Pertes de charge

Les pertes de charge lors de la charge DC à haute puissance correspondent à la différence entre l’énergie délivrée par la borne de recharge et l’énergie finalement stockée dans la batterie du véhicule.

La différence n’indique normalement pas un chargeur inexact. Les bornes DC publiques utilisent des systèmes de mesure réglementés pour la facturation, mais elles mesurent la transaction de recharge — et non la quantité finale d’énergie chimique stockée dans les cellules de batterie.

Une partie de l’énergie devient de la chaleur dans les câbles, les connexions, le matériel du véhicule et la batterie elle-même. Une autre partie est volontairement consommée par le chauffage de la batterie, le refroidissement, les pompes, les ventilateurs, les unités de contrôle et d’autres systèmes en fonctionnement pendant la pause recharge.

Dans cet article, pertes de charge inclut les deux éléments suivants :

• les pertes physiques qui convertissent l’énergie électrique en chaleur
• l’énergie auxiliaire utilisée par le véhicule pendant la recharge

La consommation auxiliaire n’est pas nécessairement de l’énergie perdue. Le chauffage et le refroidissement de la batterie peuvent être nécessaires pour une recharge rapide, sûre et reproductible. Cependant, cette énergie n’est toujours pas stockée dans la batterie.

Calcul des pertes de charge

Les pertes de charge sont normalement exprimées en pourcentage :

Pertes de charge = (Énergie délivrée - Énergie stockée) / Énergie délivrée

Si une borne délivre 70 kWh et que la batterie stocke 66 kWh, les pertes de charge estimées sont :

(70 kWh - 66 kWh) / 70 kWh = 5.7%

L’efficacité de charge est l’expression inverse :

Efficacité de charge = Énergie stockée / Énergie délivrée

Dans cet exemple, l’efficacité de charge est d’environ 94.3%.

La difficulté ne vient pas de la formule, mais de l’obtention d’une valeur précise de l’énergie réellement stockée dans la batterie.

Ce que mesure la borne

Une borne DC publique mesure l’énergie électrique transférée pendant la pause recharge. C’est la valeur utilisée pour calculer la facture et généralement affichée sur l’écran de la borne ou sur le reçu de recharge.

Il est important de distinguer quatre valeurs différentes :

• L’énergie facturée est mesurée par la borne en kWh.
• La puissance de la borne est le taux de recharge instantané indiqué par la borne en kW.
• La puissance de recharge du véhicule est mesurée ou estimée par le véhicule.
• L’énergie ajoutée à la batterie doit normalement être calculée à partir des données de la batterie ou estimée à partir de l’évolution de l’état de charge.

La borne ne mesure pas l’énergie chimique finale stockée à l’intérieur des cellules. Une pause recharge peut donc être correctement comptabilisée, alors même que la batterie stocke moins de kilowattheures que ce que la borne indique.

Ce que montre l’affichage du véhicule

La puissance de recharge affichée dans la voiture peut être légèrement inférieure à la puissance affichée par la borne.

La borne et le véhicule utilisent des capteurs et des calculs distincts. La borne mesure selon son système de mesure approuvé, tandis que le véhicule calcule une valeur à partir des mesures effectuées dans son propre système haute tension.

Le point exact de mesure côté véhicule varie selon les fabricants. Selon la conception, la puissance affichée peut représenter :

• la puissance entrant dans le véhicule
• la puissance sur le bus haute tension interne
• la puissance atteignant le pack batterie
• une valeur calculée par le système de gestion de la batterie

Le chiffre affiché dans la voiture ne doit donc pas être automatiquement interprété comme la puissance nette stockée dans les cellules. La résistance interne de la batterie, la consommation de gestion thermique, les charges basse tension et d’autres pertes peuvent encore se produire en dehors ou après la valeur représentée à l’écran.

Cela explique pourquoi trois chiffres différents peuvent tous être corrects :

1. la borne affiche la puissance ou l’énergie la plus élevée
2. le véhicule affiche une valeur de recharge légèrement inférieure
3. la batterie stocke moins d’énergie que ce que l’une ou l’autre valeur laisse penser

Comptage légal et certification

Les équipements de recharge publics utilisés pour la facturation commerciale sont soumis aux exigences de la métrologie légale. Le principe est comparable à une pompe à carburant : le client doit être facturé au moyen d’un système de mesure qui reste dans des limites de précision définies.

