La voiture électrique et le froid de l’hiver
La vague de froid que connaît la France offre un cadre parfait pour répondre à une question que beaucoup se posent : comment réagit une voiture électrique à des températures négatives ?
Il y a beaucoup à dire sur la voiture électrique et le froid. La première chose que j’aimerais préciser, c’est qu’il n’est pas évident de donner des chiffres précis sur l’autonomie, tant les paramètres qui l’impactent sont nombreux et différents d’une situation au printemps ou en été.
Tout d’abord, sachez que ma voiture électrique n’a aucun mal à démarrer par -10 ou -15°. Beaucoup de monde m’a posé cette question, en faisant l’analogie avec les voitures thermiques qui ne démarrent plus en hiver à cause d’une batterie faible. Aucun soucis avec ma voiture électrique, elle démarre « au quart de tour », comme d’habitude.
Ce qui change réellement, c’est l’autonomie. Pour les explications qui suivent, je prendrai pour référence une journée avec -10°, ce qui est assez extrême tout de même. Par de telles températures, l’autonomie se trouve fortement réduite, pour deux raisons :
- Les batteries sont moins performantes à cause du froid. Je dirais qu’il faut compter sur une baisse de capacité d’environ 20% par rapport à des conditions « classiques ». Néanmoins, ce chiffre est plus un ressenti qu’une mesure scientifique.
- Le chauffage demande énormément d’énergie. Plus il fait froid, plus son utilisation impacte fortement l’autonomie. Par -10°, j’estime qu’il « mange » 35% de l’autonomie.
Il faut préciser que la consommation du chauffage est la même que si vous roulez à 30km/h que si vous à 130 km/h ou que vous êtes à l’arrêt. Il peut donc très vite faire descendre l’autonomie si vous n’y prenez garde.
Qu’est-ce que ce grand froid a changé dans mes habitudes d’utilisation de la voiture ? Et bien la première est d’utiliser le volant et les sièges chauffants, qui impactent bien moins l’autonomie que le chauffage. Je peux donc utiliser moins souvent le chauffage, réduisant ainsi son impact sur l’autonomie de la voiture.
Autre habitude que j’ai changée pour m’adapter au froid de cet hiver : je recharge ma batterie à 100% au lieu de 80% habituellement. La recharge à 80% est une recommandation de Nissan pour une meilleure vie des batteries. La charge à 100% me permet d’avoir la plus grande autonomie possible en prévision de l’impact du chauffage.
Au niveau de la recharge, je mets un point d’honneur à ne pas charger au moment des pics de consommation d’électricité, mais pendant la nuit. Je programme donc le démarrage de la recharge à partir de minuit. J’ai pris cette habitude citoyenne depuis que j’ai la voiture, mais en hiver elle prend encore plus de sens. Tous les possesseurs de voiture électrique devraient faire cela, et je pense qu’ils sont déjà nombreux à le faire.
Autre programmation importante pour l’autonomie : le chauffage de l’habitacle lorsque la voiture est branchée sur la prise. Cela permet de s’installer dans la voiture avec l’habitacle chauffé, sans que le chauffage ne soit puisé sur la batterie puisque la voiture est toujours connectée sur la prise.
En résumé, le froid extrême tel que nous le connaissons actuellement a des impacts sur la voiture électrique, principalement sur son autonomie. Cela nécessite quelques ajustements au niveau des habitudes d’utilisation, mais rien d’insurmontable.
Par contre, la baisse d’autonomie que le froid implique fera certainement réfléchir ceux qui doivent prendre leur voiture pour aller au travail tous les jours avec une distance supérieure à 50 km et qui n’ont pas la possibilité de recharger sur leur lieu de travail. Pour eux, le trajet peut être compliqué par de telles conditions météorologiques…
Billet rédigé par
Yoann, merci pour ces infos précises et précieuses !
Le concessionnaire Nissan que j’ai rencontré devrait en prendre de la graine… ;)
Les conditions de grand froid sont effectivement beaucoup plus favorable a une plug-in hybride comme la Chevrolet Volt car sont générateur peut alors servir de cogénération. Le moteur thermique produisant à la fois du courant et de la chaleur pour chauffer l’habitacle.
