Audi A6 e-tron : son système de préconditionnement batterie est-il efficace ?

Pour faciliter les recharges, l’Audi A6 e-tron est équipée d’un système de préconditionnement de la batterie. Mais est-il efficace ? Voici le résultat de nos mesures exclusives.

Le préconditionnement de la batterie vise à optimiser les temps de recharge rapide tout en préservant la santé de l’accumulateur. Ce système élève la température des cellules à un niveau idéal. Toutefois, nos tests, menés sur trois véhicules dans des conditions variées, révèlent que son utilité pour l’utilisateur reste relative, notamment en dehors des plateformes haute tension où l’écart est significatif — comme c’est le cas chez Kia avec la EV6. Qu’en est-il alors sur la plateforme PPE commune à Audi et Porsche, qui équipe l’A6 Avant e-tron de notre essai ? Nous avons mené nos mesures à différentes températures extérieures.

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Comment fonctionne le système de préconditionnement ?

L’Audi A6 e-tron dispose d’une batterie de 94,9 kWh de capacité utile, composée de 180 cellules prismatiques (180s1p). Si la plateforme PPE est qualifiée de 800 V, la tension nominale de la batterie atteint en réalité 662 V. Une vulgarisation courante dans le segment des voitures électriques qui disposent d’une tension supérieure à 400 V. Outre les différents avantages techniques, dont l’installation d’onduleurs au carbure de silicium (MOSFET SiC) plus sobres, cette architecture favorise les recharges rapides : Audi annonce un pic à 270 kW, et un 10 à 80 % en 21 minutes.

Pour y parvenir, la batterie doit se situer dans une plage de température optimale, gérée par le Battery Management System (BMS). L’A6 e-tron embarque pour cela un système de gestion thermique prédictif, qui s’active lorsque l’itinéraire e-tron est programmé et qu’une borne rapide est renseignée dans la navigation. La température du pack batterie est alors ajustée en fonction de la durée de conduite restante, du type de route, du niveau de charge prévu à l’arrivée et des conditions extérieures.

Le système s’appuie sur deux pompes à chaleur (air et eau-glycol) qui récupèrent les calories de l’air ambiant et des composants électriques. Le fluide caloporteur chauffé circule ensuite dans la plaque inférieure de la batterie, de type U-Flow, qui assure un refroidissement axial des cellules et joue un rôle structurel. Ce processus, semblable à celui du chauffage de l’habitacle, demande du temps et de l’énergie. C’est l’objet de cette étude, nous avons chiffré les performances et bénéfices pour le conducteur. Mais avant d’aller plus loin, vérifions certains points évoqués par le constructeur.

Quelle température batterie avant de partir ?

• Ce que dit Audi : d’après la marque, le conditionnement continu est l’une des nouveautés apportées par la plateforme PPE. Cette fonction surveille la température de la batterie pendant toute la durée de vie du véhicule. Ceci permet, toujours selon Audi, de maintenir l’accumulateur dans sa plage de température optimale, même lorsque le véhicule ne roule pas, afin d’allonger sa durée de vie.
• Nos observations : la notion de batterie froide ou chaude reste subjective et dépend des usages. Lors de notre essai longue durée, nous avons enregistré une baisse moyenne de température de 1,4 °C par heure après plus de 10 heures d’immobilisation, et ce, avec des températures extérieures de -2 à 5 °C sur la période d’observation. Par exemple, la batterie est descendue de 25 à 7 °C en 14 heures, et de 35 à 9 °C en 17 heures. Lors d’une nuit avec des températures positives (min. 2 °C), elle est passée de 28 à 14 °C en 10 heures.
• Conclusion : on peut considérer comme froide une batterie qui se situerait entre 10 et 15 °C. Nous verrons plus loin l’impact sur le temps de recharge, dans ce cas assez rare (peu de conducteurs effectuent une recharge rapide au petit matin). En tout état de cause, aucun cas de perte de charge n’a été constaté, prouvant l’absence de régulation thermique active à l’arrêt. Le refroidissement est purement passif, avec des pertes naturelles donc. Il faudrait des conditions climatiques extrêmes pour activer une éventuelle régulation thermique automatique à l’arrêt. Mais ces conditions sont rares en France, encore moins à l’approche du printemps.
  À noter : avec des températures plus douces comprises de 10 à 15 °C, la perte moyenne tombe à 1,1 °C par heure. On a observé une chute de 24 à 15 °C en 9 heures de stationnement la nuit. Par ailleurs, un départ en journée permet souvent de trouver la batterie à température ambiante dans ces cas-là.

