Préconditionnement des voitures électriques

À basse température, les voitures électriques modernes limitent le courant de charge afin de préserver la batterie. 

C'est pourquoi de plus en plus de modèles proposent une fonction de préconditionnement de la batterie.Cette fonction permet de préchauffer la batterie pendant la conduite, de façon à ce qu’elle atteigne la température idéale pour une recharge rapide.

Cette étude examine la quantité d’énergie supplémentaire consommée par la voiture lors du préconditionnement et détermine si cela permet effectivement de réduire le temps de recharge.

Cinq véhicules électriques, dotés de batteries d’une capacité comprise entre 52 et 100 kWh, ont été testés.
Selon les constructeurs, tous prennent en charge la fonction de préconditionnement de la batterie.

• Une nette différence de puissance de charge n’était pas mesurable pour tous les véhicules.
• La puissance de charge moyenne était supérieure d’au moins 4 %, à l’exception d’un modèle. Un gain de temps allant jusqu’à 9 minutes a pu être observé. Les modèles avec des capacités de charge et des capacités de batterie déjà élevées ont tendance à bénéficier davantage du préconditionnement que les modèles avec des batteries plus petites.
• À l'exception d'un modèle, la consommation de tous les autres véhicules a augmenté d'au moins 3 %.

5 véhicules d’essai ont été conduits et chargés sur un itinéraire prédéfini avec un cycle prédéfini. Les valeurs mesurées/paramètres suivants ont été enregistrés :

• Température intérieure
• Température extérieure
• État de charge (SOC) – niveau de charge de la batterie en %
• Données OBD sur la batterie/la charge (si possible)
• Consommation
• Vitesse
• Parcours
• Temps
• Puissance, capacité et durée de charge

Divers modèles populaires issus de plusieurs constructeurs et groupes ont été testés.

Tous les véhicules ont emprunté le même itinéraire et se sont rechargés à la même borne publique, annoncée pour une puissance maximale de 300 kW. L’itinéraire, d’une distance de 91,7 km, débutait à 510 m d’altitude, atteignait un point culminant à 866 m, puis se terminait à la borne située à 515 m.

Chaque véhicule a effectué deux trajets : l’un avec guidage routier actif, permettant le préconditionnement de la batterie, et l’autre sans guidage, donc sans préconditionnement. Afin de garantir des conditions comparables, les véhicules ont été garés à l’extérieur la veille pour que les batteries soient froides au moment du départ.

L’objectif était que le SOC de la batterie (état de charge exprimé en pourcentage) soit d’environ 18 % à l’arrivée à la station de recharge. Ce choix s’explique par le fait que, sur la plupart des véhicules électriques, la puissance de charge maximale est atteinte lorsque le niveau de charge est relativement faible. Arriver avec un SOC bas permet donc de tirer parti de cette plage de recharge plus rapide. Toutefois, le SOC ne doit pas être trop bas : en dessous d’un certain seuil, certains systèmes du véhicule, comme le chauffage de l’habitacle ou le préconditionnement de la batterie, risquent d’être limités ou désactivés afin de préserver l’autonomie. 

Le seuil de 18 % représente ainsi un compromis : suffisamment bas pour bénéficier d’une puissance de charge élevée, mais assez haut pour que toutes les fonctions essentielles du véhicule restent actives.

Avant le début du trajet, les compteurs du véhicule ont été remis à zéro et relevés à l'arrivée à la station de recharge. Dans la mesure du possible, les données OBD (diagnostic embarqué) ont également été enregistrées. Pendant le trajet, la température de l’habitacle a été fixée à 22 °C en mode « automatique ». Le chauffage des sièges et du volant n'a pas été activé. La conduite a été réalisée avec le régulateur de vitesse adaptatif, de manière à garantir un profil de conduite aussi comparable que possible entre les différents trajets.

Il est frappant de constater que, pour le véhicule D, la consommation a diminué alors que le préconditionnement était censé être activé. Comme aucune donnée OBD n’était disponible pour ce modèle et que le même résultat a été observé lors d’un second trajet avec préconditionnement, on peut en déduire que cette fonction n’a pas été activée. La légère baisse de consommation s’explique probablement par la différence de température extérieure de 2 °C.

Pour le véhicule A, la différence de consommation est également très faible. Malgré l’analyse des données OBD, il n’a pas été possible de démontrer que le préconditionnement avait effectivement fonctionné. Cette faible variation peut vraisemblablement s’expliquer par la différence de température extérieure de 1,5 °C.

En revanche, pour tous les autres véhicules testés, le préconditionnement s’est traduit par une augmentation de la consommation comprise entre 6,0 % et 8,15 %.

Le préconditionnement permet généralement de réduire le temps passé à la station de recharge. Comme l’attente à la borne est perçue comme contraignante, cette fonction contribue directement au confort des déplacements en véhicule électrique.

Pour les véhicules A et D, l’absence de préconditionnement a entraîné une consommation légèrement plus faible, mais sans impact notable sur la durée totale de recharge. En revanche, pour les autres véhicules testés, le préconditionnement a permis un gain de temps significatif, compris entre 18 % et 28 %, soit environ 6 à 9 minutes économisées lors de la recharge.

L'étude a montré combien de temps le préconditionnement permettait de gagner à la borne de recharge. Mais combien coûte l'énergie supplémentaire utilisée ?

Sur la base d'une comparaison des différents prix pratiqués par les fournisseurs de bornes de recharge rapide du TCS, le prix moyen par kWh est de 60 à 80 centimes. Les coûts supplémentaires qui en résultent sont les suivants :

Le véhicule D n’apparaît pas dans le tableau ci-dessus, car sa consommation s’est révélée inférieure avec le préconditionnement supposé actif qu’avec le préconditionnement désactivé. Cela laisse supposer que la fonction n’a pas été déclenchée correctement.

Pour les autres véhicules inclus dans l’étude, les coûts supplémentaires liés au préconditionnement s’élèvent, selon le tarif de l’électricité, à 0,42 à 1,32 CHF par 100 km pour un prix de 0,60 CHF/kWh, et à 0,56 à 1,76 CHF par 100 km pour un prix de 0,80 CHF/kWh.

L’étude a mis en évidence des différences significatives entre les modèles testés. Lorsque le préconditionnement fonctionne correctement, le gain de temps à la recharge est considérable. La consommation supplémentaire induite n’est pas négligeable, mais les coûts additionnels restent modérés.

Les modèles dotés de puissances de charge et de capacités de batterie déjà élevées ont tendance à bénéficier davantage du préconditionnement que les modèles équipés de batteries plus petites.

Pour le conducteur, il n’est pas toujours évident de savoir si la fonction est réellement active dans tous les modèles. Cette incertitude peut entraîner des doutes : l’itinéraire a-t-il été configuré correctement dans le système de navigation ? Le véhicule prend-il effectivement en charge le préconditionnement ? De plus, seuls quelques modèles offrent la possibilité d’activer manuellement cette fonction. Dans la plupart des cas, le conducteur est donc contraint d’utiliser le système de navigation du véhicule, même lorsqu’il connaît déjà le trajet, pour garantir que le préconditionnement se déclenche.