Après quinze années de bons et loyaux services avec un système de refroidissement passif, la Nissan Leaf fait peau neuve.

Gestion Thermique de la Batterie : Un Enjeu Crucial

La gestion thermique de la batterie d'une voiture électrique est une variable déterminante pour assurer des performances optimales et une durée de vie prolongée de la batterie de traction. Contrairement aux voitures à combustion interne, où le système de refroidissement est principalement dédié au moteur, les véhicules électriques nécessitent une attention particulière pour maintenir la température idéale de leur batterie, surtout lorsqu'elle est sollicitée ou quand elle bénéficie d'une charge rapide.

Lorsque la batterie est fortement sollicitée ou soumise à une charge rapide, il est essentiel de la refroidir pour éviter une surchauffe qui pourrait endommager les cellules, ou pire mener à un incendie. À l'inverse, avant une charge rapide, il est nécessaire de réchauffer la batterie pour optimiser son efficacité de charge et limiter les risques d'incendie encore une fois. Dans la plupart des voitures électriques, ce système est actif et utilise un circuit de refroidissement liquide complexe, distinguant nettement les véhicules électriques des voitures thermiques.

Le refroidissement peut être réalisé de manière conventionnelle en utilisant le radiateur frontal lorsque la température de la batterie est modérée. Cependant, lorsque des températures plus basses sont nécessaires, le système peut également tirer parti de la climatisation pour refroidir activement la batterie. Le réchauffement de la batterie, quant à lui, est réalisé en faisant passer l'eau sur une résistance thermique ou, dans certains cas, par le circuit de la pompe à chaleur côté compresseur.

Importance du Maintien de la Température Idéale

Maintenir la batterie à la bonne température est essentiel pour plusieurs raisons. Tout d'abord, cela permet d'éviter les dommages potentiels aux cellules de la batterie, notamment en empêchant leur dilatation excessive lors de la recharge. De plus, une gestion thermique efficace permet d'optimiser les performances du véhicule électrique, en assurant une puissance constante et une efficacité accrue, notamment lors de l'accélération ou lors de la récupération d'énergie au freinage.

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Car si la batterie est trop chaude, le calculateur limitera la puissance pour ne pas que cette dernière continue de grimper, on aura alors une perte de puissance infligée par le BMS.

La Nouvelle Génération de la Nissan Leaf : Un Système de Refroidissement Actif

La principale nouveauté de cette Leaf de troisième génération réside dans l’abandon du refroidissement passif au profit d’un système de refroidissement liquide actif. Le nouveau système ne se contente pas de maintenir la batterie à une température optimale. Il intègre une fonction de récupération de chaleur provenant du chargeur embarqué, permettant de préchauffer les cellules par temps froid.

Cette approche intelligente vise à optimiser l’autonomie hivernale, un point faible récurrent des premières générations. Nissan annonce une autonomie allant jusqu’à 600 kilomètres selon la version choisie, suggérant l’existence de plusieurs options de batterie.

Performances et Autonomie

En matière de recharge rapide, une session de 15 minutes en courant continu permettrait de récupérer 250 kilomètres d’autonomie. Ces chiffres restent à confirmer lors des premiers essais, d’autant que Nissan n’a pas communiqué sur la puissance maximale de charge acceptée par le véhicule.

Dans sa version la plus puissante, le groupe motopropulseur redessiné développe toujours 214 chevaux, mais le couple progresse légèrement de 339 à 354 Nm. Ces chiffres confirment que Nissan ne cherche pas à transformer sa Leaf en véhicule électrique de performance.

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Pompe à Chaleur : Un Système Innovant pour l'Efficacité Énergétique

Les pompes à chaleur pour voitures électriques sont une autre innovation qui améliore l’efficacité et qui est de plus en plus acceptée par les constructeurs automobiles. Au fond, elle fonctionne sur le même principe que le freinage par récupération, c’est-à-dire qu’elle capte l’« énergie perdue » pour la réutiliser (la recycler) afin d’améliorer l’autonomie électrique.