Dans l’Union européenne, la directive (UE) 2026/706 a modifié la directive sur les instruments de mesure afin d’y inclure les systèmes de mesure destinés aux équipements de recharge de véhicules électriques. Elle est entrée en vigueur le 9 avril 2026. Les États membres doivent transposer les exigences d’ici avril 2028 et appliquer leurs mesures nationales à partir d’octobre 2028, avec des dispositions transitoires pour les équipements et certificats déjà commercialisés.

La directive définit le point de transfert comme le point où l’énergie est transférée entre l’EVSE et le véhicule. Bien que le compteur physique puisse être installé à l’intérieur de l’armoire de la borne, le système de mesure EVSE approuvé doit tenir compte de l’énergie délivrée au point de transfert défini. La chaleur des câbles ne doit donc pas être simplement considérée comme ajoutée intégralement à l’énergie facturée au client.

Au niveau international, l’OIML G 22 fournit des recommandations couvrant les exigences métrologiques et techniques pour les EVSE AC et DC, y compris l’approbation, la vérification, les essais, les données métrologiques et le comportement complet du système de mesure.

Aux États-Unis, le NIST Handbook 44 inclut des spécifications et des tolérances de précision pour les systèmes d’alimentation de véhicules électriques. Le NIST publie également des procédures d’essai pour évaluer les équipements de recharge EV de détail par rapport à ces exigences.

Ces règles garantissent que la transaction commerciale est mesurée équitablement. Elles ne signifient pas que chaque kilowattheure facturé est stocké dans la batterie du véhicule.

Où se produisent les pertes de charge

Pendant la recharge HPC, la station de recharge convertit le courant alternatif du réseau en puissance DC contrôlée et l’alimente vers le système haute tension du véhicule. Le chargeur AC embarqué du véhicule est contourné, mais plusieurs autres points de pertes et de consommation subsistent.

Les principaux contributeurs sont :

• la résistance du câble et du connecteur
• la résistance de l’entrée du véhicule et des contacts
• les contacteurs, barres omnibus, capteurs et le câblage haute tension
• la conversion de tension lorsque nécessaire
• la résistance interne des cellules de batterie
• le chauffage et le refroidissement de la batterie
• les pompes de liquide de refroidissement, ventilateurs, vannes et compresseurs
• la gestion de la batterie et les autres électroniques de contrôle
• l’alimentation DC/DC pour le système électrique basse tension

Les différences causées par l’arrondi du SoC ou par les estimations de capacité ne sont pas des pertes de charge physiques. Elles constituent des sources d’incertitude lorsqu’on tente de calculer les pertes à partir de données de recharge publiques.

Pertes dans le câble et le connecteur

Un courant élevé produit de la chaleur dans les conducteurs et les contacts électriques. Les câbles HPC sont donc souvent refroidis par liquide, ce qui leur permet de transporter plusieurs centaines d’ampères sans devenir excessivement épais, lourds ou chauds.

Le compteur d’énergie physique peut se trouver à l’intérieur de l’armoire de recharge, en amont du câble attaché en permanence. La métrologie légale tient toutefois compte du comportement de l’ensemble du système de mesure et de son point de transfert défini, pas seulement de l’emplacement du compteur.

Les pertes dans le câble et le connecteur restent techniquement importantes. Elles influencent les limites thermiques, le refroidissement du câble, le rendement de la borne et le courant maximal que l’équipement peut maintenir.

Ces pertes deviennent de plus en plus pertinentes entre 500 et 800 ampères. À de tels courants, de faibles variations de la résistance de contact, de la température du conducteur, de la conception du câble et du refroidissement du connecteur peuvent modifier sensiblement la production de chaleur.

Pertes électriques côté véhicule

Après son entrée dans le véhicule, le courant de recharge passe par l’entrée, les contacteurs, les capteurs de courant, les barres omnibus, le câblage haute tension et éventuellement du matériel de conversion de tension avant d’atteindre la batterie.

