Fonctionnement du préconditionnement d'une batterie de voiture électrique
C'est une fonctionnalité qui est devenue indispensable pour permettre les charges très rapides aux stations à courant continu de type supercharger. Le préchauffage de la batterie, qu'on appelle communément préconditionnement, est le seul moyen d'accéder à des vitesses de plus de 50 kW (en réalité c'est un peu simplificateur car ça dépend du nombre de cellules qui composent la batterie, mais avec ce que l'on retrouve en moyenne dans les autos cette valeur est appropriée) de puissance sans endommager l'accumulateur chimique de la voiture.
La question ici est de savoir quel est le moyen utilisé par le BMS pour réchauffer la batterie.
A lire : pourquoi la batterie a besoin d'être réchauffée / préconditionnée avant une charge ?
Ce qui permet de préchauffer la batterie
Toutes les voitures électriques n'ont pas forcément cette possibilité, les autos les plus anciennes qui ont un refroidissement de la batterie passif (par air) et qui ne sont pas dotées de la charge rapide DC n'en ont généralement pas. Toutefois, avec les modèles les plus récents (et surtout dotés de grosses batteries) c'est devenu monnaie courante, car la charge rapide est devenue un critère décisif pour l'achat d'une voiture électrique. Sans cette possibilité de charger rapidement, les longs trajets ne sont presque plus accessibles ...
Pour les voitures électriques dotées du préconditionnement, la batterie est alors refroidie par un liquide de refroidissement, ou plutôt sa gestion thermique s'effectue par de l'eau.
Voiture à l'arrêt, au repos
Il va falloir beaucoup d'énergie pour chauffer une batterie de plus de 40 kWh, car sa densité importante induit obligatoirement une inertie thermique importante ...
Lors du préchauffage, il faudra donc chauffer l'eau plutôt que de la refroidir, car le circuit d'eau est à la base conçu pour rafraichir les batteries en premier lieu (qui se dégradent fortement, et de manière définitive quand elles surchauffent au delà de 50 à 60 degrés, une valeur qui se rapproche dangereusement du point d'ébullition de l'eau).
Pour ce faire il y a deux moyens, utiliser le circuit de la pompe à chaleur côté compresseur (circuit haute pression qui permet la production de chaleur) ou une résistance électrique chauffante, tout deux situés sur une portion du circuit de refroidissement.
L'avantage de la résistance électrique est qu'elle chauffe plus rapidement et de manière plus efficace. De plus, ses besoins plus importants en énergie pour fonctionner (le double voire le triple d'une pompe à chaleur) induisent un besoin de puissance supérieur en provenance de la batterie, ce qui a comme conséquence de la réchauffer encore plus vite (effet Joule à la batterie, car on tire plus dessus).
La version a résistance électrique sera toutefois plus gourmande en énergie et l'auto verra sa batterie baisser plus vite lors du préconditionnement.
Préconditionnement activé
Ici le dispositif de refroidissement ne va pas refroidir mais réchauffer, cela en utilisant une résistance électrique et des vannes destinées à router le liquide. Ici, au lieu d'aller vers le radiateur à l'avant de l'auto, l'eau est redirigée vers un circuit plus court qui traverse une résistance électrique. La batterie se réchauffe donc grâce à sa propre énergie
Voici quelques types de circuits permettant le préchauffage de la batterie.
Comment le gère le BMS ?
Quand le BMS constate une température de liquide de refroidissement trop faible, associée au fait qu'une charge à courant continu est en train d'arriver, le préconditionnement va alors se mettre en marche.
Il pourra consommer dans les 7 kW de puissance, et certaines personnes qui ont déjà effectué des charges en DC à 15 kW de puissance (ce qui est atypique, en DC on est généralement sur des chargeurs d'au moins 50 kW) ont remarqué que leur auto ne chargeait au final qu'à 8 kW. Les 7 kW de perdus sont en effet partis dans le dispositif de préconditionnement qui utilise généralement une résistance électrique pour chauffer le liquide de refroidissement de la batterie.
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