Electrique > Voiture électrique : quelle taille de batterie choisir ? 01/12/2020

Voiture électrique : quelle taille de batterie choisir ?


Vous commencez à vous ouvrir à la voiture électrique ? Vous sentez que vous allez bientôt passer commande ?
Certains modèles proposent plusieurs tailles de batterie Lithium-ion, et vous vous demandez quelle serait la plus pertinente avec vos besoins ?
Nous allons donc ici vous fournir les outils qui vous permettront (je l'espère) de faire le bon choix entre une petite ou une grande batterie : vitesse de charge, longévité, praticité etc.

Pour cela, nous allons voir ce qu'induit comme conséquences le fait d'avoir une petite ou une grosse batterie, vous en tirerez les conséquences logiques de votre côté même si il y a de fortes chances que je vous mâche toutes les réflexions sur le sujet.

J'invite tous les connaisseurs et esprits futés à compléter l'article si jamais il y manquait quelque chose. A faire via les commentaires en bas de page, merci à tous pour votre bienveillance et altruisme !

Avantages et inconvénients d'une petite batterie (voiture électrique)


Le premier avantage vous paraître des plus évident mais je préfère quand même le rappeler. Une petite batterie permettra d'induire un prix d'achat bien plus digeste, car rappelons que les voitures électriques se vendent un peu à prix d'or. On aura aussi une masse moindre qui améliorera l'autonomie mais aussi abaissera la vitesse d'usure des pneus et freins. Mais franchement, de vous à moi, ces choses là sont anecdotiques (n'encombrez pas votre matière grise avec ces variables parasites), c'est surtout le coût qui est ici intéressant (les pneus sont généralement à faible friction et les freins sont économisés par le frein moteur régénératif) même si sur une Mini-e ça se voit un peu moins (soyez vigilant, vérifiez bien le rapport coût / kWh offerts par la batterie).

Bon, au final j'ai beaucoup de mal à trouver des arguments qui vont en faveur de la petite, passons donc à la grande batterie.

Avantages et inconvénients d'une grosse batterie (voiture électrique)

Sans vouloir spoiler, choisir une batterie grande capacité n'a que des avantages si on omet bine évidemment le coût d'acquisition. Et même mieux, il est probablement plus écologique de prendre la grosse batterie que la petite !


Vitesse de charge

Au niveau vitesse de recharge, la grosse batterie gagne haut la main. En effet, sachant qu'une batterie a une vitesse de charge plus élevée entre 1 et 80%, on aura donc une plus grande durée en charge rapide sur une grosse batterie qu'une petite. Si j'ai 100 kWh, j'aurais donc une charge rapide sur 80 kWh. A contrario, sur une 50 kWh, ma charge rapide se limitera à 40 kWh.
Conclusion, plus j'ai une batterie de grande capacité, plus je peux charger longtemps en charge rapide, et donc plus je peux rapidement engranger de l'énergie (pratique en voyage quand on poirote à la borne !). Plus j'ai une grosse batterie, plus l'utilisation de mon auto se rapproche d'une thermique, la contrainte de recharge étant de plus en plus réduite.


Surchauffe ?


Que ce soit en conduite sportive ou lors des supercharges (charge rapide en courant continu), la sollicitation de la batterie induit de la chaleur par effet joule (ce qui permet à votre ampoule de briller, quoi que désormais l'incandescence a tendance à disparaître au profit des Led qui sont un peu plus néfastes pour nos yeux ...).
Cet effet joule est néfaste pour la batterie, elle perd alors en capacité d'accumulation ... On se retrouve aussi avec une voiture bridée en puissance et en vitesse de recharge (afin justement de ne pas trop abimer la batterie).
Quand j'ai une grosse batterie, l'effet Joule est bien moins probable, car la puissance extraite (accélération) ou introduite dans la batterie s'effectue sur un plus grand nombre de cellules. Car oui, votre batterie se compose de plein de petites batteries en réalité, qui chauffent chacune de leur côté selon ce qu'on leur demande. Si j'ai 1000 cellules, je pourrai répartir ma contrainte (et donc chaleur) sur bien plus d'entre elles que si je n'en ai que 300. Dès que j'en ai une qui chauffe un peu trop, mon électronique de puissance la met au repos et va utiliser une autre cellule plus basse en température. On peut alors faire subir de plus grosses contraintes à la batterie tout en gardant une température plus basse.

A lire aussi : les effets de la température sur les batteries lithium

Durée de vie


Pour favoriser la durée de vie de la batterie, il faut la prendre le plus gros possible. En effet, chaque batterie est limitée en nombre de cycles recharges / décharges.
Et donc si j'ai une grosse batterie, il me faudra bien plus de temps pour arriver au même nombre de charges / décharges qu'avec la petite ... Elle durera donc plus longtemps. Et une batterie qui dure longtemps, comme tout objet, est plus vertueux pour la nature. Une grosse batterie se révèle donc être plus écologique même si sa fabrication est plus polluante (en vérité seul le cheval reste écologique à 100% comme déplaçoire, et on finira par y retourner, de gré ou de force).

