La Combo CCS : la prise standard européenne de référence pour la recharge rapide de VE

La recharge de voiture électrique a suscité le développement des bornes de recharges ainsi que de la performance de recharge afin de faciliter l’utilisation des véhicules électriques. Il existe plusieurs manières de recharger une voiture électrique selon les circonstances, les modèles de véhicules, mais aussi les besoins de chaque utilisateur. Si la prise domestique offre une puissance de charge plus faible, la prise Combo CCS est convoitée pour fournir une recharge rapide du véhicule et une puissance de charge optimale. Découvrons ce qu’est le système de charge combiné appelé sous le nom de Combo CCS et quelles sont ses spécificités.

La naissance de la prise Combo CCS

Concernant l’histoire de la prise, le combo ccs ou combined charging system est apparue en 2011, suite à la mise en place d’un connecteur standard pouvant recharger les voitures électriques. Ce système de charge combiné a été développé par des ingénieurs automobiles américains et européens, à savoir Audi, BMW, Dailer, Porsche, Volkswagen, Ford et General motors. Le combo ccs respecte les normes d’application CEI 62196 et SAE J1772.

La prise combine un connecteur de type 1 ou de type 2 et deux contacts qui sont dédié à la recharge rapide en courant continu. Il faut savoir que l’utilisation d’une prise combo ccs avec un connecteur type 1 est destinée à l’Amérique du Nord, tandis que les européens se contentent de la prise combo ccs avec un connecteur type 2.

Ce type de prise permet d’offrir une puissance de 43 kW en courant alternatif et une puissance de 50 kW en courant continu au minimum.

Dans l’optique de développer la prise standard en Europe, le combo ccs a su obtenir la faveur de la commission européenne en tant que Standard européen pour la recharge de véhicules électriques en 2014.

Au niveau de sa concurrence, la prise chademo reste un concurrent légitime du combo ccs en France. D’ailleurs, l’une des raisons pour lesquelles le combo ccs a été mise en place est qu’il avait pour objectif de concurrencer la prise chademo.

Les caractéristiques techniques du Combo CCS

Les versions de la prise

Le combo ccs ou encore connu sous le nom « combiné », dispose de plusieurs versions pouvant délivrer des puissances de charges différentes :

  •  Le CCS 1.0 : Cette version offre une puissance de charge de 80 kW maximum avec une intensité de 200 A et une tension de 400 V
  • Le CCS 2.0 : Cette version délivre une puissance maximale de 350 kW avec une intensité de 500 A et une tension variant de 200 à 1000 V. Elle intègre également le protocole « Plug and Charge » qui permet d’assurer l’identification de la voiture électrique par la borne lors du paiement de la recharge.
  • Le CCS 3.0 : Cette version est en cours de développement et permet de fournir d’autres fonctionnalités, à savoir la recharge inductive, le transfert de puissance inverse, la communication sans fil durant la recharge et bien d’autres fonctions.

Les modèles améliorés

Le développement du connecteur combo ccs a suscité l’apparition de deux modèles :

  • Le Combo 1 : Ce dernier possède un connecteur type 1 pour une recharge en courant alternatif AC et procure ainsi une vitesse de charge semi-rapide. Il possède aussi deux contacts pour la super charge en courant continu DC.
  • Le Combo 2 : Ce type combine un connecteur type 2 pour faciliter une recharge rapide en courant alternatif et une super charge rapide en courant continu DC.

Les épingles d’un combo 2

Le connecteur combo 2 possède plusieurs broches pour le contrôle et pour l’alimentation.

Au niveau des broches de contrôle de sécurité et de signalisation, vous avez :

  • Le PP ou Proximity Pilot : Cette signalisation permet d’empêcher le véhicule de démarrer lorsqu’il est connecté à la borne.
  • Le CP ou Control Pilot : Cette signalisation permet de recevoir toutes les informations sur le processus de recharge

Au niveau des broches d’alimentation en AC et DC vous avez :

  • Les broches de phase L : En courant alternatif, le type 1 bénéficie d’une seule broche et le type 2, de trois broches L1, L2, L3 pour la recharge en triphasé
  • La broche neutre N : Cela est indiqué pour la recharge en monophasé
  • Les broches en DC : La recharge rapide est en pôle négatif DC- et en pôle positif DC+

Les contraintes et les besoins de la charge haute puissance

L’utilisation de la prise combo ccs est sollicitée pour fournir non seulement une recharge rapide, mais aussi une puissance de charge élevée. Cependant, selon la norme CEI 62196-3 de 2014, les coupleurs de véhicules en charge combinée ne permettent une charge combinée qu’avec des courants allant jusqu’à 200 A. Cela est assez contraignant pour couvrir les besoins des infrastructures de charge nouvelles.

