Pourquoi les voitures électriques ont-elles une si faible autonomie ?

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L’autonomie des batteries est lié de suite à la capacité de stockage d’énergie des batteries et de la puissance nécessaire pour faire faire avancer la voiture et éventuellement subvenir aux auxiliaires qui peuvent être les phares, le chauffage, la climatisation …

L’énergie nécessaire pour faire avancer la voiture dépend de plusieurs facteurs comme le poids de la voiture, le poids des passagers, la pente de la route, la force du vent contraire, …

Cette complexité s’accroit encore puisque la capacité des batteries peut être augmentées en utilisant plusieurs éléments en série ou parallèle avec comme effet immédiat une augmentation du poids de la voiture. Par exemple : une batterie Lithium – Ion a un rapport de 120 à 150 Wh / kg, ceci est appelé sa densité énergétique (ou D en abrégé !).

Prenons quelques chiffres :

Comptons 7 kW (kilowatts) pour faire avancer une petite voiture à la vitesse de 100 km/h, à cela on peut ajouter la puissance pour vaincre les frottements des roues sur la route et la résistance due au frottement de l’air 3 kW et les auxiliaires électriques 2 kW ; ceci donne un total de 12 kW ; cette valeur correspond à un cas de figure bien précis car l’énergie pour vaincre les frottements de roulement est proportionnel à la vitesse tandis que l’énergie pour vaincre la résistance de l’air augmente comme la vitesse au cube (V * V * V) !

L’autonomie relativement faible des batteries actuelles provient donc de la quantité d’énergie qu’elles peuvent emmagasiner. Si elle demande 150 Wh/kg et qu’il faut 13 kWh pour faire 100 km avec un rendement de 80 %, il faudra 110 kg de batteries pour une autonomie de 100 km (calcul tout à fait théorique).

La nouvelle technologie des batteries à savoir la batterie lithium-air aura une densité de 2000 Wh/kg ce qui permettra pour un poids identique une autonomie 10 fois supérieure et l’on arrivera, à ce moment-là, à des autonomies de 800 km sans problèmes.

Une première manière d’augmenter l’autonomie des voitures électriques consiste à tenir compte de certains points comme le fait que la conduite « cool » permet d’augmenter jusqu’à 50 % l’autonomie de la batterie par rapport à une conduite « agressive », le fait de n’accélérer que lorsque c’est nécessaire, d’utilisation parcimonieuse des équipements de confort ( au besoin mettre la voiture à température pendant qu’elle est encore en charge) et finalement de limiter le poids embarqué dans le véhicule.

D’autres facteurs plus difficiles à maîtriser influencent aussi l’autonomie de la voiture électrique comme la température puisque le froid peut demander de chauffer plus l’habitacle, la pluie qui diminue l’adhérence des pneus sur la route, les bouchons qui pénalisent aussi l’autonomie (accélérations fréquentes) et finalement les pentes !

Une réflexion au sujet de « Pourquoi les voitures électriques ont-elles une si faible autonomie ? »

  1. drapier

    Je lisais les explications sur les véhicules hybrides et une idée m’est venue; puisque les moteurs à essence viennent prendre le relais des moteurs électriques lorsque les batteries ne sont plus suffisantes, ne peut-on pas remplacer ce moteur par un générateur de courant qui alimenterait le moteur électrique et un système électronique commandé par l’accélérateur et la pédale de freins permettrait de recharger les batteries quand le générateur fonctionne en même temps qu’il fournit l’énergie au moteur électrique et ces batteries ne serviraient en définitif qu’au démarrage. Nous serions là dans un cas de figure où le tout électrique ne serait pas gêné par l’autonomie. A vous messieurs les ingénieurs de me dire si cela est possible. Sinon pourquoi ?

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