Flexibilité / souplesse d'utilisation

Si vous n'avez pas de solution de recharge (ex : Parisien en appartement sans parking privé), on se servira alors uniquement du superchargeur du coin. On pourra alors tenir plus longtemps en "apnée" avec la grosse batterie dans la rue qu'une petite.
Bref, plus on a de batterie, moins on a besoin de charger en nombre dans l'année, ce qui est d'autant plus favorable quand on vie dans une jungle urbaine sans prise à côté du stationnement de votre voiture.
Ce sera la même chose en cas de stationnement prolongé (plusieurs mois), une grande batterie permet de pouvoir laisser l'auto très longtemps immobilisée sans avoir à lui refaire d'appoints réguliers.

Conclusion

Vous avez désormais les éléments en main pour pouvoir mieux comprendre les tenants et aboutissants inhérents à la taille de votre batterie.
Et pour conclure, on ajoutera que le contexte d'achat est aussi assez important. Si vous achetez une auto que vous êtes certain de revendre dans 4 ans maximum, il n'est pas vital d'opter pour la grosse batterie. Encore moins si c'est en LOA ou LLD, que la batterie ait été plus vite fatiguée ou pas importe peu pour vous.
Idem si les trajets quotidiens prévus par l'auto au quotidien sont limités, pas besoin de calibrer trop haut la batterie, une petite suffira largement (toujours à mettre en rapport avec le fait que vous puissiez recharger chez vous ou pas).
Mais quoi qu'il en soit, dans une majorité de cas c'est bien la grosse batterie qui se révèle plus avantageuse.






Tous les commentaires et réactions


Dernier commentaire posté :


Par EV1FAN (Date : 2020-12-02 00:23:59)

C'est une bonne entrée en matière,
j'ajouterai premièrement que "la bonne batterie" n'est pas universelle, elle est propre à chaque véhicule, ainsi sur un véhicule économe en consommation d'électron, on peu sans complexe s'orienter sur une batterie de capacité moyenne (disons 40 à 50 kwh) alors que sur un véhicule plus énergivore la grosse batterie s'imposera.
Deuxièmement, il faut absolument prendre en considération la puissance de charge DC en fonction de la capacité du pack batterie, une puissance de charge limitée à 50 kW fera perdre tout intêret à la grosse batterie (ex: 80 kWh) au moment de ravitailler sur une aire d'autoroute par exemple.
Troisièmement, attention aux valeurs annoncées,les constructeurs on pour certains d'entre eux la fâcheuse habitude de vendre la capacité nominale comme une valeur de référence alors que celle qui nous est disponible est tout autre, vous perdez d'office quasi 10% de la capacité annoncé et ce n'est pas négligeable sur une véhicule électrique.

Pour conclure je dirais que l'idéale serait une batterie modulable, on pourrait ajouter des racks de batteries en vu d'un long périple et au contraire les retirer lorsque l'on à pas besoin de toute cette masse embarquée, mais je rêve...


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Suite des 3 commentaires :

Par Alain (Date : 2020-12-01 16:46:24)


Toujours très intéressant.

Une objection cependant sur l'aspect plus ecolo de la grande batterie:

Une batterie 2 fois plus grosse s'"usera" deux fois moins vite par l'usage certes, mais ... elle est 2 fois plus grosse donc a "pollué" 2 fois plus à la production. On se rapproche plutôt du statu quo, reste en faveur :

- de la grosse batterie les échauffements moindres que vous évoquez ( donc "usure d'usage" en réalité plus que 2 fois plus lente )
- de la petite :... l'usure moindre due au temps: elle sera probablement rincée d'abord par son usage, avant le simple poids des années. Pour une vie de voiture, deux petites batteries ( avec un renouvellement donc ) dureront peut-être ainsi plus qu'une grosse d'origine.

Ces réflexions ( comme celles de votre article ) ne sont que des éléments théoriques, peut-être ne sont-ils en réalité pas aussi significatifs que ce que j'imagine.