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Comment évolue la température sur la route ?

• Ce que dit Audi : si le conducteur ne renseigne aucune information permettant de déduire des données prédictives (en utilisant une navigation tierce, par exemple), un algorithme standard régule la gestion thermique de la batterie. Celui-ci se base sur l’environnement du véhicule (température extérieure, rythme de conduite, …) et du mode de conduite. Seul le mode Dynamic réchauffe davantage la batterie pour maximiser la performance. Sinon, le système retarde le conditionnement pour privilégier l’autonomie.
• Nos observations : sans préconditionnement et sous 5 °C, la batterie peut perdre en température, même sur autoroute. Exemple : de 15 à 12 °C après une heure de roulage entre 90 et 110 km/h. Sur un autre trajet, la batterie est passée de 23 à 19 °C après une heure à une vitesse rigoureusement fixe de 130 km/h (trajet 2). De plus, au terme de ce dernier parcours de 300 km (2 h 40), la température minimale relevée a été de 17 °C, avec un air ambiant à 7 °C et un SoC à 34 % à ce moment-là. En fin de charge (SoC à 10 %), la batterie est remontée à 19 °C, vraisemblablement grâce aux intensités plus importantes pour compenser la baisse de tension qu’à un algorithme anticipant la recharge. Enfin, contre-exemple, notons que la batterie gagne en température naturellement si la valeur de départ est inférieure au socle. Preuve en est avec notre mesure d’une heure (trajet 3), mais aussi avec notre étude sur le préconditionnement (voir plus bas).
• Conclusion : comme vu avec d’autres véhicules, la batterie de la plateforme PPE ne chauffe pas naturellement et peut perdre en température. Nos mesures et observations situent la température socle de fonctionnement de 18/19 °C si le thermomètre extérieur est sous les 5 °C. Avec un air à 15 °C, on observe généralement un socle autour des 21/22 °C.
• À noter : sur des routes secondaires dans les Alpes entre Grenoble et Turin (14 °C ext.), la batterie est restée au-dessus de 27 °C grâce aux nombreuses sollicitations pour gravir les cols. Au sens retour sur la même route, après une courte recharge d’appoint, elle n’est jamais descendue sous les 31 °C après 180 km. Dans ces conditions, même avec des températures assez basses, le préconditionnement ne serait pas lancé.

Test du préconditionnement batterie

Quels effets sur la température de la batterie ?

• Sans préconditionnement : par une température extérieure moyenne de 4 °C lors de notre premier trajet, la batterie a pu atteindre une température socle de 18 °C juste avant notre ligne d’arrivée. Contrairement à nos premières études sur le sujet et nos constatations avec cette Audi A6 e-tron, nous n’avons donc pas observé de pertes de température.
• Avec préconditionnement : dans des conditions similaires (3 °C ext.), la montée en température est identique. Cependant, le système a démarré 20 minutes / 30 km avant l’arrivée à la borne préalablement renseignée dans la navigation. C’est le temps nécessaire au système pour mettre les cellules à 26 °C. A l’issue du test, le constructeur nous a confirmé que la température cible est de 25 °C. La différence, insignifiante, peut s’expliquer par l’inertie thermique.

Quels effets sur la consommation ?

• Sans préconditionnement : nous avons enregistré une consommation parfaitement identique de 23,7 kWh/100 km dans les deux sens, soit une moyenne logique de 23,7 kWh/100 km sur notre premier trajet.
• Avec préconditionnement : nous avons observé une consommation moyenne finale de 25,2 kW/100 km, avec 23,5 kWh/100 km à l’aller, et 26,6 kWh/100 km au retour. Soit une surconsommation de 12 % dans le sens retour, traduisant d’après nos mesures une consommation du système à 1,7 kWh, soit 2 % de charge au tableau de bord.

Quels bénéfices à la recharge ?

• Sans préconditionnement : à 10 % de charge et 18 °C, la puissance ne dépasse pas les 200 kW, avant de grimper à 260 kW à 20 % de charge. Résultat : un 10-80 % en 24 minutes, 69,4 kWh facturés, et une puissance moyenne de 175 kW. La courbe de recharge est représentée au paragraphe suivant (Courbe 2).
• Avec préconditionnement : à 26 °C au départ, le 10-80 % tombe à 22 minutes pour une puissance moyenne à la borne de 192 kW. Cependant, en prenant en compte le taux de charge inférieur, le temps de ravitaillement total est de 23 minutes pour un total de 72,1 kWh facturés par la borne. La courbe de recharge est représentée au paragraphe suivant (Courbe 5).

