Il y aurait un impact significatif sur la performance globale et le coût des véhicules, et un effet sur les objectifs en matière d’efficacité de carburant et d’émissions de CO2, si les batteries actuelles devaient être remplacées par des technologies alternatives, selon une étude publiée par l’industrie des batteries et de l’automobile Européenne.
L’étude conclut que les batteries à base de plomb resteront par nécessité le système de stockage d’énergie le plus répandu dans les applications automobiles dans un avenir prévisible. Leur faible coût et leur capacité inégalée pour démarrer le moteur à des températures basses les distingue pour les véhicules classiques et micro-hybrides basiques, et en tant que batteries auxiliaires dans toutes les autres applications automobiles. En ce qui concerne la capacité de stockage globale et le potentiel d’amélioration de l’efficacité énergétique, la demande de systèmes de batteries plus gros sur la base de lithium, de nickel et de sodium va continuer à croître grâce à la pénétration accrue du marché des véhicules à forte hybridation et électrification.
Dans toute application automobile, les décisions réglementaires visant à supplanter les technologies de batteries actuelles auraient un impact négatif sur les performances du véhicule et les coûts globaux. L’étude arrive à cette conclusion par une analyse détaillée des exigences techniques imposées sur la batterie pour trois différentes catégories de véhicules (classiques, hybrides et électriques) ainsi qu’une explication des technologies qui sont capables de les remplir.
L’étude a évalué en profondeur les profils de performance des technologies de batteries d’automobile actuellement en usage :
1. Les véhicules conventionnels, incluant les véhicules Start-stop et micro-hybrides basiques, sont équipés d’une batterie 12 V à base de plomb, qui est nécessaire pour démarrer le moteur et alimenter le système électrique complet, et peuvent également être tenus de supporter les fonctionnalités Start-stop, de récupération d’énergie et de « boost » passif. En raison de leur excellente capacité de démarrage à froid, leur durabilité et leur faible coût, les batteries 12 V au plomb restent la seule technologie de batterie destinée au marché de masse qui satisfait les exigences techniques de ces véhicules. Cela devrait rester le cas dans un avenir prévisible.
2. Les véhicules hybrides, dont les véhicules micro-hybrides avancés, hybrides légers et full-hybrides, s’appuient sur la batterie qui a un rôle plus actif, avec de l’énergie cinématique stockée au freinage et utilisée pour propulser le véhicule. Dans les véhicules full-hybrides, l’énergie stockée est également utilisée pour rouler en mode électrique seul. Plusieurs technologies de batteries sont en mesure de fournir ces fonctions avec différentes combinaisons, dont les batteries nickel-métal hydrure et lithium-ion qui s’adaptent bien au fur et à mesure que les exigences augmentent, en raison de leur recharge rapide, de leurs bonnes performances de décharge et de leur endurance. À des tensions élevées, les batteries à base de plomb sont jusqu’ici limitées par leur puissance de recharge et de décharge plus modeste et par une capacité plus faible.
3. Dans les hybrides rechargeables (Plug-in) et les véhicules entièrement électriques, des systèmes de batteries à haute tension (jusqu’à 100 kWh pour les véhicules utilitaires) sont installés pour fournir des niveaux significatifs de propulsion électrique. Les systèmes de batteries lithium-ion sont pour le moment la seule technologie de batterie disponible commercialement capable de répondre aux exigences d’autonomie des voitures électriques particulières en raison de leur densité d’énergie élevée, du faible poids, d’une bonne capacité de recharge et de leur efficacité énergétique. D’autres technologies de batteries (nickel-métal hydrure, à base de plomb, etc.) ne peuvent pas fournir le niveau de performance nécessaire à ces applications à une masse concurrentielle.
[image_frame align= »center » alt= »Les 3 types de véhicules identifiés dans ce rapport » title= »Batteries utilisées dans les véhicules conventionnels, micro-hybrides, hybrides moyens, full-hybrides et électriques » height= »353″ width= »600″]https://www.car-engineer.com/wp-content/uploads/2014/05/Overview-of-the-3-vehicle-class-identified-in-the-report.png[/image_frame]
Pour les applications commerciales, les véhicules dans un environnement difficile et les poids lourds, les batteries de chlorure de nickel de sodium à haute température sont une option concurrentielle.
Les véhicules full-hybrides, hybrides rechargeables et électriques utilisent également un deuxième système électrique en 12V pour les contrôleurs et pour les caractéristiques de confort, de redondance et de sécurité. Ce circuit électrique est dans tous les cas, alimenté par une batterie de 12 V à base de plomb.
Commentant les résultats de cette étude, le président d’EUROBAT, Johann-Friedrich Dempwolff, a déclaré : « Actuellement, toutes les technologies de batteries présentent des profils de performance spécifiques qui servent un but bien défini dans les applications automobiles et continuent d’avoir un rôle irremplaçable dans la réduction des émissions de CO2 des transports ».
« En particulier, ce rapport démontre la nécessité de maintenir l’exemption pour les batteries à base de plomb de la directive de l’UE sur l’interdiction du plomb dans les véhicules légers. Le cadre législatif et réglementaire de l’UE devrait garantir une concurrence juste et technologiquement neutre entre les technologies de batteries ».
Le rapport précise également qu’une transition vers d’autres types de batteries impliquerait des ramifications importantes pour les temps de développement et serait coûteuse à mettre en œuvre efficacement. Afin d’optimiser l’amélioration de l’efficacité énergétique dans chaque type de véhicule, les constructeurs automobiles ont besoin de souplesse pour choisir les batteries les plus appropriées d’un point de vue technique et économique.[image_frame align= »center » alt= »Exemple de batterie AGM par Johnson Controls » title= »Une transition vers d’autres types de batteries impliquerait des ramifications importantes pour les temps de développement et serait coûteuse à mettre en œuvre efficacement » height= »347″ width= »600″]https://www.car-engineer.com/wp-content/uploads/2014/05/Example-of-an-AGM-starter-battery-by-Johnson-Controls.png[/image_frame]
L’étude, Une évaluation des technologies de batteries pour les applications automobiles, est arrivée à ses conclusions sur le maintien de technologies de batteries existantes en utilisant les informations combinées d’EUROBAT, représentant l’industrie de la batterie automobile en Europe, de l’Association Européenne des Constructeurs Automobiles (ACEA), des associations de constructeurs automobiles du Japon (JAMA) et de Corée du Sud (KAMA), ainsi que de l’Association Internationale du Plomb.