Batterie de voiture électrique

Sommaire

Le développement du Véhicule Électrique (VE) passe presque exclusivement par l'évolution de la batterie de voiture électrique. Ooreka fait le point sur tout ce qu'il faut savoir sur leurs caractéristiques, leurs avantages et inconvénients et leurs possibles améliorations.

Batterie de voiture électrique : caractéristiques

Fonctionnement

La batterie du véhicule électrique transforme une énergie chimique en énergie électrique lors de l'alimentation électrique du véhicule et inverse le processus pour sa recharge.

Concrètement, voici comment ça marche :

  • Dans chaque élément, 2 électrodes de matériaux différents sont séparées par une électrolyte,une substance solide ou liquide qui permet le passage du courant électrique ;
  • Des électrons, porteurs de charges électriques (ions) issus des électrodes migrent de l'une vers l'autre, créant un courant électrique.

Les principaux types de batterie de VE

Batteries

Avantages

Inconvénients

Cadmium nickel

  • Légère
  • Durée de vie importante

Haute toxicité du cadmium (n'est plus utilisée)

Nickel métal hydrure

  • Légère
  • Capacité importante (stockage énergie)
  • Peu polluante
  • Onéreuse
  • Élévation de température proportionnelle à la charge, donc nécessité d’un système de refroidissement

Lithium

  • Tension nominale élevée (3 à 3,7 volts/élément)
  • Stable en charge et décharge
  • Importantes densités d’énergies massiques et volumiques (160 Wh/Kg et 400 Wh/l)

 

  • Utilisation délicate (nécessité d'une gestion automatisée de l'alimentation)
  • Recyclage encore non maîtrisé ( Réglementation UN 3490 - UN 3090 pour le transport et le conditionnement de ces batteries)

Lithium-ion

Forte énergie massique et volumique

Inflammabilité

Les inconvénients de la batterie de voiture électrique

La batterie de voiture électrique peut comporter certains inconvénients en matière d'autonomie, de temps de recharge et de coût.

Autonomie

Selon les mesures prises par le cycle d'homologation NDEC (New European Driving Cycle), une batterie de voiture électrique peut tenir de 160 à 200 km. Pourtant, en utilisation réelle, la batterie d'un VE tient rarement plus de 100 km.

Quelques astuces simples de conduite ou d'utilisation du chauffage ou de la climatisation par exemple permettent de préserver l'autonomie de la batterie. 

Recharge

La recharge de la batterie est souvent longue et tributaire des types de prises utilisées :

  • La prise domestique 220 V, disponible partout, mais nécessitant une recharge de 10 à 13 heures.
  • La prise de recharge rapide « wallbox », permet une recharge de 8 à 10 heures en version 16A et 4 à heures en version 32A. Le coût de cette borne est de 600 €, hors installation.
  • La station de recharge rapide (parkings souterrains, grandes surfaces, etc.) permet une recharge en 30 minutes (900 €, hors installation).
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Poids

Actuellement, le poids des batteries des VE est de 250 kg : pour avoir aujourd'hui l'autonomie d'un véhicule thermique, le poids des batteries devrait s'élever à 1 250 kg !

Sécurité

Certaines batteries lithium-ion peuvent court-circuiter avec le vieillissement et provoquer une explosion.

Le bilan écologique de la batterie voiture électrique

Pour établir une photographie la plus juste possible de l'impact environnemental du VE et de ses batteries, il faut connaître quelques chiffres.

Le bilan carbone

Le bilan carbone moyen du véhicule thermique est de 142 g/km équivalent CO². Celui du VE, quant à lui, oscille (grandement à cause de la batterie) entre 1 g/km et 150 g/km. Cela dépend si les cycles de recharge sont exclusivement assurés en production d'électricité par les centrales nucléaires (ce qui est le cas en France) ou  si cette énergie est fournie par des centrales charbon, gaz ou fuel (beaucoup de pays européens le font).

Le bilan environnemental

Il est très réducteur de se limiter au bilan carbone (comme le font beaucoup de lobbies). Le bilan environnemental couvrant le cycle de vie complet du véhicule (production, utilisation et recyclage) est beaucoup plus représentatif.

