Système de refroidissement de batteries : l'entretien vital d’une électrique

Sur le plan mécanique, une voiture électrique est étonnamment simple, surtout par rapport à une voiture à moteur thermique. Après tout, un moteur électrique comporte beaucoup moins de pièces mobiles, qui n'ont donc pas besoin d'être lubrifiées, et l'ensemble du système d'alimentation en carburant et d'échappement n’existe pas, tandis qu'une boîte de vitesses n'est pas non plus nécessaire dans la plupart des voitures électriques.

La chimie de la batterie et l'électronique qui contrôle le processus de charge et de décharge sont, bien sûr, à la pointe de la technologie, mais en termes d'entretien, ces composants ne nécessitent pas trop d’attention. Cela étant, les performances d’une batterie haute tension, la batterie utilisée pour alimenter une voiture électrique, sont fortement soumises aux changements de température lors de la charge et de l'utilisation. Tant du point de vue de certains facteurs externes (chaleur et froid causés par la météo, par exemple), que des processus inhérents à leur fonctionnement. Cela signifie qu'elles doivent être maintenues à la bonne température dans différentes conditions afin d'augmenter leur efficacité et de prolonger leur durée de vie. Le système de refroidissement utilisé à cette fin a donc une fonction particulièrement importante. Il doit être entretenu de temps en temps et de manière professionnelle pour garantir un fonctionnement optimal.

• Types de systèmes de refroidissement
• Que fait le système de refroidissement ?
• L'entretien est essentiel
• Et les hybrides (rechargeables) ?
• Qu’en est-il de l'avenir ?

Types de systèmes de refroidissement

Dans le cas des batteries, il existe principalement deux types de systèmes de refroidissement : refroidissement par air ou par liquide. Les systèmes refroidis par air sont beaucoup plus rares de nos jours, mais on en trouve encore dans la Renault Zoe et la Nissan Leaf, par exemple. D'ailleurs, les premières générations de la Leaf ont fait l'objet de nombreuses critiques parce qu'elles ne disposaient pas d'un système de refroidissement actif (ventilateurs soufflant de l'air à travers les ailettes de refroidissement du système) et que l'autonomie de la batterie pouvait être réduite dans certaines conditions.

Les systèmes refroidis par liquide sont généralement plus fiables et mieux adaptés aux longues charges rapides à fortes puissances. Ils ne reposent pas sur des ailettes de refroidissement, mais plutôt sur des canaux de liquide qui traversent ou entourent la batterie, absorbent sa chaleur et la refroidissent ensuite par l'intermédiaire d'un radiateur externe. On peut les comparer au système de refroidissement d'un moteur à combustion interne.

Que fait le système de refroidissement ?

Derrière cette théorie simple se cache bien sûr un système complexe de surveillance et de contrôle du processus. Après tout, il ne s'agit pas seulement de refroidir, mais aussi de réchauffer lorsque l'air extérieur est froid. De plus, certaines voitures utilisent la chaleur extraite de la batterie pour la pompe à chaleur, ce qui permet de réduire la puissance nécessaire pour réchauffer l'intérieur de la voiture. Si la batterie n'est pas correctement refroidie ou réchauffée, elle peut stockager moins d'énergie ou présenter de plus basses vitesses de charge, mais elle peut aussi être endommagée à plus long terme et perdre une partie de sa capacité utilisable. Cette dégradation signifie que l'autonomie d'une batterie entièrement chargée est moindre.

À court terme, une batterie mal refroidie ou mal chauffée peut amener le système de gestion à limiter la puissance de charge pour éviter tout problème. C'est pourquoi de nombreuses marques ont équipé leurs voitures électriques d'une fonction de préconditionnement de la batterie qui prépare la température de la batterie pendant la conduite en vue de la charge rapide qui aura lieu au prochain arrêt. Plusieurs options sont possibles, comme lancer soi-même le préconditionnement via le système d'infodivertissement ou choisir un chargeur rapide dans la navigation connectée, où la voiture sait exactement quand elle sera rechargée et peut préparer la batterie en conséquence.

