Utilisation par temps froid

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Même après un stationnement prolongé par temps très froid, il est possible de s'installer au volant de la Tesla Model S et de démarrer immédiatement. La voiture roulera parfaitement, sans hoquet et sans secousse. Il ne suffira par ailleurs que de quelques minutes pour que la cabine atteigne une température très confortable.

On peut cependant relever quelques particularités par temps très froid, et en tirer quelques conseils[1].

Particularités du pack batteries par temps froid

Perte de capacité apparente

jauge batterie par temps très froid

Par températures extrêmement froides il y aura un peu de perte d'autonomie : ceci sera symbolisé par l'apparition d'un petit segment bleu, accompagné d'un flocon, sur la barre d'autonomie de batterie, indiquant qu'une partie de l'énergie stockée dans la batterie n'est pas disponible.

C'est énergie n'est pas vraiment perdue : Elle sera progressivement restituée lorsque le pack se réchauffera, et la partie bleue redeviendra verte.

Le froid est favorable à la conservation d'une batterie non utilisée

Il ne faut pas exposer la Model S à -30°C plus de 24h (extrait du manuel du propriétaire)

En effet, une réaction chimique entraînant la dégradation progressive de l'électrolyte de la batterie débute le jour de son assemblage et ne s'arrêtera plus. Elle se ralentit cependant lorsque la batterie est refroidie. Le froid est donc très favorable à la conservation sur le long terme d'une batterie en bon état. C'est pour cela que, contrairement à une croyance répandue, la Tesla Model S ne régule pas (c'est-à-dire qu'elle ne réchauffe pas) la température de son pack lorsque la voiture est stationnée par temps froid si elle n'est pas en charge. Aucune énergie n'est consommée pour cela. En conséquence la Model S ne doit pas être exposée à des températures inférieures à -30°C pendant plus de 24h. Cela risquerait d'endommager le fluide caloporteur interne au pack.

Toutefois, lorsque la batterie est utilisée, que ce soit en charge ou en décharge, elle doit monter en température pour donner de bonnes performances.

Impossible de recharger des cellules Li-ion par températures négatives

exemple de freinage récupératif limité par la température du pack (batterie non pleine)

Nécessité d'un système de réchauffage du pack

La voiture ne permettra pas la recharge la batterie pour des températures < 0 °C : cela endommagerait les cellules. Le pack est donc équipé d'un chauffage à résistance pour permettre la recharge, même par températures négatives. Il peut donc arriver que le système doive préconditionner le pack avant que la recharge ne puisse commencer. Il a été rapporté que cette montée en température pouvait nécessiter jusqu'à 30 minutes avant que la recharge ne débute effectivement.

Lors de l'utilisation d'un superchargeur par temps froid, une fois la charge débutée, il se peut que la puissance délivrée à la batterie soit tout de même très limitée. Par exemple 30 kW alors que le superchargeur devrait en délivrer 120. La puissance délivrée augmentera lorsque la température interne du pack aura augmenté.

Freinage récupératif partiellement ou entièrement indisponible

Un effet secondaire de ce phénomène est que le freinage régénératif sera réduit ou non disponible avec un pack froid. Ceci est indiqué, sur l'indicateur de puissance, par la présence d'une ligne pointillée orange juste en dessous de la marque 0 : Vous devrez, si nécessaire, utiliser les freins mécaniques conventionnels le temps que le pack monte en température.

Puissance maximum réduite

La puissance maximum délivrée par la batterie sera également limitée par temps très froid. Ceci est indiqué, sur l'indicateur de puissance, par la présence d'une ligne pointillée orange située au-delà de 100 kW. Cette limite disparaîtra également rapidement lors de la montée en température du pack.

Cela n'est généralement pas un problème, sauf à vouloir faire patiner les roues qui, de toutes façons, n'offriront pas une grande adhérence par ces conditions.

Consommation des systèmes de réchauffage résistifs

Système de régulation thermique de la Model S

Il y a donc 2 systèmes de réchauffage résistif : un pour l'habitacle (HVAC) et un pour le pack batterie (BATTERY HEATER). Chacun des deux peut consommer 6 kW. Même arrêté, le véhicule est donc susceptible de consommer 12 kW pour les deux systèmes. Cela correspond à la puissance nécessaire pour faire avancer la voiture sans chauffage à 70 km/h. C'est considérable. Dans ces conditions l'autonomie diminue de 1 km par minute.