Une analyse du cycle de vie du VE initiée par l'ADEME (Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Énergie) est parvenue aux conclusions suivantes :

  • Le fossé entre véhicule thermique et VE est faible (impact inférieur de 9 à 14 % pour 100 000 km parcourus au bénéfice du VE).
  • La batterie a un impact important sur ces résultats, à cause de sa production (extraction de métaux comme le lithium), son utilisation (consommation d'énergie à la recharge) et son recyclage, difficile et consommateur d'énergie.

Le coût de la batterie de voiture électrique

Le coût des batteries, estimé à 10 000 €, est actuellement déduit du coût d'achat d'un VE par les aides gouvernementales (bonus écologique de 6 300 € ou 10 000 € avec reprise d'un ancien véhicule diesel).

Perspectives d'évolution de la batterie des VE

L'avenir des batteries de voiture électrique est conditionné par une évolution de leur coût, poids et performances.

Actuellement, les évolutions concernent les matériaux utilisés. En effet, de nouvelles batteries sont développées, constituées de fer et phosphate. Elles présentent un certain nombre d'avantages :

  • Elles sont beaucoup moins chères à produire en série.
  • Elles sont moins sensibles à l'échauffement.
  • Leur durée de vie est supérieure (2 000 à 3 000 cycles de charge/décharge).

Pour la pérennité du VE, d'autres pistes sont étudiées, notamment l'utilisation de supercondensateurs en remplacement des batteries. Cela supprimerait la problématique du poids. C'est à ce prix que le VE pourra s'imposer face au véhicule thermique.

Aussi dans la rubrique :

Pièces mécaniques

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Moteur et courroies

Défaut d'étanchéité du moteur Huile de moteur Silent bloc moteur Couple moteur Additif moteur Décalaminage Compte-tours de voiture Turbo grippé Rupteur de voiture Poulie de déphasage Filtre à huile Nettoyage d'injecteur aux ultrasons Relais de préchauffage Radiateur de refroidissement du moteur Turbo qui siffle Voyant moteur Nettoyant moteur Frein moteur Consommation anormale d'huile moteur Ralenti instable Anti-fuite de joint de culasse Reprogrammation du moteur Claquement moteur Mon véhicule sur-consomme : 7 choses à vérifier Volant moteur Calculateurs de moteur pour voiture Nettoyer un turbo Injection indirecte Pompe tandem Cache moteur Augmenter la pression d'un turbo Voyant de pression d'huile du moteur Changer une bobine d'allumage moteur Encrassement du moteur Électrovanne de turbocompresseur Capteur de cliquetis Pastille de sablage Injection directe Puce électronique pour moteur Ma voiture sent l'essence, que faire ? Cache-culbuteurs Courroie de direction Boitier additionnel pour diesel Segmentation d'un moteur Culbuteur Pompe de gavage Poussoir hydraulique Actuateur de ralenti Indice de viscosité d'une huile de moteur Pompe à eau pour voiture Problèmes de démarrage à chaud du moteur Plaque sandwich Comment régler les soupapes d'une voiture Courroie de distribution Support moteur Augmentation de la puissance moteur Panne de gasoil, que faire ? Changer une pompe à eau Pompe à injection Récupérateur d'huile Fuite de la pompe à injection Bruit de la courroie de distribution Poulie Damper Réchauffeur de gazole pour voiture Coussinet de bielle Capteur de position d'arbre à cames Dump valve Soupapes du moteur Rupture de la courroie de distribution Surfaçage de culasse Capteur de pression de suralimentation (MAP) Turbocompresseur électrique Reprogrammation du moteur essence Piston forgé Fuite de gasoil Chaîne de distribution Boîtier de servitude moteur (BSM) Capteur PMH Problèmes d'injecteur Panne d'essence, que faire ? Fuite d'huile du turbo Clapet anti-retour auto Durite de refroidissement Changer une courroie de distribution Injecteur qui claque Avance à l'allumage Pression d'huile moteur insuffisante Injection directe à rampe commune Surchauffe du moteur Turbocompresseur à géométrie variable (TGV) Erreur de carburant, que faire ? Additif d'huile pour moteur Changer un filtre à essence Préparation moteur Électrovanne pneumatique Fuite de l'injecteur Volant moteur allégé Bas moteur Couler une bielle Changer un filtre à huile Pannes de volant moteur Nettoyer un injecteur Injection mécanique Kit hydrogène Kit éthanol Changement de moteur