Pourquoi les véhicules électriques perdent de l'autonomie lorsqu'il fait froid ?

Les véhicules électriques voient leur performance et leur autonomie diminuer lorsque le temps est froid, un phénomène qui s'explique par le fait que les basses températures affectent le fonctionnement des batteries.

Froid
Si vous êtes propriétaire d'un véhicule électrique, vous avez sûrement déjà du remarquer que l'autonomie et les performances de votre voiture était affectées par le temps froid

Il est connu que l'autonomie des véhicules électriques se montre plus faible lorsque les températures sont basses, mais comment expliquer ce phénomène et comment limiter les pertes ?

Le froid réduit les performances des batteries

Les basses températures ne sont bonnes pour aucun type de véhicule. Nous avons en effet tous déjà vu un véhicule thermique peiner à démarrer lors de froides matinées hivernales. Néanmoins, les véhicules électriques souffrent davantage du froid, paradoxalement en raison de leur trop bonne efficacité.

Les voitures électriques convertissent la totalité de l'énergie produite pour la propulsion, alors que les voitures thermiques génèrent beaucoup de chaleur inutile. C'est justement cette différence qui donne un désavantage aux véhicules électrique par temps froid.

La plupart des voitures électriques sont aujourd'hui équipées de batteries à lithium-ion, batteries qui fonctionnent de façon optimale entre 0 et 45°C. Lorsque le mercure descend sous les 0°C, les électrons Li+ perdent de leur mobilité dans l'électrolyte, ce qui induit que les réactions chimiques au sein de la batterie sont ralenties et que sa tension chute. Ainsi, la batterie est moins efficiente et se décharge plus vite, mais se recharge également moins rapidement.

Ce problème est bien connu par les constructeurs et les modèles actuels sont donc conçus pour tenir compte de cette déperdition. De ce fait, des moyens sont mis en place pour réchauffer la batterie en conséquence afin de maintenir ses performances, que ce soit à la charge mais également lors de son utilisation.

Pour ce faire, la batterie doit puiser de la chaleur produite par le moteur ou les onduleurs ou encore se réchauffer par un système électrique. Dans tous les cas, cela équivaut à une puissance moins importante pour rouler, une partie de l'énergie de la batterie étant utiliser pour augmenter sa température, ce qui influe sur les performances des véhicules électriques.

Également, afin de ne pas abîmer sa batterie lors d'une recharge par temps froid, le véhicule électrique limite automatiquement son système de récupération d’énergie par freinage, ce qui réduit encore une fois l'autonomie normale. Sur une Tesla par exemple, le système est complètement désactivé lorsque la température descend sous les 0°C.

Comment limiter cette baisse d'autonomie ?

Ces différents paramètres influence donc de façon assez importante sur l'autonomie des véhicules électriques par temps froid, sans compter l'utilisation du chauffage dans l'habitacle qui pompe lui aussi de l'électricité. Au total, on estime que l'autonomie peut être réduite de 20 à 30% pour la même charge par temps froid pour la plupart des véhicules électriques.

Certaines astuces sont néanmoins utilisables afin de ne pas être surpris ou même risque de tomber en panne lors d'une froide journée d'hiver. Par exemple, il est nécessaire de s'assurer d'avoir toujours une charge minimale de 20% avant de prendre la route, celle-ci étant la réserve nécessaire pour réchauffer suffisamment la batterie au démarrage.

Attention si la voiture est garée à l'extérieur par temps froid, le système permettant de maintenir la batterie au chaud fonctionne même à l'arrêt, ce qui peut entraîner des surprises en terme de charge et d'autonomie. En moyenne, il faut prévoir environ 1 kilomètre de perte d'autonomie par heure pour une nuit à 0°C.

Il est également conseillé de recharger la batterie environ une heure avant le départ afin de bénéficier de la chaleur du système de recharge. Enfin, lors du trajet, il est préférable de privilégier le chauffage des sièges plutôt que celui de l'habitacle, celui-ci étant bien plus énergivore et pouvant rapidement faire perdre de l'autonomie en cas de basses températures.

Il est important de noter que ces problèmes d'autonomies sont notamment présents lorsque les températures sont vraiment basses, et ce de façon durable, ce qui influe beaucoup sur les performances des batteries lithium-ion. Néanmoins, les constructeurs tentent de régler cet inconvénient en développant des batteries à électrolyte solide pour les véhicules électriques, possédant une plage de température de fonctionnement optimal bien plus large, comprise en moyenne entre -20 et +100°C.


Référence de l'article :

Voiture électrique : quelle autonomie quand il fait froid ?, Futura-Sciences (6 janvier 2025), Celine Deluzarche

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