Comparateur de bornes de recharge et systèmes de gestion La charge bidirectionnelle - Comparateur de bornes de recharge et systèmes de gestion

Abréviations

A = Ampère
AC = Courant alternatif (Alternating Current)
API = Interface de programmation d’application (Application Programming Interface)
CPO = Opérateur de point de charge (Charging Point Operator)
DC = Courant continu (Direct Current)
EMS = Système de gestion d’énergie (Energy Management System)
HEMS = Système de gestion d’énergie pour maison unifamiliale (Home Energy Management System)
eMSP = Fournisseur de service de charge (fournit une carte d’e-mobilité aux utilisateurs afin qu’ils puissent recharger leur véhicule dans toute l’Europe sur des bornes de recharge publiques)
GPRS = norme pour la téléphonie mobile (General Packet Radio Service)
kW = kilowatt
kWh = kilowattheure
MID = Directive relative aux instruments de mesure (Measuring Instruments Directive)
OCPP = Protocole ouvert de point de charge (Open Charge Point Protocol)
OCPI = Interface ouverte de point de charge (Open Charge Point Interface)
RFID = Identification par radiofréquence (Radio-frequency Identification)
TAB = Conditions techniques de raccordement définissant les normes pour le raccordement au réseau électrique au Luxembourg (Technische Anschlussbedingungen)
VDC = Courant continu en volts (Volt Direct Current)
V2H = « vehicle-to-home » (du véhicule à la maison)
V2G = « vehicle-to-grid » (du véhicule au réseau)
V2L = « vehicle-to-load » (véhicule pour recharge)
V2X = « vehicle-to-everything » (regroupe tous les termes de la charge bidirectionnelle)

Aides Klimabonus

L’éligibilité aux aides Klimabonus pour les bornes de charge privées est clairement indiquée dans l’outil. Il existe 3 niveaux d’aides :

Borne de charge simple
Borne de charge intelligente
Borne de charge bidirectionnelle

Découvrez le montant de l’aide disponible en fonction du type de borne : aides.klima-agence.lu

Backend

Un « Backend » (serveur) est une plateforme de gestion sur laquelle sont hébergées les données de bornes de charge intelligentes dont les fonctionnalités peuvent varier en fonction des différents prestataires. Par exemple : visualiser son infrastructure de charge, piloter la borne en temps réel, gérer les accès et les utilisateurs sur l’infrastructure de charge, ou encore refacturer les coûts d’électricité liés à la charge de véhicules électriques.

Batterie de stockage intégrée dans la borne

Il existe sur le marché des bornes de charge DC avec une batterie de stockage intégrée. Ces bornes chargent leur batterie en courant alternatif à une puissance modérée, et grâce à l’accumulation d’énergie dans la batterie de stockage, elles peuvent délivrer de l’électricité en courant continu à une puissance élevée directement dans la batterie d’un véhicule électrique.

Borne bidirectionnelle V2X

Une borne bidirectionnelle est une borne de charge qui permet la charge bidirectionnelle, soit en courant alternatif (borne bidirectionnelle AC), soit en courant continu (borne bidirectionnelle DC).

Une borne bidirectionnelle au sens de la loi pour l’obtention des aides Klimabonus, signifie une borne de charge qui supporte le protocole de communication ILNAS EN ISO 15118-20.

L’aide octroyée pour les bornes de charge bidirectionnelles prend fin le 31 décembre 2026 car à partir du 1er janvier 2027, tous les points de charge AC (publics et privés) doivent être ISO 15118-20:2022, selon l’amendement du règlement AFIR (Directive européenne) du 18 juin 2025.

Borne bidirectionnelle V2X « en préparation »

Une borne de charge bidirectionnelle « en préparation » signifie que le fabricant de la borne de charge a déjà prévu le nécessaire au niveau du matériel (hardware), mais que la borne nécessite encore une mise à jour du logiciel (software) pour pouvoir faire de la charge bidirectionnelle dans le futur, lorsque le cadre réglementaire et les conditions techniques le permettront.

Les bornes de charge bidirectionnelles « en préparation » supportant le protocole de communication ISO 15118-20 sont éligibles aux aides Klimabonus 153.

Borne de charge AC

Une borne de charge AC (Alternating Current) charge en courant alternatif. La puissance d’une borne de charge AC peut varier entre 3,7kW et 22kW. Le courant alternatif qui passe par la borne devra être transformé en courant continu pour charger la batterie d’un véhicule électrique. Il est transformé grâce à un convertisseur AC/DC situé dans le véhicule électrique.

