Renault ZOE : des batteries lithium-ion pour plus de puissance et d’autonomie

Publié par le 17.12.2020 - 3 min

Depuis son lancement, ZOE se place au meilleur niveau de sa catégorie en termes d’autonomie. Après 3 ans de commercialisation, ZOE doublait son autonomie avec la batterie Z.E.40. La troisième génération va encore plus loin. Décryptage.

Depuis 2012, les véhicules électriques du Groupe Renault sont alimentés par des batteries lithium-ion. Ces batteries – sûres et éprouvées – se sont imposées au fil des années comme la référence dans le monde des véhicules électriques. Mais leur fonctionnement peut encore sembler abstrait.

Comment sont faites les batteries d’un véhicule électrique ?

Elles se présentent comme des cellules, qui sont reliées les unes aux autres et supervisées par un circuit électronique (le Battery Management System ou BMS). Leur nombre, leur taille et la façon dont elles sont agencées déterminent la quantité d’énergie que la batterie est en mesure de stocker. Autrement dit, dans le monde de l’automobile, tout cela détermine la capacité de batterie des véhicules électriques, qui est exprimée en kilowattheure (kWh).

Mais les batteries ne reposent pas toutes sur la même technologie. La plus courante aujourd’hui, celle qui est utilisée par ZOE, est la batterie lithium-ion.

batterie Z.E 50

Si la batterie lithium-ion s’impose aujourd’hui comme la technologie de référence dans le monde de l’automobile, elle se distingue d’autres types de batteries de véhicules électriques. Et notamment de la batterie rechargeable à hydrure métallique (Ni-MH), qui – en tant que technologie la plus économique au début des années 2000 – a longtemps dominé le marché du véhicule hybride. Cette technologie présente néanmoins quelques lacunes, comme un faible rendement de charge (inférieur à celui de la batterie lithium).

La batterie lithium-ion, qui est aujourd’hui l’alliée de prédilection de la voiture électrique, présente comme principaux avantages une durée de vie allongée et une densité d’énergie bien supérieure à celle de toutes les technologies concurrentes.

La batterie Ni-NMC de ZOE

La batterie lithium-ion est une famille qui regroupe plusieurs technologies. Celle qui alimente ZOE est connue sous le nom générique de Li-NMC (Lithium-Nickel-Manganese-Cobalt). Ce nom vient des métaux qui sont utilisés sur le côté pile de la batterie, la cathode. Comme dans toutes les batteries rechargeables, elle est pourvue d’une anode, d’une cathode et d’un liquide électrolyte par le biais duquel les ions se déplacent d’une électrode à l’autre.

Une capacité multipliée par deux au profit de l’autonomie

En l’espace de tout juste huit années, l’ingénierie Renault a plus que doublé la capacité des batteries de ZOE, de 23,3 kWh à 41kWh puis enfin à 52 kWh.

Comment ? En optimisant le design des électrodes et la gestion de l’énergie. Plus particulièrement en optimisant la chimie de ses électrodes, pour leur permettre d’emmagasiner plus d’énergie. Et tout cela sans avoir à augmenter le volume de la batterie.

Ce qui a permis d’améliorer de manière spectaculaire l’autonomie de ZOE : 150 km réels en 2012, 300 km WLTP en 2016 (batterie Z.E. 40) et 395 km WLTP aujourd’hui (batterie Z.E. 50). Grâce à cela, ZOE est la citadine électrique polyvalente de référence sur le marché. C’est aussi ce qui, en tant qu’atout numéro 1 à la vente, contribue à son succès commercial.

La seconde vie des batteries de ZOE

Si les performances de ces batteries finissent tout de même par se dégrader au fil du temps, cela ne signifie pas qu’elles sont en fin de vie. Alors comment sont réutilisées les batteries lithium-ion de ZOE, au bout de leurs 8 à 10 années en moyenne de bons et loyaux services ?

Parmi les différentes options possibles, le stockage stationnaire de l’énergie s’impose comme le scénario de seconde vie le plus pertinent. Ainsi, lorsque leur niveau de prestation n’est plus suffisant pour une utilisation automobile, les batteries peuvent alimenter des équipements d’une maison, d’un quartier ou d’un site industriel.

Le Groupe Renault a déjà développé plusieurs expérimentations de stockage stationnaire de l’énergie à partir de batteries de ZOE, à Porto Santo ou à Belle-Ile-En-Mer. Une logique que le constructeur a envisagée à très grande échelle, avec le projet « Advanced Battery Storage » visant à construire le plus important dispositif de stockage stationnaire d’électricité jamais conçu à partir de batteries de véhicules électriques en Europe. Ces batteries peuvent aussi alimenter d’autres moteurs, comme ceux des bateaux électriques comme le Black Swan de la compagnie Seine Alliance.

 

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