Tesla Model Y : son système de préconditionnement batterie est-il efficace ?

Les Tesla préchauffent systématiquement leur batterie avant une recharge rapide. Voici les raisons et les éventuels bénéfices pour le conducteur !

Les batteries n’aiment pas avoir trop chaud, et surtout pas trop froid. Dans ce dernier cas, elles ne peuvent pas délivrer les meilleures performances. Pire encore en phase de recharge rapide en courant continu : des dendrites peuvent se former à l’intérieur des cellules froides et causer des dommages irréversibles, voire un court-circuit ! Pour éviter les pépins, le système de gestion de la batterie (BMS pour Battery Management System) veille au grain et bride la puissance de recharge si la batterie est trop froide.

Pour accélérer les recharges, mais surtout prendre soin plus finement des cellules, la majorité des voitures électriques embarquent un système de préconditionnement batterie. Ce dispositif utilise le système de chauffage pour faire monter la température de la batterie via un circuit avec liquide caloporteur. Pour tout comprendre sur le fonctionnement du système, nous vous invitions à lire ou relire notre dossier à ce sujet.

À lire aussi

Voitures électriques : le préconditionnement de la batterie est-il utile ?

Au fil de nos différents tests que nous menons dès que l’occasion se présente, nous avons remarqué que la consommation d’un cycle de préchauffe n’est pas aussi importante que la croyance populaire le laisse penser. Nous avons aussi remarqué que le gain en matière de temps de recharge peut être discutable, surtout si l’on prend en considération ladite surconsommation. Enfin, le préconditionnement n’a toujours été utile que lors de la première recharge, la batterie se situant ensuite à la bonne température pour une autre recharge rapide sur le trajet, même en hiver.

En revanche, nos récents essais de Tesla ont montré un comportement bien différent. Malgré des températures douces de 10 à 20 °C, le système de préconditionnement se lançait systématiquement à l’approche des Superchargers, avec donc une surconsommation à la clé. Mais pourquoi les systèmes des Tesla sont-ils si différents des autres et quels sont les vrais bénéfices ? Voici nos mesures exclusives avec le Tesla Model Y équipé d’une batterie LFP. Il est à noter que si nous avons réalisé cette étude avec la version Propulsion désormais indisponible, cette batterie est reprise par la version Standard.

Comment évolue la température de la batterie ?

En raison de températures assez fraîches (pas moins de 5 °C dans la nuit), la batterie de notre modèle d’essai n’est jamais passée sous les 17 °C après 16 heures d’immobilisation. Cela sera notre notion de « batterie froide » dans cette étude. La température peut paraître élevée, mais précisons que l’inertie thermique est dans la moyenne de nos observations après une utilisation la veille. D’autant que les batteries des Tesla chauffent plus que la moyenne des voitures électriques dans le cadre d’une utilisation normale.

Et pour cause, comme on le remarque en phase de roulage sans activer le préconditionnement. Sur des trajets autoroutiers, que ce soit avec une température extérieure de 10 °C ou de 20 °C, la batterie LFP du Model Y Propulsion stagne naturellement à une température de 32 °C. Pour mettre en perspective, la batterie d’une Audi A6 e-tron se stabilise à 20 °C sur le même trajet avec des conditions assez proches (7 °C extérieurs). De manière générale, rares sont les batteries des voitures électriques à dépasser les 25 °C sur autoroute.

À lire aussi

Préconditionnement batterie : le système de la Kia EV6 est-il efficace ?

Quelle est la température cible du préconditionnement ?

Malgré une température de fonctionnement déjà supérieure à la moyenne, les batteries des Tesla visent encore plus haut lorsque le préchauffage batterie est activé. D’après nos constatations, la température cible de la batterie LFP d’entrée de gamme se situe à 42 °C. Dans de très rares cas, le système s’est coupé à 39 °C, mais l’inertie thermique a porté la batterie à 40/41 °C au moment de se brancher sur la borne visée. Ce sont de loin les températures cibles les plus élevées que nous avons observé à ce jour. Pour mettre en perspective, le système de préconditionnement de l’Audi A6 e-tron se coupe dès que le pack de batterie atteint les 26 °C. Une Hyundai Inster ou un Kia EV3 montent à 25 °C, une Kia EV6 58 kWh ou un XPeng G6 grimpent à 28 °C.

Combien consomme un cycle de préconditionnement ?

Atteindre une telle température cible avant une recharge rapide renseignée dans la navigation embarquée implique sans surprise une très forte puissance. Nous avons étudié plusieurs cas de figure, en observant le cycle en phase de roulage avec une batterie à température, mais aussi à l’arrêt avec une batterie « froide » pour isoler la consommation du système. Commençons par là, ce qui correspond à un très rare cas d’usage où le conducteur souhaite effectuer une recharge rapide avant d’enchaîner les kilomètres.

