Plus petites et plus performantes : les batteries seront bientôt moins chères

La voiture exclusivement électrique élimine différents entretiens réguliers.

La voiture exclusivement électrique élimine différents entretiens réguliers.

Les voitures uniquement électriques sont encore rares sur nos routes. Le principal obstacle à leur présence accrue demeure l’autonomie réduite des batteries. Cependant, les choses évoluent. 

Sur ce point, c’est Tesla qui mène le bal avec son modèle S, qui peut parcourir quelque 500 km sur une charge. Toutefois, sa batterie vaut près de 30 000 $. Audi en promet autant pour bientôt avec la R8 e-tron. Espérons que les autres constructeurs, qui constatent le succès grandissant du petit constructeur Californien, voudront enfin se lancer sur ce terrain de l’autonomie élevée.

Mais la question se pose : les concessionnaires souhaitent-ils voir les VÉ gagner du terrain  ? Ces véhicules demandent bien moins d’entretien. Et pour les gestionnaires de parcs, moins d’entretien peut également signifier moins de temps morts à l’atelier mécanique.

En ce qui a trait au prix de vente, prenons l’exemple de la Focus électrique. Nous sommes loin du prix de vente – plus de 100 000 $ – de la Tesla S, qui coûte tout de même plus du double de la Focus de base, qui se vend dans les 40 000 $. La batterie compte pour environ le quart du prix du véhicule. Cela dit, le prix des batteries devrait diminuer au cours des prochaines années. Une chose est sûre : il n’y aura pas grand chose à entretenir régulièrement sous le capot. En outre, comme on l’entend souvent, une demande plus élevée pour les VÉ devrait éventuellement faire diminuer les prix. Quoi qu’il en soit, Kia se joindra cette année à l’offre électrique avec son Soul EV 2015, équipé d’un nouveau type de batterie plus petite et plus adaptable, dit-on.

Honda met actuellement son Accord hybride rechargeable à la disposition des journalistes automobiles. C’est ensuite que le constructeur évaluera la possibilité de la lancer sur notre marché.

Honda met actuellement son Accord hybride rechargeable à la disposition des journalistes automobiles. C’est ensuite que le constructeur évaluera la possibilité de la lancer sur notre marché.

L’évolution des batteries sous haute tension

Selon Yves Racette, enseignant à l’École des métiers de l’équipement motorisé de Montréal et formateur en matière de véhicules électrifiés pour Kia Canada et General Motors, l’automobile est en période de profonde mutation, particulièrement en ce qui concerne les batteries. « Avec les modèles hybrides ou électriques qui se multiplient, la révolution technique concerne aujourd’hui la batterie. »

M. Racette précise : « Les batteries traditionnelles au plomb-acide n’ont rien à voir avec les nouvelles batteries. Pour qu’une batterie au plomb-acide puisse fournir une autonomie de 300 km sur une voiture, il faudrait en fabriquer une qui pèse 1,5 tonne ! »

Aujourd’hui, plusieurs fabricants participent à la même course, dont quelques entreprises canadiennes. Les buts poursuivis sont les mêmes : on tente d’abaisser les coûts, d’augmenter la durée de

vie utile (plus de 1000 cycles), d’obtenir un taux d’autodécharge faible (moins de 5 % par mois) et un entretien léger. La légèreté est également essentielle pour les batteries utilisées dans les véhicules automobiles. M. Racette énumère ici les batteries actuelles et leurs différentes caractéristiques.

Les batteries NickelMétal Hydrure (NiMH)

L’avènement des cellules de haute puissance NiMH, qui a permis de surmonter les problèmes de poids et de température de fonctionnement, a encouragé plusieurs constructeurs automobiles – dont Honda et Toyota – à introduire des véhicules électriques ou électriques hybrides. Ces batteries NiMH fonctionnent à des températures ambiantes normales, elles ont une énergie élevée et une plus grande densité de puissance que les batteries au plomb.

