Planifier la gestion des bornes de recharge pour véhicules électriques

Cet article décrit la planification de l’installation. Pour la mise en œuvre sur site et la configuration des équipements sur la plateforme Climkit, se référer aux liens à la fin de l'article.

1. Gestion des bornes de recharge de véhicules électriques - installation type

Le cas standard illustré dans cette section consiste en l'installation d'une infrastructure de base dans un immeuble déjà équipé ou équipé simultanément de la solution Climkit pour la gestion de l'électricité et du comptage dans le cadre d'un RCP avec une seule introduction au réseau de distribution.

Le système consiste en l'installation de bornes de recharge dans le parking collectif de l'immeuble. Les bornes communiquent avec la Gateway Climkit via un réseau LAN (câblé ou Wi-Fi) et utilisent le protocole de communication standard OCPP.

Grâce à cette communication, la Gateway Climkit régule la puissance disponible allouée aux bornes en fonction de l'énergie disponible et gère les accès des utilisateurs qui s'identifient via des badges RFID.

D'autres variantes d'installation sont expliquées plus bas sous "Autres configurations selon le type de site".

Schéma de raccordement standard avec RCP

Câble plat

Il est recommandé d'installer un câble plat pour amener l'électricité à chaque place de parking. Cette solution facilite l'installation progressive de bornes de recharge, au fur et à mesure que les habitants souhaitent s'équiper. Cette approche correspond au niveau C1 de la norme SIA 2060.

Raccordement électrique

Le câble plat est alimenté depuis le tableau électrique via un disjoncteur LS 3P+N de 63A maximum.

Le raccordement s'effectue de la manière suivante :

• Un départ dédié dans le tableau électrique avec un disjoncteur de 63A
• Un compteur dédié installé au même niveau que les compteurs des autres consommateurs (derrière le compteur d'introduction et jamais derrière le compteur des communs)

Chaque départ correspond à une zone de distribution. Bien que le nombre de bornes par zone soit techniquement illimité, il est recommandé de ne pas dépasser 30 bornes par zone et de prévoir un départ supplémentaire au-delà de ce seuil.

La Gateway lit l'ampérage instantané du compteur d'introduction et régule la puissance de recharge des bornes en conséquence, afin d'éviter le déclenchement du disjoncteur général ou du disjoncteur de la zone.

Mise en place du réseau IP et Wi-Fi

Les points d'accès Wi-Fi sont positionnés pour couvrir l'ensemble du parking avec un signal suffisant. Leur répartition prend en compte l'atténuation du signal causée par les conduits, les équipements au plafond et les véhicules stationnés, afin d'assurer une connexion stable des bornes.

Offre Climkit

L’offre standard Climkit regroupe les éléments nécessaires au fonctionnement du système : équipements matériels, fonctionnalités logicielles, ainsi que les prestations liées à la mise en place.

L’ensemble du matériel est fourni préconfiguré afin de simplifier l’installation et d’assurer la bonne communication des compteurs.

• Équipements de l'infrastructure de base :
  • Routeur LAN ou routeur 4G
  • Switch PoE
  • Gateway Climkit
  • Points d'accès Wi-Fi (au minimum 2)
  • Contrôleur des points d'accès Wi-Fi
  • Module I/O pour le délestage des bornes via le compteur GRD
• Borne(s) de recharge individuelle(s)
• Fonctionnalités logicielles :
  • Gestion des bornes et régulation dynamique des charges
• Prestation de mise en place :
  • Configuration et mise en service de l'infrastructure de base
  • Configuration et mise en service de chaque borne de recharge
  • Mise en service administrative

Tous les produits sont commandés directement auprès de Climkit.

Dans la majorité des cas, l’installation peut être réalisée par l’installateur sans intervention sur site d’un technicien Climkit.

Une assistance téléphonique est disponible si nécessaire lors de la mise en service.

Détails des équipements utilisés

Routeur LAN ou 4G

Une connexion internet est indispensable au fonctionnement du système. Si aucune connexion n'est disponible, Climkit peut la fournir via un routeur 4G équipé d'une carte SIM active multi-opérateurs.

Si une connexion internet existe déjà, un routeur LAN Climkit est systématiquement fourni.

Le routeur LAN ou 4G permet de créer un réseau IP dédié sur lequel se connectent tous les équipements du système (gateway, bornes de recharge et points d'accès Wi-Fi), permettant une administration indépendante.

