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Pourquoi l'autonomie des voitures électriques diminue en hiver ?
Lorsque l'hiver arrive et que les températures chutent, l'autonomie des voitures peut fortement diminuer. Les voitures électriques n'échappent pas à cette règle. Dans des conditions extrêmes, celle-ci peuvent perdre jusqu'à 40% de leur capacité initiale. Pour quelles raisons ? Quelles sont les meilleures façons de prévenir cela ? Nous allons tout vous expliquer dans cet article.
13/12/2022
Sommaire
Quels sont les facteurs à l'origine de la baisse de l'autonomie d'une voiture électrique en hiver ?
La technologie lithium-ion
Les températures hivernales peuvent être un réel obstacle pour les propriétaires de véhicules électriques car elles entraînent généralement une diminution considérable de l'autonomie et des temps de recharge plus longs. Cela est en grande partie dû à la façon dont fonctionne les batteries qui alimentent ces véhicules. Celles-ci reposent notamment sur des réactions électro-chimiques qui permettent de stocker et de libérer l'électricité. Les batteries lithium-ion, technologie la plus utilisée sur les véhicules électrifiés, se chargent et se déchargent au gré du passage des ions lithium de l'anode vers la cathode puis de la cathode vers l'anode. Or, en dessous de 10 degrés Celsius, ces ions lithium ont tendance à être moins mobiles et donc à perdre en vitesse de déplacement. Ce phénomène réduit leur capacité à fournir une puissance optimale tout en consommant plus d'énergie que prévu, ce qui se traduit par une autonomie inférieure et un temps de recharge plus long. De manière générale, on peut ainsi dire qu'une batterie lithium ion est pleinement efficace à des températures comprises entre 10 et 35 degrés Celsius.
A noter que les différent types de batterie n'ont pas tous la même sensibilité au froid. Les batteries de type Lithium Fer Phosphate (LFP) présentent de nombreux avantages tels qu'une plus grande durabilité et la capacité de pouvoir se recharger quotidiennement à 100% mais elles ne sont pas réputées pour leur résistance aux basses températures. Si vous habitez dans une région froide, il vaut mieux privilégier les véhicules équipés de batterie Nickel Cobalt Manganèse (NCM).
Précisions toutefois que bien que cette baisse d'efficacité soit notable pendant les mois froids, elle n'altère pas la santé globale des batteries lithium-ion et ces effets sont seulement temporaires. Dès que les températures repartiront à la hausse, la voiture recouvrera son autonomie.
Une résistance aérodynamique plus importante
Lorsque la température ambiante diminue, l'air alors sec et froid devient beaucoup plus dense que l'air d'été chaud et humide. Ceci s'explique par le nombre plus important de molécules d'air pour un volume égal. Ce phénomène accroit la résistance au vent ce qui implique pour un véhicule en mouvement une dépense d'énergie plus importante pour parcourir le même nombre de kilomètres. La consommation est renforcée ce qui vient directement impacter négativement l'autonomie.
L'utilisation du chauffage
Pour affronter les conditions hivernales les plus rudes, rien de tel que le chauffage pour rendre la conduite d'une voiture plus confortable. Cependant, réchauffer l'habitacle d'un véhicule électrique est beaucoup plus consommateur d'énergie que pour un véhicule équipé d'un moteur à combustion interne. En effet, sur un véhicule thermique, une partie de la chaleur se dégageant du moteur en fonctionnement est utilisée pour réchauffer l'habitacle via le circuit de refroidissement. Sur un véhicule électrique, l'absence de moteur à combustion ne permet pas d'utiliser le même stratagème. Pour réchauffer l'intérieur, il faut impérativement utiliser le système de chauffage embarqué. Cela peut-être soit un chauffage électrique avec résistance soit une pompe à chaleur. Le chauffage électrique avec résistance est beaucoup plus énergivore puisque celui-ci peut consommer jusqu'à 3 000 watts. Et ce prélèvement se fait directement sur la batterie ce qui impacte forcément à la baisse l'autonomie.
Une pompe à chaleur est plus efficace puisqu'elle ne consomme que 500 watts soit 5 à 6 fois moins que les résistances classiques. Pour réaliser une telle performance, celle-ci extrait l'air froid extérieur pour générer un air chaud via une pompe comprimant l'air froid à haute pression pour le réchauffer. Les pompe à chaleur équipent aujourd'hui principalement les modèles électriques moyens à hauts de gamme. Elles peuvent être également disponibles en option.
