Comprendre la capacité d’une batterie de voiture électrique

Publié par le 18.10.2019 - 5 min

L’énergie d’une batterie de voiture électrique dépend de la capacité et du nombre de cellules lithium-ion qu’elle embarque, mais elle varie aussi en fonction des conditions d’utilisation. Tout l’enjeu consiste à trouver le bon équilibre entre capacité, facilité de recharge, encombrement et dispositifs visant à améliorer l’efficacité énergétique.

Pourquoi nos smartphones ne sont-ils pas capables de fonctionner plus d’une journée ou deux sans être rechargés ? Les consommateurs demandent des appareils de plus en plus fins, ce qui oblige les constructeurs à intégrer des batteries aux dimensions réduites.

La problématique est similaire dans le monde du véhicule électrique, où l’autonomie d’une voiture électrique est en grande partie corrélée au volume de sa batterie.

Mais l’espace disponible n’est pas extensible à l’infini ! Tout l’enjeu consiste donc à trouver comment maximiser la capacité sans pénaliser l’habitabilité, le confort, la masse ou le comportement dynamique de la voiture.

La batterie d’une voiture électrique se présente comme un assemblage de modules, qui sont eux-mêmes un assemblage de cellules individuelles. C’est au sein de ces cellules, qui sont de véritables accumulateurs d’énergie, qu’ont lieu les réactions électrochimiques permettant à la batterie de restituer ou d’accumuler de l’électricité.

Améliorer la capacité d’une batterie de voiture électrique

batterie Z.E 50

Pour augmenter la capacité d’une batterie de voiture électrique sans augmenter son volume, on peut dans un premier temps travailler au niveau de la chimie des électrodes de la cellule afin qu’elles soient capables d’emmagasiner une plus grande quantité d’énergie. L’autre possibilité consiste à travailler sur l’agencement des modules dans le volume de la batterie pour maximiser le volume dédié aux cellules.

C’est par exemple ce qu’a réalisé l’ingénierie Renault quand elle a développé la batterie Z.E. 50 qui équipe la Nouvelle ZOE : à encombrement comparable, le nouvel ensemble offre une autonomie en hausse de 20 % par rapport à la génération précédente !

Au-delà de sa capacité nominale, l’autonomie d’une voiture électrique est également influencée par les paramètres de fonctionnement de sa batterie . Le froid augmente par exemple la résistance interne des cellules de la batterie lithium-ion, ce qui diminue légèrement l’énergie et la puissance disponibles.

De la capacité à l’autonomie réelle

Pour pallier cette caractéristique, inhérente aux accumulateurs électrochimiques en général , il est possible d’intégrer des systèmes de régulation thermique chargés d’amener les cellules à leur plage de température optimale. Ces dispositifs contribuent à maintenir un niveau de performances optimal, même en plein cœur de l’hiver, particulièrement quand la puissance du moteur électrique est élevée.

La réduction d’autonomie constatée à bord d’un véhicule électrique lorsqu’il fait froid reste principalement due aux demandes liées au confort thermique de l’habitacle. Si les véhicules thermiques répondent à ce besoin grâce à la chaleur émanant du moteur, le véhicule électrique doit de son côté utiliser l’énergie de sa batterie.

Capacité et durée de vie

L’évolution progressive de la chimie interne des cellules provoque enfin un phénomène d’usure qui finit par diminuer la capacité réelle de la batterie au fil du temps et des cycles de recharge.

Le vieillissement dépend de l’intensité de l’utilisation mais on estime généralement qu’une batterie répond aux critères requis dans le monde automobile pendant au moins dix à quinze ans. Au-delà, la batterie peut être réutilisée pour d’autres applications moins exigeantes : on parle alors de seconde vie, avec des scénarios tels que le stockage stationnaire de l’énergie.

Le recyclage n’interviendra quant à lui que des années plus tard.

Copyrights : Pagecran, BERNIER Anthony

Articles les plus lus