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Pourquoi les voitures électriques n’aiment pas du tout le froid

Tesla dans la neige

Une chute des températures n’affecte pas seulement l’autonomie des véhicules électriques, mais aussi les temps de recharge et les performances des systèmes de récupération d’énergie au freinage. Dans des conditions extrêmes, l’autonomie peut être réduite de 50%.

Dans les prochaines années, les automobilistes auront du mal à échapper, qu’ils le veuillent ou non, aux voitures électriques. Les interdictions de circulation de véhicules diesel et à terme à essence, les taxes à l’achat sur les véhicules à moteur thermique et celles sur les carburants, et les pressions sur les constructeurs automobiles ne peuvent que contraindre les consommateurs à basculer vers l’électrique. Cela a le mérite de réduire les émissions de CO2, notamment si l’électricité qui les recharge est propre, mais présente de sérieux inconvénients pour l’automobiliste allant de l’autonomie aux contraintes de la recharge. Mais il existe d’autres contraintes, à commencer par les performances des batteries qui diminuent considérablement quand les températures baissent.

Selon Volkswagen, une chute des températures n’affecte pas seulement l’autonomie des véhicules, mais aussi les temps de recharge et les performances des systèmes de récupération d’énergie au freinage. Dans des conditions extrêmes, l’autonomie peut être réduite de 50% explique le constructeur, ce qui correspond aux résultats d’une étude effectuée il y a un an par l’AAA (American Automobile Association). Elle chiffrait à 41% la perte moyenne d’autonomie par une température de -6 degrés Celsius avec le chauffage activé. L’AAA avait fait subir une série de tests à cinq modèles: une BMW i3, une Chevrolet Bolt, une Nissan Leaf, une Volkswagen e-Golf et une Tesla Model S.

Les moteurs électriques fabriquent peu de chaleur

Si les véhicules électriques souffrent autant du froid, cela tient paradoxalement au fait que leurs moteurs sont bien plus efficaces sur le plan énergétique que les moteurs thermiques. Pour les premiers, le rendement est compris entre 60 et 92% et pour les seconds il ne dépasse pas au mieux 35%. Les moteurs thermiques utilisent en fait une bonne partie de l’énergie qu’ils consomment, en faisant exploser le mélange air carburant, à produire de la chaleur. Elle est à priori inutile, sauf quand elle sert en hiver à réchauffer l’habitacle du véhicule. Les ensembles motopropulseurs électriques comportent beaucoup moins de pièces en mouvement et fabriquent peu de chaleur. Ainsi, quand il faut chauffer l’habitacle, une partie de la puissance électrique disponible dans les batteries doit alors être utilisée pour cela et n’est plus disponible pour le moteur électrique. L’autonomie baisse.

Autre problème qui explique également que la recharge soit plus longue, par temps froid la chimie des batteries est fortement ralentie.  Les électrons sont moins mobiles quand les températures baissent et cela affecte les performances des batteries. Cela signifie notamment qu’il est préférable de les réchauffer avant de les recharger… Enfin, le froid affecte logiquement la capacité de recharge liée à la récupération de l’énergie au freinage. Mais il a également un impact sur les sensations au freinage puisque la partie purement mécanique de celui-ci devient plus importante.

Les constructeurs sont parfaitement conscients des faiblesses de leurs voitures électriques par grand froid comme en témoignent certains passages de leurs manuels d’utilisation. BMW prévient que les systèmes de récupération d’énergie peuvent s’avérer inefficaces si les températures sont trop élevées ou trop basses. Le livret de la Tesla S avertit que «par temps froid, une partie de l’énergie stockée peut ne pas être disponible pour la conduite car la batterie est trop froide». Nissan, plus précis, signale qu’à partir de -25 degrés la batterie peut geler, et ne pourra ni être rechargée, ni transmettre de l’énergie au moteur. Le manuel de la Volkswagen e-Golf prévient lui que lorsque l’accumulateur gèle, il subit des dommages irréversibles.

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