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Plus il y a de kWh, mieux c’est?

Pour beaucoup de personnes, la qualité des voitures électriques est principalement définie par la capacité de leur batterie. «Plus il y a de kWh, mieux c’est», disent-ils. Cependant, ce n’est pas toujours vrai.
Frank Kindermann, chef de projet technique pour les éléments de batterie haute tension chez Audi

Les personnes qui s’intéressent aux voitures électriques comprendront rapidement que la valeur la plus importante lors de la comparaison des modèles est la capacité de la batterie. Celle-ci est généralement exprimée en kilowattheures (kWh), qui indiquent à leur tour la quantité d’énergie qu’une batterie peut contenir. Toutefois, dans de nombreux cas, la capacité de stockage effectivement utilisable est nettement inférieure à cette valeur.

C’est compliqué? De manière générale, chaque batterie a une capacité brute, exprimée en kilowattheures, qui est basée sur la capacité de stockage physique réellement disponible. Il s’agit d’une valeur maximale, qui est supérieure à la capacité de la batterie disponible dans la pratique. Autrement dit, pour déterminer l’autonomie, il ne suffit pas simplement de diviser la valeur de la capacité officielle d’une batterie indiquée par le fabricant par la consommation officielle. En effet, la capacité nette, c’est-à-dire le potentiel effectivement utilisable d’une batterie, peut être nettement inférieure.

L’explication: pour les batteries lithium-ion, les fabricants spécifient une plage de tension dans laquelle la cellule peut être exploitée. Cette plage de tension est appelée SoC technique (State of Charge = état de charge). Mais le plus important est le SoC utilisable, limité par des marges tampons supérieure et inférieure afin d’empêcher les cellules de vieillir trop vite. «Car des niveaux de charge très élevés ou très faibles entraînent des mécanismes de vieillissement, que nous voulons bien évidemment limiter», explique Frank Kindermann, chef de projet technique pour les éléments de batterie haute tension chez Audi. «Plus la marge tampon est grande, plus la batterie dure longtemps.»

Dans de nombreux cas, environ 10% de la capacité brute de la batterie sont sacrifiés au profit de la marge tampon. Si l’on retire la marge tampon, il reste un contenu énergétique net qui fournit des informations sur la quantité de kilowattheures qui peuvent être effectivement utilisés. La taille de la marge tampon peut varier selon les constructeurs automobiles et la taille des batteries. Dans certains cas, les marges tampons définies par les logiciels sont même variables et particulièrement généreuses pour une utilisation quotidienne, ce qui est généralement bénéfique pour la durée de vie des batteries.

Audi, par exemple, travaille avec une disponibilité statique de la capacité de la batterie. Dans le cas du SUV électrique e-tron en version haut de gamme 55 Quattro, 91% de la batterie et donc 86 kWh sur 95  peuvent être effectivement utilisés. La marge tampon de 9 % n’est toutefois jamais libérée pour être utilisée, par exemple comme réserve d’urgence. Audi veut ainsi assurer la longévité de la batterie, pour laquelle le constructeur accorde une garantie de huit ans et 160 000 kilomètres. Après l’expiration de la garantie, Audi souhaite atteindre un SoC résiduel utilisable d’au moins 70%.

Le contenu net peut également varier en fonction de la taille de la batterie, ce qui a également un lien avec les prestations de garantie. Si une batterie doit continuer à fournir au moins 70% de sa capacité de stockage initiale même après le kilométrage X, le SoC utilisable doit également être adapté en fonction de sa taille. Il existe des modèles de voitures électriques pour lesquels le client peut commander des batteries de différentes tailles.

Pour le client, cette pratique ne constitue tout d’abord aucun inconvénient et ne doit pas être considérée comme un «emballage trompeur». Il ne faut pas oublier que cet écart entre la taille de la mémoire physique et la taille utilisable se retrouve chez tous les constructeurs automobiles. Pour le consommateur, ce serait une bonne chose que les deux valeurs soient données, cela faciliterait la comparaison. Au bout du compte, la valeur que l’on connaît est sans importance: les chiffres relatifs à l’autonomie et à la consommation sont surtout décisifs dans le cadre d’une comparaison et sont idéalement donnés sous forme de valeurs WLTP. Il s’agit d’une nouvelle méthode de contrôle qui, d’une part, fournit des valeurs plus proches de la pratique que le précédent selon NEDC et, d’autre part, permet une comparaison entre les véhicules au niveau mondial en termes de consommation et d’émissions.