Chaque conducteur et chaque connexion présente une certaine résistance. Cette résistance peut être très faible, mais le courant pendant une recharge HPC est élevé.

Le chauffage électrique suit :

Perte de puissance = Courant² × Résistance

Comme le courant est au carré, doubler le courant produit une perte résistive quatre fois plus élevée si la résistance reste inchangée.

À titre de comparaison approximative :

• 200 kW à 400 volts nécessitent environ 500 ampères
• 200 kW à 800 volts nécessitent environ 250 ampères

C’est l’une des raisons pour lesquelles les architectures à tension plus élevée sont utiles pour la recharge rapide. Elles peuvent fournir la même puissance avec un courant plus faible, réduisant ainsi l’échauffement résistif dans les câbles, les connecteurs et les conducteurs haute tension.

La tension réelle de la batterie varie avec le SoC et la charge, donc les architectures « 400 volts » et « 800 volts » sont des classes d’architecture plutôt que des tensions de fonctionnement fixes.

Pertes internes de la batterie

Les cellules lithium-ion ont une résistance interne. Lorsque le courant de recharge traverse les cellules, une partie de l’énergie entrante devient de la chaleur plutôt que de l’énergie chimique stockée.

Les pertes internes de la batterie varient selon :

• la chimie des cellules
• le format des cellules et la conception des électrodes
• la température de la batterie
• le courant de recharge
• l’état de charge
• l’âge de la batterie
• la stratégie de recharge du fabricant

La perte n’est pas constante tout au long d’une pause recharge. Les cellules peuvent générer davantage de chaleur lors d’une recharge à fort courant, tandis qu’à un SoC élevé, la recharge utilise un courant plus faible mais prend plus de temps.

Si la température de la batterie dépasse la plage de fonctionnement préférée, le véhicule réduit la puissance de recharge ou augmente l’effort de refroidissement. Si la batterie est trop froide, le véhicule peut utiliser une partie de l’énergie entrante pour la chauffer.

Deux EV ayant la même puissance de charge de pointe annoncée peuvent donc avoir une efficacité de charge et un comportement thermique différents.

Consommation d’énergie de la gestion thermique

La recharge à haute puissance est aussi un processus de gestion thermique.

Pendant une pause recharge, le véhicule peut faire fonctionner :

• les pompes de liquide de refroidissement
• les ventilateurs de radiateur
• le compresseur de fluide frigorigène
• les vannes de liquide de refroidissement
• le refroidisseur de batterie
• le chauffage haute tension
• la pompe à chaleur
• les unités de contrôle de la batterie et de la recharge

Ces systèmes consomment de l’énergie électrique, mais leur rôle est de maintenir les cellules et le matériel de recharge dans une plage de température acceptable.

La Porsche Taycan restylée illustre l’ampleur du système thermique nécessaire pour une recharge HPC soutenue. Porsche indique une recharge jusqu’à 320 kW sur un équipement 800 volts adapté, avec plus de 300 kW disponibles pendant jusqu’à cinq minutes dans des conditions appropriées. Porsche a également précisé que la plaque de refroidissement de la batterie révisée a augmenté la capacité de refroidissement de 6 à 10 kW.

La valeur de 10 kW décrit la capacité d’évacuation de chaleur, et non nécessairement une consommation électrique de 10 kW. Un système de refroidissement par fluide frigorigène peut déplacer davantage d’énergie thermique que la puissance électrique consommée par son compresseur, ses pompes et ses ventilateurs.

Même ainsi, l’énergie électrique utilisée par le système thermique réduit la quantité disponible pour le stockage pendant la pause recharge. Son effet est relativement faible lorsque la batterie reçoit plus de 300 kW, mais il devient plus significatif lorsque la puissance de recharge diminue ou lorsque le chauffage ou le refroidissement se poursuit pendant une période prolongée.

Comment la température affecte les pertes de charge

Batterie froide

Une batterie froide ne peut généralement pas accepter sa puissance de recharge maximale. Le véhicule peut donc chauffer la batterie avant l’arrivée, pendant la pause recharge, ou les deux.

