Pourquoi les voitures électriques luttent-elles dans le froid et comment les aider?

Dernièrement, Tesla a tenu à mettre l’accent sur les performances de ses voitures sur la neige et la glace, en publiant sur Twitter une vidéo de la brimade du modèle 3 sur un terrain d’essais hivernal et exécuter une promotion dans lequel les clients peuvent gagner la chance de conduire sur une mer gelée en Finlande. Elon Musk a raison de montrer que les moteurs électriques et leurs commandes numériques peuvent fournir une traction et un contrôle optimaux, mais les conducteurs de véhicules électriques doivent tenir compte d'autres facteurs en hiver: quelle distance ils peuvent parcourir et combien de temps il leur faudra pour se recharger.

Le froid peut avoir des effets néfastes sur les deux régions, en particulier la tempête hivernale Jaden, qui a déclenché des états d’urgence dans tout le pays et soumettra plus de 70% de la population américaine à des températures inférieures à zéro au cours des prochains jours. En effet, les batteries lithium-ion qui alimentent les véhicules électriques (ainsi que les téléphones portables et les ordinateurs portables) sont très sensibles à la température.

«Les piles sont comme les humains», a déclaré Anna Stefanopoulou, directrice de l’Institut de l’énergie de l’Université du Michigan. Ils préfèrent le même type de plage de température que les gens. Toute température inférieure à 40 degrés ou supérieure à 115 degrés Fahrenheit ne produira pas leurs meilleures performances. Ils aiment être autour de 60 à 80 degrés. Lorsque la température baisse, le liquide électrolytique à l'intérieur des cellules de la batterie devient plus lent. «Vous n’avez pas autant de pouvoir lorsque vous voulez vous décharger», déclare Stefanopoulou. "La situation est encore plus limitée lorsque vous voulez charger."

Les voitures modernes sont conçues pour prendre cela en compte, avec des systèmes de gestion thermique de la batterie qui réchauffent ou refroidissent une batterie. Mais alors qu'un moteur à combustion interne génère sa propre chaleur, ce qui réchauffe le moteur et les occupants de la voiture, un véhicule électrique doit trouver cette chaleur ailleurs, en évacuant la petite quantité de chaleur produite par les moteurs et les inverseurs ou en faisant fonctionner un appareil de chauffage. Cela prend de l'énergie, ce qui signifie qu'il y a moins de puissance disponible pour déplacer les roues.

De plus, pour protéger la batterie – le composant le plus cher d’un VE -, l’ordinateur de bord peut limiter son utilisation par des températures extrêmement basses. Le manuel d’utilisation Tesla Model S avertit: «Par temps froid, une partie de l’énergie stockée dans la batterie peut ne pas être disponible sur votre lecteur car elle est trop froide." Tesla ajoute une icône en forme de flocon de neige à côté de l’indicateur de portée pour indiquer être impacté. En règle générale, un véhicule électrique couvrira environ 20% de kilomètres en moins par temps froid par rapport à la plage.

Quand il s’agit de placer des électrons dans la batterie, le froid est préjudiciable à deux égards. Il limite le freinage par récupération, de sorte que la voiture récupère moins de puissance et que les conducteurs ne peuvent pas compter sur une conduite à une pédale. Et la charge, particulièrement rapide, sera limitée pour protéger la batterie. Les propriétaires expérimentés de véhicules électriques sont bien habitués à ces problèmes, mais les forums montrent que les nouveaux acheteurs de véhicules électriques ont encore du mal à les résoudre.

Ne désespérez pas, il existe des solutions de contournement. Tout d’abord, ne laissez pas la batterie devenir trop basse. Assurez-vous de toujours avoir une charge de 20% environ. Si vous souhaitez démarrer à des températures inférieures à zéro, la voiture peut avoir besoin de cette réserve pour chauffer la batterie suffisamment pour démarrer le processus. «Ne pensez pas que le fait d’être près d’un point de vente à charge vous évitera des ennuis», déclare Stefanopoulou. Et lorsque vous êtes branché, profitez de cette source d’alimentation pour préconditionner la voiture, chauffant ainsi l’intérieur et la batterie, avant de procéder à un zoom arrière. Des véhicules comme Teslas et la nouvelle Jaguar I-Pace electric vous permettront de le faire à distance via une application.

Pendant ce temps, des chercheurs comme Stefanopoulou travaillent sur des solutions intelligentes pour maximiser la capacité de réaction des voitures par temps froid. Si le système de navigation est programmé pour utiliser un chargeur rapide, l’ordinateur peut s’assurer que la batterie est bien chaude au moment où elle y arrive. Et dans un article récent, Stefanopoulou suggère qu'une batterie pourrait décharger une partie de sa précieuse énergie quand il fait froid, pour se garder au chaud. Cela semble contre-intuitif lorsque l'autonomie est déjà limitée, mais conduire sur une batterie froide, avec une résistance élevée, lorsque les demandes de courant des moteurs sont également élevées, génère davantage de gaspillage.

À plus long terme, les scientifiques travaillent sur des batteries à semi-conducteurs qui ne contiennent pas de liquide et ne sont pas si sensibles. Mais ils en sont encore au stade du laboratoire. Prévoyez cinq à dix ans avant de pouvoir en voir un dans votre garage. Mais en ajoutant quelques astuces, les chercheurs découvrent comment rendre les véhicules électriques aussi propres et prévisibles que possible, afin que nous puissions en finir avec les problèmes d'acceptation des clients », déclare Stefanopoulou. Les conducteurs de sens peuvent obtenir leurs hauts d'adrénaline du cours du lac glacé, au lieu du compteur de profondeur.

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