Cependant, une nouvelle édition de la norme a permis d’intégrer le CCS 2.0 pouvant atteindre des courants jusqu’à 500 A. Dans cette perspective, les infrastructures doivent toutefois répondre à des besoins spécifiques. En effet, de tels courants nécessitent l’utilisation de plu grandes sections de câble, soit donc à des câbles lourds et rigides. Dans le cas où des câbles plus fins sont utilisés, il sera cependant nécessaire de trouver un système de refroidissement.

Il faut également savoir que cela pourrait aussi entraîner une dissipation thermique plus élevée. C’est en analysant ces différentes contraintes et besoins que la norme CEI TS 62196-3-1 a mis en place les différentes exigences en matière de coupleurs CC de haute puissance, de détection thermique, de refroidissement et de placage des contacts.

Egalement, l’association CharIN a lancé une étude sur une possibilité de fournir une puissance pouvant aller jusqu’à 2MW pour les camions électriques. Actuellement, cet équipement est en cours de test.

Les infrastructures équipées de la prise Combo CCS

Comme il s’agit d’un câble attaché à la borne, vous pouvez retrouver ce type de connecteur au niveau de toutes les bornes de recharge rapides en France. D’ailleurs cette prise standard est devenue obligatoire sur les bornes.

Parmi les infrastructures équipées du combo ccs vous avez :

  • Corri-Door
  • Ionity
  • Terra High Power
  • Fastned

Vous avez la possibilité de consulter la liste des bornes disponibles et compatibles avec la norme CCS, en vous rendant sur le site ou l’application Chargemap.

Ces dernières infrastructures sont adaptées à tous les véhicules équipés de ce connecteur standard. Cependant, pour certains véhicules dépourvus de ce type de connecteur, il est possible d’utiliser un adaptateur Combo. C’est d’ailleurs le cas chez Tesla, avec ses véhicules Model S et Model X.

D’autres infrastructures utilisent un boîtier de conversion pour connecter un véhicule de type CCS sur une borne à courant alternatif. Pour acquérir ce genre de dispositif, il faudra cependant prévoir un coût conséquent.

Dans tous les cas, la perspective d’avenir concernant le développement de nouvelles bornes adaptées à la norme CCS est toujours d’actualité. En effet, l’objectif est de proposer des bornes de recharge de plus en plus puissantes pouvant monter jusqu’à plus de 350 kW.

Vous pouvez compter en moyenne environ 100 000 bornes de recharges équipées de la prise combo ccs, en France. 

La sécurisation du système CCS

Pour permettre une recharge en toute sécurité avec la prise combo ccs, il est possible de verrouiller l’actionneur et de surveiller la température du courant de charge.

Le verrouillage de l’actionneur

Le verrouillage consiste à verrouiller le connecteur de charge de votre véhicule tout au long du processus de charge. C’est un verrouillage qui peut se produire lors du chargement ou bien directement au niveau du crochet de serrage de la face enfichable.

La surveillance de température

Pour sécuriser la distribution de charge, le connecteur bénéficie d’une surveillance de température afin de prévenir les risques de surchauffe du système. Ainsi, lorsqu’il y a surchauffe, la borne peut soit désactiver le processus de charge, soit réduire la puissance de charge de manière intelligente.

Le mode d’autorisation de charge avec la Combo CCS

Afin d’autoriser la charge de votre véhicule avec la prise combo ccs, il existe deux approches différentes :

  • L’utilisation du protocole de communication « plug and charge » : Il suffira donc de connecter votre véhicule à la borne et un processus d’authentification et d’autorisation automatique se déclenchera. De ce fait, votre paiement sera fait automatiquement.
  • Le paiement externe : Dans ce cas, vous devez être muni d’une carte RFID pour vous identifier à la borne. Cela vous permettra aussi d’effectuer votre paiement avant de pouvoir être autorisé à recharger votre véhicule.

