Participez aux débats sur l'énergie de demain

Auteur
Jean-Jacques Chanaronn est directeur de Recherche au Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) et Conseiller Scientifique à Grenoble Ecole de Management (GEM)...

Voiture électrique : changer ou charger la batterie ?


jeudi 28 mai 2009

Le problème numéro 1 dans l'usage de la voiture électrique, c'est la batterie qui s'épuise... Comment la recharger ?



Il faudra bien 5 à 10 ans avant quon ait réglé les problèmes de performance des batteries et la façon de les gérer, de les recharger et de les renouveler. Ce sont ces questions, souvent occultées, qui conditionnent lavenir de la voiture électrique.

La première option, testée notamment par Renault et Better Place en Israel, est de changer automatiquement toute la batterie lorsquelle est décharge. Jai vu une telle opération robotisée sur des bus chinois utilisés lors des Jeux Olympiques de Pékin. Ils se calaient dans une espèce de pont, un peu comme lorsque vous entrez votre voiture entre des rouleaux dans une station de lavage automatique. Un automate remplaçait leurs 14 packs de batteries, en un temps compris entre 14 et 18 minutes. Ils nétaient pas très contents, car ils avaient prévu 7 ou 8 minutes. Pour une voiture particulière, 14 minutes ce serait inacceptable. Psychologiquement, je pense quil faut tourner autour de 5 minutes.

Lautre solution est de recharger la batterie. Il y a souvent lidée que les particuliers vont recharger le soir, chez eux. Mais le débat est un peu biaisé, car on ne soccupe pas du réseau de distribution délectricité. Si 20 voitures se rechargent en même temps dans la même rue, cela fera disjoncter le secteur. Il faudrait refaire tout le système de distribution.

Ou alors, il faut envisager certaines bornes de recharge professionnelles, installées dans les parkings, dans les stations services, voire chez certains riverains qui deviendraient alors intermédiaires entre le fournisseur délectricité et leurs voisins. Il faut du gros matériel, avec des systèmes de régulation du courant. Lopération prendra de 15 à 30 minutes, avec des choix complexes : faut-il recharger complètement (mais alors il faut avoir préalablement tout utilisé) ou recharger en partie (mais alors on diminue la durée de vie de la batterie). La gestion de leffet-mémoire nest pas encore réellement maîtrisée.

Il y a aussi la gamme des solutions mixtes. La technologie hybride actuelle (Toyota Prius et Honda Insight), qui fonctionne à lélectricité à basse vitesse et à lessence au-delà, donne une très faible autonomie en tout-électrique. Pour étendre cette autonomie, on teste le système dit  extended range où un tout petit moteur de 500 ou 800 cc, consommant 0,5 litre aux cent, recharge la batterie. Il ne sert pas à la traction du véhicule mis joue le rôle de générateur. La future Chevrolet Volt est sur ce modèle. Cest assez séduisant. Cela décalerait sans doute le pic pétrolier de 25 à 30 ans et donnerait du souffle pour que les autres alternatives du tout électrique se déploient.

Et je rappelle le système  plug-in hybrid. Vous rechargez votre voiture hybride en la branchant sur le secteur, la nuit. Vous avez très peu de batterie à charger. Il est prévu à brève échéance des versions plug-in de la Toyota Prius par exemple.

Et noublions pas que pour accroître lautonomie au delà de 150 km, il faut des batteries lourdes, donc des plateformes spéciales. Combien dure une batterie ? Cela dépend de beaucoup de choses, notamment de la conduite. Jai vu au Japon des batteries intégrées au châssis. Quand elles sont usées, faut-il envoyer la voiture à la casse ? On dit quun tel pack de batteries dure dix ans, je ny crois pas. Il faut aussi régler la commercialisation des batteries. Cela va représenter dénormes investissements en pleine crise économique.

