Voitures à batterie

Quel sera l'avenir de l'industrie automobile ? Certainement électrisant, grâce à l'expansion des véhicules à moteur électrique. Si l'on ajoute à cela des systèmes de conduite autonome toujours plus avancés, alors après plusieurs décennies de changements conservateurs, l'industrie automobile attend une révolution technologique.

Lorsque je suis coincé dans la circulation en conduisant, je coupe parfois temporairement l'alimentation en air de l'extérieur. La puanteur condensée des gaz d'échappement des pots d'échappement des voitures environnantes devient insupportable. Et bien que j'appartienne au groupe de conducteurs qui aiment entendre le son agressif du moteur à combustion interne après avoir appuyé plus fort sur la pédale d'accélérateur, dans cette situation particulière, je commence à imaginer à quel point ce serait beau si le bruit ennuyeux des moteurs était remplacé avec un silence bienheureux, et au lieu d'étouffer les gaz d'échappement avec un coup à l'intérieur de l'air frais de la voiture. Cependant, pour ce faire, toutes les voitures bloquées dans la circulation, y compris la mienne, auront besoin de moteurs électriques verts sous les capots.

Plus de curiosités

De telles visions pourraient se réaliser plus tôt que prévu. Début 2013, environ 200 personnes roulaient sur les routes du monde entier. Véhicules EV et PHEV (véhicule hybride avec capacité de charge sur prise électrique). Il en existe actuellement plus d'un million. Rien qu'en Europe, en 2015, leurs ventes ont augmenté de 48,6 % par rapport à l'année précédente. Certes, ces chiffres dans le contexte des ventes mondiales de voitures ne sont pas encore très impressionnants, mais La tendance à la hausse est claire, et ce n'est qu'une question de temps avant que les proportions ne s'inversent - les véhicules électriques domineront les routes à l'avenir.

De nombreux facteurs contribuent à leur popularité croissante. Tout d'abord, nous assistons à une avancée technologique majeure qui améliore l'efficacité des batteries et réduit leur prix. Tout aussi importants sont l'épuisement des ressources en combustibles fossiles, la hausse des coûts de leur extraction et les réglementations restrictives visant à réduire les émissions de CO.₂. Les normes se durcissent, et même les plus grands constructeurs automobiles ont du mal à les respecter, comme l'a bien illustré le récent scandale chez Volkswagen qui est allé jusqu'à manipuler les émissions d'oxyde d'azote. Ce soi-disant plus, cela pourrait être le début de la fin pour les moteurs diesel. Qu'est-ce qui va les remplacer ? Bien sûr, des disques écologiques. Cela a été indirectement reconnu par Volkswagen lui-même, qui a abandonné le développement de plusieurs modèles de voitures à moteur à combustion interne, et lors du salon de l'électronique de janvier à Las Vegas, Budd-e s'est vanté - une fourgonnette à propulsion entièrement électrique. Le salon de l'auto est un bon baromètre des changements à venir. Si jusqu'à récemment, les véhicules électriques y étaient traités comme une curiosité, aujourd'hui presque tous les constructeurs peuvent se vanter d'un véhicule de ce type.

L'un des leaders de la révolution électrique dans l'industrie automobile est le japonais Nissan. Parmi les millions de conducteurs qui ont déjà acheté des véhicules électriques, pas moins de 200 30 ont choisi la Nissan Leaf électrique. Cette année, le souci l'a équipé d'une nouvelle batterie d'une capacité de 250 kWh, qui, selon le constructeur, a porté l'autonomie à environ XNUMX km. La Leaf est sur le marché depuis cinq ans maintenant, alors Nissan prépare lentement son successeur. Ce sera peut-être un concept intrigant présenté au Tokyo Motor Show appelé IDS.

