Pour le contexte, cette échelle est limitée par la Lightyear One (104 Wh/km) et la Tesla Model 3 (151 Wh/km) et, à l’autre extrémité du spectre, des mini-fourgonnettes électriques comme la Mercedes EQV 300 Long (295 Wh/km ).
Chauffage et refroidissement de la cabine
« La principale consommation d’énergie secondaire d’un véhicule électrique est de loin le chauffage de l’habitacle et de la batterie », explique Matthias Tonn, ingénieur en chef du programme pour la Ford Mustang Mach-E.
« Lorsque vous comparez un ICE à un véhicule électrique, les systèmes secondaires deviennent plus dominants », déclare Clemént Heinen, responsable des attributs au sein de l’équipe de développement de véhicules de Polestar. « Alors qu’une voiture électrique est entraînée par un moteur et une batterie efficaces, les voitures ICE utilisent la chaleur autrement gaspillée générée par le moteur pour réchauffer l’habitacle. Les effets de ces autres éléments, comme le système climatique, deviennent très visibles. »
Les calculs de Bishop tiennent compte d’un ventilateur de circulation ; systèmes de chauffage et de refroidissement; écrans avant et arrière chauffants ; et rétroviseurs, sièges et volant chauffants. Les systèmes de chauffage et de refroidissement sont de loin les plus gros consommateurs d’énergie dans cette catégorie, nécessitant jusqu’à 3 kW et 4 kW, respectivement, et privant entre 8,3 km et 11,1 km d’autonomie par heure d’utilisation.
Fait intéressant, les sièges chauffants sont un moyen beaucoup plus efficace de réchauffer les occupants d’une voiture, consommant 50 wattheures chacun, ne prenant que 560 mètres d’autonomie par heure d’utilisation.
L’éclairage, les propriétaires de voitures électriques seront ravis de l’entendre, consomme très peu d’énergie. Les calculs de Bishop estiment que l’ensemble du système d’éclairage extérieur d’un véhicule, lorsqu’il est utilisé de manière typique, représente 48,80 wattheures (Wh) d’énergie. Pour un véhicule dont la consommation d’énergie est de 180 Wh/km, qui comprend des véhicules électriques tels que la Porsche Taycan 4S, la Tesla Model Y Performance, la Kia EV6 Long Range et la Volkswagen ID.4, cela équivaut à 0,27 km/h, soit seulement 270 mètres d’autonomie par heure de conduite.
Les écrans d’infodivertissement automobile ont considérablement augmenté au cours de la dernière décennie, au point que certains s’étendent sur toute la largeur de la cabine. Et certaines voitures, comme la Porsche Taycan, peuvent être achetées avec jusqu’à cinq écrans numériques. La dernière génération de voitures Tesla Model S et Model X est également équipée de puissants systèmes de jeux vidéo, offrant 10 téraflops de puissance, à peu près égale à une PlayStation 5, qui a une puissance de 350 watts.
Tout cela consomme beaucoup plus d’énergie de la batterie de la voiture que les simples systèmes de musique et de navigation d’il y a quelques années à peine. Alors qu’une chaîne stéréo de voiture ordinaire jouée fort peut atteindre 100 watts de puissance, ses exigences sur la batterie sont minimes, avec 100 wattheures équivalant à environ 0,5 km d’autonomie du véhicule par heure d’utilisation.
À ce stade, il convient d’aborder le fait que les systèmes audio haut de gamme avec d’énormes puissances de sortie maximales ne vident pas nécessairement une batterie EV plus rapidement qu’une chaîne stéréo ordinaire. Selon Bishop, bien qu’il soit possible d’acheter des voitures avec des systèmes audio offrant plus de 2 000 watts de puissance de crête, de telles quantités de puissance audio – 2 kW – en pratique ont peu d’effet sur l’épuisement de la batterie. Ici, il est important de se rappeler que la sortie de pointe n’est souvent atteinte que pour une question de millisecondeset c’est la capacité de le faire, même pour seulement un millième de seconde, qui contribue au meilleur son d’un système audio plus cher.