L'utilisation du routeur 4G TRB140 de Climkit présente plusieurs avantages :

• Installation simplifiée : le routeur s'installe facilement à l'intérieur du tableau électrique, directement sur le rail DIN
• Livraison complète : fourni avec son support rail DIN et son alimentation 24V DC
• Prêt à l'emploi : livré préconfiguré avec une carte SIM activée
• Abonnement 4G économique : connexion internet à faible coût

  

  

  Lien utile : Fiche technique Routeur TRB140

Dans le cas d'un routeur LAN, Climkit fournit le routeur préconfiguré Teltonika RUT301 avec 4 ports LAN + 1 WAN. Il est livré avec support rail DIN et son alimentation rail DIN 24V DC.

Switch PoE

Le switch PoE permet de raccorder les équipements au routeur, notamment la gateway, le contrôleur et les points d'accès Wi-Fi. Grâce au PoE, le contrôleur et les points d'accès sont alimentés électriquement directement par le switch, sans nécessiter d'alimentation supplémentaire.

Lorsque plusieurs appareils doivent être connectés en Ethernet, un switch est nécessaire.

Modèle fourni : Teltonika TSW200 (ou équivalent) - 8 ports Ethernet PoE + 2 ports fibre optique SFP.

Le switch est livré avec un support rail DIN et son alimentation DIN 48V DC 150W.

Gateway Climkit

La Gateway Climkit gère les bornes localement et assure la communication avec la plateforme Climkit. Son interface Ethernet permet la connexion au réseau IP et l'interaction avec les bornes via le protocole OCPP. Son interface RS485 permet la lecture des compteurs, notamment celui d'introduction, via le protocole Modbus.

La gateway s'installe directement dans le tableau électrique sur le rail DIN.

Gateway Climkit installée dans un tableau électrique avec le routeur 4G TRB140, le switch PoE TSW200 et le module I/O.

Points d'accès Wi-Fi

Les points d'accès Wi-Fi créent un réseau sans fil couvrant l'ensemble du parking, permettant de connecter les bornes de recharge sans câblage supplémentaire.

Le rayon de couverture recommandé par point d'accès est d'environ 15 m, soit approximativement deux rangées de 10 places face à face. En pratique, les obstacles (murs, matériaux, véhicules) réduisent significativement la portée. Pour garantir une connexion stable et redondante, un minimum de 2 points d'accès est systématiquement fourni. À titre indicatif, un parking de 80 à 100 places nécessite 4 à 6 points d'accès, selon la configuration et les obstacles présents.

Contrôleur des points d'accès Wi-Fi

Le contrôleur TP-Link Omada OC200 optimise le réseau Wi-Fi et gère la connexion des appareils sur les différents points d’accès.

Il s’installe facilement sur le rail DIN dans le tableau électrique et est alimenté exclusivement via PoE depuis le switch Ethernet PoE.

Il génère également des alertes en cas de panne d’un point d’accès ou de zones insuffisamment couvertes par le signal Wi-Fi.

Module I/O Relais

Le module I/O WP8024 est livré avec une alimentation rail DIN 24V DC et se connecte à la Gateway Climkit via RS485-Modbus.

L'entrée digitale no 1 est connectée au relais de délestage des bornes sur le compteur d'introduction du GRD : lorsque celui-ci ouvre le relais, l'entrée se désactive et la gateway coupe immédiatement la charge des véhicules électriques.

Livré avec alimentation rail DIN 24V DC.

2. Borne de recharge

Climkit fournit la borne ABB Terra AC 22kW, un modèle doté de toutes les fonctionnalités d'une borne intelligente :

Caractéristiques techniques

• Puissance maximale de 22 kW
• Connexion Wi-Fi, Ethernet ou 4G
• Lecteur de badges RFID
• Compteur d'énergie intégré
• Communication via protocole standard OCPP

Fonctionnalités avec la solution Climkit

Combinée avec la solution Climkit pour la gestion de l'électricité, la borne offre :

• Gestion dynamique de la puissance de charge en fonction de la puissance disponible
• Gestion des utilisateurs via badges RFID et facturation individuelle de l'énergie consommée
• Optimisation de l'autoconsommation en rechargeant exclusivement avec l'énergie solaire produite

Raccordement électrique

La borne est raccordée au câble plat via un boîtier de jonction spécifique au fabricant du câble plat.

La borne peut être configurée en 22 kW (32A) maximum, ou limitée à 25A, 16A ou 10A selon les besoins.

Un disjoncteur différentiel 3P+N Type A est installé pour chaque borne, dimensionné en fonction de la section du câble et de l'ampérage maximal choisi. Les disjoncteurs coûteux de type B ou EV ne sont pas nécessaires. Le disjoncteur est installé directement dans un petit coffret fixé à côté de la borne.

