Capacité de la batterie

La capacité de la batterie mesure la quantité d'énergie électrique que la batterie de traction d'un véhicule électrique peut contenir à pleine charge, exprimée en kilowattheures. Un kilowattheure représente l'énergie d'un kilowatt de puissance maintenu pendant une heure : un pack de 60 kWh pourrait donc en principe fournir 60 kilowatts durant une heure, ou une puissance moindre proportionnellement plus longtemps. C'est la caractéristique phare que la plupart des acheteurs examinent pour évaluer la distance qu'une voiture parcourra entre deux recharges.

Ce chiffre traduit le stockage cumulé de centaines ou de milliers de cellules lithium-ion individuelles, câblées en modules puis assemblées dans le pack. La capacité dépend de la tension des cellules et de leur charge stockée en ampères-heures, et les constructeurs l'augmentent en ajoutant des cellules, en adoptant des chimies plus denses ou en améliorant l'efficacité avec laquelle les cellules sont logées dans l'espace disponible sous le plancher. Les packs des véhicules actuels couvrent une large plage, d'environ 40 kWh sur les modèles compacts à 100 kWh ou plus sur les grandes voitures à longue autonomie.

La capacité est le facteur le plus déterminant de l'autonomie, car celle-ci correspond pour l'essentiel à l'énergie stockée divisée par le rythme auquel la voiture la consomme. Un pack plus grand embarque davantage d'énergie et parcourt donc une plus longue distance, toutes choses égales par ailleurs, ce qui explique pourquoi autonomie et capacité sont si souvent évoquées ensemble. La capacité ne détermine cependant pas à elle seule l'autonomie : un véhicule lourd et peu efficient peut ne pas aller plus loin avec une grosse batterie qu'un véhicule léger et efficient doté d'un pack plus modeste.

Une subtilité importante tient à la distinction entre capacité brute et capacité utile. La valeur brute, ou nominale, décrit l'énergie totale que les cellules pourraient théoriquement contenir, mais les constructeurs réservent délibérément une marge en haut et en bas de la plage de charge, à laquelle le conducteur n'a jamais accès. Cette réserve empêche les cellules d'être totalement chargées ou totalement déchargées, deux situations qui accélèrent l'usure, et protège ainsi la longévité. La capacité utile, qui est celle qui alimente réellement la voiture, est par conséquent inférieure de quelques pour cent à la valeur brute mentionnée dans certaines fiches techniques.

L'autonomie réelle dépend aussi fortement de facteurs étrangers à la batterie : température extérieure, vitesse de conduite, relief, recours au chauffage ou à la climatisation, charge utile et choix des pneumatiques. Le froid en particulier réduit à la fois la capacité disponible et l'efficience du véhicule, si bien qu'une valeur nominale doit être considérée comme un cas optimal plutôt que comme une garantie.

La capacité de la batterie est étroitement liée à la capacité utile, qui exprime la part protégée et accessible ; au kilowattheure, son unité de mesure ; à l'autonomie du véhicule électrique, qu'elle gouverne en grande partie ; et à la batterie haute tension, le pack physique dans lequel cette énergie réside.