L’autonomie d’une voiture électrique

Publié par le 12.12.2019 - 7 min

L’autonomie détermine la distance que peut parcourir un véhicule électrique avant qu’il soit nécessaire d’en recharger la batterie. De quels critères dépend-elle et comment le conducteur peut-il contribuer à l’optimiser ? Tour d’horizon des conseils et informations à ne pas manquer pour tout savoir sur l’autonomie des voitures électriques.

Qu’est-ce qui détermine l’autonomie d’une voiture électrique ?

L’autonomie d’une voiture électrique dépend en premier lieu de la capacité de sa batterie lithium-ion, c’est-à-dire de la quantité d’électricité qu’elle est capable d’emmagasiner. Exprimée en kWh (kilowattheure), elle est l’équivalent du réservoir de carburant pour les voitures thermiques : elle définit la réserve d’énergie dont disposent le moteur et les autres organes de la voiture pour fonctionner.

L’autonomie est ensuite liée à tous les paramètres qui influencent la rapidité avec laquelle cette réserve est consommée. Certains, comme l’efficacité énergétique ou la puissance du moteur, sont intrinsèques au véhicule. Les autres sont directement liés à la conduite, avec des facteurs tels que l’allure moyenne, la vigueur des accélérations, le relief de la route, les conditions météorologiques, le nombre de passagers ou le poids des bagages chargés dans le coffre.

La différence entre autonomie théorique et autonomie réelle

Deux conducteurs au volant d’une même voiture n’obtiennent donc pas nécessairement la même autonomie réelle. C’est la raison pour laquelle l’autonomie des voitures électriques est normalisée.

Les acheteurs potentiels ont en effet besoin de pouvoir analyser et comparer l’autonomie des différents véhicules du marché. En réponse, l’industrie automobile et plusieurs instances de régulation économique ont élaboré des protocoles d’essais permettant de tester l’autonomie de différents véhicules dans des conditions standardisées, calquées sur l’usage que les conducteurs peuvent faire de leur véhicule dans la réalité.

La dernière version en date de ce protocole est baptisée WLTP, pour Worldwide Harmonized Light Vehicle Test Procedure*. Elle ambitionne de donner des valeurs proches de ce que connait le conducteur dans ses usages quotidiens, avec un cycle comprenant des trajets urbains, péri-urbains et autoroutiers.

Comment optimiser l’autonomie d’une voiture électrique ?

Nouvelle ZOE recharge wallbox

Une voiture thermique traditionnelle consomme ses réserves d’énergie dès que son moteur est allumé. Pour les véhicules électriques, la donne est légèrement différente : la voiture consomme de l’électricité dès que ses composants sont sollicités, mais elle est aussi capable de recharger sa batterie lors des phases de décélération grâce au freinage récupératif.

Pour optimiser l’autonomie de sa Renault ZOE, par exemple, il faut donc réduire la consommation d’énergie dans les phases d’accélération ou de roulage, tout en capitalisant au maximum sur les possibilités offertes par la récupération d’énergie : c’est le concept d’éco-conduite.

Un trajet à vitesse élevée sur autoroute induit une consommation électrique plus importante qu’un trajet de même distance réalisé sur une route nationale. De la même façon, démarrer abruptement quand le feu passe au vert implique une dépense d’énergie plus importante. Mais comme le véhicule électrique offre des accélérations franches, il n’est pas nécessaire de le brusquer pour s’extraire de la circulation.

La souplesse est également de mise lors des freinages ou des arrêts. Plutôt que d’écraser le frein au dernier moment, mieux vaut anticiper et relâcher la pédale d’accélérateur pour laisser la voiture ralentir d’elle-même et convertir son énergie cinétique en électricité. Chaque ralentissement devient ainsi une occasion de recharger la batterie et donc de prolonger l’autonomie ! Cette conduite toute en douceur ménage également les rares pièces d’usure qui équipent la voiture électrique, à l’image des plaquettes de frein ou des pneus.

Les facteurs qui influencent l’autonomie

Si le style de conduite reste le principal levier sur lequel jouer pour prolonger l’autonomie d’une voiture électrique, le rayon d’action réel dépend aussi de facteurs tels que la topographie de la route, le chargement ou l’utilisation des équipements intérieurs.

Le relief de la route

Gravir une pente escarpée exige une dépense d’énergie significative, surtout si l’ascension se fait à vive allure. L’accès à une station de ski sollicite par exemple le moteur, et donc la batterie, dans des proportions plus importantes qu’un trajet réalisé sur terrain plat, ce qui se traduit par une diminution de l’autonomie. La descente offre toutefois une contrepartie non négligeable, puisque la voiture recharge sa batterie dès que le conducteur fait appel au freinage récupératif. Avec leur topographie particulière, les trajets en montagne sont l’occasion idéale de pratiquer l’éco-conduite !

