Vous le savez déjà, les températures chaudes et froides ont un impact significatif sur le fonctionnement et le vieillissement des batteries des voitures électriques. Dans cet article, nous allons résumer les effets des écarts thermiques sur les batteries au lithium-ion, en excluant les batteries NiMH. Pour des chiffres précis concernant la perte d’autonomie, vous pouvez vous référer à la partie inférieure de cet article.
Les bases
Il est important de souligner que les batteries peuvent être rechargées facilement entre 0 et 50 degrés et peuvent être utilisées à pleine puissance dans une plage de -20 à 60 degrés. Ainsi, lorsqu’il fait froid, vous avez toute la puissance du moteur mais pas la régénération ni la charge rapide en courant continu.
L’effet du froid sur les batteries des voitures électriques
Lorsque nous parlons de températures froides, nous considérons les températures inférieures à 10 degrés. Le froid est en réalité un phénomène qui découle du mouvement des atomes et des particules élémentaires.
Recharge
Plus vous chargez rapidement la batterie à basse température, plus vous risquez de provoquer ce que l’on appelle la “déposition de lithium”, c’est-à-dire l’apparition de courts-circuits à l’intérieur des cellules, ainsi que la formation de dendrites. C’est pourquoi les Tesla ont tendance à chauffer leurs batteries (préconditionnement) lorsque vous indiquez un superchargeur dans le GPS. Cela permet de mieux préserver la batterie lors de cette opération et d’atteindre des vitesses de charge élevées. En effet, charger rapidement sous les 0 degré peut entraîner une dégradation soudaine et importante de la batterie.
Rendement / autonomie
Lorsque la température est basse, le rendement de la batterie est moins bon, ce qui signifie qu’elle aura des pertes entre les kWh qu’elle a en réserve et ceux qui peuvent être utilisés par le moteur électrique. Vous pouvez potentiellement perdre 15 à 20% d’autonomie à 0 degré, et cela peut atteindre jusqu’à 40% à -10 degrés. Il est important de noter que le chauffage a également un impact significatif car il consomme de l’énergie supplémentaire.
Polarisation électrochimique
Lorsque vous sollicitez fortement votre batterie à basse température, les réactions électrochimiques à l’intérieur de la batterie lithium sont ralenties, ce qui peut entraîner une accumulation de produits chimiques à la surface des électrodes et une diminution de la conductivité électrique.
Décharge profonde
Une décharge profonde à froid est plus néfaste pour la batterie que si cela se produit à chaud. Il est donc préférable de recharger rapidement votre batterie lorsque vous atteignez un niveau de charge bas (moins de 10%), tant que la batterie est encore chaude.
Stationnement prolongé
Le froid est plutôt un allié lorsqu’il s’agit de stocker votre batterie, idéalement autour de 10 degrés Celsius. Il ne faut donc pas voir le froid comme un ennemi pour votre batterie.
L’effet de la chaleur sur les voitures électriques
Les batteries au lithium ne supportent pas bien les températures supérieures à 70 degrés Celsius. Il est donc impératif de les éviter. Les températures élevées peuvent provenir de l’environnement extérieur, mais aussi et surtout de l’utilisation de la batterie (effet Joule).
Recharge
Bien que la chaleur soit clairement l’ennemie des batteries, elle peut améliorer les recharges à forte intensité. Recharger une batterie froide rapidement peut endommager les cellules. À 45 degrés Celsius, la batterie peut stocker 20% d’énergie en plus qu’à 20 degrés. Cependant, au bout de 200 cycles, nous observons une perte de capacité de 6,7% avec des charges à 45 degrés, contre 3,3% avec des charges à 20 degrés.
Autonomie
Une batterie chaude offre une meilleure autonomie, car le rendement de la batterie est amélioré lorsque tous les kWh disponibles peuvent être exploitées. À partir de 20 degrés Celsius, la batterie fonctionne de manière optimale.
Il est important de noter que les calculateurs des voitures électriques sont conçus pour contrôler ces conditions afin de limiter les dommages. Les témoignages d’utilisateurs de voitures électriques confirment ces observations.
Maintenant que vous êtes informé des effets du froid et de la chaleur sur les batteries lithium-ion, vous pouvez prendre les mesures nécessaires pour préserver et optimiser la durée de vie de votre batterie.