Connexion réseau IP

La borne se connecte au réseau IP via Wi-Fi. Elle est livrée préconfigurée avec les paramètres du réseau Wi-Fi (SSID et mot de passe) ainsi que l'adresse IP de la gateway à laquelle elle doit se connecter.

Installation sur pied et à l'extérieur

Si la borne ne peut être fixée à un mur, elle peut être installée sur un pied métallique, simple ou double pour deux bornes dos à dos.

La borne est certifiée IP55 et peut aussi être installée à l'extérieur.

Borne publique

Chaque borne peut aussi être activée optionnellement en mode borne publique afin de permettre aux usagers de passage de payer via Twint en scannant le QR code collé sur la borne avec leur smartphone.

Autres bornes de recharge connectables à la Gateway Climkit

Toutes les bornes compatibles OCPP et disposant des mêmes fonctionnalités que la borne ABB Terra AC peuvent être connectées à la gateway Climkit, permettant ainsi la régulation dynamique de la charge, la gestion des accès des utilisateurs. Les modèles les plus courants sont:

• Schneider EV Link
• Eaton Green Motion Home
• Keba Serie X
• Fronius

3. Autres configurations selon le type de site

Schéma de raccordement - sans RCP

Le raccordement diffère du schéma standard avec RCP uniquement par l'utilisation de compteurs GRD pour les consommateurs du site à la place de compteurs privés.

Dans ce cas, le câble plat se raccorde soit derrière le compteur GRD des communs, soit derrière un compteur GRD dédié aux bornes.

Dans les deux cas, un compteur privé est installé à l'introduction pour une régulation dynamique et continue de la puissance (par la gateway) pour ne pas dépasser la limite de capacité de raccordement.

Raccordement derrière compteur GRD dédié aux bornes

Ceci permet de distinguer clairement les consommations des bornes de celles des communs lors de la facturation, mais entraîne des frais supplémentaires liés à l'installation et à la gestion de ce compteur par le GRD.

De plus, il n'est pas possible de bénéficier du photovoltaïque pour la recharge des véhicules si celui-ci est raccordé sur le compteur des communs.

Raccordement derrière compteur GRD des communs

Cela permet d’économiser le coût d’un compteur GRD supplémentaire, mais nécessite l'installation d’un compteur privé sur le départ des communs pour assurer la gestion dynamique de la charge.

En effet, ce départ ayant été dimensionné initialement pour les seuls communs, l’ajout de bornes impose une régulation continue de la puissance de charge via la gateway afin de ne pas dépasser la capacité maximale, comme cela se fait déjà pour l’introduction générale.

On ajoute également un compteur sur les départs de chaque zone ainsi que sur le photovoltaïque, si présent. La consommation des communs sera alors déduite via un compteur de règle.

Lors de la facturation, il sera ainsi possible de distinguer la consommation liée à la recharge des véhicules, et, si applicable, de différencier l’électricité provenant du réseau de celle issue du solaire.

Raccordement avec deux introductions ou plus et derrière compteur GRD des communs

Lorsqu'il y a plusieurs introductions au réseau disponibles pour un même parking, chaque départ de câble plat (63A) peut être pris sur chacune des introductions.

Une seule Gateway et un seul routeur 4G sont nécessaires. Les compteurs de contrôle pour la régulation de la puissance sont connectés à la gateway via un bus RS485 ou IP-ethernet grâce à des convertisseurs RS485-Ethernet.

Dans le cas où les bornes sont branchées derrière le compteur GRD des communs, il est nécessaire d'installer un compteur sur le départ des communs et un autre sur le départ des bornes, pour les mêmes raisons de gestion dynamique de la charge expliquées précédemment.

Raccordement avec deux introductions ou plus et compteur GRD dédié

Lorsque les départs des câbles plats sont raccordés derrière un compteur GRD dédié aux bornes pour chaque immeuble, il n'est pas nécessaire d'installer de compteurs privés Climkit.

Systèmes de bornes tiers et serveur OCPP Remote

Lorsqu'un système de bornes tiers est installé et gère à la fois les bornes et la gestion dynamique de la charge, il n'est pas nécessaire d'installer les équipements Climkit, car toute la communication réseau et la régulation de puissance sont assurées par ce système.

Dans ce cas, Climkit gère uniquement les accès des utilisateurs via leurs badges RFID et remonte les transactions sur la plateforme pour la facturation.

Pour permettre la communication entre le système tiers et Climkit, il faut configurer les paramètres OCPP du système tiers afin qu'il communique avec le serveur OCPP Remote de Climkit.

Parmi les systèmes courants de ce type figurent

• Easee
• Zaptec
• Schneider EcoStruxure EV Charging Expert

4. Etapes suivantes