Le poids de la voiture

Nouvelle ZOE coffre ouvert

L’utilisation des équipements intérieurs

On entend souvent dire que les voitures électriques voient leur autonomie diminuer par temps froid, mais la plupart des véhicules intègrent des dispositifs qui veillent à maintenir la chimie des batteries lithium-ion à température optimale. Les conditions climatiques ont cependant un impact indirect sur l’autonomie puisqu’elles encouragent le conducteur à exploiter les éléments de confort comme le chauffage ou la climatisation. C’est ce constat qui a encouragé Renault à développer le préconditionnement de l’habitacle, proposé notamment par ZOE. Accessible au travers de l’application mobile MY Renault, ce dispositif permet de programmer la température souhaitée à bord, y compris pendant que la voiture est branchée à sa borne de recharge, pour éviter que le chauffage ne vienne grever l’autonomie réellement disponible au moment du départ.

L’état des roues

C’est l’un des atouts financiers du véhicule électrique : l’absence d’embrayage, de boîte de vitesse et de pistons réduit l’entretien courant au remplacement des consommables et à la vérification des pièces d’usure. Parmi ces dernières, des pneus insuffisamment gonflés risquent de pénaliser l’autonomie. Une raison supplémentaire pour contrôler régulièrement la pression des pneus !

L’usure de la batterie

Les progrès accomplis au niveau des technologies lithium-ion garantissent aux batteries une longue durée de vie, même en cas d’utilisation soutenue. Il subsiste cependant un phénomène d’usure, en raison duquel la capacité de la batterie – et donc l’autonomie qu’elle autorise – diminue au fil des années.

La location de la batterie se révèle dans ce contexte une formule commerciale intéressante, puisqu’elle implique que le constructeur reste responsable de la batterie tout au long de son cycle de vie. Il la répare ou la remplace dès que sa capacité baisse dans des proportions trop importantes, ce qui permet au conducteur de rouler sans avoir à se soucier d’une éventuelle perte d’autonomie ou de facilité de recharge.

La démarche favorise également la réutilisation des batteries usagées en vue d’autres scénarios d’usages moins exigeants, participant ainsi à la création d’une véritable économie circulaire du véhicule électrique.

Quel avenir pour l’autonomie des voitures électriques ?

Futur des voitures électriques Renault

Avec 395 km d’autonomie en cycle WLTP*, Nouvelle ZOE permet déjà de couvrir largement les déplacements quotidiens courants, sans avoir besoin de plus d’une recharge par semaine. En plus de chercher à augmenter la capacité des batteries, Renault travaille à l’amélioration de l’efficacité énergétique de ses véhicules et développe des solutions visant à simplifier l’accès à la recharge au quotidien.

La dernière génération de Renault ZOE inaugure par exemple la recharge rapide en courant continu (DC) jusqu’à 50 kW qui lui permet de récupérer, en seulement 30 minutes, jusqu’à 150 km d’autonomie en cycle mixte*. Ajoutée aux nombreuses possibilités de recharge en courant alternatif (AC) jusqu’à 22 kW, cette charge rapide fait de Nouvelle ZOE le véhicule le plus polyvalent en matière de recharge sur les infrastructures disponibles en Europe.

Les prochaines générations de batterie

Si la technologie lithium-ion s’impose aujourd’hui comme le standard technologique pour la conception de voitures 100 % électriques ou hybrides, les progrès scientifiques donneront peut-être un jour naissance à de nouvelles générations de batterie capables de proposer des autonomies supérieures à ce que l’on connaît aujourd’hui. La recherche s’intéresse notamment au concept de batterie solide, censé permettre d’augmenter la capacité de stockage des cellules lithium-ion tout en augmentant leur stabilité. La pile à hydrogène, ou pile à combustible, représente quant à elle une piste complémentaire à celle des batteries lithium-ion, même si elle soulève de nouveaux défis liés à la distribution ou au stockage sous pression de l’hydrogène.

 

* Les valeurs de durée et de distance évoquées ici sont calculées à partir des résultats obtenus par Nouvelle ZOE lors de la procédure d’homologation WLTP (Worldwide Harmonized Light vehicles Test Procedure, cycle normalisé : 57 % de trajets urbains, 25 % de trajets péri-urbains, 18 % de trajets sur autoroute), qui vise à représenter les conditions d’usage réelles des véhicules. Elles ne présument pas du type de trajet choisi après la recharge. Le temps de recharge et l’autonomie récupérée dépendent aussi de la température, de l’usure de la batterie, de la puissance délivrée par la borne, du style de conduite et du niveau de charge.

 

 

Copyrights : Jean-Brice Lemal, OHM Frithjof, Romain Laurent

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