Le passage aux batteries dans les voitures électriques

Les véhicules électriques sont appelés ainsi parce qu’ils fonctionnent à l’électricité plutôt qu’au carburant. Maintenant, nous disons « remplir le réservoir » mais « charger la batterie ». Pour savoir comment fonctionnent les batteries de ces nouvelles voitures électriques, il est important de savoir qu’elles sont accumulateurs d’énergie électrique. Ceux-ci transforment l’électricité fournie en une charge en énergie chimique pour la libérer plus tard, à nouveau sous forme d’électricité.

Il est composé d’une combinaison de cellules qui créent un tension et capacité de courant spécifique, qui sera ensuite ce qui mettra en mouvement les voitures électriques. La batterie est un élément clé dans une voiture électrique, car elle détermine l’autonomie, la fourniture d’énergie au moteur et affecte grandement le poids et la conception du véhicule. Ils font partie d’un système qui, en plus des cellules elles-mêmes, comprend leur conteneur, la réfrigération, le câblage et la gestion électronique.

C’est pourquoi, avec une réponse toujours meilleure, ils se sont beaucoup améliorés ces dernières années, où les conditions ont été facilitées pour que la conduite avec des voitures électriques soit beaucoup plus facile et plus confortable. De plus, avec la possibilité d’installer un chargeur de voiture électrique dans votre garage ou dans le parking de votre entreprise, nombreux sont ceux qui découvrent que le véhicule électrique est le moyen le moins cher et le moins polluant de circuler sur la route par rapport aux voitures à combustion.

Batteries dans le groupe motopropulseur

En règle générale, ces batteries dans les voitures électriques fonctionnent sur la base de la technologie de lithium-ion. Ses attributs se concentrent sur la structure des cellules qui sont similaires parmi tous les accumulateurs, que ce soit pour les téléphones mobiles ou pour ce type de véhicule. Un métal réactif tel que le lithium est nécessaire pour la réaction. Le plus gros facteur de coût d’entre eux est ce qui a à voir avec la cathode, qui sera ce que l’on appelle communément le pôle positif de la batterie. Il est composé d’un mélange de nickel, de manganèse et de cobalt. L’anode est constituée de poudre de graphite, de lithium, d’électrolytes et d’un séparateur.

D’une manière générale, cela fait partie du système de propulsion d’une voiture électrique, qui est composé d’une prise, d’un chargeur embarqué, d’un convertisseur de puissance, d’une transmission (presque toujours un seul rapport), d’un bloc d’alimentation. moteur et, enfin, d’un ou plusieurs moteurs électriques. En se concentrant dessus, l’énergie qu’il stocke sera utilisée exclusivement pour déplacer le véhicule. Les voitures électriques disposent d’une batterie 12 V traditionnelle, comme les voitures thermiques, pour alimenter des systèmes auxiliaires, tels que la climatisation, l’éclairage …

La structure des cellules produira l’énergie

La structure cellulaire susmentionnée, pour sa part, est ce qui donnera cette vie avec laquelle notre voiture fonctionnera. En effet, dans leur ensemble, ils sont associés à produire cette énergie finale. Cela peut être en série ou en parallèle, ce qui permet d’obtenir une intensité plus élevée.

Ensuite, cette énergie et cette intensité seront celles qui amèneront par la suite notre voiture à avoir un kilométrage plus ou moins élevé, un aspect qui se démarque toujours comme l’un des problèmes les plus courants rencontrés dans ce type de voitures électriques à batterie. en raison d’une autonomie limitée. Ce kilométrage, quant à lui, est obtenu à partir d’une charge complète qui varie selon les fabricants.

C’est si un véhicule d’une autonomie de 160 kilomètres parcourant 80 kilomètres par jour aurait une soi-disant «décharge profonde» de la batterie, consommant 50% par jour, un nombre difficile à compenser dans la plupart des bornes de recharge domestiques. Pour parcourir la même distance, un véhicule avec une plus grande plage de charge complète serait idéal car il aurait une «décharge peu profonde». Des décharges moins profondes réduisent la dégradation globale de la batterie électrique et l’aident à durer plus longtemps.

Principales caractéristiques

Plus une batterie a d’avantages, plus son coût est élevé et, par conséquent, le prix du véhicule sera également plus élevé. Pour connaître ces avantages, nous devons connaître les caractéristiques de la batterie. Ainsi, les grands défis pour les fabricants sont le développement de batteries de petite taille, de grande puissance et de grande capacité de stockage, et avec une énorme facilité de recyclage une fois leur vie utile terminée.

