Préconditionnement batterie : le système de la Kia EV6 est-il efficace ?

Le préconditionnement promet de réduire les temps de recharge par temps froid. On a mené nos tests avec une Kia EV6.

Pour garantir les meilleurs temps de recharge tout en préservant la bonne santé de l’accumulateur, le système de réchauffement de la batterie augmente la température des cellules à un niveau optimal. Cependant, au fil de nos divers essais, nous nous sommes aperçus que le dispositif pouvait avoir un intérêt assez limité, surtout lors des longs trajets après une première recharge. Pour faire le point, nous nous sommes plongés dans le cerveau de quelques voitures électriques.

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Avant d’entrer dans le vif du sujet, rappelons que le système de réchauffement de la batterie est conditionné par de nombreux paramètres tels que la température extérieure, celle de la batterie, le taux de charge, les technologies embarquées ou les performances de la borne de recharge rapide. S’il nous a été parfaitement impossible de contrôler ce dernier paramètre, nous avons tenté de maîtriser tous les autres volets. Aussi, reste à définir les notions de froid et de chaud, que ce soit à l’extérieur ou pour la batterie. En tout état de cause, nous avons mené nos tests selon plusieurs scénarios observables en France. Enfin, les résultats présentés ici n’ont qu’un but informatif puisqu’ils ne correspondent qu’aux seules situations que nous avons décidé de mettre en place et rencontrées. Dans l’infini d’autres cas existants, les résultats peuvent donc varier.

Quels effets sur la température de la batterie ?

Malgré une température fraîche gravitant autour de 2 °C au moment du départ, la batterie de la Kia EV6, utilisée la veille, n’est pas passée sous la barre des 12 °C. Sans préconditionnement, cette dernière n’a pas gagné un seul degré avec une évolution inférieure ou égale à 110 km/h. Ce n’est que lorsque le rythme est devenu plus soutenu, avec une vitesse quasi fixe de 130 km/h, que la température de la batterie a augmenté. Au final, avec une température extérieure de 3 °C, on est arrivé devant la borne avec une batterie à 17 °C sans l’aide du préconditionnement, soit un gain de 5 °C sur 140 km d’autoroute.

Avec une météo identique, la courbe de température a présenté la même évolution au départ. En revanche, dès l’activation automatique du préconditionnement couplé à la navigation (à 66 km de la borne visée), les cellules ont commencé à monter en température. Le système s’est alors arrêté un peu avant notre destination, lorsque la batterie atteint une température de 27 °C, après 51 km et 26 minutes de fonctionnement. Il s’agirait donc de la température idéale de la batterie dans ces conditions. Au final, avec un thermomètre extérieur à 2 °C, nous sommes arrivés devant la borne de recharge avec une batterie à 28 °C, soit un gain trois fois supérieur par rapport au précédent scénario.

Quels effets sur la consommation ?

Au terme de nos nombreuses répétitions sans l’activation du dispositif, nous avons bouclé ce parcours de 140 km avec une consommation finale de 23,4 kWh/100 km. Après utilisation du système de préchauffe, nous avons noté une moyenne à l’arrivée de 24,5 kWh/100 km. Cela représente une surconsommation de 4,7 %. Côté jauge, Le préconditonnement nous a fait arriver devant la borne avec 6 % de charge restante, soit 4 % de moins. La perte semble importante, mais rappelons qu’elle est corrélée à la capacité nette de la batterie.

La consommation du système de préconditionnement est explicitement affichée au tableau de bord, sous l’intitulé « entretien batterie ». Dès son activation, on s’aperçoit alors que le dispositif réclame une puissance constante de 3,7 kW, avec de menues variations de 3,6 à 3,8 kW durant l’exercice. Dans les conditions fixées par notre essai, le système est resté en action pendant 26 minutes. À noter que c’est bien la durée de fonctionnement qui importe le plus ici, et non la distance. D’après l’ordinateur de bord, cela représente 5 % de la consommation totale de notre trajet. Selon nos calculs, la consommation totale du préconditionnement dans ces conditions graviterait autour de 1,5 kWh.

Quels bénéfices à la recharge ?

Branchée à froid dès 10 % de charge restante, la batterie ne peut pas atteindre immédiatement son pic de puissance et plafonne à 60 kW. Pendant ce temps, le système lance le réchauffeur, qui consomme alors autant que sur la route. Il suffit pour s’en assurer d’observer le delta de 3,0/3,5 kW entre la puissance affichée par la borne et celle indiquée sur le tableau de bord de la voiture.

