Architecture 48 V : pourquoi les voitures passent-elles du 12 au 48 volts ?
Les voitures modernes consomment toujours davantage d’électricité. Calculateurs, pompes, aides à la conduite, équipements de confort ou systèmes de châssis viennent s’ajouter aux fonctions traditionnelles, tandis que la micro-hybridation réclame elle aussi une puissance électrique importante. Face aux limites du réseau 12 volts utilisé depuis des décennies, l’architecture 48 V constitue une solution intermédiaire particulièrement intéressante. Elle ne transforme pas une voiture en véritable hybride haute tension et ne fait pas nécessairement disparaître le 12 V, mais permet d’alimenter beaucoup plus efficacement certaines fonctions devenues très gourmandes en énergie.
Crédit photo: Illustration architecture 12V
Pourquoi le réseau 12 V commence-t-il à montrer ses limites ?
L’architecture 48 V permet de fournir davantage de puissance électrique en réduisant fortement l’intensité nécessaire par rapport à un réseau 12 V.
Le principe repose sur une relation électrique élémentaire, P = U × I, où P représente la puissance, U la tension et I l’intensité. Pour fournir une même puissance, augmenter la tension permet donc de diminuer proportionnellement l’intensité. À titre théorique, fournir 3 kW demande environ 250 ampères sous 12 V, contre seulement 62,5 ampères sous 48 V.
La différence devient considérable lorsqu’il faut alimenter des équipements puissants. Une forte intensité impose des câbles de section importante, augmente l’échauffement et génère davantage de pertes par effet Joule. À mesure que les besoins électriques des voitures augmentent, continuer à demander toujours plus au réseau 12 V devient donc peu pratique.
Passer à 48 V permet de multiplier la puissance disponible sans devoir dimensionner l’ensemble de l’installation pour supporter des intensités énormes. C’est l’une des raisons pour lesquelles cette tension s’est progressivement installée dans l’automobile.
Crédit photo Illustration de deux types d’architecture 48V:
Comment fonctionne une architecture 48 V dans une voiture ?
Une voiture équipée d’une architecture 48 V possède généralement deux réseaux électriques plutôt qu’un seul. Le premier fonctionne en 48 V et alimente les équipements demandant beaucoup de puissance. Le second reste en 12 V pour les composants traditionnels.
Une batterie spécifique stocke l’énergie du réseau 48 V. Elle peut notamment alimenter un alterno-démarreur, une machine électrique ou différents équipements. Un convertisseur DC/DC assure la communication énergétique entre les deux niveaux de tension et permet notamment d’alimenter le réseau 12 V.
La petite batterie 12 V n’est donc pas forcément supprimée. Elle continue à alimenter de nombreux calculateurs, accessoires et équipements conçus depuis longtemps pour cette tension.
Cette coexistence présente un avantage industriel évident : les constructeurs peuvent introduire progressivement le 48 V sans devoir redessiner tous les composants électriques d’une automobile.
Pourquoi le 48 V est devenu la tension de la micro-hybridation
C’est probablement l’utilisation la plus connue du 48 V. Sur une voiture micro-hybride, un alterno-démarreur ou une machine électrique peut récupérer une partie de l’énergie lors des ralentissements pour la stocker dans la batterie.
Cette énergie peut ensuite être réutilisée lors des accélérations afin de soulager temporairement le moteur thermique. Le système permet également un Stop & Start plus rapide et plus discret et, selon son architecture, peut autoriser certaines phases de fonctionnement moteur thermique coupé.
Le gain ne doit toutefois pas être exagéré. Une micro-hybridation 48 V n’est pas l’équivalent d’une véritable motorisation hybride capable de parcourir couramment plusieurs kilomètres grâce à son seul moteur électrique. La puissance de la machine et la capacité de la batterie restent généralement beaucoup plus faibles.