Le constructeur automobile japonais Nissan a été le premier à intégrer une pompe à chaleur dans un véhicule électrique à batterie (BEV) en 2012, la Nissan Leaf entièrement électrique.

Fonctionnement d'une Pompe à Chaleur

Dans les véhicules classiques à moteur à combustion interne (ICE), essence et diesel, l’énergie (chaleur perdue) générée par le moteur (groupe motopropulseur) est récupérée et réutilisée pour chauffer l’habitacle du véhicule. Toutefois, dans les voitures purement électriques, la chaleur générée (chaleur résiduelle) par la propulsion électrique (moteur électrique, onduleur, chargeur CA embarqué) et la batterie haute tension embarquée du VE n’est pas aussi importante que la chaleur générée dans les voitures conventionnelles, et ne peut pas être réutilisée seule pour fournir un chauffage suffisant de l’habitacle (les voitures électriques sont plus efficaces que les voitures à essence/diesel). Par conséquent, dans les VE, les sources de capture de la chaleur comprennent également l’air extérieur, c’est-à-dire qu’il s’agit d’un système de pompe à chaleur multisource.

Cette chaleur captée est réutilisée pour la gestion de la batterie du VE et pour chauffer l’intérieur de l’habitacle, ce qui augmente l’efficacité de la voiture électrique et réduit la nécessité de puiser de l’énergie dans la batterie du VE. En général, la batterie lithium-ion d’un véhicule électrique est moins efficace sur le plan énergétique pendant les mois les plus froids (comme la batterie d’un ordinateur portable ou d’un smartphone).

Les voitures électriques qui n’intègrent pas de pompe à chaleur embarquée dépendent de l’énergie de la batterie embarquée pour chauffer l’habitacle de la voiture électrique, ce qui a un impact sur l’autonomie disponible. En revanche, les VE équipés d’une pompe à chaleur ne dépendent pas de la batterie du VE pour chauffer l’habitacle. Au contraire, la pompe à chaleur s’approvisionne en chaleur auprès de plusieurs sources et diffuse un chauffage économe en énergie dans l’habitacle. En d’autres termes, une voiture électrique équipée d’une pompe à chaleur ne sollicite pas la batterie du véhicule électrique pour chauffer l’habitacle.

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Avantages de la Pompe à Chaleur

  • Augmentation de l'autonomie électrique pendant les mois d'hiver.
  • Chauffage économe en énergie de l'habitacle.
  • Possibilité de préchauffer le véhicule via une application mobile.

Il existe de nombreuses preuves dans le monde réel qui démontrent que les voitures électriques équipées d’une pompe à chaleur offrent une plus grande autonomie en hiver, par rapport aux voitures électriques qui n’en sont pas équipées. L’amélioration moyenne de l’autonomie se situe entre 10 et 20 %.

Fonctionnement Détaillé d'une Pompe à Chaleur

  1. L’antigel chauffé naturellement est acheminé vers l’évaporateur de la pompe à chaleur, où la chaleur est transférée au liquide de refroidissement qui circule dans l’unité. L’évaporateur transforme le liquide de refroidissement en gaz (évaporation).
  2. Le gaz est aspiré dans un compresseur qui en augmente la pression. Lorsque l’air est comprimé, sa température augmente. La température du gaz est portée à 80° C.
  3. Le gaz comprimé est transféré dans un condenseur, où la chaleur est transférée à l’eau du condenseur.
  4. La chaleur est ensuite diffusée à l’intérieur de l’habitacle, tandis que le gaz est converti en liquide et retransmis à l’évaporateur de la pompe à chaleur par l’intermédiaire d’un détendeur. Le cycle est ensuite répété.

Une pompe à chaleur peut également être utilisée pour le refroidissement. Par exemple, l’Audi Q7 EV utilise la pompe à chaleur embarquée pour le chauffage et le refroidissement.