Une batterie à haut voltage (NiMH) se compose d’autant de cellules de 1,2 V que nécessaire pour atteindre la haute tension requise pour le fonctionnement du moteur électrique. Dans ses véhicules hybrides, Honda a utilisé 120 cellules (ressemblant à des batteries de type D) qui, lorsque connectées en série, produisent 144 volts. Ces « bâtons » sont ensuite boulonnés dans un boitier en plastique.

Simplicité. Voici l’inventaire de ce qu’on retrouve sous le capot : réservoir de liquide de refroidissement du radiateur (pour refroidir la batterie), convertisseur cc/cc, moteur de traction haute tension, contrôleur de système de convertisseur, réservoir de liquide de frein, batterie 12 V, boîtier de distribution électrique et liquide lave-glace.

Simplicité. Voici l’inventaire de ce qu’on retrouve sous le capot : réservoir de liquide de refroidissement du radiateur (pour refroidir la batterie), convertisseur cc/cc, moteur de traction haute tension, contrôleur de système de convertisseur, réservoir de liquide de frein, batterie 12 V, boîtier de distribution électrique et liquide lave-glace.

Depuis 2011, les batteries au lithium

Qu’ont en commun les Mitsubishi, Ford, Nissan, GM et Toyota ? Tous leurs VÉ ou VÉ hybrides sont munis de batteries lithium-ion dont la densité d’énergie est encore plus élevée que les cellules NiMH. Elles fonctionnent également à des températures normales. Ces batteries fournissent une puissance variable. Par exemple, la petite i-MiEV fournit 16 kWh et se recharge en 22 heures. Un tel délai oblige à être prévoyant ! La batterie de la Ford Focus, elle, fournit 23 kWh, comme celle de la Nissan Leaf, qui génère 24 kWh. Par comparaison, ces mêmes batteries dans des voitures à motorisation hybride offriront moins de capacité énergétique. Par exemple, une Toyota Prius hybride enfichable est munie d’une batterie lithium-ion de 4,4 kWh pour une autonomie électrique de quelque 25 km (avant que le moteur atmosphérique se remette en marche).

Ces cellules de haute énergie sont cependant plus vulnérables aux abus, comme nous l’explique M. Racette. Elles ont besoin du soutien du système de gestion de batterie pour gérer continuellement la température et le niveau de charge et de décharge de chacune des cellules, afin de fournir une protection contre la détérioration et veiller à leur durée de vie.

À bord du Kia Soul EV, qui entrera en production en avril, on retrouvera une batterie au lithium polymère (Li-Po); une nouvelle variante avantageuse. On dit que les Li-Po peuvent prendre des formes fines et variées, et qu’elles peuvent être placées sur un support flexible; elles seraient plus sûres que les Li-ion, plus résistantes à la surcharge et aux fuites d’électrolytes; elles sont recyclables à 96 % (récupération du lithium à 100 %, retraitement du polymère) et elles ont notablement plus de cycles de vie.

Contrairement à la croyance du début des années 2000, lorsqu’on lançait les premières Prius sur le marché et qu’on annonçait que les batteries seraient à plat, pour de bon, au bout de 10 ans, les batteries au lithium auraient une durée de vie approximative de 15 à 20 ans, ce qui est largement supérieur à la durée de vie moyenne d’un véhicule, qui est d’environ 8 ans.

Le gros bloc de batteries est caché sous la banquette des passagers arrière et dans l’espace cargo.

Le gros bloc de batteries est caché sous la banquette des passagers arrière et dans l’espace cargo.

La technologie des batteries actuelles s’améliore lentement chaque année, fournissant plus de cellules par unité de volume et par unité de poids, selon notre expert. Pour l’instant, la batterie au lithium d’une Tesla, dont la capacité est de 85 kWh, vaut près de 30 000 $. Celle de la Nissan Leaf, environ 8500 $, tandis que celle de la Chevrolet Volt coûterait environ 5800 $. Il est permis de croire qu’à courte échéance, on réduira du quart, voire du tiers le prix des batteries.

Paratagez-le !