D'après une étude réalisée par le spécialiste des solutions de transport connecté Geotab sur l'effet de la température sur les batteries et l'autonomie des véhicules électriques, la période hivernale a un réel impact sur la performance réelle.

La performance d'une batterie est de 100% lorsque la température extérieure est de 21°C. En dessous de cette température, l'autonomie de la batterie diminue. Avec des températures extérieures négatives, les batteries peuvent perdre jusqu'à 46% de leur autonomie.

Coté autonomie, lorsque la température est optimale, l'autonomie réelle est 15 % supérieure à l'autonomie indiquée. Lorsqu'il fait très froid, l'autonomie peut être réduite de jusqu'à 50 %, principalement à cause de l'énergie requise pour conserver une température confortable pour le conducteur et les batteries

Comprendre l'autonomie des véhicules électriques

L'autonomie homologuée d'un véhicule électrique repose sur des tests standardisés effectués sur un dynamomètre dans une installation d'essai. Mais l'autonomie officiellement homologuée est purement donnée à titre indicatif afin de pouvoir comparer les performances théoriques des véhicules électriques sur une base de comparaison commune partagée.

Les véhicules électriques, à l'instar des voitures à essence, fonctionnent différemment dans des conditions réelles en fonction du terrain, du nombre de passagers, de la vitesse moyenne, du comportement du conducteur et de la température extérieure. Ces facteurs ont un impact sur la consommation de carburant d'un véhicule (distance qu'un véhicule peut parcourir avec une quantité donnée de carburant, en kWh dans le cas des véhicules électriques) et sur son autonomie.

Plus la batterie haute tension d'un véhicule électrique peut stocker d'énergie, plus son autonomie est importante, mais le rendement énergétique du véhicule électrique est influencé par sa conception (poids, forme, taille, etc.). Pour qu'un bus électrique puisse parcourir la même distance qu'une berline électrique dotée d'une batterie de 60 kWh, il nécessite une batterie de traction beaucoup plus grande. Les conditions externes peuvent avoir un impact négatif ou positif sur la consommation de carburant d'un véhicule lors d'un trajet donné. Ce principe ne s'applique pas uniquement aux voitures électriques. Appuyer sur l'accélérateur entre les feux de signalisation ou conduire par temps froid engendre une efficacité moindre, quel que soit le carburant de la voiture.

Véhicules électriques par temps froid

Il est connu que le temps froid impacte l'autonomie des véhicules électriques. Depuis que les véhicules électriques ont été commercialisés pour la première fois, l'une des principales critiques formulée à leur encontre est qu'ils ne fonctionnent pas de manière optimale en hiver. Bien que de nombreux chauffeurs canadiens et norvégiens de véhicules électriques expriment leur désaccord, il est exact que la température extérieure impacte l'autonomie.

La température extérieure influence l'autonomie quotidienne du véhicule électrique, principalement en raison des dispositifs auxiliaires de chauffage et de refroidissement. L'énergie de la batterie haute tension alimente le véhicule électrique, mais aussi les systèmes auxiliaires, notamment la régulation thermique de l'habitacle et de la batterie.

La perte d'autonomie par temps froid est souvent attribuée à la diminution des performances de la batterie. S'il est vrai que les batteries lithium-ion sont plus lentes en cas de températures extrêmes (les températures froides impactant leur capacité à stocker et à libérer de l'énergie), ce phénomène altère moins l'autonomie que la charge auxiliaire. En outre, les constructeurs automobiles ont conçu des systèmes de gestion thermique des batteries afin de les maintenir dans une plage de température optimale, réduisant ainsi leurs pertes de performances (au détriment de la charge auxiliaire).

Quel est l'impact de la température sur l'autonomie des véhicules électriques ?

Geotab s'est fixé pour but de comprendre l'impact de la température sur l'autonomie et de déterminer si tous les modèles de véhicules électriques en pâtissent de manière égale.

Pour y parvenir, Geotab a examiné les données anonymisées de 5,2 millions de trajets effectués par 4 200 véhicules électriques représentant 102 combinaisons de marque/modèle/année différentes, et a analysé l'efficacité moyenne des trajets du véhicule en fonction de la température.

L'analyse menée par Geotab a montré que :

La plupart des véhicules électriques suivent une courbe d'autonomie en fonction de la température similaire, indépendamment de la marque ou du modèle.

Bien que les températures froides et chaudes aient un effet sur l'autonomie, les climats plus froids ont un impact plus important.

21.5 °C (70 °F) est la température idéale du véhicule au début du trajet.

Les données indiquent que la plupart des véhicules électriques suivent la même courbe d'efficacité en fonction de la température, indépendamment de leur marque, de leur modèle ou de leur année.

À des températures optimales, les véhicules électriques obtiennent des résultats supérieurs à l'autonomie EPA, atteignant un pic de 115 % à 21,5 °C ou 70 °F. Par conséquent, la plupart des propriétaires de véhicules électriques dépassent l'autonomie EPA du véhicule électrique en cas de conditions de température idéales.

Lorsque l'on fait monter ou descendre la température, la perte d'autonomie est évidente. À -15 °C (5 °F), les véhicules électriques ne bénéficient que de 54 % de leur autonomie EPA, ce qui signifie qu'une voiture dont la distance indiquée est de 402 km (250 miles) ne pourra parcourir en moyenne que 217 km (135 miles).

Si le froid impacte l'efficacité des véhicules électriques, la chaleur est tout aussi coupable.

En regardant en détail, on remarque que l'autonomie diminue un peu plus rapidement (la pente de la courbe est plus raide) lorsque la température augmente. Dans des conditions réelles, l'impact engendré par les températures chaudes est moindre. Puisque le climat de la Terre n'atteint pas souvent des températures supérieures à 50 °C (122 °F), nous ignorons ce qui arrive à l'autonomie d'un véhicule électrique au-delà de ce point.

Le coût du confort

Ce n'est pas une coïncidence si les voyages les plus performants ont eu lieu les jours où la température extérieure moyenne était de 21-22 °C (70-71 °F). À titre informatif, il s'agit de la température ambiante généralement recherchée à l'intérieur des maisons.

Si vous entrez dans votre voiture et que la température extérieure est inférieure à 20 °C, vous êtes susceptible de mettre en route le chauffage. En revanche, s'il fait plus de 22 °C, vous allez probablement allumer la climatisation. Pour que la température de l'habitacle soit agréable, à une température semblable à celle de votre maison, il faut puiser de l'énergie de la batterie qui aurait pu être utilisée pour le déplacement du véhicule électrique.

À l'instar des humains, les batteries haute tension préfèrent des conditions agréables et sont plus performantes à des températures modérées (bien qu'elles soient un peu moins sensibles au froid et tolèrent une plage de températures plus large). Le système de gestion thermique embarqué d'un véhicule électrique est conçu pour consommer de l'énergie pour réchauffer ou refroidir la batterie du v véhicule électrique, selon les besoins. Cela permet d'assurer son fonctionnement dans cette plage de température optimale et d'éviter une dégradation de la batterie. Par conséquent, la voiture s'efforce de chauffer/refroidir les occupants et les batteries par temps froid ou chaud.

Les modèles électriques équipés d'une pompe à chaleur, une méthode de régulation de la climatisation très efficace, devraient avoir une courbe d'autonomie en fonction des températures plus plate que pour les modèles qui en sont dépourvus.

Source : Geotab