Voitures électriques : les recharges à froid sont-elles vraiment plus lentes ?

Lorsque les cellules sont froides, les batteries se rechargent plus lentement. Mais toutes les voitures ne sont pas logées à la même enseigne. Voici nos mesures !

La batterie de traction est le cœur d’une voiture électrique. Pour qu’elle puisse donner le meilleur d’elle-même, les cellules qui la composent doivent se situer dans une fenêtre thermique idéale. Si elles sont trop froides, elles ne peuvent délivrer toute leur puissance et risquent des dégradations structurelles. C’est notamment le cas lors des recharges rapides (courant continu) en raison de contraintes électrochimiques. Pour prévenir tout dommage, le BMS (Battery Management System) veille au grain et bride la puissance admissible. Quels sont les effets sur le temps de recharge ? Voici nos mesures !

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Pourquoi la puissance est-elle bridée à froid ?

Avant d’entrer dans le vif du sujet, voici un bref rappel technique. Une batterie est composée de plusieurs cellules au sein desquelles les ions circulent d’un pôle à l’autre via un électrolyte liquide. À basse température, la viscosité de l’électrolyte augmente, ce qui réduit la mobilité ionique. Les ions ont alors besoin de plus d’énergie pour s’insérer dans l’anode. En phase de recharge rapide à froid, cette résistance interne accrue provoque un phénomène de placage de lithium. Cela génère des dendrites qui, à terme, peuvent percer le séparateur, provoquer un court-circuit interne et mener à un emballement thermique.

Cette réaction chimique est plus importante avec de fortes puissances en courant continu. Pour réduire le phénomène, entre autres raisons techniques, le BMS limite donc la puissance de recharge en attendant que la batterie monte en température grâce à son activité pendant la recharge et, en fonction de la température de départ, en utilisant l’énergie du réseau pour activer son système de régulation thermique. Voilà pourquoi une recharge rapide à froid sera toujours plus lente qu’un exercice similaire à chaud. C’est là qu’intervient le système de préconditionnement de la batterie. Désormais répandu, ce dispositif réchauffe le liquide caloporteur de la batterie pour forcer sa montée en température avant une recharge rapide.

Quelle différence dans le monde réel ?

En fonction des technologies et des choix arrêtés par les différents départements Recherche et Développement, toutes les voitures ne sont pas logées à la même enseigne. À froid, certaines se montrent bien plus prudentes que d’autres. C’est notamment le cas de la Kia EV6 58 kWh, pour laquelle nous avons noté un écart de 13 minutes entre deux scénarios de recharge. Avec une différence identique, les DS Numéro 8 Vinfast VF6 n’aiment vraiment pas le froid. La raison ? Ces deux voitures sont celles qui affichent le plus grand écart, alors que la mesure « froide » a été réalisée avec des batteries aux alentours de 18 °C. C’est notamment le cas de la DS et de sa batterie ACC, très sensible à froid. Le phénomène est tel que les accélérations ou même la capacité totale sont fortement impactées. L’accumulateur réclame 45 minutes pour passer de 10 à 80 % (puissance moyenne de 64 kW), contre 33 minutes (120 kW) si la batterie a été préchauffée. Les résultats avec une batterie à 10 °C pourraient être catastrophiques…

Nous avons constaté un comportement similaire avec le Peugeot e-3008 et sa batterie FDB (une filiale de BYD). Quand les cellules sont froides, il faut compter neuf minutes de plus qu’une recharge en temps normal… déjà très longue dans l’absolu : dans les meilleures des conditions thermiques, cette batterie réclame 40 minutes pour passer de 10 à 80 %. Pourtant, toutes les voitures du groupe Stellantis ne sont pas logées à la même enseigne. Avec sa batterie CATL de 51 kWh, la Peugeot e-308 demande seulement cinq minutes de plus pour passer de 10 à 80 % (8 °C vs 30 °C au départ) ! C’est dans la parfaite moyenne de nos relevés jusqu’à ce jour.

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Avec sept minutes de différence, les BYD Dolphin, Renault Scenic e-Tech et Tesla Model Y font jeu égal. À noter que l’Américain ne se recharge pas plus vite si le préconditionnement a été activé, comme l’a démontré notre étude exclusive à ce sujet (graphique ci-dessous). Bien sûr, de très nombreuses autos peuvent atteindre un plafond de sécurité si elles sont branchées avec une batterie trop chaude au départ. Mais nous n’avons jamais observé ce phénomène à cause du préconditionnement.

Tout en haut du tableau, on retrouve plusieurs voitures avec des batteries de capacités et architectures bien différentes. Avec une batterie à 15 °C, une Audi A6 e-tron réclame quatre minutes de plus, alors qu’une Volkswagen ID.3 demande trois minutes supplémentaires. Avec une batterie à 14 °C au départ, les Mercedes CLA et Volkswagen ID.Buzz ne restent immobilisés que deux minutes de plus par rapport à une batterie à 24 °C. A noter que nous avons noté les mêmes résultats en poussant le van allemand dans ses retranchements avec une batterie à 6 °C pour -2 °C à l’extérieur.

Une perte de temps modérée

S’il existe des systèmes très prudents allongeant le temps de recharge, on remarque toutefois que la perte de temps est beaucoup plus modérée que la croyance populaire le laisse supposer. Les résultats sont certes disparates, mais on compte six à sept minutes de plus en moyenne sur le 10-80 % entre une batterie froide et une batterie chaude. Bref, à moins de brancher la voiture un matin d’hiver sur une borne rapide avec une batterie proche de 0 °C ou moins (et en partant du principe qu’elle délivre suffisamment de puissance pour atteindre la borne), les différences de temps de recharge n’ont rien d’insurmontable. C’est ce qui ressort de cette étude technique, avec des mesures réalisées dans des cas rares, mais réels.

Mais attention : nos conclusions ne sont vraies que pour un exercice de recharge complet. Car, pour des recharges intermédiaires, avec un taux de charge élevé au départ, les puissances plus faibles peuvent ne pas aider la batterie à monter en température. Un cercle vicieux comme l’a démontré notre étude du système de préconditionnement de la Volkswagen ID.7. Dans ce cas, l’utilisation du système de préconditionnement pourrait être plus rentable.