Borne de charge DC

Une borne de charge DC (direct current) charge en courant continu. La puissance d’une borne de charge DC peut varier entre 20 kW et 600 kW. La transformation du courant alternatif en courant continu (AC/DC) se fait dans la borne DC et délivre le courant continu directement dans la batterie du véhicule électrique.

Borne intelligente

Une borne de charge intelligente est une borne qui :

a) permet la collecte, l’enregistrement et la transmission de données relatives aux sessions de charge, comprenant un identifiant unique, les dates et heures de début et de fin de session de charge, la quantité d’énergie consommée et la puissance de charge ;

b) permet la réception et l’exécution de commandes à distance, pour démarrer, interrompre et arrêter une session de charge, ainsi que la gestion intelligente de charge ;

c) est équipée d’un module de communication permettant l’échange de données avec un système central, via un protocole de communication sécurisé et interopérable.

Charge différée

Certains systèmes de gestion de charge ou énergétiques ont la fonctionnalité d’activer des sessions de charge en différé. Cela permet d’optimiser la consommation d’énergie en fonction de la puissance disponible à des moments précis (heures creuses versus heures pleines).

Charger avec le surplus solaire

Fonctionnalité pour une borne de charge de charger un véhicule électrique uniquement lorsque la production solaire dans une configuration d’autoconsommation, produit un surplus d’électricité par rapport à la consommation requise dans la maison. Cette fonctionnalité permet de charger son véhicule électrique au lieu de réinjecter le surplus d’électricité dans le réseau et de s’assurer de la charge de son véhicule grâce à une électricité locale et durable.

Communication voiture électrique (API)

C’est la capacité pour un constructeur automobile de communiquer avec une voiture électrique via leur propre API (Interface de Programmation d’Application). Ces API constructeurs permettent à des applications tierces ou des plateformes de gestion de communiquer directement avec la voiture (ex. statut de charge de la batterie, géolocalisation, commande à distance) en temps réel.

Contrôle d’accès

Afin de protéger l’accès aux bornes de charge, il existe différents types de contrôle d’accès comme le lecteur de badges RFID, une application smartphone, un code QR à scanner, etc. Ce contrôle évite que toute personne non autorisée puisse venir se charger gratuitement.

Dispositifs de protection pour bornes de charge

Chaque borne de charge doit être installée dans les règles de l’art et en respectant les conditions techniques de raccordement des gestionnaires de réseau au Luxembourg (TAB).

Les dispositifs de protections sont parfois inclus dans la borne, mais pas toujours. Dans ce cas, il faut donc veiller à ce que toutes les protections électriques requises soient prévues dans la borne ou installées dans le tableau électrique.

Parmi les protections électriques requises pour une borne de charge, on retrouve notamment :

Un disjoncteur
Un différentiel type A ou type B
Un détecteur de courant de fuite DC ≥ 6 mA

Gestion de facturation

Un système de gestion de facturation permet de récolter et de stocker des informations (kWh, localisation, point de charge, identification utilisateur, date, heure, début de charge, fin de charge) provenant d’une borne de charge via le protocole de communication OCPP (Open Charge Point Protocol). Pour transférer les données vers une plateforme, les bornes doivent avoir accès à Internet via Ethernet, Wi-Fi ou GPRS (carte SIM). Les systèmes de gestion, encore appelés « plateformes de gestion », peuvent interpréter les données de charge en fonction besoin des utilisateurs de système. De manière générale, un système de gestion de facture (backend ou plateforme de gestion) propose :

de visualiser l’infrastructure en temps réel
de visualiser toutes les sessions de charge qui ont eu lieu
d’extraire des rapports de sessions de charge
de programmer des badges d’accès à l’infrastructure, voire mêmes des badges qui peuvent être utilisés sur des bornes publiques (LU et EU)
de facturer les sessions de charge en fonction des utilisateurs
de rembourser des sessions de charge faites à domicile par des employés utilisant des véhicules de société
de rendre publiquement accessible l’infrastructure de charge (CPO as a service – Charging Point Operator, opérateur de bornes de charge)
d’établir des tarifs simples et/ou complexes pour l’accès aux bornes de charge.

Gestion de la puissance

Fonctionnalité permettant à l’utilisateur de réduire la puissance d’une borne de charge soit via une App smartphone soit via un autre moyen accessible à partir de la borne. Par exemple, lorsqu’il n’est pas nécessaire de charger à une puissance de 11kW, car la voiture va rester stationnée plus de 8h d’affilée au même endroit, il est possible de réduire la puissance de la borne à 5 kW par exemple et de charger plus lentement. Ceci évite de créer un pic de consommation sur le réseau et ainsi de réduire votre facture d’électricité suite à l’augmentation des tarifs réseau basse tension entrée en vigueur le 1^er janvier 2025.