Ici à 12 °C, le réchauffeur réclamera alors 15 minutes pour monter à 50 °C, portant au même moment la batterie à 29 °C. C’est à partir de là que la pleine puissance, ou presque, sera délivrée. Dès lors, en arrivant devant la borne à froid, le 10-80 % a réclamé 31 minutes d’immobilisation, pour une puissance moyenne de 88,9 kW. Aussi, on notera ici un écart de 19 % entre l’énergie délivrée par la borne (46,0 kWh) et la quantité effective d’énergie stockée dans la batterie (38,6 kWh).

Avec toutes les cellules déjà à la bonne température, la batterie accepte directement la pleine puissance. Le 10-80 % est alors expédié en 18 minutes tout rond, à une puissance moyenne de 143 kW. Ici, la surconsommation à la borne est nettement plus mesurée avec un écart de 11,7 % entre les 43 kWh facturés par la borne et les 38,6 kWh réel sur cette tranche.

Mais il ne faut pas oublier que l’activation du préconditionnement entraine une surconsommation en roulant, ce qui, à situation égale comme voulue pour cette étude, réduit le taux de charge à l’arrivée. Ainsi, si nous nous sommes raccordés avec 10 % de charge à froid, nous sommes arrivés à la station avec 6 % de charge après avoir lancé le préconditionnement. Nous avons alors comptabilisé 20 minutes d’immobilisation avant d’atteindre les 80 %, pour un total de 47 kWh facturés par la borne. La différence est au final de seulement 11 minutes, pour une facture à peine plus élevée de quelques dizaines de centimes. Bien sûr, cette théorie n’est valable qu’en partant du principe qu’il est nécessaire d’atteindre la barre des 80 % pour continuer la suite du trajet.

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Et ensuite ?

Branchée à partir de 17 °C, la batterie froide non préconditionnée de la Kia EV6 atteint une température de 43 °C à 80 % de charge. À chaud, elle grimpe à 51 °C au moment de débrancher et ce, rappelons-le, avec une température extérieure de 2 °C. Pas d’inquiétude, il s’agit souvent ici d’un pic : les puissances de recharge moins importantes qui suivent permettent à la batterie de souffler un peu. Quels que soient le scénario et la température extérieure, la chute des températures de la batterie est quasi identique. On remarque toutefois que la batterie chaude évacue plus rapidement les calories au départ.

Ainsi, après 30 minutes/50 km, la batterie affichait 35 ou 36 °C respectivement. Au bout de 1 h 30 ou un peu plus de 160 km, la batterie était à 25 ou 27 °C respectivement. On s’aperçoit alors que malgré la température extérieure proche de 0 °C, la batterie est encore à la bonne température pour la recharge rapide suivante : cette dernière a été exécutée dans les temps sans l’aide du préconditionnement. À noter que, de toute manière, le dispositif de la Kia EV6 est indisponible avec une batterie à plus de 21 °C, comme l’indique le constructeur. Précisons aussi que nous avons observé la même évolution des températures de la batterie avec un air à 10 °C, signifiant que, du moment qu’elle n’atteint pas des extrêmes, la température extérieure à une influence bien plus mesurée qu’on peut le penser.

Un système très performant

Lors du déploiement de cette fonction, le communiqué de Kia promettait de réduire le temps de recharge de près de 50 %, en faisant passer le temps de recharge (10-80 %) de 35 minutes à 18 minutes avec une température extérieure de 5 °C. Le contrat est parfaitement respecté, comme le confirment nos mesures exclusives. Surtout, ce premier test chiffré d’un système de préconditionnement permet de mettre en lumière la consommation du système, certes deux fois plus importante que celle des meilleures des pompes à chaleur pour réchauffer un habitacle, mais pas si explosive dans l’absolu. En tout cas, rien qui ne fera fondre l’autonomie comme neige au soleil.

De plus, elle permet de réduire considérablement le temps de recharge. Mais on rappellera que le gain de temps est un peu plus mesuré que la théorie, puisque la surconsommation implique donc davantage d’énergie à récupérer lors du ravitaillement. Aussi, soulignons que le système de préconditionnement a montré un intérêt certain uniquement pour la première recharge dans notre cas,.Preuve en est avec le graphique suivant qui reprend, bout à bout, la température de la batterie à toutes les étapes de cette étude.

Mais, comme nous le soulignons en début d’article, tous les cas sont dans la nature. Et en fonction des conditions et des technologies propres à chaque voiture, les conclusions peuvent être bien différentes. C’est ce que nous verrons rapidement avec un autre véhicule étudié de la même manière, avec des résultats plus discutables.