A étude conjointe réalisée par l'université publique de recherche RWTH Aachen et The Mobility House Energy, une entreprise technologique allemande spécialisée dans les solutions de recharge intelligente et la gestion de l'énergie pour les véhicules électriques (VE), confirme que la recharge bidirectionnelle de véhicule à réseau (V2G) n'a qu'un impact négligeable sur les batteries.

Les chercheurs soulignent que la durabilité et les performances des batteries des voitures électriques font encore l'objet de nombreuses discussions. Toutefois, plusieurs études et exemples concrets montrent que les batteries des véhicules électriques, lorsqu'elles sont chargées intelligemment, se dégradent beaucoup moins que ce que l'on pensait au départ. La question est la suivante : que se passe-t-il lorsque vous ajoutez encore plus de cycles de charge lorsque vous utilisez votre voiture pour le V2G ?

Renault est actuellement un de les le plus visible commercial fournisseurs de V2G en Europe, à travers Mobiliser Puissance Solutions & Le Mobilité Maison. Il introduite commercial V2G services en France de les fin de 2023/2024, avec plans pour déploiement en les ROYAUME-UNI en 2025 et plus tard en Allemagne.

Prestation pouvant aller jusqu'à 10 000 euros en dix ans

Les résultats de l'étude allemande montrent principalement que la charge intelligente (V1G) améliore considérablement le vieillissement de la batterie et augmente l'autonomie, et que la charge bidirectionnelle (V2G) n'a qu'un impact minime sur le vieillissement global et offre aux conducteurs de VE un bénéfice possible de plus de 6 000 à 10 000 euros sur dix ans. Toutefois, les méthodes utilisées soulèvent encore d'autres questions.

Dans un environnement de laboratoire, les chercheurs ssimulé sur dix ans à l'aide d'une charge en courant alternatif de 11 kW, similaire à une charge domestique sur une boîte murale, et de modèles de vieillissement empiriques (vieillissement dans le temps et vieillissement causé par les cycles de charge et de décharge)..

Ils ont testé trois stratégies de charge sur différents types de cellules de VE (cylindriques, à poche, prismatiques) : charge immédiate (IC), charge intelligente (V1G) et charge bidirectionnelle (V2G). Ces types de cellules se trouvent généralement dans les VE de BMW, Tesla ou Lucid (cylindriques), VW, Nissan, Ford ou GM (à poche), ou BYD, NIO (prismatiques).

Branchement à la maison à 11 kW

Brancher sa voiture en rentrant à la maison et commencer à la charger à la puissance maximale de 11 kW pour que la batterie de son véhicule électrique soit rechargée le plus rapidement possible à 100%, c'est ce qu'on appelle la ‘charge immédiate’ (CI). Il n'y a pas d'équilibrage de la charge et la charge se fait indépendamment de l'heure de la journée, de l'état du réseau (heures de pointe ou non) et des prix de l'électricité correspondants.

Selon l'étude de la RWTH d'Aix-la-Chapelle et de Mobility House, c'est la batterie qui a le plus vieilli, environ 18% en dix ans, et elle n'a apporté aucun avantage économique par rapport à V1G ou V2G. En théorie, si votre batterie offrait une autonomie de 400 km lorsqu'elle était neuve, elle n'en offrirait plus que 328 au bout de dix ans.

Avec la ‘recharge intelligente’ (V1G), votre VE se recharge dans un seul sens, du réseau à la voiture, mais intelligemment, Le réseau de distribution d'électricité de l'Union européenne (UE) est un réseau de distribution d'électricité qui utilise un calendrier, c'est-à-dire qu'il se charge lorsque l'électricité est la moins chère (par exemple, la nuit) et s'arrête lorsque le réseau est congestionné.

Meilleures pratiques V1G

V1G s'est avéré être la meilleure pratique, réduisant la dégradation des batteries et offrant des gains modestes. Le rapport indique qu'après 10 ans, V1G permet de réduire le vieillissement des batteries de 3,3 à 6,8 points de pourcentage, soit une perte de capacité de seulement 12%.

Cela correspond à une perte de 1,8 à 3,6 kWh de la capacité de la batterie, ce qui se traduit théoriquement par une autonomie supplémentaire de 10,9 à 22,5 km (WLTP) au bout de 10 ans, par rapport à une recharge immédiate. En outre, en rechargeant votre véhicule lorsque les prix sont bas, vous pouvez économiser de 2 000 à 4 000 euros sur dix ans.

