Véhicule électrique à batterie
Teneur
Dans un véhicule électrique, la batterie, ou plutôt le pack batterie, joue un rôle déterminant. Ce composant détermine, entre autres, l'autonomie, le temps de charge, le poids et le prix d'un véhicule électrique. Dans cet article, nous allons vous expliquer tout ce que vous devez savoir sur les batteries.
Commençons par le fait que les véhicules électriques utilisent des batteries lithium-ion. Les batteries de ce type peuvent également être trouvées dans les téléphones portables et les ordinateurs portables. Il existe différents types de batteries lithium-ion qui traitent différentes matières premières telles que le cobalt, le manganèse ou le nickel. L'avantage des batteries lithium-ion est qu'elles ont une densité d'énergie élevée et une longue durée de vie. L'inconvénient est qu'il n'est pas possible d'utiliser la pleine puissance. La décharge complète de la batterie est nocive. Ces questions recevront plus d'attention dans les paragraphes suivants.
Contrairement à un téléphone ou à un ordinateur portable, les véhicules électriques possèdent une batterie rechargeable constituée d'un ensemble de cellules. Ces cellules forment un cluster qui peut être connecté en série ou en parallèle. La batterie prend beaucoup de place et pèse beaucoup. Pour répartir le poids autant que possible sur le véhicule, la batterie est généralement intégrée dans la plaque inférieure.
Capacité
La capacité de la batterie est un facteur important dans la performance d'un véhicule électrique. La capacité est indiquée en kilowattheures (kWh). Par exemple, la Tesla Model 3 Long Range a une batterie de 75 kWh, tandis que la Volkswagen e-Up a une batterie de 36,8 kWh. Que signifie exactement ce chiffre ?
Watt - et donc kilowatt - signifie la puissance qu'une batterie peut produire. Si une batterie délivre 1 kilowatt d'énergie pendant une heure, c'est 1 kilowatt.heure énergie. La capacité est la quantité d'énergie qu'une batterie peut stocker. Les wattheures sont calculés en multipliant le nombre d'ampères-heures (charge électrique) par le nombre de volts (tension).
En pratique, vous n'aurez jamais la pleine capacité de la batterie à votre disposition. Une batterie complètement déchargée - et donc utilisant 100% de sa capacité - est préjudiciable à sa durée de vie. Si la tension est trop basse, les éléments peuvent être endommagés. Pour éviter cela, l'électronique laisse toujours un tampon. La charge complète ne contribue pas non plus à la batterie. Il est préférable de charger la batterie de 20 % à 80 % ou quelque part entre les deux. Lorsque nous parlons d'une batterie de 75 kWh, c'est la pleine capacité. Par conséquent, dans la pratique, vous devez toujours faire face à une capacité moins utilisable.
température
La température est un facteur important affectant la capacité de la batterie. Une batterie froide entraîne une réduction significative de la capacité. En effet, la chimie de la batterie ne fonctionne pas aussi bien à basse température. En conséquence, en hiver, vous devez faire face à une gamme plus petite. Les températures élevées affectent également négativement les performances, mais dans une moindre mesure. La chaleur a un effet négatif majeur sur la durée de vie de la batterie. Ainsi, le froid a un effet à court terme, tandis que la chaleur a un effet à long terme.
De nombreux véhicules électriques sont équipés d'un système de gestion de batterie (BMS) qui surveille la température, entre autres. Le système intervient souvent aussi activement par le chauffage, le refroidissement et/ou la ventilation.
durée de vie
Beaucoup de gens se demandent quelle est la durée de vie de la batterie d'un véhicule électrique. Les véhicules électriques étant encore relativement jeunes, il n'y a pas encore de réponse définitive, surtout en ce qui concerne les dernières batteries. Bien sûr, cela dépend aussi de la voiture.