Il y a 3 réaction(s) sur ce commentaire :

  • Par taurus TOP CONTRIBUTEUR (2020-12-02 08:54:29) : Dans une voiture électrique vous ne choisisse pas votre batterie.
  • Par Terreetciel (2020-12-02 11:36:47) : Votre article me fait penser à un très bon reportage d'Arte sur la voiture électrique concernant la réduction de la pollution : La face cachée des énergies vertes
  • Par Admin ADMINISTRATEUR DU SITE (2020-12-03 09:24:56) : Vous avez raison dans la logique théorique. Toutefois, on peut estimer qu'une voiture ayant une batterie devenue trop faible, et donc au moins 5 ans, n'aura plus vraiment droit à une nouvelle batterie de remplacement (valeur du véhicule trop faible pour que ça vaille le coup). Et donc la voiture finira potentiellement à la casse plus tôt que celle qui aura une batterie encore bien opérationnelle.
    De plus, une petite batterie induit plus de moments où l'on sera à des niveaux critiques de charge (qui abîme les batteries), à savoir moins de 10% et plus de 90% (plus elle est petite plus on va la charger haut avant de partir et plus on va finir bas potentiellement). Elle s'abîmera donc plus vite par ce phénomène.
    Bref, une petite batterie verra chacune de ses cellules vieillir plus vite par rapport à celles de la grosse (par exemple, une auto de 30 kWh n'arrivera peut-être qu'à faire 800 cycles tandis que la 60 kWh arrivera peut-être à en faire plus de 1000 puisque chacune des cellules aura été utilisée avec plus de "douceur"). La voiture dans son ensemble sera viable plus longtemps, et elle ira à la poubelle plus tard (il n'y a pas que la batterie qui est polluante à fabriquer ! Le reste n'est pas un détail non plus). Il me semble donc évident qu'une grosse batterie vivra potentiellement plus que deux petites changées l'une après l'autre (et surtout il est dommage de jeter la première car il lui en reste toujours un minimum dans le ventre, ce qui aurait permis d'avoir plus de réserve dans l'auto : on sera à 30 kWh au lieu de 60 si je reprends mon exemple : plus d'autonomie et moins de stress pour les cellules en travail).
    Pour finir précisons qu'une batterie HS n'est pas une batterie qui ne fonctionne plus. On estime inopérante (au niveau de la garantie) une batterie qui a perdu plus de 30% de capacités (certaines Leaf n'ont plus que quelques dizaines de kilomètres d'autonomie ! Plus vraiment viable comme auto). Et les batteries ne vont pas à la poubelle mais dans des centrales électriques pour finir leur vie (une longue fin de vie ...).

    @Terretciel : merci à vous ;-) La vérité me semble assez simple en réalité : l'électrique est plus écologique dans certains pays, pas dans d'autres ... Rouler en électrique est malgré tout assez similaire que le thermique en terme de proportions de pollution générée. Et du coup ça ne change rien à l'équation : l'utilisation de véhicules de plus de 1500 kg n'est pas viable écologiquement parlant, que ce soit en thermique ou électrique (en réalité ça revient un peu au même, dans un cas le moteur thermique est dans l'auto, dans le deuxième dans la centrale électrique ...).
    Il faut attendre une autre technologie, et donc une réelle rupture technologique (en espérant que le bon Dieu nous ai laissé de quoi le faire avec la physique qu'il nous a élaborée ... Certains parlent de la fameuse énergie libre, pour ma part je n'y crois pas. Le Créateur aime les contreparties et la symétrie d'une manière générale. L'abondance et la facilité ne font pas partie de sa philosophie il me semble, les équations de la physique passent leur temps à nous le rappeler).

(Votre post sera visible sous le commentaire)

Par Lolo (Date : 2020-12-01 12:10:41)


Bonjour,
Effectivement il y a beaucoup d’avantage à avoir une plus grosse batterie. Il reste cependant un point important pour une personne souhaitant acquérir une électrique : c’est de savoir comment elle va être rechargé dans son utilisation quotidienne.
Le cas des charges rapide est l’idéal avec des batteries plus grosse mais cela signifie des recharges plus onéreuses sur un réseau extérieur, ou l’installation d’une solution à domicile (entre 1000¤ et 1500¤ pour une wall-box) avec l’obligation généralement d’augmenter également les performances de son abonnement EDF ce qui fera monter légèrement le tarif des KWh utilisés à domicile. (C’est à inclure dans son budget pour l’achat d’une électrique et si on calcul son coût d’utilisation).
Pour beaucoup c’est le branchement sur une prise domestique qui est visée, soit existante soit sur prise dite « renforcée » (~150¤). Certains peuvent également avoir la chance d’avoir des installations de ce type sur leur lieu de travail.
Si on fait un calcul rapide
Hypothèse : Charge de 20% à 90% / Branchement sur prise 16A, courant de charge 13,6A (déjà pas mal vis-à-vis des échauffements sur la durée d’une recharge de véhicule)
Taille batterie – Tps de charge
30kW – 7h
40KW – 9h20
50KW – 11h40
60KW – 14h
70KW - 16h20
80KW – 18h40
Ce n’est qu’un calcul rapide, certain site propose de simuler les temps de recharge pour chaque véhicule en fonction des puissances délivrées par l’installation.


Il y a 1 réaction(s) sur ce commentaire :

  • Par taurus TOP CONTRIBUTEUR (2020-12-04 10:15:00) : Comme déjà dit la taille de la batterie ne se discute-pas, seul le véhicule peu avoir une batterie plus ou moins forte suivant le modèle.

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