Si la grande majorité des véhicules électriques fonctionnent avec une architecture électrique en 400 V, les modèles les plus hauts de gamme comme la Porsche Taycan, la Kia EV6 ou plus récemment le BMW iX3 misent sur une tension doublée : c’est la fameuse « architecture 800 V ».
Cette appellation désigne un système haute tension dans lequel la batterie du véhicule opère à une tension nominale avoisinant 800 V (souvent entre 700 et 900 V selon le niveau de charge en réalité) au lieu des 350 à 450 V pour une architecture conventionnelle.
L’architecture 800 V, comment ça marche ?
Les batteries équipant les voitures électriques sont composées de multiples cellules. Le nombre de cellules connectées en série détermine la tension totale, tandis que la capacité en ampère-heure dépend des cellules en parallèle. Ainsi, une architecture 800 V repose sur l’ajout de plus de cellules en série, permettant d’atteindre une tension plus élevée.
Replongeons-nous dans nos cours de physique. Selon la loi de l’électricité (P = U × I), où P désigne la puissance (W), U la tension (V) et I l’intensité (A), pour délivrer une forte puissance en watts, il faut :
- soit beaucoup de tension (en volts)
- soit beaucoup d’intensité (en ampères)
Pour atteindre 350 kW sur une architecture 400 V, il faut ainsi 875 ampères, ce qui impose des câbles surdimensionnés et un refroidissement plus performant. Avec 800 V, la même puissance ne demande que 437,5 ampères : on divise par deux.
En doublant la tension de l’architecture, l’intensité peut donc être réduite, ce qui permet ainsi d’augmenter l’efficacité tout en évitant les pertes d’énergie dues à l’effet Joule. Qui dit moins de courant pour la même puissance dit une batterie qui chauffe aussi beaucoup moins.
La puissance de charge peut alors rester élevée plus longtemps, sans devoir être réduite pour cause de surchauffe. C’est sur ce point notable que les performances en recharge s’expliquent pour les voitures électriques en 800 V. Par ailleurs, réduire l’intensité permet d’alléger le câblage dans toute la voiture (environ 10 à 15 kg).
L’architecture 800 V requiert une électronique de puissance spécifique. Il s’agit d’onduleurs utilisant des semi-conducteurs en carbure de silicium (SiC), avec une conductivité thermique près de dix fois supérieure au silicium classique.
Avantages de l’architecture 800 V
- Recharge rapide : de nombreux modèles dotés de cette technologie revendiquent une capacité de recharge rapide pouvant atteindre plus de 500 kW, ce qui permet de passer de 10 à 80 % de batterie en une dizaine de minutes.
- Efficacité énergétique : la réduction des pertes dans les câbles et les composants électroniques se traduit par un rendement global amélioré sur l’ensemble de la chaîne de traction, aussi bien à la recharge qu’en roulage.
Limites de l’architecture 800 V
- L’infrastructure reste le facteur limitant principal : l’intérêt du 800 V tient uniquement sur des bornes à très haute puissance (min. 300 kW). Même si elle est équipée d’un convertisseur, une voiture 800 V plafonnera généralement autour de 200 kW sur une borne 400 V alors qu’elle est capable d’encaisser bien plus.
- Le coût de production reste élevé : le système est plus coûteux à installer sur un véhicule, d’où sa disponibilité sur des modèles plus haut de gamme.
Est-ce que les voitures électriques 800 V peuvent se recharger sur des bornes 400 V ?
Physiquement, une borne 400 V ne peut pas recharger directement une batterie 800 V. Le courant électrique circulant du potentiel le plus haut vers le plus bas, la tension de la source (la borne) doit être supérieure à celle du récepteur (la batterie) pour que les électrons y soient injectés.
Pour éviter que leurs véhicules ne soient incompatibles avec une grande partie du réseau, les constructeurs ont dû intégrer des solutions embarquées pour « traduire » et adapter ces tensions.
Le convertisseur
C’est la solution la plus classique et directe. La voiture embarque un boîtier électronique supplémentaire dédié à cette tâche. Lorsque le véhicule détecte qu’il est branché à une borne 400 V, le courant transite d’abord par ce convertisseur DC-DC qui élève la tension de 400 V à environ 800 V avant d’envoyer l’énergie à la batterie.
Le convertisseur est parfois vendu en option chez certaines marques. C’est notamment le cas de Mercedes qui le fait payer 700 € sur la CLA et la Classe C électrique.
Le « Smart Boosting » via le moteur
À l’arrêt, le système utilise l’onduleur et le(s) moteur(s) pour faire office de convertisseur élévateur de tension. Le moteur ne tourne pas, mais son électronique transforme le 400 V de la borne en 800 V pour la batterie de la voiture. On retrouve ce système chez le groupe Hyundai-Kia, par exemple, ou chez le constructeur américain Lucid.
La séparation en deux de la batterie
Une troisième technologie pour rendre les voitures électriques 800 V compatibles avec les bornes 400 V est la séparation du pack batterie. De manière totalement électronique, le logiciel de gestion de la batterie peut diviser en deux l’accumulateur 800 V pour en avoir deux de 400 V, parfaitement adaptées à la borne. Une solution que l’on retrouve sur le nouveau BMW iX3, chez Porsche/Audi ou chez General Motors.
Quelle a été la première voiture électrique 800 V ?
Historiquement, c’est la Porsche Taycan qui a été la première voiture 100 % électrique à embarquer une architecture 800 V en 2019. Quelques années plus tard, le groupe Hyundai-Kia a lancé plusieurs nouveautés comme la Ioniq 5 ou l’EV6, permettant de rendre « plus accessible » cette technologie aux électromobilistes.
Ce type d’architecture s’est vraiment démocratisé dans l’industrie même s’il reste toujours cantonné aux modèles plutôt haut de gamme. Le chinois XPeng est la marque proposant la voiture électrique en 800 V la moins chère du marché : le G6 (dès 42 990 €).
Les étiquettes marketing peuvent induire en erreur
Certaines marques revendiquent une architecture 800 V alors que leurs batteries fonctionnent à des tensions bien inférieures, ce qui peut créer une distorsion des attentes pour les acheteurs. La puissance promise par la borne n’est pas non plus un indicateur fiable, et l’étiquette peut être trompeuse.
C’est le cas des Superchargeurs Tesla V4, donnés pour un maximum de 1 000 V, mais ne délivrant pas plus de 400 V à cause des armoires d’alimentation.
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