Il peut donc être très intéressant de préchauffer la voiture raccordée au secteur avant de l'utiliser : cela peut faire une grande différence dans la distance maximale que l'on pourra parcourir avec la recharge.

Une fois le véhicule en mouvement, après les premiers kilomètres, l'ensemble moteur-inverteur-réducteur (appelé DU : Drive Unit) va se réchauffer naturellement du fait des pertes en chaleur, et un système d'échangeurs et de caloducs va prélever la chaleur dégagée et la diriger, comme nécessaire, vers l'habitacle et/ou le pack batterie. La consommation électrique du chauffage résistif baissera alors considérablement pour se stabiliser vers 1 ou 2 kW, puissance suffisante pour maintenir la température dans l'habitacle, même par températures très froides.

Sièges et volant chauffants

Les sièges chauffants consomment environ 500 W par siège. Cette consommation est très faible par rapport au chauffage de l'habitacle entier. Il est donc possible de diminuer la consommation totale en augmentant le chauffage des sièges et, le cas échéant, du volant, tout en baissant la température de l'habitacle.

Stratégie hivernale

Abriter la voiture

Une voiture passant la nuit sous abri sera naturellement plus chaude qu'une voiture stationnée à l'extérieur : habitacle plus chaud, pack batterie plus chaud, Drive Unit plus chaud. Beaucoup moins d'énergie sera dépensée pour la réchauffer une fois le véhicule en route. La consommation d'un véhicule ayant dormi sous abri sera nettement plus basse que pour un véhicule ayant stationné à l'extérieur par temps froid.

Seule une stratégie de stockage à long terme à 50 % de niveau de batterie (SOC) peut justifier de stocker la voiture à l'extérieur.

Programmer la charge afin qu'elle s'achève au moment du départ

Un triple effet positif est attendu :

  1. La batterie étant en charge, elle chauffe. Ce sera autant d'énergie en moins dépensée pour la réchauffer une fois en route ;
  2. Les chargeurs, situés sous la banquette arrière, chauffent également, car leur rendement n'est pas parfait. Et les pertes en chaleur sont diffusées dans l'habitacle, participant à son réchauffement ;
  3. Le temps passé à un niveau de charge élevé — nocif pour la chimie de la batterie — est minimisé, car on va commencer à décharger la batterie en roulant immédiatement après l'avoir rechargée.

Préchauffer la voiture avec l'application mobile, voiture raccordée

Le préchauffage de la voiture n'est possible que depuis l'application mobile. Il est impossible de le mettre en œuvre directement depuis la voiture. Si l'on commande la mise en route du chauffage depuis l'habitacle, l'habitacle est réchauffé, mais pas le pack batterie.

Le préchauffage de l'ensemble habitacle+pack batterie (MODE ÉCO désactivé ; voiture branchée) permettra :

  • de prendre place à bord d'une voiture bien chauffée ;
  • de dégivrer les pare-prises et les vitres naturellement ;
  • de diminuer nettement la consommation en début de parcours, et donc d'augmenter l'autonomie ;
  • de bénéficier du freinage récupératif sans limitation dès les premiers kilomètres.

Lorsqu'il est actif, le préchauffage tire le courant en priorité de la prise, si elle est raccordée. La batterie n'est utilisée qu'en complément, si nécessaire. Cela optimise la durée de vie de la batterie, qui n'est pas sollicitée pour le réchauffage avant le départ. Il faut remarquer qu'une prise domestique ne fournit que 3 kW (230V 13 A), une prise bleue 7 kW (230 V 32 A), et une prise rouge 11 kW (400V triphasé 16A). Il se peut donc que le câble de recharge suffise à peine à couvrir les besoins du préchauffage électrique fonctionnant à pleine puissance (12 kW maximum avec le mode éco désactivé).

Attention : il existe certains cas où le préchauffage n'est pas forcément souhaitable :

  1. si la voiture n'est pas branchée, ne PAS préchauffer la voiture, sauf pour raison de confort. À 6 kW, l'autonomie diminue de 1 km toutes les deux minutes. À 12 kW (Mode éco désactivé), c'est 1 km de perte par minute !
  2. si la voiture est en charge, mais sur une prise de faible puissance. En effet, lorsque le chauffage de l'habitacle est commandé à distance, il risque de consommer entièrement l'électricité apportée par la prise et, si une charge de la batterie était en cours, elle ne sera pas prioritaire et va donc s'arrêter, sans alarme. La température interne du pack va chuter et il se peut, en période hivernale, que le freinage récupératif ne soit pas disponible. On obtiendrait alors l'effet inverse de celui recherché.