Cependant, des possibilités intéressantes peuvent servir les véhicules électriques purs à mieux passer ces conditions de grand froid.
La première c’est le remplacement du système de chauffage classique à résistances par une pompe à chaleur. A priori une option chère mais en fait bon marché dès l’instant ou le véhicule est déjà équipé d’un air conditionné électrique. Il suffit de le rendre réversible comme sur les unités domestiques.
La seconde c’est l’introduction de l’isolation dans le monde automobile. Un habitacle thermiquement isolé de l’extérieur pour réduire les pertes de chaleur. Cela signifie des panneaux isolant ultra fins type U-Vacua de Panasonic par exemple (http://www.panasonic.com/industrial/appliances-hvac-devices/vacuum-insulation/panel.aspx ), mais aussi des doubles vitrages (polycarbonate) et une rupture des ponts thermiques.
La troisième c’est la récupération de chaleur grâce à un système classique d’échangeur entre l’air sortant et l’air entrant.
La quatrième est déjà mentionnée dans l’article, c’est le préchauffage avec la prise toujours branchée avant le départ. Un système qui peut bénéficier d’une programmation et d’une télécommande à distance.
C’est quand même incroyable que sous nos latitudes, les voitures électriques ne soient pas d’office équipées d’un système de chauffage à air chaud utilisant un combustible liquide tel que du bioéthanol. Ça aurait tellement plus de sens d’utiliser ce genre de combustible (produit en France) plutôt que pour fabriquer du SP95-E10!
Avec un petit réservoir de 10 L. environ, une voiture comme la LEAF disposerait de suffisamment d’énergie pour couvrir ses besoins en chauffage pendant plus d’un mois l’hiver à raison d’une heure d’utilisation par jour.
Un équipement indispensable pour espérer vendre un jour des VE en Europe du Nord ou au Canada.
Un constat qui vaut aussi pour beaucoup d’autres régions d’Europe. A commencer par exemple par l’Est de la France, mais aussi les régions de montagne.
Les pionniers du tout électrique vont-ils devoir bricoler eux-même des systèmes de chauffage alternatif pour augmenter l’autonomie de leur VE durant l’hiver???
On en vient presque à se poser la question!?
Ce ne sera pas nécessaire. En appliquant les mesures spécifiques mentionnées plus haut, la consommation par moins dix tomberait à peu de chose près à la même consommation qu’un éclairage classique. Ca tombe bien, en remplaçant cet éclairage classique par des LED cette énergie redevient disponible.
L’habitacle d’une voiture ne doit en aucun cas être comparé à celui d’un logement : les dimensions et les besoins en chaleur ne sont en rien comparables. Un habitacle de voiture possède une inertie thermique très faible, même bardé des meilleurs matériaux isolants disponibles.
D’un point de vue thermique, ce sont deux mondes qui n’ont absolument rien en commun sinon qu’ils utilisent potentiellement les mêmes techniques pour répondre à des besoins très différents.
C’est sur qu’en 1960 isoler une maison c’était révolutionnaire. En 2012 isoler une voiture…
Notez que si effectivement on devait utiliser du bioéthanol pour chauffer l’habitacle, c’est plus intéressant de le bruler dans une cogénération que dans une chaudière, la notion même de chaudière étant déjà obsolète. En 2012, soit on congénère soit on pompe la chaleur. C’est ce que je répète à chaque fois qu’un architecte ou un candidat bâtisseur me parle de chaudière.
C’est une option sur le Kangoo Z.E., mais je pense que c’est du fait que le volume à chauffer est très important si ce n’est pas une version cloisonée.
@ Belprius : un système de chauffage alternatif utilisant un combustible liquide d’origine renouvelable offre un bilan économico-environnemental bien meilleur que toutes les autres solutions listées :
- faible encombrement
- poids réduits
- coût modique.
La clim réversible (=PAC) est certes une solution intéressante au plan technique (pas de poids supplémentaire) et économique mais par grand froid, son fonctionnement réduit l’autonomie de la voiture de la même manière qu’une vulgaire résistance électrique.
