Le système de gestion thermique d'une voiture est essentiel pour réguler l'environnement de l'habitacle et celui des composants, et pour optimiser la consommation d'énergie grâce au refroidissement, au chauffage et à la conduction thermique interne. En d'autres termes, c'est comme utiliser un patch contre la fièvre en cas de fièvre, ou un chauffe-bébé lorsqu'il fait très froid. La structure complexe des véhicules électriques étant indépendante de toute intervention humaine, leur propre système de gestion thermique joue un rôle primordial.
Le système de gestion thermique des véhicules électriques contribue à une conduite plus agréable en optimisant l'utilisation de l'énergie de la batterie. En réutilisant judicieusement la chaleur interne du véhicule pour la climatisation et les batteries, la gestion thermique permet d'économiser l'énergie de la batterie et d'accroître l'autonomie. Ses avantages sont particulièrement significatifs par températures extrêmes. Le système de gestion thermique des véhicules électriques comprend principalement les composants suivants :système de gestion de batterie haute tension (BMS)plaque de refroidissement de batterie, refroidisseur de batterie,radiateur électrique PTC haute tensionet système de pompe à chaleur selon différents modèles.
Les panneaux de refroidissement de batteries permettent le refroidissement direct des batteries de véhicules électriques. Ce refroidissement peut être direct (par fluide frigorigène) ou indirect (par eau). Adapté à chaque batterie, il optimise son fonctionnement et prolonge sa durée de vie. Le refroidisseur à double circuit, utilisant un fluide frigorigène et un liquide de refroidissement, est idéal pour les batteries de véhicules électriques. Il maintient la température de la batterie dans sa plage de rendement maximal et garantit ainsi une durée de vie optimale.
Les véhicules purement électriques n'ont pas de source de chaleur, donc unchauffage PTC haute tensionUne puissance standard de 4 à 5 kW est nécessaire pour chauffer rapidement et efficacement l'habitacle. La chaleur résiduelle d'un véhicule 100 % électrique ne suffit pas à chauffer entièrement l'habitacle ; un système de pompe à chaleur est donc indispensable.
Vous vous demandez peut-être pourquoi les hybrides mettent également l'accent sur les micro-hybrides. La raison de cette distinction est la suivante : les hybrides utilisant des moteurs et des batteries haute tension sont plus proches des hybrides rechargeables en termes de gestion thermique. C'est pourquoi l'architecture de gestion thermique de ces modèles sera présentée plus loin dans la section consacrée aux hybrides rechargeables. Le terme « micro-hybride » désigne ici principalement un moteur 48 V et une batterie 48 V/12 V, comme le BSG (Belt Starter Generator) 48 V. Les caractéristiques de son architecture de gestion thermique peuvent être résumées en trois points.
Le moteur et la batterie sont principalement refroidis par air, mais des versions refroidies par eau et par huile sont également disponibles.
Si le moteur et la batterie sont refroidis par air, le refroidissement de l'électronique de puissance ne pose quasiment aucun problème, sauf si la batterie est de 12 V et qu'un convertisseur DC/DC bidirectionnel 12 V vers 48 V est utilisé. Dans ce cas, un système de refroidissement par eau peut être nécessaire, en fonction de la puissance de démarrage du moteur et de la puissance de récupération au freinage. Le refroidissement par air de la batterie peut être intégré au circuit de ventilation du pack batterie, grâce à la commande d'un ventilateur pour obtenir un refroidissement forcé. Cette solution complexifie la conception, notamment le choix du conduit d'air et du ventilateur. L'analyse par simulation de l'efficacité du refroidissement par air forcé est plus complexe que pour les batteries refroidies par liquide, car l'erreur de simulation du transfert de chaleur par flux gazeux est plus importante. Pour les systèmes refroidis par eau ou par huile, le circuit de gestion thermique est similaire à celui d'un véhicule 100 % électrique, à l'exception d'une moindre génération de chaleur. De plus, le moteur micro-hybride ne fonctionnant pas à haute fréquence, il ne génère généralement pas de couple élevé et continu susceptible d'entraîner une production de chaleur rapide. Il existe une exception : ces dernières années, des moteurs haute puissance de 48 V ont également été utilisés. Entre les véhicules hybrides légers et les hybrides rechargeables, leur coût est inférieur à celui des hybrides rechargeables, mais leur capacité de propulsion est supérieure à celle des micro-hybrides et des hybrides légers, ce qui entraîne également une augmentation de la durée de fonctionnement et de la puissance de sortie du moteur 48 V, nécessitant ainsi une gestion thermique adaptée pour dissiper la chaleur.
Date de publication : 20 avril 2023
