Introduction

La révolution des VE a apporté de nombreux changements dans la façon dont nous utilisons, rechargeons et comprenons la dynamique de conduite. Comme pour toute nouvelle technologie, il faut prévoir une période d'adaptation et d'apprentissage. Pour les derniers utilisateurs de VE et les futurs utilisateurs, la chose la plus curieuse est la recharge elle-même. Bien qu'il soit assez facile de brancher le véhicule sur le chargeur, le processus de charge présente quelques aspects particuliers que tous les propriétaires de VE devraient connaître. L'un des plus intéressants est l'effet du froid sur les temps de charge et les performances de la batterie. C'est le moment idéal pour en parler puisque l'hiver est à nos portes et que la plupart de nos clients vivent dans des climats continentaux. Cela signifie qu'ils seront confrontés à des temps de charge différents et à des performances variables de leurs véhicules alimentés par batterie lorsque la température extérieure s'approchera du point de congélation. Nous allons donc vous expliquer pourquoi il faut plus de temps pour recharger un véhicule électrique en hiver et quels sont les principes physiques qui sous-tendent ce phénomène.

Batteries au lithium-ion et temps froid

Quel que soit le type de véhicule électrique que vous utilisez, la taille de la batterie ou l'année du modèle, le froid affectera toujours les performances de la batterie. Les batteries au lithium-ion sont particulièrement sujettes aux basses températures, et comme cette technologie de batterie est dominante dans les modèles de VE modernes, cela signifie que le problème est généralisé.

Les batteries lithium-ion fonctionnent de manière optimale à une température comprise entre 20 et 25 °C. Dans la plupart des régions à climat continental, les températures extérieures en automne, en hiver et au printemps sont bien inférieures à la plage idéale, en particulier la nuit. Cela affecte tous les véhicules, en particulier ceux qui sont garés à l'extérieur. Lorsque les températures baissent, les électrolytes de la batterie deviennent plus visqueux, ce qui ralentit le flux d'ions entre l'anode et la cathode. Cela réduit la capacité de la batterie à stocker et à libérer de l'énergie, ce qui a un impact direct sur les performances et la vitesse de chargement.

Que se passe-t-il à l'intérieur de la batterie d'un véhicule électrique lorsque les températures sont basses?

Des réactions chimiques plus lentes

Le principal problème lié au froid et aux batteries est que les réactions chimiques à l'intérieur de la batterie ralentissent à mesure que les températures baissent. Les batteries lithium-ion reposent sur le mouvement des ions lithium entre l'anode et la cathode pour générer et stocker de l'énergie. Les températures froides ralentissent ce mouvement, ce qui réduit l'efficacité de la batterie.

Augmentation de la résistance interne

Tout simplement, les températures froides rendent plus difficile le travail de la batterie. La résistance interne de la batterie augmente, ce qui signifie qu'elle doit travailler plus dur pour stocker et libérer l'énergie. Cela réduit considérablement la puissance de sortie et entraîne une perte de charge plus rapide de la batterie que dans des conditions plus chaudes.

Capacité réduite

La capacité d'une batterie est réduite par temps froid. Cela signifie que même lorsqu'elle est complètement chargée, la batterie n'offre pas la même autonomie que par des températures modérées ou chaudes. Cela est dû à l'efficacité réduite du transfert d'énergie dans le froid.

Consommation d'énergie due aux besoins de chauffage

Les VE consomment souvent plus d'énergie pendant les mois les plus froids pour chauffer l'habitacle et gérer la température de la batterie, ce qui sollicite davantage la puissance disponible et réduit l'autonomie. Dans les VE, la batterie fournit de l'énergie pour tout : les déplacements, l'éclairage, les sons et le chauffage.

Ce qu'il faut savoir sur la recharge par temps froid

Compte tenu de ce qui précède, il est compréhensible que les batteries réagissent lentement par temps froid. Lorsque vous branchez votre véhicule à batterie sur le chargeur, voici ce qui se passe.

Activation du système de chauffage de la batterie

Les véhicules électriques modernes sont équipés de systèmes de gestion de la batterie qui tentent de réguler la température de la batterie. Lorsque la température tombe en dessous d'un certain seuil, ces systèmes s'activent et utilisent de l'énergie pour chauffer la batterie jusqu'à ce qu'elle atteigne une température de charge optimale. Ce processus permet de s'assurer que la batterie n'est pas endommagée par une charge à une température trop froide, mais il prolonge également le temps de charge.

Diminution de l'efficacité de la charge

Comme indiqué précédemment, le froid augmente la résistance interne des batteries lithium-ion. Lorsque vous branchez votre VE par temps froid, la batterie peut ne pas être en mesure d'absorber l'énergie aussi rapidement en raison de cette résistance. Cette efficacité réduite entraîne des vitesses de charge plus lentes, en particulier pendant les phases de charge initiales.

Limites de la recharge rapide par temps froid

Les stations de charge rapide, comme celles que l'on trouve sur les aires de repos des autoroutes, les stations-service ou les centres commerciaux, offrent des niveaux de puissance élevés pour charger rapidement les batteries. Toutefois, la plupart des VE limitent la puissance qu'ils tirent des chargeurs rapides par temps froid afin d'éviter d'endommager la batterie. Alors qu'il ne faut que 30 minutes pour atteindre une charge de 80 % en été, la même charge rapide peut prendre beaucoup plus de temps en hiver.

Préconditionnement de la batterie

Certains véhicules électriques offrent une fonction appelée « pré-conditionnement de la batterie ». C'est comme faire chauffer le moteur d'une voiture à essence avant de prendre la route, mais pour votre véhicule alimenté par une batterie. Il chauffe la batterie avant de la charger, ce qui peut contribuer à réduire les effets négatifs des températures froides sur les temps de charge. Cependant, le pré-conditionnement nécessite également de l'énergie et du temps, ce qui allonge le processus de charge.