Tension de la batterie de la Renault électrique ZOE

Il semble que la Renault ZOE ZE 40 utilise 192 cellules LG Chem LGX E63.

Dans l’univers en pleine expansion des véhicules électriques (VE), la batterie joue un rôle central, non seulement en tant que source d’énergie mais aussi en déterminant la performance, l’autonomie et la durée de vie du véhicule. Un aspect crucial de la technologie des batteries est la tension, un paramètre technique qui influence directement l’efficacité et la capacité de la batterie. À travers l’exemple de la Renault ZOE, un modèle phare parmi les voitures électriques, nous explorons l’importance de la tension de la batterie et son impact sur les performances du véhicule.

Qu’est-ce que la Tension d’une Batterie pour ZOE ?

La tension d’une batterie, mesurée en volts (V), est fondamentalement la différence de potentiel électrique entre ses deux bornes. Dans le contexte des VE comme la Renault ZOE, la tension de la batterie est un indicateur de la puissance que la batterie peut fournir au moteur électrique. Elle influence la capacité du véhicule à accélérer, sa vitesse maximale, ainsi que l’efficacité énergétique globale.

La Batterie de la Renault ZOE: Un Cas d’Étude

La Renault ZOE, avec sa dernière mise à jour, utilise une batterie lithium-ion dont la tension nominale est un aspect clé de sa conception. La tension nominale d’une batterie de ZOE reflète la capacité de la batterie à fournir une puissance stable et fiable sur la durée de vie du véhicule. Par exemple, une tension nominale élevée permet à la ZOE d’offrir une meilleure performance et une plus grande autonomie sur une seule charge, en fournissant plus d’énergie au moteur électrique.

La cellule LG Chem LGX E63 de la batterie ZOE

• Capacité nominale: 65,6 Ah (à une décharge de 21,6 A) – 64,8 Ah (à une décharge de 32,5 A)
• Capacité minimale: 64,6 Ah (à une décharge de 21,6 A) – 63,8 Ah (à une décharge de 32,5 A)
• Tension nominale: 3,6 V
• Tension de charge maximale: 4,2 V
• Dimensions: épaisseur de 11,5 mm, largeur de 125 mm, hauteur de 325 mm
• Volume: 0,4671875 litres
• Poids: 964,9 grammes
• Densité d’énergie: 492-505 Wh/L et 238-245 Wh/kg

Pour le pack de batteries Renault ZE 40 (configuration 96s2p de 192 cellules):

• Capacité nominale: 45,34 kWh (à une décharge de 14,93 kW) – 44,79 kWh (à une décharge de 22,46 kW)
• Capacité minimale: 44,65 kWh (à une décharge de 14,93 kW) – 44,1 kWh (à une décharge de 22,46 kW)
• Tension nominale: 345,6 V
• Tension de charge maximale: 400 V
• Poids: 185,26 kg (seulement les cellules)

L’effet de la température sur la capacité de la batterie ZOE

• À -20º C, la capacité est réduite à 60,2 %, soit 26,42 kWh
• À -10º C, elle est à 84,2 %, soit 36,96 kWh
• À 0º C, elle atteint 90,4 %, soit 39,68 kWh
• À 25ºC, la capacité est optimale à 100 %, soit 43,9 kWh
• À 45ºC, elle augmente légèrement à 102,1 %, soit 44,81 kWh

Concernant la durabilité à 25º C:

• Après 200 cycles, la batterie conserve 94 % de sa capacité initiale
• Après 1 000 cycles, elle conserve 84 %
• Après 1 400 cycles, elle est à 80 %

À 45º C:

• Après 200 cycles, 91 % de la capacité est maintenue
• Après 1 000 cycles, 78 %
• Après 1 400 cycles, 72 %

Heureusement, la Renault ZOE est équipée d’un système de gestion thermique pour maintenir la batterie à une température idéale de 25º C.

En supposant une autonomie initiale de 250 km pour une ZOE neuve, après 1 000 cycles, l’autonomie devrait être d’au moins 200 km (80 %). Cela indique qu’après avoir parcouru environ 225 000 km, la batterie devrait toujours maintenir 80 % de sa capacité, et il est raisonnable de s’attendre à une durabilité jusqu’à 300 000 km.

Intéressant à noter, A123 Systems propose une cellule de 65 Ah similaire, mais de dimensions plus réduites par rapport à la LG Chem E63 (308 x 102 mm contre 325 x 125 mm). Toutefois, A123 Systems ne dispose pas des capacités de production de LG Chem, essentielles pour offrir un produit de qualité à un prix compétitif.

En résumé, la cellule LG Chem E63 se démarque considérablement, et une comparaison avec la cellule AESC actuellement utilisée par la Nissan LEAF est disponible. Cependant, une comparaison plus détaillée entre les cellules LG Chem de la prochaine génération de Renault ZOE et les cellules AESC de la Nissan LEAF e-Plus est attendue plus tard cette année. La nouvelle génération de ZOE devrait offrir une autonomie WLTP de 400 km, surpassant légèrement les 385 km de la Nissan LE

Impact de la Tension sur l’Autonomie et la Performance de la ZOE

L’autonomie d’une voiture électrique, c’est-à-dire la distance qu’elle peut parcourir avec une charge complète, est directement affectée par la tension de sa batterie. Une tension plus élevée signifie que plus d’énergie est stockée et peut être délivrée au moteur, améliorant ainsi l’autonomie. Pour la Renault ZOE, cela se traduit par une capacité à parcourir des distances compétitives par rapport à d’autres VE dans sa catégorie, rendant ce modèle particulièrement attractif pour les utilisateurs soucieux de l’autonomie.

Gestion de la Tension et Durabilité de la batterie de la ZOE

La gestion efficace de la tension est également cruciale pour maximiser la durée de vie de la batterie. Les systèmes de gestion de batterie (BMS) dans les VE, comme la Renault ZOE, surveillent et ajustent constamment la tension pour éviter les surcharges ou les décharges profondes, qui peuvent endommager la batterie et réduire sa durée de vie. De plus, une tension bien régulée contribue à une recharge plus efficace, permettant à la batterie de maintenir sa capacité et sa performance sur le long terme.

---

La tension de la batterie est un pilier essentiel dans la conception et la fonctionnalité des véhicules électriques modernes, influençant directement leur performance, autonomie et durabilité. À travers l’exemple de la Renault ZOE, il est clair que l’ingénierie précise de la tension de la batterie joue un rôle déterminant dans le succès d’un VE. Alors que le marché des VE continue de croître, l’optimisation de la tension de la batterie restera un domaine clé de l’innovation et de l’amélioration, promettant des véhicules électriques encore plus performants et efficaces à l’avenir.