L’homologation des véhicules électriques entre dans une nouvelle phase. Il ne suffit plus de démontrer la distance qu’un véhicule peut parcourir lorsqu’il est neuf. Les autorités veulent de plus en plus comprendre l’efficacité de son utilisation de l’énergie, l’évolution de l’autonomie dans des conditions exigeantes et la capacité de la batterie de traction à maintenir des performances adéquates pendant sa durée de service attendue.
L’autonomie, la consommation d’énergie électrique et la durabilité de la batterie deviennent donc des paramètres réglementaires interconnectés. Le véhicule, la batterie, le système de gestion de batterie, la stratégie de gestion thermique, le comportement de recharge et la chaîne de traction électrique doivent de plus en plus être considérés comme un seul système d’homologation.
Le WLTP, les exigences ONU de durabilité des batteries et Euro 7 accélèrent cette transition d’une valeur unique de performance déclarée vers une conformité mesurable des véhicules électriques, de plus en plus axée sur le cycle de vie.
L’autonomie seule ne dit pas tout
L’autonomie reste l’une des caractéristiques les plus visibles d’un véhicule électrique. Pourtant, deux véhicules atteignant une autonomie certifiée similaire peuvent parvenir à ce résultat avec des capacités de batterie, des efficacités et des stratégies d’ingénierie très différentes.
L’homologation s’intéresse donc de plus en plus au lien entre l’énergie disponible de la batterie, l’efficacité du véhicule, les conditions environnementales et la capacité de la batterie à conserver ses performances avec le vieillissement du véhicule.
L’autonomie fournit une mesure compréhensible de la distance disponible à partir de l’énergie utilisable de la batterie du véhicule.
L’autonomie doit de plus en plus être considérée avec la consommation d’énergie, les conditions de fonctionnement et les performances conservées de la batterie.
Comment l’autonomie réglementaire est déterminée
L’autonomie certifiée d’un véhicule électrique n’est pas simplement la distance maximale qu’un fabricant peut atteindre dans des conditions routières favorables. Elle est déterminée par des procédures prescrites destinées à produire des résultats réglementaires répétables et comparables.
La masse du véhicule, les pneumatiques, la configuration aérodynamique, les caractéristiques de résistance à l’avancement, les systèmes électriques et la configuration réceptionnée peuvent tous influencer la valeur obtenue.
Elle reflète non seulement la batterie de traction, mais aussi l’efficacité du moteur, de l’onduleur, de la transmission, des systèmes thermiques, des auxiliaires, des pneumatiques, de l’aérodynamique et de la stratégie de commande du véhicule.
L’efficacité derrière la valeur d’autonomie
La consommation d’énergie électrique décrit la quantité d’énergie électrique nécessaire à un véhicule pour parcourir une distance définie selon la procédure applicable d’essai.
La consommation d’énergie est ainsi l’un des indicateurs les plus clairs de l’efficacité globale de la chaîne de traction électrique.
L’efficacité du moteur affecte la conversion de l’énergie électrique stockée en propulsion.
Les pertes de l’onduleur et de conversion électrique contribuent à la demande globale d’énergie.
La traînée du véhicule devient de plus en plus importante avec l’augmentation de la vitesse.
Les pneumatiques, la masse du véhicule et les caractéristiques du châssis influencent l’énergie nécessaire au mouvement.
Le chauffage ou le refroidissement de la batterie et de l’habitacle peuvent créer une demande supplémentaire importante d’énergie.
La récupération d’énergie cinétique pendant la décélération peut améliorer l’efficacité globale du véhicule.
Rendre comparables les performances des véhicules électriques
Le WLTP fournit un cadre harmonisé internationalement, utilisé sur de nombreux marchés pour déterminer la consommation d’énergie électrique et l’autonomie électrique des véhicules légers concernés.
La normalisation compte, car des différences apparemment mineures de masse, de coefficients de résistance à l’avancement, de configuration des pneumatiques, de température ou de préparation peuvent influencer le résultat mesuré.
L’autonomie réelle reste influencée par la vitesse, la température, le relief, la charge utile, la circulation, le comportement de conduite, le chauffage, le refroidissement et d’autres variables de fonctionnement.
Les conditions environnementales révèlent le système électrique complet
La température peut affecter sensiblement l’autonomie du véhicule électrique. Les basses températures ambiantes influencent le comportement de la batterie tout en augmentant l’énergie nécessaire au chauffage de l’habitacle et à la gestion thermique de la batterie.
Une basse température peut affecter les performances disponibles de la batterie et augmenter sa résistance interne.
L’énergie de chauffage provient de la même énergie électrique stockée qui sert en définitive à la propulsion.
Les systèmes de gestion thermique peuvent consommer de l’énergie pour maintenir la batterie dans une plage appropriée de fonctionnement.
Le logiciel du véhicule détermine l’équilibre entre confort des passagers, protection de la batterie et efficacité de propulsion.
Les performances au-delà du véhicule neuf
Les batteries de traction évoluent naturellement avec l’âge. Le vieillissement calendaire, les cycles de charge et de décharge, l’exposition à la température, les habitudes de recharge et les conditions de fonctionnement peuvent progressivement réduire la capacité énergétique disponible.
La batterie de traction débute son service avec ses caractéristiques initiales d’énergie utilisable et ses performances calibrées.
