Ma borne de charge de voiture électrique

Lorsque nous avions acheté notre ZOE en 2014, nous avions installé une prise Legrand Green’Up Access : c’est une prise plus résistante qu’une prise électrique classique, elle supporte 14A en continu contre 10A pour une prise classique.

Grâce à cette prise, nous pouvions charger la voiture de 0 à 100 % en une douzaine d’heures au lieu d’une quinzaine. Mais on s’est rendu compte que ça limite pas mal les possibilités de déplacement, c’est pourquoi j’ai cherché à mettre en place une solution permettant de recharger la voiture plus rapidement.

Je me suis alors tourné vers les wallbox : des boitiers qui sont le plus souvent fabriqués par des grosses sociétés (Hager, Schneider, Legrand…) et qui offrent la possibilité de charger plus rapidement (allant jusqu’à diminuer le temps de charge jusqu’à 1h en 22kW, 32A en triphasé). Les modèles les plus vendus permettent de charger en 7kW, c’est-à-dire 32A en monophasé. Cela réduit la durée nécessaire (pour remplir la batterie de 0 à 100 %) à 5h.

Voici l’histoire de la mienne !

OpenEV

C’est là qu’OpenEV entre en jeu : c’est un projet free hardware qui implémente toute la partie « gestion » et « communication » de la recharge d’une voiture électrique : on y adjoint un relais (ou un contacteur), du câblage et voilà, on a sa propre wallbox.

On peut se procurer tous les composants afin de construire une wallbox (boîtier, écran LDC, bouton poussoir, etc), mais j’ai choisi de prendre une approche différente.

J’ai acheté la platine OpenEV elle-même, mais me suis procuré les autres composants ailleurs. J’ai notamment décidé de fabriquer une wallbox qui serait intégrée dans un mur intérieur, j’ai alors utilisé une boîte de dérivation électrique. Mais la voiture charge à l’extérieur, un câble traverse donc le mur… Notons toutefois que pour l’instant cette boite de dérivation est simplement vissée au mur, car je dois encore poser l’isolation intérieure : la wallbox sera intégrée à cette future isolation !

Dans un premier temps j’avais acheté un contacteur revendu par le fabricant de la platine, avec l’avantage d’un prix bas. Mais en raison de la faible qualité des contacts, l’ensemble a failli brûler (et peut-être la maison avec). Je l’ai donc remplacé par un contacteur 40A de marque Legrand de bien meilleure facture : on ne rigole pas avec ces choses-là !

La première version de ma wallbox intégrait également une clé sans fil de ma Renault ZOE, que j’avais ouverte et bricolée (Frankenstein, me voici !) afin de pouvoir contrôler la voiture de manière automatique, ceci avec deux objectifs :

  • pouvoir déverrouiller la trappe de charge de la voiture sans avoir à utiliser l’interrupteur à l’intérieur de la voiture ni sortir la clé de ma poche (grâce à un bouton poussoir à l’extérieur, à côté de la sortie du câble) ;
  • pouvoir déclencher le préconditionnement (climatisation ou chauffage) de la voiture contrôlée par la domotique, en particulier par un interrupteur de la maison.

Enfin, afin de piloter tout ça, j’ai intégré un Raspberry Pi qui dialogue avec l’OpenEV par le biais d’une connexion série. J’ai réglé les problématiques d’électronique de manières très simples : pour alimenter le Raspberry Pi j’ai ouvert un chargeur USB et je l’ai directement connecté à l’arrivée électrique et pour la conversion de niveau logique (le Raspberry Pi dialoguant en 3,3V, contre 5V pour l’OpenEV) je me suis contenté d’un simple pont diviseur de tension, composé de deux résistances.

Cette première version avait un câble attaché, qui traversait le mur de la maison, il ne pouvait être utilisé que sur certaines marques de voitures (Renault ou BMW par exemple).

première version de ma wallbox

Ma wallbox, reloaded

Nous avons récemment acheté une nouvelle voiture électrique, en remplacement de la ZOE et du Scenic (qui roulait si peu qu’il était devenu quasi-inutile). Cette voiture est une Kia Soul EV, qui n’utilise pas la même prise que la ZOE ! Sur la ZOE on trouve une prise « type 2 » (correspondant à la fiche qui équipait ma wallbox), sur la Soul c’est une prise « type 1 ». De plus, le chargeur sur prise classique de cette voiture n’est pas adapté aux prises Green’Up : la charge n’y est pas plus rapide que sur une prise classique.

En dehors de cette particularité physique, l’aspect électronique et communication reste le même : je peux donc continuer à utiliser OpenEV !

J’ai alors décidé de refaire complètement ma wallbox, en apprenant de mes erreurs passées.

Voici les décisions que j’ai prises :

  • la Soul EV ne propose pas de préconditionnement « à la demande » ni d’ouverture de trappe sur la clé, je n’intègre donc pas la seconde clé dans la box ;
  • la suppression de la clé permet de réduire la place occupée, j’en profite pour prendre une boîte d’encastrement plus petite, donc plus discrète ;
  • les différentes cartes étaient directement fixées sur le boîtier en plastique, ce qui rendait le démontage difficile : j’ai placé tous les composants électroniques sur une seule platine à essai, permettant de la dévisser pour d’éventuelles réparations ou modifications futures sans toucher à la boîte de dérivation ;
  • le contacteur était fixé à la boîte, ce qui là aussi rendait un démontage difficile : il est maintenant sur un rail DIN qui lui-même est fixé sur charnière, permettant de le pivoter et d’accéder très facilement aux vis de serrage ;
  • l’alimentation « bricolée » tirée d’un chargeur USB est remplacée par une alimentation à souder, sur la platine à essai ;
  • le pont diviseur de tension est remplacé par un vrai convertisseur de niveau logique, plus fiable ;
  • j’ai ajouté des trous sur le capot de la boîte de dérivation car la précédente version avait des chaleurs lorsqu’elle était fermée ;
  • le câble fixe est remplacé par une prise « type 2 », norme de connexion européenne : tout conducteur de voiture électrique en vadrouille devrait avoir le câble adapté dans son coffre ;
  • le Raspberry Pi modèle B+ a été remplacé par un modèle B, moins puissant mais largement suffisant pour l’usage.

Utiliser une platine à essai m’a permis également de déporter toute la connectique afin de ne pas avoir à manipuler des circuits fragiles directement dans le mur : une fois tout monté sur la platine, celle-ci est fixée dans le boîtier et les connexions se font sur des bornes dédiées.

seconde version de ma wallbox

Et pour l’extérieur, j’ai fait fabriquer une tôle aluminium pliée et j’ai acheté une prise type 2 professionnelle ainsi qu’un câble type 1 - type 2, chez Eco Motion.

prise extérieur de ma wallbox

Grâce à cette installation :

  • je peux emporter mon câble avec moi (pour charger ma voiture ailleurs si nécessaire) ;
  • je peux brancher ma voiture sans sortir le câble du coffre (la plupart du temps, il reste accroché à la prise murale, d’où le cadenas…) ;
  • je peux accueillir d’éventuels électromobilistes dans le besoin, qui peuvent me trouver grâce à ChargeMap.

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