Lorsque le chauffage de la batterie a lieu alors qu’elle est branchée à la borne, une partie de l’énergie délivrée est utilisée par le chauffage et le système de refroidissement plutôt que d’augmenter le SoC.

Cela peut rendre l’écart effectif entre l’énergie facturée et l’énergie ajoutée à la batterie nettement plus important que lors d’une recharge par temps chaud.

Le préconditionnement de la batterie basé sur l’itinéraire peut améliorer le résultat. Le véhicule utilise l’énergie pendant la conduite pour amener la batterie vers sa température de recharge préférée, ce qui lui permet de commencer à recharger plus rapidement après l’arrivée. Le préconditionnement ne rend pas gratuite l’énergie de chauffage, mais il modifie le moment et l’endroit où cette énergie est consommée.

Batterie chaude

Une batterie chaude peut nécessiter un refroidissement actif pendant la recharge. Cela peut se produire après :

• une conduite prolongée à vitesse élevée
• une conduite en montagne
• des sessions HPC répétées
• des températures ambiantes élevées
• de fortes accélérations peu avant la recharge

Le compresseur, les pompes de liquide de refroidissement et les ventilateurs de radiateur peuvent fonctionner à puissance élevée. Si le système thermique ne peut pas maintenir la température requise des cellules, le véhicule réduit la puissance de recharge.

Le conducteur peut remarquer des ventilateurs de refroidissement bruyants, de l’air chaud sortant du véhicule ou une courbe de recharge inférieure au niveau attendu.

Comment le SoC affecte les pertes de charge

Les pertes de charge ne sont pas constantes sur la courbe de recharge.

À SoC faible et moyen, une batterie chaude peut accepter un courant très élevé. Cela produit davantage de chaleur résistive dans les cellules et dans les composants haute tension.

À SoC élevé, la puissance de recharge diminue et le courant baisse. Les pertes résistives instantanées peuvent alors être plus faibles, mais la pause recharge restante dure plus longtemps. Les pompes, ventilateurs, unités de contrôle et autres systèmes continuent de consommer de la puissance pendant tout ce temps.

Une recharge de 80 à 100% peut donc être relativement inefficace en termes de temps et d’énergie auxiliaire, même si le courant est plus faible que pendant la phase de forte puissance de la pause recharge.

C’est l’une des raisons pour lesquelles 10–80% est devenu la plage la plus courante pour comparer les performances de charge DC rapide.

Estimer l’énergie de la batterie à partir du SoC

Les tests de recharge estiment souvent l’énergie stockée à partir de l’évolution du SoC et de la capacité utile annoncée par le véhicule.

Par exemple :

80 kWh de capacité utile × augmentation du SoC de 70% = 56 kWh d’énergie estimée ajoutée à la batterie

Si la borne indique 59 kWh pendant la même session de 10 à 80%, les pertes calculées seraient :

(59 kWh - 56 kWh) / 59 kWh = 5.1%

Ce calcul est utile, mais ce n’est pas une mesure précise.

Les sources possibles d’incertitude comprennent :

• les valeurs de SoC arrondies
• la présentation non linéaire du SoC
• la température inconnue de la batterie
• une capacité utile qui change avec la température
• la gestion des tampons haut et bas
• le vieillissement de la batterie
• l’étalonnage du BMS
• la consommation auxiliaire pendant la pause recharge
• de légers écarts temporels entre les relevés

Par exemple, une évolution affichée de 10% à 80% ne prouve pas que la batterie a gagné exactement 70.00% de sa capacité utile actuelle.

Pourquoi une pause recharge ne peut pas mesurer le SOH de la batterie

Un reçu de recharge publique ne peut pas être utilisé comme test direct de capacité de batterie ou d’état de santé.

Supposons qu’un EV passe de 10% à 80% de SoC et que la borne indique 63 kWh délivrés. Diviser 63 kWh par 70% suggérerait une capacité de batterie de 90 kWh.