Gestion intelligente de charge

La gestion de la charge, plus connue sous le nom de Load Management ou Smart Charging, est un système intelligent qui permet de partager une puissance définie entre plusieurs bornes de charge via une communication filaire ou sans fil.

Communication filaire : les bornes communiquent entre elles grâce à un câble réseau (câble Ethernet avec des connecteurs RJ45). Chaque borne est raccordée en étoile à un switch (unmanaged) commun. Dans cette configuration, le protocole de communication le plus répandu est Modbus TCP/IP. Il existe également des bornes qui communiquent entre elles en série (pontage d’une borne à l’autre avec un câble 2 fils en RS485) ; dans ce cas de figure, le protocole de communication le plus répandu est Modbus RTU. Dans les deux cas, on parle ici de Load Management géré en local.

Communication sans fil (OCPP Smart Charging) : les bornes sont toutes connectées à Internet, soit par Wi-Fi, soit par GPRS (carte SIM). Les bornes sont alors intégrées à une plateforme de gestion de la charge et le Load Management se fait à distance via cette plateforme. La plateforme envoie directement les instructions de charge aux bornes via le protocole de communication OCPP Smart Charging. Ce système nécessite une communication Internet stable.

Gestion intelligente de charge de bornes AC et DC

Il s’agit d’un système de gestion de la charge intelligente ou énergétique pouvant à la fois gérer des bornes en courant alternatif et en courant continu dans un même circuit électrique.

Gestion intelligente de charge dynamique

Dynamique : il s’agit de répartir de manière équitable ou non (priorisation) une puissance donnée entre plusieurs bornes en tenant compte de la puissance actuellement disponible en fonction de la consommation en temps réel du bâtiment. P. ex. le disjoncteur principal du bâtiment est de 100 A, ce qui équivaut à environ 69 kW en triphasé. Avec un Load Management Dynamique, si le bâtiment consomme 60 kW, il ne resterait alors que 9kW de disponible pour l’infrastructure de charge qui serait répartie entre les différentes bornes de charge en utilisation. Si maintenant le bâtiment ne consomme que 29 kW, alors il resterait 40 kW de disponible pour l’infrastructure. Ce système nécessite en général un compteur intelligent supplémentaire ainsi que des transformateurs de courant qui peuvent mesurer l’intensité (A – Ampère) requise par le bâtiment en temps réel, et ce compteur intelligent communique les informations à l’infrastructure de charge pour qu’elle puisse s’adapter en fonction de la puissance disponible.

Gestion intelligente de charge statique

Statique : il s’agit de répartir de manière équitable une puissance donnée entre chaque borne d’un même cluster. P.ex. j’ai une puissance de 40 kW et 4 bornes. Si deux voitures chargent simultanément, les deux bornes en charge peuvent délivrer 20 kW chacune. Si 4 voitures chargent simultanément, chaque borne délivre 10 kW. Ce genre de système est souvent programmable sur les bornes mêmes et ne nécessite pas de contrôleur externe supplémentaire. Il y a une borne MASTER (maître) dans laquelle on programme la puissance maximale disponible et les autres bornes seront des bornes SLAVES (esclaves) qui reçoivent les instructions de la borne MASTER. On parle dans ce cas, d’un système propre au fabricant et intégré dans la technologie des bornes de charge. Cependant, il existe certaines marques de bornes qui nécessitent un contrôleur externe (module supplémentaire) qui va lui-même piloter un certain nombre de bornes.

Interopérabilité – Infrastructure accessible au public

L’interopérabilité d’une borne de charge signifie qu’elle est capable de communiquer des données avec n’importe quelles plateformes de gestion ayant un protocole de communication standardisé, mais également de recevoir des commandes à distance de ces plateformes. Cette ouverture vers d’autres plateformes est notamment obligatoire si l’on souhaite rendre sa borne accessible au public avec des moyens de paiement standardisés (carte de mobilité, paiement ad-hoc par code QR ou par lecteur de carte bancaire).

La charge bidirectionnelle

La charge bidirectionnelle permet de charger et décharger l’électricité de la batterie d’une voiture électrique (VE) via une borne de charge bidirectionnelle.

Il existe des bornes de charge bidirectionnelles en courant alternatif (AC) mais aussi en courant continu (DC). En effet, les voitures électriques ne peuvent pas toutes décharger en courant alternatif et en courant continu comme c’est le cas pour la charge.