Les voitures électriques sont futuristes. Sur la photo : Concept Nissan IDS (Source : Nissan)

Il est équipé de modes de conduite manuel et automatique (le volant peut être dissimulé dans la cabine et remplacé par un grand écran) et d'une batterie de 60 kWh, qui, associée à d'excellentes propriétés aérodynamiques, vous permettra de parcourir 400 km sur un seul charger. Une autre entreprise japonaise parie également de plus en plus sur les véhicules électriques. Mitsubishi travaille sur les véhicules électriques depuis les années 60, mais comme ses concurrents, ce n'est que récemment qu'il a intensifié ses activités dans ce domaine. D'ici 2020, les VE et les PHEV représenteront 20 % de la production du groupe.

Le système de charge combiné universel a été développé par les sociétés allemandes Audi, BMW, Daimler, Porsche et Volkswagen en étroite collaboration avec Ford et General Motors (source : Audi).

En 2018, le premier véhicule électrique produit en série par Audi basé sur le concept Audi e-tron quattro arrivera sur le marché. La voiture utilise la puissance de trois moteurs électriques - l'un d'eux entraîne l'essieu avant et les deux autres entraînent l'essieu arrière. Leur puissance totale est de 320 kW. La capacité de la batterie - 95 kWh - est censée fournir suffisamment d'énergie pour 500 km de conduite. La voiture peut être rechargée en courant continu et alternatif, la recharge par induction est également possible et, les jours ensoleillés, l'électricité est également fournie par une installation solaire montée sur le toit.

De plus, les entreprises américaines ne couvriront pas les poires de cendres. D'ici 2020, Ford investira 4,5 milliards de dollars supplémentaires dans le développement de véhicules électriques et lancera treize nouveaux modèles de véhicules électriques. Au Salon de l'auto de Detroit en janvier, Chevrolet a présenté une nouvelle version de la voiture électrique Bolt, dont l'autonomie a été portée à 320 km.

Cependant, pour être juste, il faut dire que La plupart des grandes entreprises automobiles abordent depuis longtemps les véhicules électriques sans conviction, et seuls les nouveaux riches du monde des quatre roues comme Google et Tesla les ont poussés à l'action. Surtout ce dernier, créé et dirigé par Elon Musk, un visionnaire et inventeur avec des milliards de dollars à son actif, a contribué au boom de la voiture électrique. Musk est intransigeant, indifférent aux véhicules hybrides et développe constamment des entraînements électriques, qu'il considère comme l'avenir de l'industrie automobile. « Dans quelques années, les gens verront les véhicules à combustion interne comme nous regardons les moteurs à vapeur. Ils diront avec émotion : c'étaient de grands moments, mais ils sont partis et ne reviendront jamais », dit-elle avec conviction. Il a construit Tesla à partir de zéro sans aucune capacité de réserve des grandes entreprises. Il ne lui a fallu que dix ans pour concevoir, fabriquer et vendre des voitures relativement stables qui sont non seulement totalement respectueuses de l'environnement, mais aussi presque en aucun cas inférieures aux concurrents équipés de moteurs à combustion interne en termes de performances. Le produit phare de Musk, le Tesla Model S, est beau, rapide et ses batteries ne s'épuisent pas après 100 miles, ce qui vous permet de voyager plus de quatre fois plus longtemps. L'année dernière, la Model S a eu un petit frère, mais le frère aîné est le crossover sportif Model X. En mars 2016, Tesla doit présenter un prototype de la Model 3, qui devrait être une percée pour la marque, principalement parce qu'elle sera nettement moins cher que ses prédécesseurs. Le prix, qui devrait commencer à partir de 35 mille. dollars, cependant, est encore un montant prohibitif pour la plupart des quatre-roues. Et c'est le plus gros problème des véhicules électriques modernes : ils sont économiques à l'usage, mais très chers compte tenu du prix d'achat.

La dernière création de Tesla est le crossover sportif Model X (source : Tesla Motors).

