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Votre voiture électrique chargée en 15 mn avec d'astucieuses batteries

La voiture électrique semble faire de plus en plus d'adeptes. Pourtant, la question de l’autonomie constitue toujours un frein au déploiement de ce type de véhicules. Grâce à un projet mené par des chercheurs de l’École polytechnique fédérale de Lausanne, en Suisse, il sera peut-être bientôt possible de faire le plein d’électricité aussi rapidement que le plein d’essence.

La charge d’une voiture électrique à domicile peut prendre jusqu’à 10 heures. Si elle est plus rapide sur une borne de recharge, faire le plein d’électricité reste beaucoup plus long que de réaliser le plein d’essence. © Agence métropolitaine de transport, Flickr, CC by-nc-nd 2.0 La charge d’une voiture électrique à domicile peut prendre jusqu’à 10 heures. Si elle est plus rapide sur une borne de recharge, faire le plein d’électricité reste beaucoup plus long que de réaliser le plein d’essence. © Agence métropolitaine de transport, Flickr, CC by-nc-nd 2.0

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En France, les immatriculations de voitures particulières électriques ont progressé de quelque 62 % entre 2014 et 2015, selon les chiffres de l'Association pour l’avenir du véhicule électro-mobile. Pour amplifier davantage l’essor de la voiture électrique, il faudra que celle-ci gagne en autonomie. Partout dans le monde, ingénieurs et chercheurs travaillent à améliorer les performances des batteries. Ceux de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL), en Suisse, ont choisi de s’intéresser à un autre aspect du problème : celui du temps de charge des batteries. Ils proposent ainsi, grâce à un système dit de stockage intermédiaire, de charger la batterie d’un véhicule électrique en seulement 15 minutes.

Les batteries ont sans conteste déjà fait des progrès de stockage importants. Il y a quelques mois, Elon Musk, le PDG de la société Tesla Motors, grand constructeur de voitures électriques, estimait ainsi que d’ici 2020, l’autonomie de ses véhicules pourrait dépasser les 1.000 kilomètres. Si pareille promesse pourrait décider bon nombre d’utilisateurs potentiels à franchir le pas, c’est le réseau électrique qui risquerait de ne pas résister. Comment supportera-t-il la charge simultanée de milliers de véhicules ? C’est la question que se sont posée les chercheurs de l’EPFL.

Selon eux, l’une des principales difficultés liées aux voitures électriques est le temps de recharge. Pour vous faire une idée de l’ampleur du problème, imaginez qu’il faut environ 1 mn 30 pour faire le plein du réservoir d’une voiture diesel. Un plein qui permet ensuite de rouler 1.000 kilomètres. En 1 mn 30, la charge de la batterie d’une voiture électrique ne lui apporterait pas plus de 6 kilomètres d’autonomie ! Pour charger plus vite, c’est simple – sur le papier du moins –, il faut augmenter la puissance d’entrée, au risque de faire tomber le réseau électrique.

Les chercheurs de l’École polytechnique fédérale de Lausanne, en Suisse, proposent de stocker l’énergie du réseau grâce à des batteries intermédiaires (schéma de droite). De quoi charger de façon ultrarapide des centaines de véhicules électriques sans pour autant mettre en péril l’équilibre du réseau. Toutefois, plusieurs systèmes de recharge – lent à domicile et ultrarapide à l’extérieur – seront sans doute amenés à cohabiter. © 2016, EPFL
Les chercheurs de l’École polytechnique fédérale de Lausanne, en Suisse, proposent de stocker l’énergie du réseau grâce à des batteries intermédiaires (schéma de droite). De quoi charger de façon ultrarapide des centaines de véhicules électriques sans pour autant mettre en péril l’équilibre du réseau. Toutefois, plusieurs systèmes de recharge – lent à domicile et ultrarapide à l’extérieur – seront sans doute amenés à cohabiter. © 2016, EPFL

Un stockage intermédiaire pour une charge ultrarapide

Les chercheurs de l’EPFL ont inventé un système de stockage intermédiaire. De quoi découpler les stations de recharge du réseau tout en garantissant une rapidité d’exécution inégalée. Concrètement, ce stockage d'électricité est constitué d’une batterie lithium-fer de la taille d’un conteneur maritime. Cette batterie s’alimente en continu et à petite puissance sur le réseau. Lorsqu’arrive une voiture électrique, c’est cette batterie tampon qui fournit, sur le champ et sans avoir à solliciter le réseau, la puissance indispensable à une charge ultrarapide.

Le démonstrateur, construit par l’équipe de l’EPFL et ses partenaires, prend la forme d’une remorque transportant la batterie tampon. Celle-ci se charge sur le réseau basse tension et est capable de fournir, dans le quart d’heure, les 20 à 30 kWh nécessaires à la charge d’une batterie de voiture électrique standard. Selon le coordinateur de l’équipe, il reste encore une belle marge de progression.

Avec l'essor du véhicule électrique, toutes nos habitudes risquent de se trouver bouleversées. Par le passé, les pompistes évaluaient la taille de leurs citernes en fonction de diverses données. Dans le futur, ils devront peut-être estimer la taille de leur stockage tampon en fonction des statistiques du trafic, de l’estimation du nombre de véhicules électriques, de la capacité de charge des batteries, etc. Les simulations réalisées par les chercheurs de l’EPFL montrent ainsi qu’une station qui assurerait la recharge rapide de 200 véhicules par jour aurait besoin d’une capacité de stockage intermédiaire de 2,2 MWh. C’est le même ordre de grandeur que l’énergie consommée par un foyer… en un an ! Cependant, en volume, cela correspond « seulement » à quelque quatre conteneurs maritimes.


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