Ch02 – Conversion DC/AC | Terminale ICCER | ⏱ 35 min
Dernière mise à jour : 2 juin 2026
Pourquoi une borne d'autoroute (150-350 kW) recharge-t-elle un véhicule électrique 10× plus vite qu'une borne de maison (7 kW) ?
2 raisons : (1) la borne autoroute fournit du courant continu (DC) directement à la batterie, sans passer par l'onduleur embarqué du véhicule (limité à 7-22 kW typiquement). (2) Elle peut délivrer 150-350 kW de puissance grâce à un raccordement spécial au réseau HT. Inconvénient : ces bornes coûtent 50 000-150 000 € pièce + génie civil. Et la batterie chauffe vite, ce qui limite la charge rapide aux 80 premiers % de SOC.
Lila, ingénieure chez « MobiliCharge » à Lyon, dimensionne une station de 4 bornes ultra-rapides 350 kW sur l'A6. Elle vérifie le raccordement HTA, l'onduleur DC et le refroidissement.
Énergie nécessaire pour passer la Ioniq de 10 à 80 % (70 % × 77 kWh).
E = 0,70 × 77 = 53,9 kWh.
Avec rendement chaîne 92 % : énergie tirée au réseau = 53,9 / 0,92 = 58,6 kWh.
Durée théorique à 235 kW pic constant.
t = 53,9 / 235 = 0,229 h = 13,7 min.
Mais en pratique : courbe de charge non constante. Pic 235 kW au début (SOC bas), baisse vers 60-80 kW à SOC 70-80 %. Durée réelle annoncée par Hyundai : 18 min 10-80 % (cohérent).
Coût pour le client par charge.
Énergie facturée (côté batterie) : 53,9 kWh × 0,59 = 31,80 €.
Pour 300-400 km d'autonomie : 8-10 €/100 km. Plus cher qu'à la maison (5 €/100 km à 0,18 €/kWh) mais bien moins que l'essence (12-15 €/100 km).
Si 50 charges/jour réparties sur 4 bornes, CA annuel station.
50 × 31,80 = 1 590 €/jour × 365 = 580 350 €/an de CA brut.
Marge nette après électricité achetée (à ~ 0,15 €/kWh tarif pro) : (0,59 − 0,15/0,92) × 53,9 × 50 × 365 ≈ 410 000 €/an.
Investissement station : ≈ 1 M€ (4 bornes 200 k€ + transfo + GC + signalisation). ROI : 2,5 ans.
Pourquoi un transfo 1 600 kVA pour 4 × 350 = 1 400 kW max ?
Le transfo est dimensionné en puissance apparente (kVA). Les redresseurs ont un cos φ < 1 (typiquement 0,95 avec PFC actif). Donc S = P/cos φ = 1 400 / 0,95 ≈ 1 470 kVA.
Marge sécurité + harmoniques : on prend 1 600 kVA. Acheté à Schneider Electric, livré sur skid prêt à raccorder. Coût ~ 80 000 €.
Pourquoi la batterie ne peut-elle pas accepter 350 kW sur toute la charge ?
La batterie lithium subit un échauffement proportionnel au carré du courant (effet Joule). À 350 kW = 437 A sur batterie 800 V, échauffement intense.
Le BMS (Battery Management System) limite le courant pour garder la T° < 50 °C. Au-delà : risque dégradation accélérée des cellules, perte capacité long terme.
Donc : pic 235 kW à 10-30 % SOC, baisse progressive jusqu'à 60 kW à 80 %. Au-delà de 80 % : charge lente AC (mode 3) recommandée.
Évolution future : batteries 800 V (Porsche Taycan, Ioniq 5) acceptent 400 kW. Tendance 2027+ ?
Batterie 800 V : courant 2× moins fort pour même puissance (350 kW à 437 A en 800 V vs 875 A en 400 V). Échauffement divisé par 4 (∝ I²). Tolère charge plus rapide.
Tendance : bornes 600-1000 kW d'ici 2030 (concept « Ultra Fast Charging »). Charge 10-80 % en 5-8 min sur batteries adaptées. Concurrence diesel au plein.
Limites : disponibilité réseau (charge 1 000 kW = transfo dédié 1 100 kVA → coût station 1,5 M€). Concentration dans les grandes stations autoroute.
Dossier de présentation Lila (4 lignes).
Station 4 × 350 kW A6 — Lila (MobiliCharge Lyon)
• Investissement 1 M€. Transfo 1 600 kVA + raccordement HTA dédié.
• Charge Ioniq 5 : 53,9 kWh en 18 min → 31,80 € client.
• CA potentiel : 580 k€/an (50 charges/jour). ROI 2,5 ans.
• Évolutif : passage à 600 kW prévu en 2028 (batteries 800 V).
Pour éviter de surdimensionner le transfo aux pics rares de 4 bornes simultanées, certaines stations intègrent une batterie tampon (Tesla Megapack, BYD).
Principe : la batterie se recharge en continu à puissance modérée depuis le réseau (200 kW), et libère 1 000+ kW pendant les pics de demande.
Avantage : raccordement réseau réduit, donc moins cher. Inconvénient : 200-400 k€ pour la batterie. Choix selon profil de fréquentation.
📚 §3 (Pont de Graetz) + §8 (Chaîne de conversion) de la leçon Ch02.