Toutes les micro-hybridations ne fonctionnent d’ailleurs pas exactement de la même manière. Un alterno-démarreur relié au moteur par une courroie n’offre pas les mêmes possibilités qu’une machine électrique directement intégrée à la transmission.
Crédit photo: Illustratio architecture 48V cimbinée à une 800V
L’architecture 48 V ne sert pas seulement à l’hybridation
Réduire le 48 V à la micro-hybridation serait pourtant une erreur. Cette tension permet également d’électrifier des équipements dont les besoins seraient difficiles à satisfaire efficacement avec un réseau traditionnel.
Un compresseur électrique peut, par exemple, accélérer très rapidement l’admission d’air afin de compléter le fonctionnement d’un turbocompresseur. Certaines pompes électriques, systèmes de climatisation ou autres auxiliaires peuvent également bénéficier d’une alimentation plus puissante.
Les systèmes de châssis constituent un autre exemple particulièrement intéressant. Des barres antiroulis actives à commande électromécanique peuvent demander une puissance importante lorsqu’elles doivent contrôler rapidement les mouvements de caisse d’un véhicule lourd. Le passage au 48 V participe ainsi à une évolution beaucoup plus large : des fonctions autrefois entraînées mécaniquement ou commandées hydrauliquement peuvent progressivement devenir électriques. Elles peuvent alors fonctionner uniquement lorsque cela est nécessaire et être contrôlées beaucoup plus précisément par l’électronique du véhicule.
Crédit photo: Illustration de l’intégration de l’architecture 48V dans un Land Rover Discovery
Pourquoi avoir choisi précisément 48 volts ?
Le chiffre n’a pas été choisi au hasard. Le 48 V constitue un compromis entre les capacités limitées du 12 V et la complexité des systèmes haute tension utilisés par les véritables voitures hybrides rechargeables et électriques.
Une voiture électrique moderne peut utiliser une architecture de 400 V, voire 800 V. Ces tensions permettent de transmettre des puissances considérables au moteur ou lors de la recharge, mais imposent également des précautions, des composants et des procédures spécifiques.
Le réseau automobile désigné comme « 48 V » reste dans une catégorie de basse tension. Sa tension réelle n’est d’ailleurs pas constamment fixée à exactement 48 volts : elle varie selon la conception du système, la charge de la batterie et les conditions de fonctionnement. L’intérêt consiste donc à disposer d’une tension suffisamment élevée pour réduire fortement les intensités nécessaires, sans entrer dans le même univers technique qu’un système de traction électrique fonctionnant sous plusieurs centaines de volts.
C’est ce compromis qui rend le 48 V particulièrement adapté aux véhicules thermiques électrifiés sans en faire pour autant des hybrides haute tension.
Crédit photo: Illustration circuit basse tension 12-48V Tesla Cybertruck
Le 48 V va-t-il finir par faire disparaître le 12 V ?
À première vue, remplacer entièrement le réseau 12 V semblerait logique. Pourquoi conserver deux tensions différentes lorsqu’une seule pourrait théoriquement alimenter toute la voiture ?
Dans la pratique, l’intérêt est beaucoup moins évident. Une multitude de composants automobiles fonctionnent déjà parfaitement sous 12 V et consomment relativement peu d’énergie. Les passer en 48 V apporterait peu de bénéfices tout en imposant de modifier composants, fournisseurs et architectures électroniques.
Le convertisseur DC/DC permet justement de profiter des deux mondes. Le 48 V prend en charge les fonctions les plus gourmandes tandis que le 12 V reste parfaitement adapté aux petits consommateurs et à de nombreux équipements électroniques.
À plus long terme, l’évolution de l’automobile pourrait modifier cet équilibre. Les directions électriques, suspensions actives, pompes, systèmes thermiques et équipements automatisés réclament toujours davantage d’électricité. Le 48 V pourrait donc occuper une place croissante sans nécessairement devenir l’unique réseau électrique de la voiture.
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