La durée de vie est en partie déterminée par le nombre de cycles de charge. En d'autres termes : la fréquence à laquelle la batterie est chargée de vide à pleine. Ainsi, le cycle de charge peut être divisé en plusieurs charges. Comme indiqué précédemment, il est préférable de charger entre 20% et 80% à chaque fois pour prolonger la durée de vie de la batterie.
Une charge trop rapide n'est pas non plus propice à prolonger la durée de vie de la batterie. Cela est dû au fait que lors d'une charge rapide, la température augmente fortement. Comme déjà mentionné, les températures élevées affectent négativement la durée de vie de la batterie. En principe, les véhicules équipés d'un système de refroidissement actif peuvent y résister. De manière générale, il est recommandé d'alterner charge rapide et charge normale. Ce n'est pas que la charge rapide soit mauvaise.
Les véhicules électriques sont sur le marché depuis un certain temps déjà. Ainsi, avec ces voitures, vous pouvez voir à quel point la capacité de la batterie a diminué. La productivité diminue généralement d'environ 2,3 % par an. Cependant, le développement de la technologie des batteries ne s'arrête pas, de sorte que le degré de dégradation ne fait que diminuer.
Avec des véhicules électriques qui ont parcouru de nombreux kilomètres, la baisse de puissance n'est pas si grave. Les Teslas, qui ont parcouru plus de 250.000 90 XNUMX km, avaient parfois plus de XNUMX% de la capacité de leur batterie. D'un autre côté, il existe également des Teslas où toute la batterie a été remplacée avec moins de kilométrage.
production
La production de batteries pour véhicules électriques soulève également des questions : dans quelle mesure la production de telles batteries est-elle respectueuse de l'environnement ? Des choses indésirables se produisent-elles pendant le processus de production ? Ces problèmes sont liés à la composition de la batterie. Étant donné que les véhicules électriques fonctionnent avec des batteries lithium-ion, le lithium est de toute façon une matière première importante. Cependant, plusieurs autres matières premières sont également utilisées. Le cobalt, le nickel, le manganèse et/ou le phosphate de fer sont également utilisés selon le type de batterie.
Environs
L'extraction de ces matières premières est nocive pour l'environnement et détériore le paysage. De plus, l'énergie verte n'est souvent pas utilisée dans la production. Ainsi, les véhicules électriques affectent également l'environnement. Il est vrai que les matières premières des batteries sont hautement recyclables. Les batteries mises au rebut des véhicules électriques peuvent également être utilisées à d'autres fins. En savoir plus sur ce sujet dans l'article sur le respect de l'environnement des véhicules électriques.
Les conditions d'exploitation
Du point de vue des conditions de travail, le cobalt est la matière première la plus problématique. Il y a des préoccupations concernant les droits de l'homme pendant l'exploitation minière au Congo. Ils parlent d'exploitation et de travail des enfants. Soit dit en passant, cela ne concerne pas seulement les véhicules électriques. Ce problème affecte également les batteries des téléphones et des ordinateurs portables.
Расходы
Les batteries contiennent des matières premières coûteuses. Par exemple, la demande de cobalt, et avec elle le prix, a monté en flèche. Le nickel est également une matière première chère. Cela signifie que le coût de production des batteries est assez élevé. C'est l'une des principales raisons pour lesquelles les véhicules électriques sont plus chers par rapport à leur équivalent essence ou diesel. Cela signifie également qu'une variante de modèle d'une voiture électrique avec une batterie plus grande devient souvent beaucoup plus chère tout de suite. La bonne nouvelle est que les batteries sont structurellement moins chères.
Télécharger
Pourcentage
La voiture électrique indique toujours quel pourcentage de charge de la batterie. On l'appelle aussi État de charge appelé. Une autre méthode de mesure est Profondeur de décharge... Cela montre à quel point la batterie est déchargée, pas à quel point elle est pleine. Comme pour de nombreux véhicules à essence ou diesel, cela se traduit souvent par une estimation du kilométrage restant.