Cette conclusion serait peu fiable car les 63 kWh incluent plus que l’énergie stockée dans la batterie. Ils peuvent également inclure :

• les pertes électriques et de batterie
• le chauffage ou le refroidissement de la batterie
• les pompes, ventilateurs et systèmes de contrôle
• l’énergie fournie au système basse tension
• l’énergie consommée pendant que le véhicule reste réveillé

Les valeurs de SoC introduisent une incertitude supplémentaire via l’arrondi, l’estimation du BMS, la capacité utile dépendante de la température, la gestion des tampons et une possible recalibration.

Une seule session combine donc trop d’inconnues pour isoler la dégradation de la batterie.

Des sessions répétées dans des conditions similaires peuvent révéler une tendance générale, mais elles ne remplacent pas un test de capacité contrôlé. De meilleures sources pour évaluer le SOH incluent :

• les données du système de gestion de la batterie
• les outils de diagnostic du fabricant
• des tests répétés et contrôlés de décharge et de recharge
• le courant et la tension de batterie mesurés sur un cycle défini
• les tendances de capacité utile à long terme dans des conditions comparables

Même ces méthodes doivent tenir compte de la température de la batterie, de l’étalonnage du SoC et de la stratégie de tampon du fabricant.

Les kWh de la borne vous indiquent combien d’énergie la borne a délivrée. Ils ne révèlent pas directement combien de capacité utile de batterie reste disponible.

Comment EVKX gère les pertes de charge

Les courbes de recharge EVKX sont basées sur la puissance de recharge côté borne. Cela reflète ce que le conducteur expérimente sur une borne publique : puissance délivrée, temps de charge et énergie fournie par la borne.

Pour convertir l’énergie délivrée par la borne en énergie estimée de la batterie, EVKX applique actuellement une hypothèse de 5% de pertes de charge.

Énergie estimée de la batterie = Énergie délivrée par la borne × 0.95

Par exemple :

50 kWh × 0.95 = 47.5 kWh

EVKX estimerait donc :

• 50 kWh délivrés par la borne
• 2.5 kWh de pertes de charge et de consommation auxiliaire
• 47.5 kWh stockés dans la batterie

La valeur de 5% est une hypothèse de calcul, pas une valeur mesurée pour chaque véhicule ou chaque pause recharge.

Les pertes de charge réelles peuvent être plus faibles ou plus élevées selon :

• la température de la batterie et de l’environnement
• le courant de recharge
• l’état de charge
• la chimie de la batterie et la conception du pack
• le câble et l’équipement de recharge
• l’activité de gestion thermique
• la consommation auxiliaire du véhicule

L’utilisation d’une hypothèse unique et cohérente facilite la reproductibilité des comparaisons de recharge EVKX entre véhicules. Les valeurs obtenues doivent être interprétées comme des estimations comparatives, et non comme des mesures en laboratoire de l’énergie de la batterie.

La même limite s’applique à l’autonomie calculée ajoutée par minute. Elle dépend à la fois de l’énergie estimée de la batterie et d’une consommation supposée.

Ce que les pertes de charge signifient pour les conducteurs

Les pertes de charge sont normalement perçues indirectement plutôt que comme une valeur séparée.

Elles peuvent se manifester par :

• davantage de kWh facturés que prévu d’après l’augmentation du SoC
• des valeurs de puissance différentes sur la borne et sur l’affichage du véhicule
• une consommation d’énergie accrue pendant la recharge en hiver
• des systèmes de refroidissement bruyants lors de recharges par temps chaud ou répétées
• un coût par kWh utilisable plus élevé que ce que le prix de la borne laisse penser à lui seul

Les pertes de charge ne sont qu’une partie de l’expérience pratique de recharge. Pour les longs trajets, la forme de la courbe de recharge, la disponibilité des bornes, le préconditionnement de la batterie, la fiabilité et la durée de l’arrêt de recharge sont généralement plus visibles.

Pour des comparaisons détaillées de recharge, cependant, la distinction entre énergie délivrée et énergie stockée est essentielle. Une borne peut être précise et facturer correctement la session, alors que la batterie stocke moins d’énergie que ce que la borne a délivré.

Termes associés

• High-Power Charging
• DC Fast Charging
• Charging Curve
• Battery Preconditioning
• Charging Efficiency
• State of Charge
• State of Health
• Usable Battery Capacity
• Battery Thermal Management
• Legal Metrology