(propos recueillis par lagence Newteam)

Voir aussi l'article de Jean-Jacques Chanaron : Voitures hybrides, un avenir incertain
11 commentaire(s)
[1]
Commentaire par Olivier
jeudi 28 mai 2009 01:46
Bonjour M. Chanaronn,

- 95% des parcours quotidiens des europens sont infrieurs 80km.
Une voiture lectrique avec 160km d'autonomie est donc parfaitement adapte pour plus de 95% des trajets. Il est inutile d'attendre l'augmentation de la densit nergtique des batteries pour introduire en masse la voiture lectrique sur le march.

- Un vhicule est stationn au moins 23 heures sur 24 : une recharge lente (ou semi-lente) et exclusivement pendant les heure creuses est l'option la plus pertinente, non seulement la recharge ne gne pas le rseau lectrique mais, mieux, elle peuvent lui rendrent service (V2G/G2V). Avec ce systme (smart grid) la pntration des nergies renouvelables intermittentes (olien, solaire) devient aise.

- Pour les moins de 5% de trajets suprieurs 150 km, l'change de batterie dans les stations Renault-Nissan/BetterPlace (localises au niveau des grands axes de circulation, entre les villes) est effectue en UNE minute. Dmonstration (vido) : http://www.youtube.com/watch?v=J1U2Pk5jt1s

Les solutions technologiques sont prtes, ici et maintenant.
Ce n'est pas de la science-fiction.

Et l'quation conomique tient trs bien la route, comme confirm par plusieurs rapports sur le sujet.

Pertinence sur le plan techno-scientifique + pertinence sur le plan conomique = bye bye voiture ptrole polluante et bruyante.

[2]
Commentaire par Remdo
jeudi 28 mai 2009 18:35
Dommage ! On sentait que tous vos articles avaient t crits par des spcialistes, mais pour ce dernier on est retomb dans l'amateurisme. La station d'change de batterie de better place fait son office en moins d'une minute et la charge lente chez soi ne surcharge pas le rseau lectrique mme si tous les habitants chargent en mme temps. Une charge lente tire 16A pas de quoi fouetter un chat ni faire tomber un rseau. La charge rapide n'ayant aucun intrt chez soi... il n'y a pas de problme. Et en cas de besoin urgent de reprendre la route il reste l'change ;o)
[3]
Commentaire par PHOENNIKS
jeudi 28 mai 2009 20:49
CONCEPT GLOBAL AG2050 de INNOVONS (1999-2009). Il ny a plus dobstacles au dveloppement de la petite voiture lectrique. LA BATTERIE AMOVIBLE EST UNE CONSTANTE. STANDARD prconis 150 KG. Comment? La comptition est lance, tous les constructeurs aviss sy mettent, LA VOITURE ELECTRIQUE ACCELERE EN SILENCE. Cest une vraie REVOLUTION, au mme titre que le tlphone portable. Le CONCEPT GLOBAL AG2050 est dvelopp par INNOVONS Groupe, il est consultable en partie sur MOBITYPE par tous les futurs usagers de petites voitures lectriques, en tapant MOBITYPE sur internet, chercher un BLOG, puis entrer simplement VOITURE. Lobjectif de ce concept est de faire converger les projets et le dveloppement de la mobilit vers une culture et une politique intgre de la voiture lectrique. Cest un standard thorique. La voiture lectrique arrive, mais chacun fait sa voiture dans son coin, avec un esprit de profit et finalement elle reste chre. Il faut donc voir loin mais faire simple et revoir les objectifs la hausse. Dans le Concept Global AG2050, une petite voiture lectrique roule 40-50 km/h en ville. Cependant elle peut aller 450 km/h Londres, Cologne ou Moscou parce qu'elle prend le TGV europen. Elle stationne l'tage dans les immeubles et une personne ge de 75 ans n'a que 3 mtres faire pour placer ses courses au rfrigrateur. C'est la voiture idale dans la campagne, noublions pas les campagnes!...