Quant à l’isolation thermique des véhicules, à part pour améliorer le confort acoustique, ça ne sert strictement à rien sauf pour celles et ceux qui passent plusieurs heures par jour dans leur voiture! Ce qui n’est à priori pas le cas des utilisateurs de VE…
La climatisation en mode réverse réduit l’autonomie certes, mais trois fois moins qu’une résistance électrique car la pompe a chaleur possède un COP de 3, cela signifie qu’elle donne 3 KW thermique pour 1 KW électrique. La simple résistance n’offre que 1 KW thermique pour 1 KW thermique.
L’isolation des véhicules à d’autres intérêts que garder la chaleur. Comme vous le mentionner, cela améliore le confort acoustique, mais cela diminue également la consommation de l’air conditionné en été. Dans ce cas l’isolation empêche la chaleur de rentrer dans le véhicule. On gagne donc une seconde fois en autonomie. En hivers on réduit les besoins en chauffage en été on réduit les besoins en refroidissement.
Par ailleurs le passage au polycarbonate au lieu du verre permet d’alléger le véhicule. Un mouvement déjà opérer au niveau des blocs optiques. Pour la structure, on pourrait passer de la simple tôle au nid d’abeille entre deux plaques composites. Plus d’isolation, moins de poids, plus de résistance. Un beau win win qui vaut le léger surcout initial.
Un nid d’abeille ou un panneau sandwich composé de deux plaques ou deux tôles plus fines et une mousse isolante au milieu.
je ne serai pas aussi affirmatif que vous quant au COP moyen que l’on peut espérer d’une clim réversible telle que celles que l’on peut trouver dans une automobile (=PAC air-air). par -10°C extérieur, le COP sera plus proche de 1 que de 3…
Quant à la question du confort d’été, là encore, attention à ne pas faire d’analogie avec les bâtiments!!!
Une voiture, surtout moderne (…), s’apparente en été davantage à une serre qu’à un salon! Vous pourrez toujours la recouvrir de matériaux très isolants et y ajouter des double-vitrages (très lourds), les besoins en climatisation resteront indispensables dans bon nb de cas!
Un pb bien connu des pionniers du logement passif installés dans des régions très ensoleillées l’été.
Le hik, C qu’avec une voiture, les brises-soleil et autres stores extérieurs, il vaut mieux éviter… reste le recours massif aux vitrages athermiques. Mais aussi performants soient-ils, ils n’empêchent pas l’habitacle de se réchauffer à vitesse grand V lorsque le soleil est au meilleur de sa forme! Ajouter 4 personnes à bord (= 400W) qui partent en w-e à la mer en été et vous n’aurez pas bcp d’autres solutions que de faire tourner la clim à gogo… où opter pour la solution 50 km/h max cheveux au vent, ça marche aussi, surtout si c’est un cabriolet! ;)
Ma Leaf (10.000km à son bord) n’a pas non plus apprécié la vague de froid, jusqu’à -18°C affichés au tableau de bord. A cette température, l’autonomie… fond comme neige et la consommation électrique bondit : chauffage, résistance interne de la batterie… deux allers-retours de 24km, et la batterie était vide.
Concrètement, en dessous de zéro, je préfère le confort de ma Prius !
votre témoignage me fait penser qu’un système alternatif de chauffage aurait aussi l’avantage de pouvoir être utilisé pour réchauffer la batterie utilisée par le moteur électrique. Ca complexifierait sans doute un peu la conception du circuit de chauffage mais pour les régions nordiques où la température moyenne hivernale est inférieure à 0°C, ça serait clairement un plus en terme d’autonomie.
On ne le répétera jamais assez : autant l’électricité est l’énergie de la force motrice par excellence, autant pour le chauffage, le recours à des combustibles liquides (d’origine renouvelable de préférence) est bien plus efficace!