Le 10-80 % est-il faisable en 21 minutes ?

Audi annonce sur ses brochures un temps de recharge rapide de 21 minutes. A condition que toutes les planètes soient parfaitement alignées, même du côté de l’infrastructure. Ce qui n’est pas toujours le cas. Dans un cas, malgré une batterie préchauffée à 26 °C et une borne Ionity annoncée à 350 kW, la puissance n’a jamais dépassé les 180 kW. Verdict : un 10-80 % en 25 minutes et une surconsommation inutile sur la route. Quand les conditions sont réunies, il faut toutefois brancher la voiture avec une batterie à 30 °C et plus pour observer les promesses.

Comme l’ont prouvé nos mesures, le préconditionnement ne suffit pas sous les 5/10 °C à l’extérieur pour atteindre ce niveau. Cependant, avec un mercure supérieur à 10/15 °C, nous avons observé un préchauffage de la batterie à 29 °C. Cela a été le cas lors du Supertest de l’Audi Q6 e-tron quattro, basé sur la même plateforme, comme nous l’avons noté dans notre article. Mais cela a aussi été le cas avec cette Audi A6 e-tron, en vue d’une recharge d’appoint dès 40 % avec un air à 18 °C. Cependant, contrairement à nos observations avec le Q6, on peut ici penser que le système a surchauffé un peu la batterie en raison du taux de charge élevé.

En tout cas, voici un tableau récapitulatif des temps de recharge en fonction de la température de départ :

Et après la recharge ?

Branchée à 18 °C, la batterie atteint 45 °C à 80 % de charge. Branchée à 26 °C, elle est mieux régulée et affiche 46 °C à la fin du ravitaillement. Dans tous les cas, la température chute rapidement en reprenant l’autoroute (5 °C ext.). Après 45 minutes/100 km à 130 km/h, elle descend à 28/29 °C. Après 90 minutes, on a relevé 25 °C dans les deux cas.

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Deux heures après la recharge, soit près de 260 km à 130 km/h, la batterie est toujours stabilisée à 25 °C. Il est à noter que cette distance correspond à l’autonomie disponible de 80 à 10 % dans ces conditions météo avec ce modèle. Autrement dit, même lorsqu’il fait froid, le préconditionnement ne servira qu’à la première recharge si le conducteur poursuit sur autoroute. Enfin, notons que la perte est moins importante lorsqu’il fait plus chaud : avec un air à 15 °C en moyenne, la batterie affiche 27 °C deux heures après la recharge.

Conclusion

Cette étude poussée de la gestion thermique de la plateforme PPE ne fait que confirmer la conclusion de nos premières études : la consommation de près de 1,7 kWh pour un gain de 11 °C correspond parfaitement à la moyenne constatée précédemment avec trois voitures différentes avec… 1,7 kWh pour un gain 10 °C. De plus, le gain final apparaît bien mesuré ici puisque le système sait assurer des bons niveaux de puissance : seulement une minute de différence entre les deux scénarios ! Et même dans les cas les plus extrêmes, il faut compter seulement quatre minutes de plus avec une recharge à froid (15 °C au départ) plutôt qu’à chaud (31 °C au départ). Cela est dans la moyenne de toutes nos observations depuis la création des Supertests.

En résumé, l’intérêt du préconditionnement est à nuancer. Son impact sur l’autonomie est minime dans tous les cas et le gain de temps est discutable si la recharge débute à un taux de charge de 10 %. Bien sûr, cela dépend du véhicule. Nous avons, par exemple, remarqué un écart assez important de 13 minutes avec une Kia EV6. Mais c’est une exception. Le préchauffage pourrait finalement trouver davantage de pertinence à des niveaux de charge intermédiaires, là où les puissances de recharge plus faibles ne permettraient pas de réchauffer la batterie efficacement. Constat confirmé avec nos mesures en Volkswagen ID.7, et qui pourrait donc expliquer le cas rencontré avec cette Audi A6 e-tron.

Reste que la fonction est un indispensable. D’une part, nous pensons que les voitures électriques doivent être équipées de toutes les solutions permettant de tirer le meilleur parti de leurs spécificités, et assurer un meilleur niveau de polyvalence. D’autre part, cela permet de prendre soin plus finement de la santé de la batterie en la plaçant toujours à sa température idéale de fonctionnement.