• Efficacité. Mesurée en kilowattheures (kWh), c’est ce que la capacité du réservoir de carburant indiquerait dans une voiture ordinaire. Dans notre cas, la quantité d’énergie que le conteneur peut stocker. Bien que ce ne soit pas tout à fait exact, on peut dire qu’un kW correspond à un litre d’essence.
• Pouvoir. Ceci, mesuré en kilowattheures, équivaut à 1000 watts. Dans le cas d’une voiture électrique, c’est celle qui indiquera le débit avec lequel l’énergie passe à travers un câble.
• Densité d’énergie. Dans ce cas, ce sera celui qui détermine et identifie l’énergie qui stocke et fournit l’énergie en kilowatts par heure. Plus la densité est élevée, plus l’autonomie est grande.
• Cycle de vie. Ce sont les cycles de charge et de décharge que la batterie prend en charge au cours de sa vie utile. Plus il y a de cycles, plus nous aurons de durabilité.

Types de batteries existants

La technologie a beaucoup varié ces dernières années, tant pour tout ce qui concerne ce type de voiture électrique que pour les voitures à combustion interne conventionnelles. Donc, si nous regardons trois ou quatre décennies en arrière, nous verrons que son développement a également radicalement changé avec ce que nous avons aujourd’hui. C’est pourquoi, à l’heure actuelle, nous trouverons deux types de batterie:

• Batteries lithium-ion. Ce sont les plus utilisés. Ce n’est pour aucune autre raison que parce qu’ils concentrent une densité d’énergie élevée (de plus de 250 Wh / kg) dans peu d’espace et de poids. De plus, ce sont eux qui permettent le plus d’améliorations à court terme.
• Batteries Ni-Mh. Bien qu’elles ne soient pas si largement utilisées, elle a une présence importante surtout dans celles qui sont des voitures hybrides, qui nécessitent une technologie encore plus complète. Ils utilisent une anode oxyhydroxyde de nickel (NiOOH) et une cathode en alliage d’hydrure métallique. Ils ont une densité d’énergie allant jusqu’à 100 Wh / kg.

Les deux mentionnés sont les plus courants et avec lesquels la plupart des fabricants travaillent. Cependant, il est déjà prévu que les batteries des voitures électriques du futur fonctionneront sur la base du batteries à l’état solide, qui sont une évolution des batteries au lithium avec lesquelles leur fonction de base est la même. La seule différence est que l’électrolyte s’est solidifié au lieu d’être à l’état liquide comme dans ceux-ci. Vous trouverez également des options telles que batteries aluminium-air, qui ne peut pas être rechargée, mais multipliera par 10 la capacité de stockage des batteries lithium-ion actuelles.

Quelle autonomie génèrent-ils

En ce qui concerne leur autonomie, l’un des principaux écueils des batteries pour ces voitures électriques, la technologie n’a cessé d’augmenter, considérablement, leur durabilité et leur durée de vie utile. Cela a permis aux différents fabricants de l’augmenter, ainsi que la vitesse de chargement.

Certaines des promesses les plus attrayantes se déplacent entre les 400 et 600 kilomètres, mais la vérité est que son coût est assez élevé. La moyenne des dernières années, de type moyen et de prix plus ou moins abordable, a une autonomie d’environ 240 kilomètres, ce qui finit par être moindre selon la forme et le style de conduite.

Parmi les voitures qui ont de meilleurs chiffres à cet égard, on trouve celles de Tesla, en particulier la Tesla Model S, qui a une grande autonomie: 610 km et une vitesse maximale d’environ 260 km / h; et le modèle 3, ayant jusqu’à 560 km. Viennent ensuite la Kia-e Niro (455 km), la Porsche Taycan (407 km) et l’Audi e-tron (436 km).

Où ils se trouvent

La taille des mêmes batteries peut varier au moment des constructeurs qui feront fonctionner chaque véhicule électrique, ceci en fonction de ses caractéristiques. Les batteries sont souvent situées dans les zones situées sous l’habitacle et selon le modèle, elles ont des formes différentes, rectangulaires ou en forme de «T» vu d’en haut.

Un cas particulier est celui observé de près avec le nouvelle Honda-e, l’une des voitures électriques les plus fonctionnelles et les plus remarquables du marché. Bien sûr, comme cela arrive dans une large mesure à d’autres marques, son autonomie est encore assez limitée (seulement 220 kilomètres). Ici, la batterie est située sous le milieu du plancher du véhicule et entraîne un moteur électrique situé sous la base du coffre.