Il existe différents types de charge bidirectionnelle :

V2G « vehicle-to-grid » (du véhicule au réseau) : cette technologie permet de renvoyer l’énergie stockée dans la batterie d’un véhicule électrique vers le réseau électrique via une borne de charge bidirectionnelle.

V2H « vehicle-to-home » (du véhicule à la maison) : permet de redistribuer l’énergie de la batterie d’un véhicule électrique vers le réseau électrique domestique.

V2L « vehicle-to-load » (véhicule pour recharge) : permet d’utiliser l’énergie de la batterie d’un véhicule électrique pour alimenter des appareils électriques (branchés directement à une prise 230V propre à la voiture).

V2X « vehicle-to-everything » : regroupe toutes les fonctionnalités précédemment évoquées. Il permet de redistribuer l’énergie stockée dans la batterie d’un véhicule vers n’importe quel type de réseau ou appareil. Le V2X inclut le V2G, le V2L et le V2H.

Lissage de pics de consommation (peak shaving)

Il s’agit d’une technique de gestion d’énergie qui consiste à lisser les pics de consommation d’électricité et d’éviter de trop solliciter le réseau électrique de distribution en heures pleines.

Cette technique s’avère très utile pour réduire sa facture d’électricité, notamment depuis l’instauration de la nouvelle structure tarifaire du réseau électrique basse tension en janvier 2025.

Modbus RTU

Modbus RTU (Remote Terminal Unit) est un protocole de communication série Modbus conçu pour les systèmes d’automatisation industrielle.

Il facilite notamment l’échange de données entre divers dispositifs, tels que des capteurs, des actionneurs et des contrôleurs, connectés à un canal de communication partagé.

Modbus TCP/IP

Modbus est un protocole de communication industriel simple et largement utilisé qui permet d’envoyer des données entre des appareils industriels. Modbus TCP/IP est une adaptation du protocole Modbus bien établi pour une utilisation sur les réseaux TCP/IP et permet aux appareils Modbus de communiquer via Ethernet, ce qui facilite la connexion d’appareils sur de longues distances ou la connexion à des appareils via un réseau.

TCP/IP est un protocole de liaison de données utilisé sur Internet pour permettre aux ordinateurs et autres appareils d’envoyer et de recevoir des données.

L’acronyme TCP/IP signifie Transmission Control Protocol/Internet Protocol. Il permet aux appareils connectés à Internet de communiquer entre eux via les réseaux.

Source : https://www.avg.com/fr/signal/what-is-tcp-ip ; https://www.ip-systemes.com/quest-ce-que-modbus-tcp.html#

OCPP 1.6

L’Open Charge Point Protocol (OCPP) offre une solution uniforme pour la méthode de communication entre le point de charge et le système central. Grâce à ce protocole, il est possible de connecter n’importe quel système central à n’importe quel point de charge, quel que soit le fournisseur. Une norme uniforme permet d’éviter toutes sortes de problèmes de coordination et constitue donc un avantage pour l’ensemble du marché des véhicules électriques.

Pour s’assurer que toutes les fonctions et fonctionnalités de sécurité sont présentes, la version 1.6 est obligatoire.

Priorisation des points de charge

Cette fonctionnalité permet de prioriser un ou plusieurs points de charge. P.ex. j’ai une puissance maximale disponible pour l’infrastructure de charge de 52 kW et il y a 7 bornes de charge. Je souhaite qu’une borne reste tout le temps à 22 kW – priorisation de cette borne – et le reste de la puissance est réparti de manière équitable entre les 6 bornes restantes, soit 5 kW chacune. Tous les systèmes de Load Management ne proposent pas cette fonctionnalité. Elle peut exister cependant dans la version statique et dynamique.

Protocole de communication V2X

Les protocoles de communication requis pour un fonctionnement optimal de la charge bidirectionnelle sont :

Entre la borne de charge bidirectionnelle et la voiture : ISO 15118-20:2022
Entre la borne et une plateforme de gestion (backend) ou un système de gestion de l’énergie (EMS) : OCPP 2.1

Les protocoles de communication ISO 15118-20:2022 et OCPP 2.1 sont des protocoles ouverts qui ont pour but de faire en sorte que les bornes et les plateformes de gestion soient interopérables entre elles, ainsi n’importe quelle borne pourra être intégrée dans n’importe quelle plateforme et vice versa.

Protocoles de communication standardisés

Ces interfaces permettent une communication standardisée entre différents appareils énergétiques (bornes de charge, compteurs intelligents, onduleurs de panneaux photovoltaïques, pompe à chaleur, batteries de stockage, etc.). Voici quelques protocoles de communication standardisés :

LAN (Modbus TCP/IP)
RS485 (Modbus RTU)
OCPP Smart charging (Cloud)
EEBus.