[4]
Commentaire par PHOENNIKS
jeudi 28 mai 2009 20:51
CONCEPT GLOBAL AG2050 de INNOVONS (1999-2009), (SUITE). Il ny a plus de feux tricolores en ville, il n'y a plus d'arrt entre votre dpart et votre arrive. On peut donc conduire en mode automatique ou en manuel. Dans sa conception, la voiture comporte deux parties: un soubassement technique constamment rvis, avec moteur encapsul, une climatisation, une BATTERIE AMOVIBLE, une batterie tube de secours pour 50 km et la partie suprieure est un habitacle privatif. C'est un bulle transparente pour quatre cinq personnes maximum. Voir MOBITYPE. La voiture classique c'est ni plus ni moins votre tlphone fixe, on va encore l'utiliser, pour des grand trajets par exemple, mais la voiture lectrique c'est la mme rvolution que les mobiles. Souvenez-vous des premiers portables... Antiques! Il fallait avoir un 4X4 et tre bien muscl pour se balader avec ce matriel. Mais on tait fier et content de lavoir. Aujourd'hui votre portable tient dans la main. Le CONCEPT GLOBAL AG2050 est fait pour gagner du temps et aller au plus vite au tlphone qui tient dans la main, la voiture lectrique lgre de poche! Pour 1 EURO vous pourrez acheter votre voiture, moyennant un forfait de 100 euros grand maximum en rgime normal et moins pour une plus faible utilisation...
[5]
Commentaire par PHOENNIKS
jeudi 28 mai 2009 20:53
CONCEPT GLOBAL AG2050 de INNOVONS (1999-2009) (SUITE). Et attention, vu la faible vitesse exige, on peut tlphoner en voiture lectrique, le mode pilotage automatique est conu pour cela. La mention figurera au permis de conduire, l'imprudent n'y aura pas droit. On va lancer la voiture lectrique avec les modles qui vous sont annoncs aujourd'hui, mais trs vite cela va voluer vers l'inluctable, votre voiture sera votre paire de chaussures du XXIme sicle . Au plan urbanistique, beaucoup de changement aussi. Des rues plus calmes pour habiter, moins dangereuses et les vlos vont avoir de ce fait un vrai rseau sans coupe-gorge chaque intersection! Le reste aux usagers de l'inventer, de l'exiger au plan des fonctionnalits, du design c'est ce que vous faites pour les portables. On comprend que les constructeurs qui s'enttent sont dlaisss et ceux qui y croient quipent de plus en plus d'adeptes. Le potentiel d'emploi et les retombes conomiques de la petite voiture lectrique dpassent notre imagination. Et concernant la production lectrique, rassurez-vous, pas de prolifration nuclaire, on va juste rnover et surtout scuriser le parc actuel...
[6]
Commentaire par PHOENNIKS
jeudi 28 mai 2009 20:58
CONCEPT GLOBAL AG2050 de INNOVONS (1999-2009) (FIN). Llectricit est la plaque tournante de toutes les nergies La batterie amovible a t lance en 1999 avec un principe dchange par le ct du vhicule comme une cassette vido. Cest une solution pour accrotre lautonomie et faire le plein instantanment. Cet change se fait en station. On devrait pouvoir recharger un portable ainsi. Erreur? Le STANDARD BATTERIE VOITURE ELECTRIQUE s'impose. Le RESEAU ce nest pas simplement les stations-service mais cest surtout LA ROUTE. Pour le dpart, 20 30% de la voirie pourraient tre affects en priorit aux voitures lectriques. Les usagers ont un intrt opter pour un rseau libre scurit active, avec voiture en proprit et forfait dutilisation. LEtat et lEurope ont un grand rle jouer, sinon on risque fort dassister une belle anarchie qui desservira encore la voiture lectrique. Pour un constructeur, ladhsion au CONCEPT GLOBAL AG2050 ne cote que 1 EURO.
Patrick GEFFRAULT, Consultant INNOVONS Groupe.
[7]
Commentaire par HATEM
vendredi 05 juin 2009 09:49
J'ai dcouvert le Secret de la Mcanique Universelle en mai 1955, et qui produit sa propre Energie Cintique en permanence pour l'Eternit.