De plus, il est utile de savoir que les systèmes audio puissants utilisent des condensateurs pour réguler leurs besoins électriques. Ceux-ci sont chargés par le véhicule, puis utilisés pour donner au système une décharge électrique rapide lorsqu’une puissance supplémentaire est nécessaire, par exemple lorsque vous atteignez ce titre de 2 200 watts pendant une milliseconde.
Chargeurs USB (et essuie-glaces)
Les ports USB sont monnaie courante sur la plupart des voitures modernes, souvent avec une paire à l’avant et deux ou même trois autres pour les passagers arrière. Nous avons suggéré plus tôt la possibilité de retirer un iPad de la charge pour préserver l’autonomie, mais ce n’est vraiment pas nécessaire. Selon les calculs de Silver Power Systems, un port USB de voiture ordinaire est responsable de seulement 9 mètres de portée par heure d’utilisation. C’est à peu près la même chose que d’utiliser un essuie-glace pour nettoyer un orage de 15 minutes.
Les systèmes secondaires du véhicule ne se limitent pas à ceux que l’on trouve dans la cabine. L’ABS, le servofrein, le moteur de direction assistée et le compresseur de suspension de nombreuses voitures modernes consomment de l’électricité, mais seulement une petite quantité. D’une manière générale, tous ces éléments combinés représentent environ 100 wattheures de consommation d’énergie, ce qui conduit à environ un demi-kilomètre d’autonomie par heure.
Traînée et vitesse aérodynamiques
« A vitesse d’autoroute, de loin le plus gros [energy] la perte est la traînée aérodynamique », explique Fry. « Pour une Tesla Model 3, qui a un coefficient de traînée de 0,23 et une surface frontale de 2,22 m², 9,5 kW de puissance sont nécessaires pour surmonter la traînée aérodynamique. Si nous considérons également quelques centaines de watts pour le frottement des pneus, une efficacité combinée estimée à 90% de l’onduleur et du moteur, et quelques centaines de watts supplémentaires pour les ordinateurs de bord essentiels, nous avons besoin de 11 kW pour rouler à 70 mph.
Et si la voiture roulait un peu plus lentement ? Fry dit qu’en baissant le régulateur de vitesse de seulement 2 mph, à 68 mph, « la puissance de traînée réduirait de 800 watts à 8,7 kW » – en d’autres termes, une économie de 8,4% de la consommation d’énergie pour une réduction de 2,6% de la vitesse.
L’ajout de passagers et de bagages peut affecter la consommation d’une voiture électrique. Mais, contrairement à un véhicule ICE, le système de freinage régénératif d’un véhicule électrique aide à annuler certaines des pertes d’énergie subies lors du transport de plus de poids. Ces kilogrammes supplémentaires augmentent la masse et l’élan du véhicule, augmentant la quantité d’énergie récupérée dans la batterie lors de la roue libre et du freinage.
« Le nombre de passagers et de bagages modifiera l’énergie nécessaire pour mettre le véhicule à niveau », explique Fry. « Mais cela ne se reflète pas dans notre simple exemple de croisière à 70 mph. [outlined above]à l’exception d’un petit changement dans le frottement des pneus.
Bien qu’ils ne puissent pas être désactivés pour économiser de l’autonomie, comme la climatisation, les pneus jouent un rôle clé dans l’efficacité d’un véhicule électrique. Gunnlaugur Erlendsson, fondateur du producteur de pneus en démarrage ENSO, déclare : « Si vous mettez un mauvais jeu de pneus sur la voiture, cela affectera considérablement l’autonomie. »
Ses réflexions sont partagées par Ian Coke, directeur technique de Pirelli North America, qui dit que sur le marché des véhicules électriques, lorsque vous n’utilisez pas le bon pneu, vous êtes plus susceptible de remarquer une perte d’autonomie et une augmentation du bruit et d’autres caractéristiques, « qui seront exagérées en raison du groupe motopropulseur. »