Un regard sur certains défis et compromis concernant l’alimentation d’un véhicule électrique en 2023.
En 2011, une Nissan Leaf transportait une batterie d’environ 21,0 kWh qui lui donnait une autonomie selon l’EPA de 120 km. La batterie Leaf 2023 offre près de trois fois la capacité et l’autonomie avec des dimensions légèrement plus grosses.
Concevoir un véhicule électrique avec une plus grande autonomie ne signifie pas toujours une batterie plus grosse et plus lourde, malgré des efforts comme la batterie de 170,0 kWh dans le VUS GMC Hummer EV de 8660 livres (photo ci-dessus). Voici les facteurs pris en compte par les ingénieurs et les compromis auxquels les développeurs de véhicules doivent faire face. Chimie cellulaire La décision la plus fondamentale dans la conception d’une batterie de VÉ est le type de chimie spécifique à utiliser. Les ingénieurs doivent équilibrer la capacité énergétique, la fourniture d’énergie, le coût et la volatilité. Généralement, un fournisseur de batteries et un constructeur automobile développent conjointement des applications spécifiques aux véhicules, telles que Tesla et Panasonic ou GM et LG Energy Solution. Aux États-Unis, de nombreux véhicules électriques utilisent des cellules lithium-ion contenant un mélange de nickel, de manganèse, de cobalt et d’aluminium avec leur lithium. Celles-ci sont connues sous le nom de cellules NMCA. En Chine, la chimie dominante est le lithium-fer-phosphate, ou LFP. Il coûte moins cher, utilise moins de minéraux rares et est souvent plus sûr dans des conditions extrêmes, mais la technologie représente moins d’énergie pour un volume donné. Tesla a commencé à utiliser la chimie LFP pour certains modèles américains, et Ford a annoncé qu’elle construirait une usine de cellules LFP pour ses véhicules électriques. Format de cellule Les ingénieurs doivent décider de la forme (connue sous le nom de « format ») de chaque cellule, bien que, dans la pratique, tous les fournisseurs n’offrent pas tous les produits chimiques de cellules dans tous les formats. Tesla a été le pionnier de l’utilisation de milliers de cellules cylindriques de petit format (similaires aux piles AA) dans ses batteries. Beaucoup d’autres fabricants ont opté pour des centaines de cellules plus grosses en format de poche ou prismatique, qui sont deux versions de formes rectangulaires. Plusieurs cellules sont regroupées en modules qui sont placés dans un grand récipient rectangulaire pour constituer la batterie. Certaines batteries ont huit modules, tandis que d’autres en ont des dizaines. Les cellules à l’intérieur des modules sont câblées en série alors que les modules sont câblés en parallèle.
Bloc-batterie de la famille Ultium de GM, qui utilise des cellules avec un mélange nickel-manganèse-cobalt-aluminium (NCMA).
Les nouveaux pick-ups et VUS GMC Hummer ont deux groupes de modules de 400 volts en parallèle qui passent en mode série de 800 volts pour permettre une recharge rapide CC allant jusqu’à 300 kilowatts. Dimensions des cellules et des emballages Bien qu’il existe des tailles standard pour les cellules cylindriques, d'autres formats de cellules sont fabriqués dans des tailles spécifiques pour répondre à un constructeur automobile donné. Le défi auquel les ingénieurs sont confrontés est d’emballer le maximum d’énergie dans une batterie avec les plus petites dimensions possibles tout en veillant à ce qu’il y ait suffisamment d’espace pour les canaux de refroidissement liquide, le câblage qui relie les cellules des modules et des modules les unes aux autres, et une séparation appropriée des modules pour la sécurité. Aujourd’hui, pratiquement tous les véhicules électriques ayant une autonomie de 320 km ou plus ont une batterie sous le plancher de la cabine qui couvre de porte en porte, d’essieu en essieu. On risque de retrouver une bosse surélevée sous le siège arrière pour plus de capacité, généralement dans des véhicules plus bas, ils sont encastrées dans le plancher pour permettre suffisamment d'espace pour les jambes à l'arrière. Ces grosses batteries sous le plancher ont l'avantage d'abaisser le centre de gravité, améliorant ainsi la stabilité et la maniabilité du véhicule. Capacité (c.-à-d. autonomie) Enfin, les ingénieurs, les chefs de produit de véhicules et leurs gestionnaires doivent déterminer quelles capacités de batteries à offrir. L’objectif est de vendre un véhicule à bon prix avec une autonomie suffisante pour rassurer les clients sur le fait qu’il s’agisse d’une option pratique pour la vie quotidienne et le voyage. Nous avons constaté qu’aux États-Unis, environ 400 km semble être l’autonomie minimale pour amener les gens à envisager d’échanger la combustion interne contre des moteurs électriques. Par contre, GM a déclaré qu’elle pensait que 480 km était la référence pour laquelle les acheteurs cessent de s’inquiéter au sujet l’autonomie. Cependant, pour le moment, peu de véhicules électriques peuvent réellement répondre aux normes EPA affichées sur les véhicules. John Voelcker Car and Driver
Contribution: André H. Martel
Commentaires
|
Abonnez-vous à notre infolettre hebdomadaire
Use a valid e-mail address Votre inscription est confirmée.
xhr
100
NOS PARTENAIRES |