Les véhicules électriques ne comportent pas de système de chauffage traditionnel.
Les acheteurs de voitures neuves, pour la plupart, ne montrent probablement pas suffisamment d’intérêt pour le système de chauffage d’un véhicule avant de l’acheter. C’est juste là, c’est censé être utilisable, et ça devrait fonctionner de la même façon dans tous les véhicules automobiles.
En raison de la popularité croissante des véhicules électriques à batterie (VÉB), cependant, cette situation pourrait changer, car les véhicules électriques ne comportent pas de système de chauffage traditionnel. Et cela pourrait avoir un effet beaucoup plus important sur le degré de satisfaction de l’acheteur que prévu.
Pourquoi cette différence ? Parce que le moteur thermique d’un véhicule conventionnel produit de la chaleur, ce que le moteur électrique d’un VÉB ne produit pas.
Dans un système de chauffage traditionnel, utilisé depuis son introduction par Cadillac en 1926, la chaleur est transférée du moteur à un liquide (eau/antigel). Ce liquide circule dans le moteur thermique par l’entremise d’un réseau fermé de canalisations qui comprend un noyau chauffant (petit radiateur) à travers lequel passe l’air qui vient réchauffer l’habitacle.
Un ventilateur force l’air réchauffé à entrer dans l’habitacle pour réchauffer les occupants et désembuer ou dégivrer les fenêtres.
Sans moteur thermique, un BÉV ne dispose tout simplement pas de cette grande source de chaleur « gratuite ».
Il y a bien une certaine chaleur générée par les batteries et par l’électronique du VÉB, et quelques constructeurs d’automobiles utilisent cette chaleur dans l’habitacle ; chaque petit geste compte. Mais ce n’est pas suffisant pour remplacer la chaleur qui serait normalement produite par un moteur thermique.
La solution évidente adoptée par beaucoup de constructeurs consiste à remplacer le noyau chauffant par un élément chauffant électrique, comme dans les anciens radiateurs électriques.
Ainsi, plutôt qu’une simple bobine de fil résistif, le système moderne utilise un élément chauffant PTC (coefficient de température positif) autorégulé et comportant une protection inhérente contre la surchauffe.
Le reste du système de chauffage peut rester à peu près le même. Cependant, la chaleur instantanée de l’élément chauffant électrique fait en sorte que l’habitacle peut se réchauffer encore plus rapidement qu’avec le réchauffement progressif d’un moteur thermique.
Le problème de cette solution réside dans le fait que la seule source d’alimentation pour le chauffage électrique est la même que celle utilisée pour conduire le véhicule : sa batterie. Ainsi, chaque watt de puissance utilisé pour le chauffage est un watt qui n’est pas disponible pour la conduite. C’est l’une des raisons pour lesquelles l’autonomie des VÉB a tendance à baisser considérablement à basse température ambiante.
Une autre alternative, introduite par Nissan dans la LEAF 2012, est maintenant utilisée dans plusieurs véhicules électriques à batterie et véhicules hybrides rechargeables : il s’agit de la pompe à chaleur réversible, un système de climatisation qui peut fonctionner en marche arrière.
En termes simples, une pompe à chaleur transfère l’énergie de l’air extérieur à un réfrigérant par l’entremise d’un évaporateur externe, même quand il fait froid à l’extérieur, puis comprime le réfrigérant qui le réchauffe et libère cette chaleur dans l’habitacle grâce à un condenseur interne.
Pour rendre un système de ventilation, de chauffage et de climatisation réversible pour agir à la fois comme air climatisé et système de chauffage, c’est très complexe et, par conséquent, coûteux. Mais une multitude de tests publiés confirment que ce type de systèmes est au moins aussi efficace que le chauffage résistif et qu’il réduit l’impact négatif sur l’autonomie.
Il y a cependant une limite. L’efficacité d’une pompe à chaleur diminue à mesure que la température extérieure baisse. Alors qu’elle peut être très efficace à 0 °C, elle l’est nettement moins à -20 °C et atteint sa limite pratique à environ -30 °C. Ce qui, malheureusement, est une température qui n’est pas rare dans une grande partie du Canada. Ainsi, même une pompe à chaleur a besoin d’une source de chaleur supplémentaire à l’extrême.
Quel que soit le système de base utilisé, pour assurer le confort des passagers, on peut y arriver par d’autres moyens comme la concentration de la chaleur sur des zones spécifiques du corps. À cette fin, les sièges et les volants chauffants sont déjà largement utilisés.
Pour aller encore plus loin, Toyota est le premier constructeur d’automobiles à utiliser dans un véhicule de série le chauffage radiant dirigé vers les jambes et les pieds du conducteur et du passager avant dans les modèles haut de gamme du bZ4x.
General Motors, de concert avec une société de gestion thermique appelée Gentherm, prévoit étendre cette approche avec un système de contrôle du microclimat individualisé à quatre zones dans la prochaine Cadillac Celestiq ultra luxueuse.
Ce système, appelé ClimateSense®, utiliserait 33 dispositifs de microclimat uniques, y compris des appuie-têtes et des accoudoirs chauffants, qui permettent à chaque occupant de personnaliser le degré souhaité de chauffage et de refroidissement des sièges tout en réduisant considérablement la consommation totale d’énergie.
Attendez-vous à ce qu’une combinaison de ces diverses technologies devienne la solution de chauffage ultime dans un cas où la nécessité stimule vraiment l’invention.