V2G : le meilleur avantage financier

La recharge bidirectionnelle permet à un véhicule électrique non seulement de consommer de l'énergie, mais aussi de réinjecter l'énergie stockée dans le réseau public par l'intermédiaire de la station de recharge. La technologie V2G (Vehicle-to-Grid) en est une forme avancée.

L'énergie de la batterie du VE n'est pas seulement renvoyée au réseau, elle peut aussi participer activement au marché de l'énergie, ce qui vous permet de gagner de l'argent en revendant votre surplus d'électricité à l'opérateur du réseau lorsque la demande est élevée. Cependant, la batterie est davantage sollicitée au fur et à mesure que le nombre de cycles de charge et de décharge augmente.

Après 10 ans, le vieillissement supplémentaire causé par le V2G varie entre 1,7 et 5,8 points de pourcentage. Cela correspond à une perte de capacité de 0,9 à 3,1 kWh, ou de 5,8 à 19,2 km d'autonomie selon les normes WLTP.

Bien que la dégradation soit plus rapide qu'avec les circuits intégrés, il s'agit d'un impact mineur, qui coûte théoriquement entre 100 et 300 euros, selon les chercheurs, mais qui est compensé par un avantage financier de 6 000 à 10 000 euros pour le client sur dix ans, lorsqu'il revend son énergie au réseau.

Certaines questions restent en suspens

Toutefois, les méthodes utilisées pour cette étude soulèvent d'autres questions. Les essais ont été réalisés en laboratoire au niveau des cellules, et non sur des batteries complètes de VE ou sur des voitures réelles.

Cela pourrait faire une différence si l'on compare avec les données de conduite des VE dans le monde réel ou si l'on considère les systèmes de gestion de la batterie utilisés dans les voitures de série. Il ne tient donc pas compte de la gestion thermique, des systèmes de gestion de la batterie (BMS) ou de la variabilité de la température dans le monde réel.

Il n'est pas fait mention du type de batterie utilisé lors du test : NMC ou LFP, par exemple. Cela signifie que les résultats du vieillissement ne peuvent pas être directement liés à un pack de batteries de VE spécifique, ce qui limite les comparaisons au comportement théorique du modèle de véhicule.

De nombreux VE modernes, en particulier les modèles haut de gamme, utilisent des cellules NMC (nickel-manganèse-cobalt), qui vieillissent généralement plus vite et sont plus sensibles aux cycles profonds. Les VE bon marché (BYD, famille ID de VW, Renault 5, gamme standard de Tesla) utilisent souvent des cellules LFP (lithium-fer-phosphate), connues pour leur durée de vie élevée et leur meilleure tolérance aux cycles répétés, ce qui serait idéal pour l'utilisation du V2G.

Les VE réels intègrent généralement un contrôle thermique et un logiciel qui découragent les fluctuations extrêmes de l'état de charge, comme la décharge complète ou la limitation de la charge à 80% lors de l'utilisation quotidienne, ce qui contribue à modérer les effets du vieillissement.

Exemples concrets

D'autre part, des exemples réels récents et des données de flotte de véhicules électriques ont démontré des performances de batterie plus longues que prévu, dépassant souvent les projections de dégradation habituelles. Une Tesla Model 3, par exemple, a atteint environ 135 000 miles (~217 000 km) et avait encore une capacité de batterie de 95%, malgré l'utilisation de la chimie NCA, qui est généralement plus sensible à la dégradation.

Les données du parc de VE de Hyundai/Kia ont montré qu'ils avaient encore une capacité d'environ 99,3% après 120 000 km, ce qui suggère une dégradation annuelle de <1%, bien en deçà des attentes générales du marché. test récent à long terme par le plus grand club automobile d'Allemagne, l'ADAC, a prouvé qu'une VW ID.3 a conservé 91% de capacité de batterie après 160 000 km.

Ou encore une Mustang Mach-E Premium RWD (Extended Range) de 2022 en Californie, qui s'est avérée avoir une autonomie EPA de 290 miles (466 km) sur les 303 miles (487 km) d'origine à l'état neuf, après avoir parcouru quelque 230 miles par jour et plus de 250 000 miles (402 000 km) au compteur. La perte de capacité n'est que de 4%, soit 96% restants.