Utiliser le « Mode Éco » intelligemment

Commande du MODE ÉCO sur l'écran central
Extrait du manuel de l'utilisateur pour le mode éco
  • Sur toutes les Model S, le « Mode Éco » a essentiellement pour effet de diminuer la puissance utilisée par les systèmes de réchauffage résistif. En particulier, le système de réchauffage du pack batterie est désactivé.

Attention : il est impossible d'activer/désactiver le mode éco depuis l'application mobile. Ce n'est possible que depuis la voiture.

    • Si la Model S a été stationnée dans le froid pendant une longue période sans être raccordée, ce mode va permettre de limiter la consommation électrique le temps que le Drive Unit se réchauffe, moment à partir duquel les échangeurs fourniront l'essentiel des calories pour réchauffer le pack et l'habitacle. Le Mode n'aura alors plus aucun effet notable ;
      MODE ÉCO : ON
    • Si la voiture a été stationnée dans un endroit abrité et chauffé, le « Mode Éco » n'aura qu'un effet limité : la puissance nécessaire pour réchauffer la voiture serait de toutes façons modeste.
      MODE ÉCO : ON ou OFF
    • Si la voiture a été stationnée dans le froid mais raccordée, le Range Mode aura pour effet de diminuer l'efficacité du préchauffage, si il est utilisé (recommandé). En effet le Range Mode limite aussi la puissance des chauffages résistifs lors du préchauffage. Ce n'est pas le but, il faut donc le désactiver.
      MODE ÉCO : OFF
  • Sur les Model S « Dual drive », le « Mode Éco » a aussi pour effet d'activer le « torque sleep », qui permet de diminuer la consommation. Il faut donc l'activer, mais seulement une fois le préchauffage effectué :
    • ☛ En recharge, pendant le préchauffage (prise raccordée) : MODE ÉCO : OFF
    • ☛ En roulant : MODE ÉCO : ON

Désembuage et dégivrage

Commandes de climatisation

Le mode automatique de la climatisation est normalement suffisant pour permettre le désembuage complet des vitres dans la plupart des cas. Si du givre est présent, il suffit d'appuyer deux fois sur la commande du dégivrage (l'icône devient rouge).

Attention : le chauffage va fonctionner à pleine puissance, et donc la température de l'habitacle va beaucoup s'élever si le dégivrage est utilisé de manière prolongée. Lorsqu'il sera désactivé, la climatisation va vouloir récupérer la valeur de consigne précédemment sélectionnée, ce qui va se traduire par un envoi soudain d'air froid, et la réapparition immédiate de buée. Il ne faut donc utiliser le dégivrage que pendant de courtes périodes, juste le temps nécessaire à la disparition du givre ou de la buée.

  • Si la buée réapparait : augmenter manuellement la vitesse du ventilateur ;
  • Si le givre continue de se former : simplement réduire la vitesse de la voiture. Cela permettra de réduire le débit d'air froid sur le pare-brise et au système de dégivrage d'avoir le dessus.

Essuie-glaces

Il peut être utile de positionner les essuie-glaces en milieu de pare-brise avant un stationnement prolongé par temps froid. Cela permettra, une fois le chauffage de l'habitable enclenché, de les réchauffer très rapidement car l'air des buses supérieures est dirigé directement sur cette zone du pare-brise. Ainsi, pendant le préchauffage, les essuie-glaces sont réchauffés également. Pour passer les essuie-glaces en mode entretien :

  1. Passer en « P » ;
  2. Contrôles > Paramètres > Service et réinitialisation > Mode entretien : activé

Majoration de la consommation

Voir aussi ☛ Autonomie : influence de la température

Densité de l'air

Indépendamment de la consommation des systèmes résistifs de réchauffage, la traînée aérodynamique augmente lorsque la température extérieure baisse, car l'air est plus dense. Ceci se traduit par une augmentation de la consommation, d'autant plus sensible que la voiture roule vite, car la traînée augmente comme le carré de la vitesse.

Il est possible de compenser cela en se plaçant dans le sillage d'un autre véhicule en conservant une distance de sécurité raisonnable, ou tout simplement en adoptant une vitesse de croisière un peu plus basse.

Résistance de roulement

Les pneumatiques ont également une résistance au roulement un peu plus élevée par temps froid, mais cet effet est négligeable par rapport au précédent.

Notes et références

  1. D'après : http://www.teslamotorsclub.com/entry.php/194-Cold-Weather-Driving