Les exigences de durabilité évaluent si des performances suffisantes de batterie sont conservées à mesure que l’âge et le kilométrage du véhicule augmentent.
La question réglementaire passe de plus en plus de « la batterie fonctionne-t-elle ? » à « continue-t-elle à fonctionner de façon adéquate après des années d’utilisation du véhicule ? ».
Rendre mesurable la dégradation de la batterie
L’état de santé de la batterie fournit un mécanisme décrivant les capacités restantes d’une batterie de traction vieillie par rapport à une condition applicable de référence.
L’énergie utilisable conservée de la batterie peut être évaluée par rapport aux performances pertinentes de référence.
Les systèmes de gestion de batterie produisent les informations utilisées pour déterminer et surveiller son état.
La valeur réglementaire de l’état de santé dépend d’une détermination fiable et d’une vérification appropriée.
Les informations d’état de santé fournissent un mécanisme d’évaluation des performances de la batterie après l’accès au marché.
La performance de batterie devient une exigence réglementaire de durabilité
Euro 7 établit des exigences minimales de performance de durabilité des batteries pour les véhicules hybrides rechargeables et entièrement électriques concernés.
Les exigences applicables aux M1 PEV et OVC-HEV couvrent la période du début de vie jusqu’à cinq ans ou 100 000 km, selon la première échéance atteinte.
L’exigence suivante s’applique au-delà de cinq ans ou 100 000 km et jusqu’à huit ans ou 160 000 km, selon la première échéance atteinte.
Euro 7 contient des exigences de durabilité des batteries propres aux catégories. La catégorie applicable du véhicule, la chaîne de traction, la date de mise en œuvre et les dispositions réglementaires détaillées doivent donc être confirmées pour chaque programme.
La durabilité de la batterie est intégrée à la conception du véhicule
Les performances à long terme de la batterie sont influencées par les décisions prises pendant le développement de la batterie, de la chaîne de traction, de la gestion thermique, de la recharge et des logiciels.
La formulation des cellules influence la densité énergétique, le vieillissement, les capacités de charge et les caractéristiques thermiques.
La maîtrise de la température est essentielle aux performances, à la recharge rapide et à la durabilité à long terme.
Les vitesses de recharge et les stratégies de commande influencent les contraintes et la dégradation de la batterie.
Les systèmes de gestion de batterie peuvent réserver une capacité afin d’équilibrer l’autonomie disponible et la protection à long terme de la batterie.
Une consommation plus faible d’énergie peut réduire la quantité d’énergie transitant par la batterie pour parcourir une distance donnée.
Le logiciel de commande coordonne la recharge, la protection thermique, la puissance disponible et l’estimation de l’état de santé.
Elle doit être considérée pendant le choix de la batterie, la conception du système thermique, la calibration du véhicule, la stratégie de recharge et la planification de validation.
Les performances de la batterie deviennent traçables
Une exigence de durabilité devient bien plus utile lorsque l’état de la batterie peut aussi être déterminé après l’entrée en service du véhicule.
La durabilité des batteries devient un sujet réglementaire international
Le RTM ONU no 22 fournit un cadre technique international concernant la durabilité des batteries embarquées des véhicules légers électrifiés.
L’importance de cette approche dépasse toute juridiction particulière. La durabilité des batteries, la détermination de l’état de santé et les performances sur le cycle de vie font de plus en plus partie du débat international sur la réglementation des véhicules électriques.
Fournit un cadre technique international de durabilité des batteries embarquées des véhicules légers électrifiés.
Introduit des exigences minimales contraignantes de durabilité des batteries dans le cadre européen de réception des véhicules.
Les informations de performance des batteries relient de plus en plus la certification initiale à l’état du véhicule en service.
Les exigences d’essai, de surveillance et de durabilité peuvent continuer d’évoluer avec la maturité des technologies de batterie et de véhicule électrifié.
Intégrer autonomie, efficacité et durabilité
Un programme efficace d’homologation doit intégrer l’autonomie, la consommation d’énergie et la durabilité de la batterie plutôt que de les traiter comme des activités de certification sans lien.
Déterminer les exigences applicables du WLTP, d’Euro 7, de l’ONU et des marchés spécifiques.
Définir la chaîne de traction, la configuration de batterie, la famille de véhicules et les exigences applicables d’essai.
Planifier les essais d’homologation à l’aide de configurations représentatives de véhicules réceptionnés.
Évaluer l’autonomie et le comportement de gestion thermique dans les conditions applicables d’essai environnemental.
Valider la détermination de l’état de santé et les exigences minimales applicables de performance.
Conserver les preuves réglementaires et la traçabilité des performances de la batterie après l’accès au marché.
De l’autonomie maximale à l’autonomie durable
La première génération de concurrence entre véhicules électriques s’est fortement concentrée sur la distance parcourue avec une batterie entièrement chargée.
La prochaine génération de réglementation pose une question plus exigeante : avec quelle efficacité cette autonomie est-elle fournie, dans quelles conditions de fonctionnement, et quelle part des performances sous-jacentes de la batterie restera des années plus tard ?
L’attention se concentre au maximum sur l’autonomie initiale certifiée du véhicule.
Les performances du véhicule sont de plus en plus évaluées comme un système interconnecté axé sur le cycle de vie.
L’efficacité énergétique, la performance environnementale, la dégradation de la batterie et la détermination fiable de l’état de santé définissent de plus en plus la qualité réglementaire du véhicule électrique complet.