Piles problématiques

Peu de gens savent que les moteurs électriques ont été créés beaucoup plus tôt que leurs concurrents à combustion interne. Selon certains rapports, la première voiture électrique a été conçue par le Hongrois Anjos Jedlik en 1828. Les inventions du professeur néerlandais Sibrandus Strating Groningen et du forgeron américain Thomas Davenport, qui sont complètement indépendants l'un de l'autre, sont un peu mieux documentées au milieu des années 30. Électricité. Le moteur à combustion interne n'a été développé qu'en 1885, mais trois décennies plus tard, il a dominé le marché. Les batteries sont le talon d'Achille des entraînements électriques - inefficaces, coûteuses à fabriquer, empêchant une charge rapide et des déplacements sur de longues distances. Les voitures électriques qui en étaient équipées n'avaient aucune chance face à la Ford T bon marché et indestructible. Il a fallu près d'un siècle pour que les avancées technologiques extraient davantage d'énergie des batteries lithium-ion.

Les progrès sont grands, mais encore insuffisants. Le coût de production d'une batterie lithium-ion reste très élevé : de 250 PLN à presque 1 PLN. trou. pour 1 kWh. Ainsi, la batterie elle-même peut représenter jusqu'à 50 à 60 % du coût d'une voiture. En conséquence, les véhicules électriques coûtent toujours en moyenne 30 à 40 % de plus que leurs homologues ICE et, au final, malgré des coûts de fonctionnement inférieurs, un véhicule électrique n'est pas moins cher que les véhicules conventionnels.

Pour ne rien arranger, les batteries sont non seulement terriblement chères, mais réduisent également considérablement l'autonomie des véhicules électriques. Certes, la barrière des cent kilomètres a déjà été franchie, grâce à laquelle il est devenu réaliste de franchir de courtes distances en ville, mais parcourir un itinéraire plus long en voiture électrique est une tâche logistique difficile, et dans les régions où il n'y a pas bornes de recharge, cela devient impossible. Les performances de la batterie sont également affectées par les facteurs météorologiques, la chaleur et le gel sévère les nuisant. Au fur et à mesure que la voiture vieillit, la capacité de la batterie diminue, et donc l'autonomie. De plus, les batteries lithium-ion se chargent très lentement. Lorsque vous utilisez une prise électrique classique, cela prend 6 à 10 heures. Un chargeur rapide CHAdeMO ou CCS Combo 2 réduit cela à 30-40 minutes, mais c'est toujours un temps terrible par rapport au remplissage d'essence ou de diesel.

Les voitures vertes se garent gratuitement

La longue liste de problèmes auxquels sont confrontés les utilisateurs de véhicules électriques peut être intimidante, même pour les conducteurs très soucieux de l'environnement. Cependant, il convient de rappeler qu'il s'agit de limitations techniques et que leur importance diminuera avec le développement des technologies modernes. Il faut progressivement apprécier les avantages de ce type d'entraînement. Et il y en a pas mal. Le principe de fonctionnement d'une voiture électrique est très simple : l'électricité stockée dans les batteries est transférée à un moteur à courant alternatif qui entraîne les roues. Un moteur tel qu'un variateur de voiture est beaucoup plus efficace qu'un moteur à combustion interne car il atteint son couple le plus élevé presque immédiatement, ce qui se traduit par une dynamique de conduite élevée et élimine l'embrayage, et généralement la boîte de vitesses. La recharge des batteries est incomparablement moins chère que le ravitaillement en carburant dans les stations-service. Une voiture neuve du segment B à moteur diesel consomme environ 100 litres de carburant diesel aux 5 km. Avec un prix du carburant de 4 PLN par litre, cela nous coûtera environ 20 PLN. Pendant ce temps, une voiture électrique utilisera plusieurs kilowattheures d'énergie pour parcourir la même distance, il ne restera donc que 7 à 8 PLN de notre portefeuille. De plus, le coût d'entretien d'une voiture électrique est moindre car elle n'a pas besoin de changer périodiquement l'huile, les bougies d'allumage ou le filtre à air. Conduire même sur des trajets plus longs n'est pas fatigant - la voiture se déplace presque silencieusement et les batteries placées dans le plancher abaissent considérablement le centre de gravité du véhicule, donnant au conducteur un meilleur contrôle du véhicule.

