Pourquoi une batterie de 12 volts est-elle indispensable dans un véhicule électrique?
Dans le cadre de la transition vers les véhicules électriques, ce sont surtout les blocs-batteries ayant la plus grande capacité possible qui sont en vedette. C'est logique, car avec un stockage d'énergie pouvant atteindre 210 kWh, les batteries de traction fournissent l'énergie nécessaire pour alimenter les véhicules électriques sur de longues distances. Toutefois, il existe une autre batterie que l'on n'associe pas forcément à un véhicule électrique moderne, mais qui est pourtant indispensable pour une raison bien précise: la batterie 12 volts. Pourquoi? Et comment fonctionne-t-elle? Vous pouvez le découvrir ici.
Haute et basse tension
Sous la carrosserie rutilante d'une voiture électrique se cachent deux systèmes électriques très différents. Le système principal est à haute tension, entre 200 et 800 volts. La batterie Li-ion alimente le groupe motopropulseur et le système de propulsion d'une voiture électrique. L'autre système électrique interne est un système de 12 volts, utilisé dans les véhicules à moteur à combustion interne ordinaires depuis des décennies. La batterie au plomb de 12 volts est la principale source d'énergie basse tension qui alimente l'ensemble du réseau de bord d'un véhicule électrique.
Concrètement, qu'apporte la batterie de 12 volts dans un véhicule électrique?
La batterie de 12 volts sert de source d'énergie secondaire pendant la conduite du véhicule. Elle est utile pour les fonctions de confort et de sécurité qui sont alimentées par la batterie basse tension, et lorsque la connexion haute tension du groupe motopropulseur tombe en panne ou s'arrête. Par exemple, lorsqu'un conducteur gare un véhicule électrique, la batterie se déconnecte du circuit électrique pour des raisons de sécurité. Cependant, la batterie de 12 volts reste couplée pour redémarrer le moteur par la suite. Il y a donc une interaction continue entre la batterie de traction et la batterie de 12 volts.
Pas juste une 'batterie auxiliaire'
Pour illustrer, la batterie au plomb de 12 volts est comme un tuyau d'arrosage qui peut pulvériser plusieurs litres d'eau par minute. Le système à haute tension serait alors une chute d'eau qui, dans le même temps, déverserait des milliers de litres d'eau. Tout comme l'arrosage du jardin bénéficie de la capacité d'un tuyau d'arrosage, la commande d'une voiture électrique se contente parfois de 12 volts, voire moins. Par exemple, lors de l'utilisation du système d'infodivertissement, de l'aide au maintien de la trajectoire ou de l'aide au stationnement, du verrouillage électrique des portes, des vitres électriques et des systèmes de sécurité, y compris les airbags et la technologie ADAS.
En effet, si une voiture électrique devait utiliser le système haute tension pour ce genre d'accessoires et de systèmes non moteurs, cela pourrait entraîner des problèmes de sécurité. Par exemple, travailler sur un circuit électrique à l'intérieur de la voiture nécessiterait un équipement spécialisé. Et en cas de collision, le danger pourrait être particulièrement grand si la haute tension faisait un court-circuit vers un circuit avec lequel le conducteur peut entrer en contact.
L'émergence des voitures électriques a intensifié les exigences du réseau basse tension, redéfinissant constamment le rôle de la batterie 12 V. L'augmentation de l'autonomie des véhicules a fait de la batterie 12 V un élément de sécurité crucial, fournissant plus de puissance et d'assistance pendant la conduite. Le système 12 volts est également connu dans le jargon sous le nom de 'batterie auxiliaire', mais il ne s'agit donc pas d'une simple batterie auxiliaire.
Plomb-acide? Dans un véhicule électrique moderne?
Oui, en effet. Nombreux sont ceux qui pensent que les batteries au plomb ont été remplacées depuis longtemps par la technologie lithium-ion moderne, mais ce n'est pas le cas du système 12 volts. Et ce n'est pas une coïncidence. En effet, la technologie lithium-ion, par nature, n'est pas aussi robuste que les autres technologies de batterie et nécessite une surveillance continue par le système de gestion de la batterie. En outre, un circuit de protection supplémentaire est nécessaire, car la tension doit rester dans certaines limites de sécurité. Les batteries lithium-ion contiennent donc une technologie très sophistiquée et sont donc relativement chères et moins stables en termes de technologie.