L'entretien est essentiel

Pour faire court, le bon fonctionnement du système de refroidissement de la batterie d'une voiture électrique améliore au minimum le confort (avec des temps de recharge plus courts) et est même essentiel à la durée de vie de la batterie. En raison de son importance, il n'est pas vraiment recommandé de procéder soi-même à cet entretien. Pour de nombreuses marques, cela entraîne même l'annulation de la garantie de la batterie haute tension, car le bon fonctionnement ne peut être garanti.

Vous devez donc faire entretenir votre voiture par un professionnel qui travaille selon les conditions de service stipulées par la marque de votre voiture. Il peut s'agir d'un garage de la marque, mais aussi d'un garage indépendant, possédant les qualifications requises et les certificats qui le confirment et l'indiquent sur votre facture. L'inspection et l'entretien du système sont également prévus dans les procédures d'entretien régulier. Certains entretiens se limitent à un simple contrôle, tandis que d'autres impliquent le remplacement de certaines pièces d'usure ou du liquide de refroidissement, même si, sur de nombreux modèles, ce dernier est également censé durer toute la vie de la voiture.

En outre, l'entretien du système de refroidissement d'une voiture électrique - comme beaucoup d'autres choses dans les électriques - n'est pas non plus une question strictement physique. En effet, les constructeurs automobiles continuent à développer leurs voitures électriques et à apprendre comment les modèles réagissent à certaines conditions. Forts de ces connaissances, ils mettent souvent à jour le logiciel de la voiture, soit par des mises à jour over-the-air (via une liaison internet embarquée), soit physiquement dans le garage, afin d'optimiser la fiabilité et/ou les performances de la voiture et de ses différents composants. Cela fait donc également partie de l'entretien du système de refroidissement.

Et les hybrides (rechargeables) ?

Les voitures hybrides et hybrides rechargeables utilisent un moteur à combustion, mais comme ce moteur à combustion est aidé par un moteur électrique qui, dans de nombreux cas, peut même entraîner entièrement la voiture, elles sont bien sûr également équipées d'une batterie haute tension. Si celle-ci est souvent de plus faible capacité que celle d'un modèle tout électrique, cela ne signifie pas pour autant que le système de refroidissement est plus simple. En effet, ce n'est pas seulement la batterie qui doit être refroidie, mais aussi le moteur à combustion, et dans un certain nombre de cas, il y a une interaction entre les différents systèmes de refroidissement pour que l'ensemble fonctionne le plus efficacement possible. Dans le cas des véhicules hybrides (rechargeables), un entretien bien suivi du système de refroidissement est donc important.

Qu’en est-il de l'avenir ?

C'est précisément parce que le système de refroidissement de la batterie est si important et qu'il peut également avoir un impact majeur sur la puissance de charge et l'autonomie que les constructeurs automobiles recherchent des moyens d'optimiser l'ensemble. L'entreprise allemande Continental, par exemple, qui fournit à de nombreux constructeurs automobiles des pneus et des tuyaux de refroidissement, entre autres, a mis au point un nouveau système qui utilise de l'huile comme fluide circulant dans les canaux de refroidissement de la batterie. À l'instar du refroidissement des moteurs à combustion interne, le refroidissement des batteries utilise dans la plupart des cas un liquide de refroidissement contenant des substances qui assurent, entre autres, la stabilité thermique. Selon Continental, l'huile serait une solution plus sûre, plus légère, plus efficace et aussi moins chère.

TotalEnergies a également examiné de plus près le système de refroidissement et a proposé une autre solution. Au lieu de prévoir des canaux de refroidissement dans le bloc-batterie, celui-ci est complètement immergé dans le liquide de refroidissement. L'entreprise française a testé sa solution sur un Volvo XC90 Plug-in Hybrid et a conclu que l'efficacité, le poids et le prix de ce mode de refroidissement étaient meilleurs. L'entreprise britannique D2H Engineering a également déjà mené des recherches sur ce principe. Il y a sans aucun doute beaucoup d'autres projets en cours pour assurer l'efficacité et la fiabilité des batteries des voitures électriques. Les batteries à l'état solide, par exemple, mais ça c'est une autre histoire....