Avec une batterie à 17 °C au départ, la batterie LFP a besoin de 38 minutes pour atteindre la température cible de 42 °C, contre une consommation totale de 4,0 kWh, soit 7 % de charge au tableau de bord. C’est excessif, mais le gain de temps est avéré (voir plus bas). En phase de roulage, la consommation est évidemment moins importante, et nettement plus représentative de l’utilisation normale du système. Toujours avec une batterie froide au départ (17 °C), nous avons calculé une consommation de 2,6 kWh (4,3 % selon le compteur dédié), pour un cycle complet d’une durée de 36 minutes. Avec une batterie à 22 °C au départ, un air à 20 °C et une vitesse moyenne plus élevée, le cycle a siroté 1,4 kWh (2,4 %) et 37 minutes.

À lire aussi

Préconditionnement batterie : le système de la Volkswagen ID.7 est-il efficace ?

Sans surprise, le cycle de préchauffage est encore moins énergivore dans des conditions normales d’utilisation, lorsque la batterie est à 32 °C. La consommation est très variable en fonction des conditions et de l’utilisation (une batterie chauffera un peu plus rapidement à 130 km/h), mais il faut s’attendre en moyenne à une consommation de 1,2 kWh pour un cycle avec cette batterie LFP pour un gain de 10 °C. Une simple règle de trois fait état d’un gain de 9,4 °C/kWh, contre 6,4 °C/kWh avec nos tests à froid, forcément plus gourmands.

Quels gains à la recharge ?

Si la batterie est trop froide, le système de gestion bride considérablement la puissance de recharge. Malgré un pic supérieur à plus de 100 kW au départ, la puissance dégringole à 87 kW, dont 9 kW dédiés au seul chauffage des cellules. On retrouve donc ici la courbe normale d’un cycle de préconditionnement, qui dure toutefois moins longtemps : le système ne surconsomme plus d’énergie au bout de 20 minutes (60 % de charge). Dans ce cas rare, il faut compter 29 minutes pour réaliser le 10-80 %, à une puissance moyenne de 97 kW.

Non préchauffée mais à une température de 32 °C après 300 km d’autoroute d’une traite, la batterie atteint sans broncher son pic de puissance. On note cependant un écart de 10 kW (185 kW à la borne, contre les 175 kW promis réellement) pour réchauffer la batterie. C’est dans ce cas que nous avons enregistré la recharge la plus efficace de notre étude technique, avec un 10-80 % en 22 minutes tout rond, à une puissance moyenne à la borne de 126 kW.

Cependant, les choses deviennent bien plus étonnantes avec le préconditionnement. Malgré une batterie à 41 °C pouvant laisser penser à un exercice encore plus efficace, la puissance est finalement bridée en raison d’une température trop élevée. À 30 % de charge, là où la batterie touche son pic de 53 °C, la puissance chute brutalement. Et alors que nous pensions à un problème isolé sur un premier Supercharger V3 (de jour sous le soleil par 20 °C), nous avons rencontré le même phénomène sur un autre Supercharger V4, ici de nuit par 10 °C. Dans un cas comme dans l’autre, nous avons enregistré un 10-80 % en 25 minutes, à une puissance moyenne de près de 111 kW.

Enfin, soulignons ici le comportement assez singulier du système de régulation thermique de la batterie. De manière générale, comme l’ont révélé nos précédentes études techniques, le préconditionnement permet d’éviter de puiser l’énergie dans le réseau pour réchauffer la batterie pendant la recharge. Autrement dit : l’énergie est soit dépensée sur la route, soit sur la borne. Mais pas ici ! Que la batterie soit réchauffée ou non, le système pompe toujours de l’énergie dans le réseau. Si bien que la quantité d’énergie facturée par la borne est presque identique dans les trois cas de figure (46,8 kWh à froid, 46,0 kWh à chaud, 46,2 kWh avec le préconditionnement).

Voici un graphique assez inhabituel qui présente uniquement les écarts entre la puissance délivrée par la borne et celle réellement encaissée par la batterie. On remarque alors que dans le cas d’un préconditionnement préalable, le système pompe moins d’énergie mais plus longtemps pour assurer la régulation thermique de la batterie. A contrario, le système demande beaucoup de puissance pour faire monter la température puis se coupe si la batterie n’a pas été préchauffée.

Comment se comportent les batteries concurrentes ?

