Quand un conducteur branche sa voiture, une courte conversation a lieu avant que l'énergie ne circule. La voiture signale qu'elle est connectée, la borne lui indique le courant qu'elle peut prélever, et toutes deux vérifient en permanence que tout est sûr. Les règles de cet échange, et des différentes manières de recharger, proviennent essentiellement de la norme internationale IEC 61851.
Ce guide présente les quatre modes de recharge, le signal de pilote (control pilot) au cœur des modes 3 et 4, et la manière dont ces états apparaissent dans votre système de supervision via OCPP.
- Les modes 1 et 2 utilisent des prises domestiques ou industrielles ; le mode 2 ajoute un boîtier de protection sur le câble.
- Le mode 3 correspond à un équipement AC dédié : c'est le standard des wallbox et bornes publiques AC.
- Le mode 4 est la recharge DC, avec le convertisseur dans la borne.
- Le pilote signale l'état de connexion (A à F) et le courant maximal (rapport cyclique PWM) ; les statuts OCPP en découlent.
Les quatre modes de recharge
| Mode | Alimentation | Protection et communication | Usage typique |
|---|---|---|---|
| Mode 1 | Prise domestique ou industrielle, AC | Aucune communication ; protection assurée par l'installation | Véhicules légers ; restreint ou interdit pour les voitures dans de nombreux pays |
| Mode 2 | Prise domestique ou industrielle, AC | Boîtier de contrôle et de protection sur le câble (IC-CPD) avec pilote | Câbles de recharge portables, usage occasionnel |
| Mode 3 | Équipement AC dédié | Pilote et détection de présence dans la borne | Wallbox, bornes publiques AC |
| Mode 4 | Courant continu depuis un chargeur externe | Pilote et communication numérique (ISO 15118, DIN 70121, CHAdeMO, GB/T…) | Bornes rapides DC |
Mode 1
La voiture se branche directement sur une prise ordinaire, sans communication. Faute de contrôle et de protection supplémentaire, de nombreux pays restreignent ou interdisent le mode 1 pour les voitures électriques. Il concerne surtout les vélos électriques et véhicules très légers.
Mode 2
Un câble portable muni d'un boîtier de contrôle (IC-CPD) relie la voiture à une prise domestique ou industrielle. Le boîtier assure la protection différentielle et le signal de pilote. Le mode 2 est pratique en dépannage, mais un courant élevé prolongé sur une prise domestique peut faire chauffer l'installation : il ne remplace pas une installation dédiée.
Mode 3
L'équipement est installé à demeure, avec protection et pilotage intégrés à la borne. C'est ce que l'on appelle couramment borne AC ou wallbox, et c'est le mode des points de recharge publics AC à socle Type 2 en Europe. Voir notre guide des types de prises.
Mode 4
La conversion AC/DC se fait dans la borne, qui fournit directement du courant continu à la batterie. Comme la borne doit suivre précisément les besoins de la batterie, le mode 4 ajoute une communication numérique au circuit de pilote.
Le pilote : comment la voiture et la borne dialoguent
En modes 2, 3 et 4, un fil dédié, le control pilot (CP), transporte un signal simple mais ingénieux. La borne applique une tension, que la voiture modifie en commutant des résistances. Le niveau de tension obtenu indique aux deux parties l'état en cours.
| État | Tension du pilote (env.) | Signification |
|---|---|---|
| A | +12 V | Aucun véhicule connecté |
| B | +9 V | Véhicule connecté, pas prêt à charger |
| C | +6 V | Véhicule connecté et en charge |
| D | +3 V | Charge avec ventilation requise (rare aujourd'hui) |
| E | 0 V | Erreur, par exemple court-circuit ou absence d'alimentation |
| F | −12 V | Borne indisponible ou en défaut |
Le PWM : indiquer à la voiture le courant autorisé
Dès qu'un véhicule est connecté, la borne transforme le pilote en signal carré de 1 kHz. Le rapport cyclique, c'est-à-dire la part du temps où le signal est haut, indique à la voiture le courant maximal. Dans la plage courante, le courant en ampères vaut environ le rapport cyclique en pour cent multiplié par 0,6 : 50 % correspond ainsi à environ 30 A. Un rapport de 5 % a un sens particulier : il demande à la voiture d'utiliser la communication numérique, ce qui lance des protocoles de haut niveau comme l'ISO 15118.
C'est aussi par ce biais que la recharge intelligente atteint la voiture en AC. Lorsque votre système envoie via OCPP une limite de puissance plus basse à la borne, celle-ci réduit le rapport cyclique et la voiture diminue son courant de charge. Notre guide de la recharge intelligente et de la gestion de charge détaille la partie back-office.
Le proximity pilot
Un second signal, le proximity pilot (PP), confirme qu'une fiche est insérée et, sur les câbles Type 2, indique la capacité en courant du câble grâce à une résistance dans la fiche. La borne n'offre jamais plus de courant que le câble ne peut en supporter. Une résistance de câble endommagée ou incorrecte est une cause fréquente du problème « branché mais ne charge pas ».
Des états du pilote aux statuts OCPP
Votre système de supervision ne voit pas les tensions du pilote, mais la borne les traduit en statuts de connecteur OCPP :
| Situation du pilote | Statut OCPP 1.6 typique |
|---|---|
| État A, pas de voiture | Available |
| État B, voiture connectée, attend l'autorisation ou pas prête | Preparing, ou SuspendedEV pendant une session |
| État C, en charge | Charging |
| La borne limite le courant à zéro | SuspendedEVSE |
| État E ou F, défaut | Faulted, avec un code d'erreur |
Comprendre cette correspondance aide au dépannage. Un connecteur bloqué en Preparing signifie souvent que la voiture, en état B, attend une autorisation, ou que le pilote n'atteint pas l'état C. Notre article sur StatusNotification et les statuts de connecteur approfondit le sujet.
Questions fréquentes
Quel mode de recharge utilisent les bornes publiques AC ?
Le mode 3. La borne intègre protection et pilotage, et la voiture se connecte en Europe via un socle Type 2 ou un câble attaché.
La recharge en mode 2 est-elle sûre ?
Le mode 2 intègre une protection dans le boîtier du câble et convient à un usage occasionnel sur une prise adaptée. Pour une recharge quotidienne, une installation dédiée en mode 3 est recommandée.
Que signifie un rapport cyclique de 5 % ?
Il indique qu'une communication numérique, par exemple l'ISO 15118, est requise à la place du simple signal PWM de courant.
Pourquoi ma borne affiche-t-elle Preparing sans démarrer ?
Les causes fréquentes sont une autorisation manquante, une voiture qui ne demande pas d'énergie (restant en état B) ou un problème de câble détecté via le proximity pilot.
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