L’autonomie d’une voiture électrique

Publié par le 06.04.2021 - 5 min

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

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. Bien sûr, le niveau de remplissage à un instant T de cette batterie conditionne l’autonomie restante du véhicule électrique. 

L’autonomie des voitures électriques est ensuite liée à tous les paramètres qui influencent la rapidité avec laquelle cette réserve est consommée. Certains, comme l’efficacité énergétique de la voiture ou la puissance du moteur électrique, sont intrinsèques au véhicule. Les autres sont directement liés à la conduite : l’allure moyenne, l’intensité 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 pas nécessairement la même autonomie réelle. Des protocoles de test ont été mis au point pour que cela ne soit pas un frein dans un processus d’achat ou d’essai de voiture électrique. 

Les acheteurs potentiels ont en effet besoin de pouvoir analyser et comparer l’autonomie des différents véhicules du marché sur une base de tests d’autonomie partagée de tous. En réponse, l’industrie automobile et plusieurs instances de régulation économique ont élaboré des protocoles d’essai permettant de tester l’autonomie de différents véhicules dans des conditions standardisées, aussi proches que possible d’un usage réel. 

La dernière version en date de ce protocole est baptisée WLTP, pour Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure*. Elle ambitionne de donner des valeurs proches des usages quotidiens avec un cycle comprenant des trajets urbains, périurbains et autoroutiers. Renault communique systématiquement sur l’autonomie WLTP de ses véhicules, ZOE par exemple (jusqu’à 395 kilomètres WLTP*), ou Nouvelle Twingo Electric (jusqu’à 270 kilomètres en cycle urbain WLTP* et 190 kilomètres en cycle mixte WLTP*).

Comment augmenter l’autonomie d’une voiture électrique ?

Nouvelle ZOE recharge wallbox

Tout d’abord, il ne faut pas confondre l’usure de la batterie et la performance de la batterie à court terme qui correspond au temps et à la capacité de chargement et dont découle l’autonomie. Pour une température inférieure à -10 °C, il est impossible de charger la batterie à 100 %. Cela aura un impact direct sur l’autonomie de la batterie. À l’opposé, des températures chaudes n’influent pas sur les performances à court terme de la batterie.
Ensuite, 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. Voici quelques conseils pratiques pour prolonger l’autonomie de votre batterie. 

Optimiser l’autonomie d’un véhicule électrique

Pour optimiser l’autonomie de sa Renault ZOE, par exemple, et préserver au mieux l’énergie présente dans sa batterie, il faut réduire la consommation d’énergie dans les phases d’accélération, tout en capitalisant au maximum sur les possibilités offertes par la récupération d’énergie électrique dans les phases de décélération : c’est le concept d’écoconduite

Démarrer abruptement quand le feu passe au vert implique une dépense d’énergie plus importante de la part de votre voiture électrique. Il n’est pas nécessaire de brusquer le véhicule pour s’extraire de la circulation. Il faut au contraire utiliser l’accélérateur de manière modérée. La souplesse est également de mise lors des freinages ou des arrêts. Plutôt que d’écraser le frein au dernier moment, mieux vaut anticiper les ralentissements 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. Le freinage récupératif est bénéfique pour l’autonomie et le portefeuille : les plaquettes de frein sont moins sollicitées donc leur remplacement est plus rare. En résumé, écoconduire signifie anticiper pour gérer de manière fluide, sans à-coup, la vitesse et le freinage de sa voiture électrique pour en optimiser l’autonomie. Ces conseils d’écoconduite devraient d’ailleurs s’appliquer à tous types de véhicules et de conducteurs car ils sont gages d’économies et vont de pair avec la sécurité routière.

Les facteurs qui influencent l’autonomie

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

Le relief de la route

Quel meilleur test pour une voiture électrique que les routes de montagne ? 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 régénératif. L’effet de ce dernier peut encore être accentué grâce au « mode B », par exemple sur Renault Twingo Electric. Ce mode du sélecteur de vitesse augmente la force de décélération afin de recourir moins fréquemment à la pédale de frein. Le mode B1, le plus filant, est adapté aux longs parcours si le conducteur adopte une conduite anticipative face aux obstacles. 

Le poids de la voiture

Plus la voiture est lourde, plus la quantité d’énergie nécessaire pour la mettre en mouvement est importante. L’autonomie diminue donc avec quatre passagers à bord ou quand le coffre est lourdement chargé. L’impact sur l’autonomie reste raisonnable avec une conduite en douceur, mais il peut devenir significatif si le conducteur décide de multiplier les accélérations, notamment à vitesse élevée.

Nouvelle ZOE coffre ouvert

L’utilisation des équipements intérieurs

On entend souvent dire que les voitures électriques voient leur autonomie réelle diminuer par temps froid, mais la plupart des véhicules intègrent des dispositifs qui veillent à maintenir à température optimale les batteries de voiture électrique. Les conditions climatiques ont cependant un impact indirect sur l’autonomie de la voiture 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 pour optimiser encore l’autonomie réelle de Renault 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 pneus

C’est l’un des atouts financiers du véhicule électrique : l’absence d’embrayage, d’échappement, de boîte de vitesses et de pistons simplifie grandement l’entretien courant de la voiture électrique qui se limite au remplacement de quelques consommables (liquide de frein, liquide de refroidissement, etc.). L’entretien est donc bien plus simple que sur une voiture thermique, et beaucoup moins onéreux. Il reste néanmoins quelques éléments à ne pas négliger comme les pneus. Des pneus insuffisamment gonflés risquent bien évidemment de pénaliser l’autonomie de la voiture. Ceci étant, le freinage récupératif évite également d’user excessivement les pneus au freinage, surtout en le couplant à une position du sélecteur de vitesses qui peut accentuer le frein moteur, comme le mode B, introduit sur Renault ZOE. 