Plus une batterie est froide, plus la puissance de recharge doit être bridée pour éviter les pépins. En revanche, chaque constructeur paramètre comme il le souhaite le système de gestion batterie. Mais de manière générale, les fabricants font des choix très similaires. La température cible en amont d’une recharge rapide est très généralement comprise entre 25 et 30 °C, et les batteries peuvent atteindre près de 50 °C, rarement plus. Même le XPeng G6 2025, qui peut atteindre près de 400 kW de puissance dans le monde réel, ne dépasse pas les 50 °C au cours d’un exercice à pleine puissance.

Dès lors, la température cible définie par les ingénieurs Tesla et la courbe de température qui s’en suit étonnent fortement, et dépassent de très loin les valeurs enregistrées dans notre base de données. Preuve en est avec le graphique suivant, où les courbes de température des Tesla dépasse celle de voitures avec des puissances de recharge supérieures. Voici un comparatif avec quelques unes des plus chaudes courbes de notre base.

Tesla Model Y : un préconditionnement contre-productif

Quand la majorité des autres voitures électriques du marché ne font appel au système de préconditionnement qu’une seule fois sur un long trajet pour porter la batterie à une température idéale avant la première recharge, les Tesla réchauffent systématiquement l’accumulateur à l’approche d’un Supercharger. La raison est simple : les températures idéales définies par le système sont très élevées. Si bien que la température cible de 42 °C de la batterie LFP correspond au seuil critique d’une batterie LFP de BYD, se traduisant ici par une brutale chute de puissance pour préserver la bonne santé de la batterie selon les ingénieurs de la marque ! Les raisons d’un tel paramétrage sont évidemment techniques, même si nous ne connaissons pas précisément l’origine de ces choix. Reste donc à savoir pourquoi Tesla est le seul, en tout cas dans notre copieuse base de données, à viser et maintenir des températures aussi élevées en phase de roulage et en recharge rapide.

Mais ne nous perdons pas dans les explications pour lesquelles nous n’aurons pas de réponses précises, et revenons-en au préconditionnement de la batterie. Comme l’a montré cette étude, si le chauffage de la batterie est excessivement gourmand à froid, la consommation d’un cycle dans le cadre d’une utilisation normale est plus faible. Mieux encore, la consommation est inférieure à la moyenne : on note avec ces Model Y une moyenne de 1,2 kWh consommés pour un gain de 10 °C, contre 1,7 kWh pour 10 °C en moyenne avec toutes nos autres études.

À lire aussi

Audi A6 e-tron : son système de préconditionnement batterie est-il efficace ?

Reste que les bénéfices pour le conducteur sont très discutables. Pour commencer, on note ici un écart de « seulement » sept minutes entre le pire et le meilleur des scénarios. C’est peu ou prou l’écart moyen qu’on a enregistré avec une BYD Dolphin (pour mettre en perspective avec une batterie LFP d’un peu plus de 60 kWh), avec six minutes de différence entre une batterie à 12 °C et 32 °C au départ. Et voici d’autres exemples pour situer le Tesla Model Y : trois minutes d’écarts avec une Volkswagen ID.3 (18 °C vs 33 °C au départ), quatre minutes avec une Audi A6 e-tron (15 °C vs 31 °C), cinq minutes avec une Peugeot e-308 (8 °C vs 33 °C), ou neuf minutes sur un Peugeot e-3008 (8 °C vs 26 °C).

Dans le cadre d’un usage normal sur la route, le système fait en revanche perdre du temps. Comme nous l’avons remarqué à deux reprises dans des conditions volontairement différentes, la température élevée bride la puissance de recharge. L’utilisation du préconditionnement se traduit donc par une perte de trois minutes sur le 10-80%, à laquelle il faut ajouter une minute de plus pour combler les 2 % surconsommés. Du côté de la batterie NMC, la stabilité est davantage au rendez-vous. Mais, si le 10-80 % est effectivement plus rapide, la voiture arrivera avec un taux de charge plus bas, et donc avec un temps d’immobilisation final équivalent.

Enfin, si le préconditionnement ne fait pas gagner du temps dans le cadre d’une utilisation normale, il fait perdre de l’argent : malgré son activation sur la route, le système continuera de pomper de l’énergie pendant la recharge pour maintenir la batterie à une température élevée. Cela se traduit donc par un écart considérable de plus de 10 % entre la charge effectivement injectée dans la batterie et celle facturée par la borne. Bref, une fois encore, il semblerait que le préconditionnement semble avant tout imaginé pour prendre soin plus finement de la santé de la batterie que pour véritablement faire gagner du temps et de l’argent au conducteur.