La recharge de la voiture électrique avec CCS

Pour recharger votre voiture électrique avec un connecteur combined charging system ou CCS, vous devez tout simplement vous rendre à une borne compatible en suivant les instructions de charge. Vous aurez à sélectionner votre connecteur et brancher votre câble.

Tout au long de la recharge, il ne faut pas oublier que le connecteur se verrouille, puis se déverrouille à la fin de la charge.

Il est donc possible d’atteindre une charge de 80% en moins d’une heure de temps grâce au combo ccs. Mais pour que cela soit possible, vous devez tenir compte également de la capacité de charge de votre véhicule.

Les avantages de la prise Combo CCS

Grâce à ce système combiné, vous pouvez bénéficier de nombreux avantages :

  • La prise combo ccs permet de faciliter la flexibilité de la recharge de véhicule électrique
  • La prise permet d’utiliser deux types de recharge : la recharge rapide en à peine 30 minutes voire moins selon les modèles et une recharge de nuit
  • La recharge délivrée est sécurisée grâce au système de verrouillage de l’actionneur mais aussi grâce à la surveillance de la température des contacts de puissance
  • Ce produit est adapté à une utilisation européenne et américaine
  • Une possibilité de recharge pouvant atteindre une puissance de 350 kW pour retrouver une autonomie de 300 à 400 km

Les modèles de véhicules équipés du standard Combo CCS

Avec la standardisation de cette connectique dans toute l’Europe, une grande majorité des nouveaux modèles de voitures électriques adoptent le système de charge combiné via le connecteur combo ccs.

Parmi les modèles de voitures intégrant le combo ccs vous avez :

  • La tesla model 3
  • La Nissan Ariya
  • La bmw i3
  • L’Audi e-tron
  • La volkswagen e-golf et e-Up
  • La Hundai Ioniq et Kona
  • La Jaguar i-Pace
  • La Kia e-niro
  • La Peugeot e-208
  • La renault zoe

L’acceptation mondiale de la norme CCS

Comme il a été stipulé plus tôt, le système de recharge avec la prise combo ccs a été conçu et promu par les constructeurs américains et européens. Ainsi, tous les automobilistes de l’Amérique du Nord et de l’Europe peuvent bénéficier de ce type de connecteur.

Cette norme respecte les acceptations suivantes :

  • Le chargeur de type 1/Combo 1 : Accessible en Amérique du Nord et en Amérique central, en Corée, à Taïwan
  • Le chargeur e type 2/Combo 2 : Accessible en Amérique du Nord et du Sud, en Inde, en Europe, En Afrique du Sud, en Arabie, en Océanie et en Australie

Cependant la norme GB/T, qui est une norme concurrente, est utilisée principalement en Chine, tandis que la prise chademo est utilisée au Japon.

Les perspective d’innovation pour la prise Combo CCS

Dans l’optique et l’initiative de satisfaire les besoins des utilisateurs, la prise combo ccs prévoit une toute nouvelle innovation qui se développera et qui sera mis en vigueur en 2025. L’association Charging Interface Initiative e.V a ainsi prévu d’intégrer la recharge bidirectionnelle chez la prise combo ccs. En effet jusque-là, seule la prise chademo pouvait bénéficier de la recharge bidirectionnelle.

Ce type de caractéristique de la connectique consiste à équilibrer la charge via le stockage d’énergie par les véhicules électriques, notamment lors des pics de consommation. De ce fait, cela pourrait favoriser le développement des énergies renouvelables.

Ainsi, il sera possible de contrôler le niveau de charge des véhicules en fonction des motivations économiques et environnementales. Cela permet d’optimiser la distribution d’énergie dans un réseau intelligent.

Enfin, il faut savoir que l’utilisation de la norme Combo ccs peut s’imposer lorsque vous devez vous déplacer en Europe ou si vous souhaitez profiter des plus grands réseaux.

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