Encore un point à améliorer pour le VE pour espérer prendre des parts de marchés aux véhicules thermiques traditionnels qui ont la chance de pouvoir utiliser le même carburant pour avancer que pour tempérer l’habitacle. D’ailleurs, ils se payent même le luxe de contribuer à réchauffer l’air des villes en relachant des gaz d’échappement à plus de 200°C. C’est bien la preuve qu’il n’est pas encore assez cher comme ça ce précieux carburant pour continuer à le gaspiller de la sorte! :o
C’est vraiment une maladie, que de clichez tenaces. Non la combustion n’est pas plus efficace que l’électricité pour le chauffage, mais il faut utiliser l’électricité de façon efficace pour qu’elle puisse être efficace. Un pompe a chaleur de mauvaise qualité a un COP de 3, une excellente a un COP de 4 ou 5 voir même 6. Sans parler des systèmes un peu plus élaborer que les cycles a compresseurs standard. Je pense notament aux systèmes thermoacoustique qui arrive a garder un COP de 2 entre -160 et 15°c, alors entre -10°C et 20°C un COP de 3 c’est très facile. maintenant si par hasard certain ont malgré tout une envie irrepressible de bruler des trucs, il existe des pompes a chaleur thermique qui ont également un COP de 3 et plus.
Non, ça n’est ni une maladie, ni un à priori infondé! C juste qu’au regard des besoins annuels en chauffage d’une auto, je ne vois ni l’intérêt ni la pertinence éco de recourir à une PAC très performante pour couvrir les besoins en chauffage d’un habitacle de voiture.
Pour un logement de plus de 45 m², oui éventuellement. ça peut même devenir une excellente solution dans le cas d’un bâtiment très bien isolé de plusieurs centaines de m² chauffés.
Pour une automobile, c’est complétement ridicule vu le coût d’une PAC de très bonne qualité (i.e qui ne perdra pas la moitié de son fluide frigo au bout de 5 années d’utilisation…) comparé à celui d’un élément chauffant alimenté par un combustible liquide.
Certains se plaisent à appeler ça une analyse comparative en coût global. Je préfère parler de bon sens, tout simplement.
Tiens c’est marrant, je n’avais jamais remarqué que « Pile à combustible » et « Pompe à chaleur » avaient le même acronyme !
Il va falloir faire gaffe et préciser ! ;)
Oui d’accord si la voiture n’a pas de climatisation mais sinon la rendre réversible ne coute pour ainsi dire rien.
Dans ce cas là, on est bien d’accord en effet!
Deux allez retours de 24 km, c’est à dire 48 km ou 96 km ?
Renault propose en option sur son Kangoo un chauffage additionnel qui fonctionne au diesel ou au B30.
Yoann, peux-tu nous dire quelle était ton autonomie dans la situation la pire ?
Sur mon Ampera aussi l’autonomie est impactée notablement, un bon tiers de moins à 0°C par rapport à 15°C.
En dessous de -4°C, un chauffage d’appoint se met en route : le moteur thermique. Il tourne jusqu’à ce qu’il soit à température, cela dure quelques minutes. Une fois qu’il est chaud il s’arrête et on profite de la capacité thermique du bloc moteur pour chauffer l’habitacle. Du coup l’autonomie électrique est préservée à la hauteur de ce qu’elle est un peu au dessus de zéro, mais elle est entrecoupée de périodes pendant lesquelles le thermique tourne. C’est frustrant sur de petits trajets.
Effectivement l’Ampera comme la Volt utilise sont moteur comme cogénération. C’est un avantage complémentaire a son rôle principal de range extender. D’ailleurs, d’autres types de générateurs sont possibles, dont certains sont beaucoup plus silencieux, ce qui éviterait les gènes par intermittences tout au long des trajets.
« Il faut préciser que la consommation du chauffage est la même que si vous roulez à 30km/h que si vous à 130 km/h ou que vous êtes à l’arrêt. Il peut donc très vite faire descendre l’autonomie si vous n’y prenez garde. »
C’est pour cela que plus vite on roule, moindre est la baisse de l’autonomie.