L’usure de la batterie

Un facteur déterminant dans l’autonomie d’un véhicule électrique reste l’âge et l’état de la batterie qui l’équipe. 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, extrêmement lent, qui s’explique par la multiplication des cycles de charge/décharge. Pour cette raison, la capacité de la batterie – et donc l’autonomie en kilomètres qu’elle autorise – diminue au fil des années.

Néanmoins, une fois que la batterie ne satisfait plus les exigences élevées d’un usage automobile, elle entre potentiellement dans sa « seconde vie » puisqu’elle reste utile dans d’autres scénarios d’usages moins exigeants que pour faire rouler une voiture. La batterie lithium-ion participe ainsi à la création d’une véritable économie circulaire du véhicule électrique. Si l’optimisation des batteries est au cœur des considérations de l’industrie automobile, l’autonomie de certains types de véhicules, comme les véhicules hybrides, ne repose pas uniquement sur cette pièce maîtresse. 

L’autonomie des voitures hybrides

La technologie hybride s’appuie pour partie sur l’électrique, mais la complémentarité avec le moteur thermique change la donne en matière de calcul de l’autonomie. Tout d’abord, il existe plusieurs types d’hybride, bien distincts. Les deux principaux sont l’hybride rechargeable (chez Renault, ils sont désignés par l’appellation « E-TECH Plug-in hybrid »), et l’hybride « classique », non rechargeable (« E-TECH Hybrid »). L’hybride « classique », comme Clio E-TECH Hybride, mise uniquement sur le freinage régénératif pour se recharger. Néanmoins, ce modèle peut assurer, en tout électrique, jusqu’à 80 % du temps de roulage en ville. Dans le cas de figure d’un modèle hybride rechargeable (par exemple Nouveau Renault Captur E-TECH Hybride Rechargeable), il est possible de recharger sa voiture sur une borne, c’est-à-dire sur le réseau électrique, également utilisée par les voitures 100 % électriques. L’hybride rechargeable bénéficie, de surcroît, du freinage récupératif. Les hybrides rechargeables Renault présentent une autonomie électrique pouvant aller jusqu’à 50 kilomètres en cycle mixte WLTP*. Du reste, le comportement est le même que celui d’un véhicule hybride non rechargeable en ville (80 % du temps de roulage en électrique) ou quand la batterie est déchargée. Bien évidemment, ces deux cas de figure induisent des calculs d’autonomie différents.

L’autonomie électrique d’une voiture hybride rechargeable est donc bien plus importante (environ cinq fois supérieure) que celle d’un véhicule équipé d’un système hybride classique non rechargeable. Retrouvez toute la gamme de véhicules hybrides Renault ici.

Renault Captur E-TECH recharge

L’autonomie des voitures électriques Renault

Quelle autonomie pour Renault ZOE ainsi que pour les autres véhicules électriques de la gamme Renault ? En fonction de tous les paramètres listés plus haut, cette autonomie peut varier dans une certaine proportion. Le site de Renault propose un simulateur d’autonomie qui permet de faire varier plusieurs paramètres (température, vitesse, climatisation, chauffage, etc.) et de simuler la manière dont ils influencent l’autonomie d’une ZOE. 

De la citadine à l’utilitaire, retrouvez toute la gamme de voitures électriques Renault avec la possibilité de demander un essai du véhicule de votre choix. 

Quel avenir pour l’autonomie des voitures électriques ?

Futur des voitures électriques Renault

Avec 395 kilomètres d’autonomie en cycle WLTP*, la génération actuelle de ZOE permet déjà de couvrir largement les déplacements quotidiens courants, sans avoir besoin de plus d’une recharge par semaine. En plus d’augmenter la capacité des batteries, Renault améliore en continu l’efficacité énergétique de ses véhicules électriques et développe des solutions visant à simplifier l’accès à la recharge au quotidien comme des applications mobiles de gestion de recharge pour les voitures. À cela s’ajoutent différents modes de recharge qui jouent directement sur le temps de recharge et sur l’autonomie offerte.
La dernière Renault ZOE inaugure la recharge rapide en courant continu (DC) jusqu’à 50 kW : elle récupère ainsi, en seulement 30 minutes, jusqu’à 150 kilomètres d’autonomie en cycle mixte**. Ajoutée aux nombreuses possibilités de recharge en courant alternatif (AC) jusqu’à 22 kW, cette recharge rapide de ZOE en fait le véhicule le plus polyvalent sur les infrastructures de charge les plus disponibles en Europe.

Les prochaines générations de batterie

Aujourd’hui et pour encore de nombreuses années, la technologie lithium-ion s’impose comme le standard technologique pour la conception de voitures 100 % électriques ou de voitures hybrides. Alors que la technologie lithium-ion ne cesse de s’améliorer, notamment en matière de densité énergétique au sein des batteries, les progrès scientifiques donneront peut-être un jour naissance à de nouvelles générations de batteries capables de proposer des autonomies encore supérieures à ce que l’on connaît aujourd’hui. La recherche s’intéresse notamment au concept de batterie solide, censé augmenter la capacité de stockage des cellules lithium-ion tout en accroissant 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. 

 

 

* WLTP : Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure. Le cycle WLTP normalisé se compose de 57 % de trajets urbains, 25 % de trajets périurbains et 18 % de trajets sur autoroute.

** Les valeurs de durée et de distance évoquées ici sont calculées à partir des résultats obtenus par Nouvelle ZOE et/ou Twingo Electric lors de la procédure d’homologation WLTP (Worldwide harmonized Light vehicles Test Procedure, cycle normalisé : 57 % de trajets urbains, 25 % de trajets périurbains, 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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