Bonjour à tous,
L’indication de la charge de la batterie en % est-elle fiable ? Si oui, en appliquant le principe de linéarité, on s’attendrait à ce que chaque % affiché corresponde exactement à 0.64kWh. Qu’en est-il en réalité ? N’a-t-on pas l’impression parfois que les % de batterie descendent plus vite dans la deuxième moitié de la batterie que dans la première ?
J’ai réalisé des mesures sur plusieurs longs trajets pour avoir des éléments de réponse. A partir des informations de distance et de consommation relevées sur les afficheurs « Info conduite » et « Info de consommation » que ma/mon copilote a notées minutieusement lors de chaque changement de % de batterie, j’ai pu calculer l’énergie correspondant à chacun des % de batterie, sur une bonne partie de la plage utilisable. J’ai ensuite moyenné les mesures sur les différents trajets pour réduire l’impact des imprécisions inévitables (liées en particulier à la fréquence de rafraîchissement des indications de distance-consommation-%batterie, et la non synchronisation des différents échantillons).
Voici les résultats.
En abscisse le pourcentage p de batterie, en ordonnée l’énergie correspondant au passage de p+1% à p.
Par rapport à notre attente initiale d’une valeur constante de 0.64kWh, on peut faire les observations suivantes :
- La courbe montre des grandes tendances (décrites ci-dessous), superposées à un bruit lié aux imprécisions de mesures
- La valeur en énergie du premier % de batterie (passage de 100% à 99%) est particulièrement faible (de l’ordre de 0.1kWh)
- Ensuite l’énergie de chaque % monte jusqu’à des valeurs de l’ordre de 0.8 ou 0.9kWh (autour de 90% de batterie), puis redescend
- L’énergie de chaque % est supérieure à 0.64kWh sur la plage allant de 97% à 65%
- Puis cette énergie baisse progressivement jusqu’à des valeurs proches de 0.6 ou 0.55kWh (à un niveau de charge de 15% ou 20%)
- Dans la plage 14% à 1% où je n’ai pas de mesure, j’ai prolongé la courbe en extrapolant la régression linéaire effectuée sur la partie 99-15% (je ferai des mesures dans la plage 14-1% plus tard…)
- Il ressort que la moyenne de l’énergie correspondant à 1% de batterie dans la plage haute (51 à 100%) est de 0.70kWh, alors que cette quantité vaut 0.59kWh dans le bas de la plage (1 à 50%), soit 16% de moins, ce qui n’est pas négligeable : ceci corrobore l’impression que l’on peut avoir sur les longs trajets de « vider » plus rapidement la batterie vers la fin, par rapport au début.
Ensuite, en utilisant les valeurs cumulées, j’ai calculé l’énergie disponible dans la batterie à un certain pourcentage tel qu'affiché par la voiture, et l'ai comparé à celle attendue au même pourcentage pour une batterie de 64kWh bénéficiant d’un affichage linéaire.
En abscisse le pourcentage de batterie, en ordonnée l’énergie disponible en batterie (courbe rouge), et l’énergie attendue pour une batterie de 64kWh à affichage linéaire (courbe bleue).
On peut ainsi lire par exemple que pour un affichage de 50%, on s’attend à ce que l’énergie encore en batterie soit de 32kWh, mais elle est en réalité plutôt proche de 29.5kWh. L’écart est faible mais non négligeable (de quoi faire autour de 15km).
Plus globalement, on constate les choses suivantes :
- L’énergie totale en batterie quand elle est chargée à 100% est très proche de 64kWh, sans doute même légèrement supérieure (même si l’écart est peu significatif du fait des imprécisions de mesures et de l’extrapolation faite)
- Dans la plage 100%-93%, l’affichage du % d’énergie disponible dans la batterie est pessimiste, il donne une valeur plus faible que la réalité
- Dans la plage 92%-15% (extrapolée jusqu’à 1%), l’affichage est optimiste, en réalité l’énergie disponible en batterie est plus faible que celle affichée (ce qui peut être source de quelques mauvaises surprises…).
Le graphique ci-dessous présente l’évolution de l’erreur que l’on fait en se fiant à l’affichage, et par conséquent la correction à appliquer pour connaître le vrai pourcentage de batterie disponible en fonction du pourcentage affiché.
En abscisse le pourcentage de batterie lu sur l’afficheur, en ordonnée la correction à apporter. Exemple : l’affichage de 50% correspond en fait à 50-4=46% de batterie encore disponible en réalité.
Je crois me rappeler que @Alergo avait fait des observations analogues sur son Kona lors de son exploit d’hypermiling à 945km sur une seule charge (!), non ?
Autre point surprenant : il semble que les % de batterie gagnés lors d’une recharge intermédiaire valent un peu plus que les % consommés avant ladite recharge sur la même plage. Voir la courbe ci-dessous.
En abscisse le pourcentage p de batterie, en ordonnée l’énergie correspondant au passage de p+1% à p. En rouge la courbe déjà vue correspondant à la charge de 100%. En superposition les portions de courbe correspondant pour chacune à la décharge faisant suite à une recharge intermédiaire de 73 à 83% (en orange), et de 26 à 36% (en violet).
Il semble qu’on observe après une recharge le même phénomène (avec une amplitude et une durée plus faible) que celui vu au début de la décharge d’une batterie remplie à 100% : le premier % consommé contient moins d’énergie, la dizaine de % suivants contiennent un peu plus d’énergie que si l'on n'avait pas procédé à la recharge intermédiaire.
Une précision : j’ai effectué ces mesures avec une température extérieure proche de 8°. Est-ce que la température peut influencer les valeurs relevées ? Je referai peut-être des mesures analogues l’été prochain pour voir. Pour info également mon e-Niro a un an et 25000km.
Pour finir, ces essais m’ont suggéré des questions que je pose à @Pzucchel (notre spécialiste électrochimie des batteries !) ou à ceux qui ont des éléments :
- A-t-on une idée de la façon dont est élaboré l’indicateur % batterie ? A partir de la tension des cellules ? Via une fonction affine, avec (ou pas) un facteur corrigeant une éventuelle non-linéarité ?
- Comment se manifestera sur nos voitures la dégradation des batteries (baisse de leur State of Health) ? Une recharge complète conduira-t-elle à ne pas pouvoir dépasser 99% puis 98%, etc ? Ou l’affichage en fin de charge complète sera toujours de 100%, mais chaque % de batterie « vaudra » moins de kWh ?
Au plaisir de lire vos remarques et commentaires. Attention, évitez de citer l’ensemble du message, très (trop ?) long…