P.S : en réalité, la consommation due au chauffage est légèrement supérieure à 130 km/h qu’à 30km/h ou encore qu’à l’arrêt compte tenu des échanges thermiques par convection plus importants ainsi que par les micro-infiltrations d’air, aussi étanche que puisse être l’habitacle.
oui enfin entre un trajet de 3h à 30 ou un de 1h à 90, 1h de chauffage aura consommé moins que 3h de chauffage…
Bref de ces expériences, pour rouler penard, dans toutes les conditions meteo, et sans chercher les optimisations à outrance qui nuisent à l’usage car prise de tête (optimiser/planifier ses charges, accessoires de confort, charge de la voiture…), on attend des voitures avec au moins le double d’autonomie pour que ce soit utilisable…
(je metS un point d’honneur)
Merci, il y avait encore d’autres erreurs, elles sont corrigées :-)
Merci Yoann pour ce retour … à froid !
Juste pour rigoler, ta voiture a-t-elle des feux lasers ?
Elle est spectaculaire ta dernière photo. On se croirait dans « Retour vers le futur ».
L’as-tu faite consciemment ou est-ce un pur hasard ?
§
Tient un avantage d’une Leaf par rapport aux autres véhicules en plein hivers, c’est de pouvoir compter sur une énorme puissance électrique. En pratique, elle pourrait être équipée d’un dégivrage de pare-brise ultra rapide. Avec une puissance de 60 KW, un pare-brise gelé à -10°C devrait passer à 30°C en moins de 10 secondes. De quoi pouvoir partir bien plus vite que les autres et sans gratter.
Tient j’aurais cru qu’un pare-brise qui se dégivre en moins de dix secondes ferait plus de buzz. Apparemment ça n’épate que moi ou alors les gens apprécie la phase du passage de grattoir par -10°C pour une raison que j’ignore ? Peut-être la conversation avec la voisine qui s’attache à la même corvée.
L’impact du froid sur l’autonomie des VE est le résultat d’une d’addition de facteurs. Comme dit plus haut, le recours au chauffage, la résistance interne des batteries qui fait que la puissance apparente et > à la réalité (j’ai vu une charte qui chiffrait à 1% la perte par degré – référence 20°).
Effet additionnel, la régénération au freinage moins efficiente.
Et un facteur qui à première vue peut faire sourire, mais bien réel: la densité de l’air qui augmente au fur et à mesure que la température baisse (et un chouïa de + si le taux d’humidité baisse). Entre la température de référence de 20° et le taux d’humidité qui va avec, et un air à – 10° sec, on a un écart de + 13% – autant de perte supplémentaire niveau autonomie :-(
Pour positiver, j’inverse le topic !
*** Influence du VE sur le froid de l’hiver ***
je me suis fait prêter il y a quelques jours une caméra thermique. Et forcément, n’ai pu m’empêcher de scanner ma Leaf après 30 kms de trajet.
Résultat, avec une température extérieure autour de 0°, la dissipation maxi se situe au niveau des pneus et des freins: 12° quand même ;-)
Voir ici:
http://marc.einhorn.free.fr/VE/Leaf_froid1.jpg
http://marc.einhorn.free.fr/VE/Leaf_froid2.jpg
Excellent!!! d
Cela prouve qu’il ya encore des gains possibles en matière de récupération d’énergie au freinage… ou d’anticipation de la part du conducteur? :o
L’hiver et ma LEAF, ça se passe plutôt bien.
Voiture chaude le matin grâce au préchauffage programmé, pas besoin de gratter ( elle couche sous un carport ) , ensuite, durant mes 20 minutes de trajet je ne met pas de chauffage car la voiture reste suffisament chaude. Evidemment je m’habille en fonction de la température extérieure ( ce qui est conseillé même avec une voiture thermique ).
Pour le retour, comme je n’ai pas de prise pour réchauffer la voiture sur mon lieu de travail, je m’arrange pour placer la voiture face au sud. Il suffit de quelques rayons de soleil pour réchauffer l’habitacle.
Autre chose : le matin pour aller au boulot, j’y vais tout cool –> motivation = consommation = minimale
Le soir je met la gomme ! La LEAF monte à 150 au compteur sans un bruit. J’aimerai tant continuer pendant des heures..
Propriétaire depuis 2 semaines d’une Nissan Leaf, je peux tous vous dire que c’est un autre monde !
Conducteur depuis 18 ans de VL de tout type, de toutes dimensions, celle ci est de loin la plue efficace, la plus confortable, le plus bluffante !!