Modèles de Voitures Électriques avec Pompe à Chaleur Embarquée

  • Audi Q4 e-tron
  • Hyundai Kona Electric
  • Hyundai Ioniq 5
  • Mercedes EQE SUV
  • Nissan Leaf
  • Tesla Model Y
  • Volkswagen ID.3
  • Volkswagen ID.4
  • Volkswagen ID.5

Conseils pour Optimiser la Consommation d'Énergie

  1. Pour optimiser votre consommation de carburant, privilégiez le mode Eco et utilisez le frein moteur plutôt que la pédale de frein.
  2. Les systèmes comme ProPILOT Assist et le régulateur de vitesse vous permettent de maintenir une vitesse constante et d’éviter la surconsommation.
  3. Le système Stop and Start réduit la consommation de carburant en ville jusqu’à 3 % [1].
  4. Des pneus sous-gonflés ont une plus grande empreinte au sol, ce qui génère plus de frottement et donc une consommation de carburant plus élevée.
  5. En évitant d’avoir un grand écart de température entre l’habitacle et l’extérieur, vous vous sentirez bien dans votre voiture tout en réduisant vos émissions de CO2 et votre consommation de carburant.
  6. Plus votre voiture est lourde, plus elle a besoin d’énergie pour avancer. 110 kg en plus se traduisent par une augmentation de la consommation de carburant de 2 % [1].
  7. L’activation du mode EV* vous permet de conduire en utilisant uniquement le moteur électrique. Vous économisez ainsi de l’énergie tout en réduisant les émissions de CO2. L’utilisation du Mode B** permet d’augmenter la quantité d’énergie récupérée pendant le freinage régénératif.

Témoin de Limitation de Puissance

Lorsque le témoin lumineux de limitation de puissance est allumé, la puissance fournie au moteur de traction est réduite. Par conséquent, le véhicule ne réagit pas lorsque la pédale d'accélérateur est enfoncée et que le témoin de limitation de puissance est allumé.

Lorsque ce témoin s'allume, un avertissement s'affiche sur l'écran de navigation et l'écran d'informations du véhicule. Suivez les instructions données sur l'écran de navigation (modèles avec système de navigation).

Ce témoin s'allume dans les conditions suivantes :

  • Lorsque la charge de la batterie Li-ion est extrêmement faible.
  • Lorsque la température de la batterie Li-ion est très basse.
  • Lorsque la température du système du véhicule électrique est élevée (moteur, onduleur, circuit de refroidissement, batterie Li-ion etc.).
  • Lorsque le système du véhicule électrique présente un dysfonctionnement.

Si le témoin d'avertissement de charge de batterie faible est allumé, chargez la batterie Li-ion dès que possible.

Si ce témoin s'allume car la batterie Li-ion est froide à cause des températures extérieures basses, stationnez le véhicule dans une zone plus chaude. La température de la batterie Li-ion risque d'augmenter pendant la charge.

Si le témoin s'allume lorsque le système du véhicule électrique est chaud, suite à une conduite en montée de manière continue, ralentissez puis poursuivez la conduite ou arrêtez le véhicule dans un endroit sûr. Si ce témoin ne s'éteint pas, contactez un spécialiste de la réparation de véhicules électriques, tel qu’un réparateur agréé NISSAN véhicules électriques.

Si le témoin s'allume au cours d'une situation différente de celles décrites ci-dessus, ou s'il ne s'éteint pas, il est possible que le système soit défectueux. Contactez un spécialiste de la réparation de véhicules électriques, tel qu’un réparateur agréé NISSAN véhicules électriques.

Le mode de limitation de puissance entraîne une réduction de la puissance et de la vitesse du véhicule. La vitesse du véhicule risque d'être inférieure à la vitesse de circulation des autres véhicules, ce qui augmente les risques de collision. Soyez extrêmement prudent pendant la conduite. S'il est impossible de maintenir une vitesse de conduite sûre, garez le véhicule sur le côté de la route, dans un endroit sûr.

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