La voiture ne peut jamais dire exactement quel pourcentage de charge de la batterie, il est donc conseillé de ne pas tenter le destin. Lorsque la batterie est presque faible, les articles de luxe inutiles tels que le chauffage et la climatisation seront éteints. Si la situation devient vraiment dramatique, la voiture ne peut rouler que lentement. 0% ne signifie pas une batterie complètement déchargée en raison du tampon susmentionné.
Charge
Le temps de charge dépend à la fois du véhicule et de la méthode de charge. Dans le véhicule lui-même, la capacité de la batterie et la capacité de charge sont déterminantes. La capacité de la batterie a déjà été discutée auparavant. Lorsque la puissance est exprimée en kilowattheures (kWh), la capacité de charge est exprimée en kilowatts (kW). Il est calculé en multipliant la tension (en ampères) par le courant (volts). Plus la capacité de charge est élevée, plus le véhicule se chargera rapidement.
Les bornes de recharge publiques conventionnelles sont chargées en courant alternatif de 11 kW ou de 22 kW. Cependant, tous les véhicules électriques ne sont pas adaptés à une charge de 22 kW. Les chargeurs à charge rapide sont chargés avec un courant constant. Ceci est possible avec une capacité de levage beaucoup plus élevée. Les superchargeurs Tesla chargent 120 kW et les chargeurs rapides Fastned 50 kW 175 kW. Tous les véhicules électriques ne sont pas adaptés à la recharge rapide avec une puissance élevée de 120 ou 175 kW.
Bornes de recharge publiques
Il est important de savoir que la charge est un processus non linéaire. Charger au dernier 20% est beaucoup plus lent. C'est la raison pour laquelle le temps de charge est souvent qualifié de charge à 80 %.
Le temps de chargement dépend de plusieurs facteurs. Un facteur est de savoir si vous utilisez une charge monophasée ou triphasée. La recharge triphasée est la plus rapide, mais tous les véhicules électriques ne sont pas adaptés à cela. De plus, certaines maisons n'utilisent qu'une connexion monophasée au lieu d'une connexion triphasée.
Les bornes de recharge publiques régulières sont triphasées et sont disponibles en 16 et 32 ampères. La recharge (0 % à 80 %) d'un véhicule électrique avec une batterie de 50 kWh prend environ 16 heures sur des bornes de recharge sur pile de 11 A ou 3,6 kW. Cela prendra 32 heures avec des bornes de recharge de 22 ampères (pôles de 1,8 kW).
Cependant, cela peut être fait encore plus rapidement : avec un chargeur rapide de 50 kW, cela prend un peu moins de 50 minutes. De nos jours, il existe également des chargeurs rapides de 175 kW, avec lesquels une batterie de 50 kWh peut être chargée jusqu'à 80% en XNUMX minutes. Pour plus d'informations sur les bornes de recharge publiques, consultez notre article sur les bornes de recharge aux Pays-Bas.
Recharge à la maison
Il est également possible de recharger à domicile. Les maisons un peu plus anciennes n'ont souvent pas de connexion triphasée. Le temps de charge, bien sûr, dépend de la force actuelle. À un courant de 16 ampères, une voiture électrique avec une batterie de 50 kWh se recharge à 10,8 % en 80 heures. À un courant de 25 ampères, c'est 6,9 heures et à 35 ampères, 5 heures. L'article sur l'obtention de votre propre borne de recharge donne plus de détails sur la recharge à domicile. Vous pouvez également vous demander : combien coûte une batterie pleine ? Cette question trouvera sa réponse dans l'article sur les coûts de la conduite électrique.
Résumant
La batterie est la partie la plus importante d'un véhicule électrique. De nombreux inconvénients d'un véhicule électrique sont associés à ce composant. Les batteries sont encore chères, lourdes, sensibles à la température et non respectueuses de l'environnement. En revanche, la dégradation dans le temps n'est pas si mal. De plus, les batteries sont déjà beaucoup moins chères, plus légères et plus efficaces qu'auparavant. Les fabricants travaillent dur pour développer davantage les batteries, la situation ne fera que s'améliorer.