Le freinage régénératif limité
Le freinage régénératif, technologie embarquée sur une grande majorité de voitures électriques, permet d'allonger sensiblement l'autonomie. Lors d'une phase de freinage ou de décélération, le moteur du véhicule est en effet capable de transformer l'énergie cinétique reçue par les roues en électricité qui est par la suite stockée dans la batterie de traction. En milieu urbain où les phases d'accélération et de freinage sont plus nombreuses, le freinage régénératif peut permettre de récupérer jusqu'à 20% d'autonomie supplémentaire.
Hélas, en hiver, à cause des températures froides, le frein récupératif peut être fortement limité. Ceci s'explique par le fait que la batterie est trop froide. Les réactions électro-chimiques étant ralenties, la batterie ne délivre pas la puissance nécessaire en charge et en décharge. Cette situation peut être tout à fait surprenante pour un conducteur non averti notamment sur les véhicules équipés d'une One Pedal. En effet, lorsque l'habitude d'utiliser le frein régénératif est prise et que celui-ci ne répond plus, il faut alors vite penser à réutiliser la pédale de frein classique.
Comment préserver l'autonomie de sa voiture électrique en hiver ?
Adopter l'éco-conduite
Pratiquer l'éco-conduite permet à la fois d'optimiser sa consommation d'énergie mais également de rouler de manière plus économique et écologique. Ainsi, réduire sa vitesse moyenne, éviter les accélérations brusques et anticiper les aléas de la route au maximum sont des gestes simples à adopter et peuvent permettre de parcourir un nombre conséquent de kilomètres en plus avec une même quantité d'énergie. A utiliser en hiver comme en été.
Lancer le préchauffage de l'habitacle avant de prendre la route
Le préchauffage ou préconditionnement de l'habitacle est devenue une des fonctions préférées des conducteurs de véhicules électriques. Cette fonctionnalité, largement répandue parmi les modèles, permet au conducteur de lancer le chauffage ou la climatisation à distance depuis un smartphone. Ainsi, l'intérieur du véhicule bénéficie d'une température de confort idéale avant même de prendre la route. Il n'est alors plus nécessaire de rouler avec le chauffage allumé ce qui permet d'allonger l'autonomie. Pour être totalement efficace, il est conseillé de brancher son véhicule à une source d'alimentation avant de lancer le préchauffage, ainsi la voiture utilisera l'énergie du réseau électrique et non celle de la batterie. Vous aurez donc le plaisir de partir avec une température intérieure agréable et une batterie pleine.
Utiliser les sièges chauffant ou le volant chauffant plutôt que le chauffage
Les dispositifs auxiliaire de chauffage tels que le volant ou les sièges chauffants sont particulièrement efficace. Ces systèmes sont beaucoup moins énergivores qu'un chauffage classique car ils n'ont pas besoin de chauffer l'air ambiant, la chaleur se transmettant uniquement par contact. La consommation cumulée du volant et des sièges chauffants serait de l'ordre de 150 à 200 watts, donc bien plus efficients que le chauffage traditionnel y compris quand celui-ci provient d'une pompe à chaleur. Ces équipements ne sont toutefois pas toujours disponibles de série, si vous habitez en région froide, il vous faudra bien vous assurer que le véhicule qui vous intéresse en est équipé.
S'équiper de pneus hiver spécifiques et vérifier la pression
De par leur poids plus important et leur forte capacité d'accélération, les voitures électriques nécessitent d'avoir des pneus adéquats : plus résistants, atténuant efficacement le bruit et optimisant l'autonomie. Si ces caractéristiques sont importantes durant la saison chaude ou tempérée, elles le sont encore plus en hiver où viennent s'ajouter d'autres contraintes telles que l'adhérence et la distance de freinage sur sol enneigé ou verglacé.
Pour en savoir plus : Voiture électrique et loi Montagne, quels pneus hiver choisir ?
Si les pneus hiver spécifiques aux voitures électriques sont encore très rares, de plus en plus de manufacturiers étudient le sujet et commencent à commercialiser leur première gamme de pneus dédiée. C'est notamment le cas de Hancook et son pneu iON Winter.
Par ailleurs, en hiver, le froid entraine une baisse de la pression des pneus en raison de la densité plus importante de l'air. Il faut donc bien penser à les gonfler selon les recommandations des constructeurs pour ne pas dégrader l'autonomie. Le niveau de pression à suivre est généralement présent sur un autocollant situé sur le montant de la porte coté conducteur.
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