fenêtre a un prix.
Un véhicule branché à 19 heures pour dix heures de charge consomme d'abord sur la pointe du soir, puis sur le creux nocturne, à des tarifs qui n'ont rien de comparable. Le même véhicule sur une borne de 7,4 kW peut placer sa session entière dans le creux.
Une voiture qui parcourt 12 000 km par an à 16 kWh aux 100 km consomme environ 1 900 kWh, soit 37 kWh par semaine. Sur une borne de 7,4 kW, ces 37 kWh représentent cinq heures de charge hebdomadaires, qui se placent sans difficulté sur deux nuits. La question n'est pas de savoir si la borne va assez vite ; elle va largement assez vite. La vraie question est de savoir si la borne sait choisir ses heures.
Sur un contrat à prix fixe, cet arbitrage ne rapporte rien, et cette réserve est décisive. Le kilowattheure y coûte le même montant à 3 heures du matin et à 19 heures. Le pilotage ne crée pas d'économie, il récupère celle que le contrat rend disponible.
Le réflexe courant consiste à chercher plus de puissance pour réduire la durée. Sur un usage domestique nocturne, c'est le calcul inverse qui paie : une puissance modérée couvre le besoin de la semaine pendant les creux et coûte moins cher à installer. Ce que le devis fait varier donne le détail de cet écart d'installation.
Les trois valeurs à relever, puis la question à déplacer
Relevez la capacité utile de votre batterie, la puissance qu'elle accepte en courant alternatif, et la puissance que votre point de charge délivre réellement. Ces trois valeurs suffisent à refaire le tableau pour votre cas, et elles écartent la moitié des durées lues ailleurs.
Déplacez ensuite la question : sur un usage domestique, la durée n'est presque jamais le problème. Le besoin d'une semaine tient en quelques heures de charge, et la nuit en compte huit. Ce qui décide de votre facture n'est pas la vitesse de la borne, c'est l'heure à laquelle elle travaille. Le détail du calcul figure dans ce que coûte un plein à domicile.