Il est possible aujourd'hui de produire de l'Energie Electrique bon compte (dmonstrations gratuites au 01 64 25 83 92.)

D'ici quelques annes, il sera possible de produire des vhicules MAGNETO-ELECTRIQUES qui rechergeront les batteries en cours d'utilisation selon le Principe Crateur de l'Univers..Prototype voir mais adapter aux vhicules avec quelques amnagements.

N.B. J'ai 87 ans et 72 annes d'expriences sur la Dualit Magntique qui n'a plus aucun secret pour moi. N'attendez pas qu'il soit trop tard ; je suis seul au monde connatre ce Secret.

Bien venue tous pour dmonstrations

Fraternellement LEROY-HATEM
[8]
Commentaire par karva
lundi 08 juin 2009 14:28
Cet article de Monsieur Chanaron contient quelques contre vrits sur le plan technique, et cela a dj t soulign en partie par Olivier.

D'abord, seules les batteries Ni-Cd prsentent un effet mmoire, et elles semblent peu intressaates pour les futures Voitures lectriques (VE). Ensuite, la plupart des batteries n'aiment pas trop les dcharges compltes, et il est tout fait intressant de pouvoir les recharger plus souvent avant qu'elles s'puisent. Enfin, les rcentes batteries LiFePO4 semblent bien supporter plus de 2000 cycles de charge/dcharge.

Pour avoir 150 Km d'autonomie, le poids en batteries varie entre 100 et 200 Kg (suivant choix faits). Cela n'est gure plus lourd que le total moteur combustion interne+ transmission+ rservoir d'essence...

Pour charger une dizaine de VE dans sa rue, il suffit de 10 ampres au total sous 220V pendant 10 heures (cela fait 200KWh, et cela suffit charger les 10 VE). Ou est le problme ce niveau? Le problme devrait cependant finir par se poser si en 10 ans on commence avoir dix millions de VE. On peut estimer qu'il faudrait alors, comme le dit Nifenecker, autour de 4% de notre production actuelle.

Comme je doute que les citoyens attendent qu'il y ait du vent pour les recharger, ils prendront avantage des disponibilits en puissance des racteurs nuclaires en heures creuses, la nuit. Mais cela sans doute ncessite la construction de nouveaux racteurs nuclaires.
[9]
Commentaire par Zork
mardi 09 juin 2009 00:02
... cet article a 10 ans de retard!..
http://www.teslamotors.com
500 km d'autonomie, charge rapide en 45 minutes..
[10]
Commentaire par karva
mardi 09 juin 2009 00:33
A Zork

D'un ct, vous avez raison: techniquement, cet article a dix ans de retard. Mais le problme reste: la Tesla est trs chre et elle est conue comme une voiture puissante. Je pense que l'avenir de la voiture lectrique est d'abord dans les puissances raisonanbles.

Reste qu'on sait faire des batteries LiFePO4 qui se chargent en moins de 20 minutes, et que cela pose un petit problme: il faut envisager des stations de recharge rapide au bord des autoroute en priode de grandes migration et celles-ci ont besoin de trs grandes puissances lectriques. Ca sera un lourd invetissement, et pas avant une dizaine d'annes...
[11]
Commentaire par berdudou
mercredi 10 juin 2009 18:21
certes, l'change en station des batteries se ferait en une minute: c'est bien; et la station aura-t-elle de quoi satisfaire vingt ou cinquante (ou cinq cents le long de l'autoroute) clients quotidiens dans la minute. Attendons nous entendre: "dsol, mais je n'ai plus de batterie charge dans l'immdiat, faut attendre une heure ou deux .
Plaons nous dans une perspective de grand succs et imaginons toutes les ventualits, sans tre pessimiste.
PARTICIPEZ !
Cet espace est le vtre !
La chane Energie de LExpansion.com
vous ouvre ses colonnes. Partagez vos analyses !
Auteur
Jean-Jacques Chanaronn est directeur de Recherche au Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) et Conseiller Scientifique à Grenoble Ecole de Management (GEM)...

Lire la suite

Du même auteur