Puissance nominale de la borne

Les infrastructures de charge privées (raccordement domestique pour maison unifamiliale) sont en principe limitées à 11 kW, ce qui est recommandé et suffisant pour le domicile. Une puissance de charge plus forte (avec un maximum de 22 kW) nécessite une augmentation payante de la puissance de votre raccordement domestique. D’autre part, il faut s’assurer que la puissance de l’installation prévue correspond bien aux caractéristiques techniques de votre voiture électrique.

Il est à noter que le comparateur de bornes inclut des bornes dont la puissance nominale peut être adaptée (notamment de 22 kW à 11 kW).

Système collectif de gestion intelligente de charge

C’est un système qui gère l’ensemble des bornes de charge derrière un même point de raccordement de façon à limiter le prélèvement simultané de puissance à une valeur qui ne peut pas dépasser la capacité mise à disposition par le gestionnaire de réseau au point de raccordement. Ce système est capable d’intégrer un nombre de points de charge équivalent au nombre d’emplacements situés à l’intérieur et à l’extérieur du bâtiment susceptibles d’être éligibles pour l’aide financière Klimabonus relative aux immeubles collectifs d’habitation et permet un raccordement non-discriminatoire des futurs utilisateurs ainsi qu’une répartition de l’énergie consommée par chaque point de charge.

Il existe des systèmes dits « propriétaires » et « ouverts ».

Système « propriétaire » : est un système propre à une marque de borne et ne fonctionne en principe qu’avec cette marque de borne voire qu’avec certains modèles de cette marque.

Il existe des systèmes propriétaires dont le système est intégré dans les bornes de charge ou alors qui fonctionnent avec un module externe propre à la marque également.

Système « ouvert » : est un système qui permet d’intégrer différentes marques de bornes et de modèles. Ces systèmes fonctionnent soit via Internet (OCPP smart charging), soit via un module externe local.

La plupart de ces systèmes requièrent une baie informatique (rack IT) regroupant toutes les bornes de charge sur un même switch via des câbles de communication afin qu’elles puissent communiquer entre elles pour gérer la puissance disponible derrière un même raccordement.

Système de gestion d’énergie

Les systèmes de gestion d’énergie permettent de regrouper sur une même plateforme / App différents appareils énergétiques dans le but de faire de l’optimisation énergétique. Parmi ces appareils énergétiques, il y a notamment les bornes de charge (AC et/ou DC), les batteries de stockage, les panneaux photovoltaïques et les pompes à chaleur.

Objectifs :

gérer les ressources énergétiques
monitorer la consommation d’énergie
allouer la puissance, gérer les priorités de charge, programmer des sessions de charge en différé.

Aide Klimabonus 530 disponible à partir du 1^er octobre 2026.

Découvrez le montant de l’aide disponible: aides.klima-agence.lu

Système de gestion d’énergie :

Système « propriétaire » : il s’agit d’un système en général intégré dans les appareils électriques (borne de charge, batterie, onduleur, pompe à chaleur) d’un même fabricant ou avec un module externe « HEMS/EMS » propre à la marque.
Système « ouvert » : il s’agit d’un système capable d’intégrer des appareils électriques de différentes marques de fabricants pour autant que les marques soient compatibles avec le système.

Système de paiement

Moyen de paiement largement déployé en Europe comme un lecteur de carte bancaire ou un code QR généré. Ceci a été mis en place dans le cadre de la réglementation AFIR (Alternative Fuel Infrastructure Regulation) et l’accessibilité des infrastructures de charge publiques.

Tarification

Les systèmes de facturation disposent de différentes structures tarifaires :

Grille tarifaire simple : on facture les sessions de charge uniquement en €/kWh.
Grille tarifaire multi-variables : on facture les sessions de charge en combinant différentes composantes tarifaires (€/kWh, tarif, €/minute, frais de transaction, durée de stationnement). Le tarif peut également varier en fonction de la puissance de la borne ou de l’horaire.

Tarifs dynamiques

Il s’agit d’une stratégie tarifaire dans les contrats d’électricité qui ajuste les prix en temps réel en fonction de l’offre et de la demande, du marché de gros ou de la disponibilité.

Ces tarifs dynamiques peuvent être intégrés dans les systèmes de gestion d’énergie afin d’optimiser sa consommation d’énergie en consommant par exemple lorsque les prix sont les plus bas sur le marché et en réduisant sa consommation énergétique lorsque les prix sont élevés.

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