Dans de nombreux pays, les propriétaires de voitures écologiques peuvent compter sur diverses incitations et incitations financières. Par exemple, en Norvège, les voitures électriques sont exonérées de TVA et de taxe de circulation, elles peuvent circuler dans les couloirs de bus, leurs propriétaires ne paient pas le parking, les péages ou le service de ferry. En conséquence, presque une voiture particulière sur trois vendue en Norvège est équipée d'un moteur électrique. Les véhicules électriques ont une longueur d'avance principalement parce que leur impact environnemental négatif est minime, principalement en raison de l'absence d'émissions de CO.₂, oxydes de carbone et d'azote et suie. Dans ce contexte cependant, il convient de prêter attention à la provenance de l'électricité qui alimente les voitures vertes. En Pologne, sa principale source est, par exemple, le charbon - par conséquent, lorsque nous conduisons une voiture chargée d'un réseau électrique conventionnel, nous contribuons toujours à la pollution de l'environnement, bien qu'indirectement. Le problème de l'élimination des piles usagées reste également non résolu.

En attente d'une percée

Quoi qu'il en soit, l'avenir des véhicules électriques s'annonce plutôt prometteur. En témoigne le nombre croissant de chargeurs rapides qui apparaissent dans les stations-service, les supermarchés, les centres commerciaux et les complexes résidentiels. Ils sont encore trop peu nombreux par rapport aux besoins, mais la situation ne cesse de s'améliorer, du moins dans les pays les plus riches (malheureusement, de tels chargeurs sont encore exotiques en Pologne). Par exemple, il existe 10 353 CHAdeMO opérant dans le monde, dont 5960 2755 1530 108 au Japon, 590 70 38 en Europe, 5 XNUMX en Amérique du Nord et XNUMX dans d'autres régions. Tesla étend intensivement son réseau de bornes de recharge puissantes, sans regarder en arrière et sans attendre les subventions gouvernementales (elle en a déjà environ XNUMX, principalement aux États-Unis). Elon Musk a également l'intention de réduire le coût des batteries qui alimentent ses véhicules jusqu'à XNUMX XNUMX dollars, à XNUMX XNUMX dollars. par kilowattheure. La clé du succès doit être construite au coût de XNUMX milliards de dollars. usine ultramoderne du Nevada, la soi-disant Gigafactory. Les cellules seront moins chères, mais aussi plus avancées technologiquement. Tesla a l'intention d'utiliser une cathode en cobalt-aluminium (NCA) plus efficace en combinaison avec une anode à base de silicium et du graphène synthétique.

Un système de charge par induction pour véhicules électriques développé par Volvo (source : Volvo).

D'autres entreprises travaillent également à améliorer les propriétés des batteries. La société allemande Kreisel Electric a récemment introduit un système d'alimentation de voiture basé sur une batterie de 85 kWh qui offre une autonomie de 300 km et charge jusqu'à 18 % de la capacité nominale en seulement 80 minutes. Des technologies de charge inductive sont également en cours de développement. Arrêtez simplement la voiture à l'endroit indiqué et la batterie commencera à se charger automatiquement. Une bobine d'induction dans une station de charge créera un champ électromagnétique alternatif, et une bobine similaire dans un appareil mobile prélèvera l'énergie de ce champ et la transformera en un courant électrique stocké dans une batterie. Simple et pratique.

Il est cependant possible que les batteries lithium-ion soient une impasse, et la véritable révolution ne commencera que lorsqu'un matériau totalement différent et innovant sera utilisé pour produire des cellules, comme le graphène, un matériau aux excellentes propriétés supraconductrices, composé d'un monocouche d'atomes de carbone. Les premières cellules expérimentales au graphène ont déjà été développées. Elles permettent de recharger complètement une batterie de voiture électrique en moins d'une minute, sont biodégradables et offrent une durée de vie et une efficacité bien plus longues que les batteries actuellement produites !

Concours de véhicules électriques - Hydrogen Drive (source : Toyota).