Par nature, la technologie lithium-ion n'est pas aussi robuste que les autres technologies de batteries et nécessite une surveillance continue
Les batteries plomb-acide existent depuis des décennies et sont donc relativement fiables, abordables et stables en termes de réserve d'énergie. Leur large fenêtre de température de fonctionnement améliore intrinsèquement la robustesse de l'ensemble du système. En raison également de leurs performances en matière de sécurité, les batteries plomb-acide restent importantes pour les efforts de l'Europe en faveur d'un secteur de la mobilité à faibles émissions. Une analyse du cycle de vie de l'impact environnemental d'un véhicule montre que l'acide-plomb a un impact environnemental relativement faible par rapport à d'autres technologies. Par exemple, plus de 90% du plomb-acide est réutilisable, ce qui est l'une des raisons pour lesquelles cette batterie est très populaire auprès des constructeurs.
Nouveautés
Cela ne veut pas dire pour autant que la technologie lithium-ion n'est pas du tout utilisée dans les véhicules à basse tension. Par exemple, BYD et Tesla disposent déjà d'une batterie 12 V relativement petite de 7 ampères au lieu de 95, basée sur le lithium-ion. La batterie de 12 V 'secoue' le système haute tension de la voiture, pour ainsi dire, et la haute tension, après conversion, fournit finalement de l'énergie aux consommateurs. Ainsi, dans une Tesla, par exemple, la radio est alimentée par la haute tension et dans une Mercedes par une batterie au plomb - deux systèmes différents.
Autre nouveauté: la batterie de 48 volts est désormais adaptée à la conduite électrique. Par exemple, Stellantis et Toyota ont récemment introduit de nouveaux modèles où la basse tension est fournie par une batterie de 48 volts. Grâce à un convertisseur de tension, une partie de l'électricité produite par le système 48 volts est convertie en 12 volts pour alimenter les équipements de la voiture. Parmi les avantages, citons les économies de carburant et une réduction de 20% des émissions de CO2 par rapport aux voitures conventionnelles.
Comment la batterie de 12 volts est-elle chargée?
Comme il n'y a pas de système mécanique de poulie rotative sous le capot comme dans un véhicule à moteur à combustion interne traditionnel, un alternateur ne fonctionne pas lors du chargement d'une batterie de 12 volts. Les voitures électriques utilisent un onduleur qui tire l'énergie de la grande batterie. Dans certaines batteries de voiture, on peut aussi utiliser un petit panneau solaire pour ajouter une charge de maintien à la batterie de 12 volts. En outre, la batterie de 12 volts est généralement chargée lorsqu'un véhicule électrique est connecté à une prise de courant ou à un chargeur rapide.
Comme il n'y a pas de système mécanique de poulie rotative sous le capot, un alternateur ne fonctionne pas lors du chargement d'une batterie de 12 volts
Que se passe-t-il lorsque la batterie est déchargée?
Lorsque la batterie de 12 volts d'un véhicule électrique est vide, l'alimentation de nombreux systèmes essentiels est interrompue, tout comme dans une voiture dont le réservoir est vide. Sans contrôle de fonctions telles que le bouton ou l'interrupteur de démarrage, le système d'entraînement ne peut pas démarrer, même si la batterie haute tension est entièrement chargée. En effet, le système 12 volts alimente l'onduleur qui convertit le courant continu de la batterie en courant alternatif nécessaire aux moteurs.
En cas d'urgence, la solution est simple: un conducteur dont la batterie 12 volts est déchargée peut contourner le système à l'aide d'un booster de démarrage ou de câbles de démarrage connectés à un autre véhicule. En cas d'assistance au démarrage, il est conseillé d'activer également la batterie haute tension. Celle-ci alimente alors également la batterie basse tension en énergie nouvelle.
Entretien d'une batterie 12 volts pour véhicule électrique
Selon les chiffres de l'association allemande d'assistance routière ADAC, une batterie de démarrage défectueuse est responsable d'environ la moitié des pannes. Il est donc essentiel d'entretenir correctement la batterie de 12 volts, même dans le cas d'un véhicule électrique. Si, pour une raison ou une autre, la batterie est complètement déchargée - peut-être la voiture est-elle restée inutilisée pendant quelques semaines - l'état de santé de la batterie peut s'en trouver dégradé. Il est possible de ponter ces batteries. Dans ce cas, une recharge complète ou un reconditionnement est une bonne idée. Et, bien sûr, il est nécessaire d'identifier et de traiter la cause du problème.
Avec la collaboration de Bosch Mobility Aftermarket, Midtronics et Varta