Cependant, si les véhicules électriques dominent le marché, les progrès technologiques dans ce domaine devraient s'accélérer sensiblement. Ils ont de leur côté une forte concurrence tout aussi innovante et écologique, sinon plus. Je veux dire les voitures à hydrogène, qui utilisent des piles à combustible où l'hydrogène est combiné à l'oxygène. Les premières voitures de série dotées d'un tel entraînement sont déjà sur nos routes (Hyundai ix35 Fuel Cell et Toyota Mirai).

Quelle voie de développement les groupes automobiles choisiront-ils finalement ? Nous ne le savons pas encore, mais nous pouvons être sûrs d'une chose - l'avenir proche dans le monde des quatre roues n'a pas promis d'être aussi excitant et intéressant depuis longtemps.

Électricité à surveiller

Tesla Model S

C'est sans aucun doute une véritable star parmi les véhicules électriques. La carrosserie de la Model S est stylisée comme un coupé sport et est entièrement réalisée en aluminium. Étant donné que la batterie est située sous le plancher et que les moteurs sont situés directement sur les essieux des roues, la voiture dispose de deux coffres à bagages (au lieu du coffre arrière standard, deux sièges enfants supplémentaires peuvent être placés).

La qualité des matériaux de garniture intérieure et leur conformité est la plus haute ligue automobile. Très impressionnante est également la tablette multimédia à écran tactile de 17 pouces, placée au centre du tableau de bord, avec laquelle nous contrôlons tous les systèmes dont la voiture est équipée. La suspension pneumatique intelligente abaisse la hauteur du véhicule à grande vitesse, comme lors de la conduite sur autoroute, augmentant ainsi l'autonomie. Et ce, selon les versions, allant de 370 km (batterie 70 kWh) à 440 km (modèle 85D). La dernière version améliorée du P90D est capable d'atteindre des vitesses allant jusqu'à 100 km/h. en seulement 3,3 secondes De tels miracles, malheureusement, coûtent de l'argent. Les prix de la Tesla Model S commencent à 54 138 et se terminent à XNUMX XNUMX. dollars.

BMW i3

i3 est la première voiture électrique de l'entreprise munichoise. Sa silhouette est quelque peu futuriste, tout comme l'habitacle spacieux et élaboré. Un fait intéressant est l'absence de montant B, ce qui signifie que les portes arrière s'ouvrent dans le sens opposé à celui des voitures traditionnelles. Le I3 entraîne un moteur électrique de 170 ch. et un couple de 250 Nm, qui catapulte la voiture à cent en seulement 7 secondes de la pédale d'accélérateur. L'énergie stockée dans des batteries d'une capacité de 22 kWh permet de parcourir de 130 à 160 km sur une seule charge. i3 évalue intelligemment l'utilisation de la batterie en fonction des conditions routières actuelles et de votre style de conduite personnel. Le chargement via une prise domestique ordinaire prend environ 10 heures, tandis qu'en utilisant le connecteur CCS, nous n'avons besoin que d'environ 30 minutes. Prix ​​: à partir de 146 mille. zloty

Nissan Leaf

La Nissan Leaf est un classique de la voiture électrique. Bien que la machine ne soit pas impressionnante par sa beauté, elle est confortable et de bonne facture, et le moteur de 109 ch, comme il sied à une propulsion électrique, dispose de 254 Nm de couple disponible après le décollage. L'autonomie d'une voiture avec une batterie de 24 kWh devrait approcher les 190 km. Cependant, dans des conditions hivernales, lorsque j'ai testé la Leaf, le meilleur résultat était d'environ 120 km. Un nouveau pack batterie disponible cette année avec 30kWh d'énergie devrait nous permettre de rouler encore 50km. L'intérieur de la Leaf est soigné et moderne, offre beaucoup d'espace pour le conducteur et les passagers, les sièges sont chauffants à l'avant et à l'arrière, le chauffage est également situé dans le volant. Le chargeur rapide CHAdeMO permet de recharger des batteries jusqu'à 80% en 30 minutes. – La recharge à partir d'une prise 230 V conventionnelle prend environ 10 heures. Prix ​​: à partir de 128 mille. zloty.

Chevrolet Bolt EV

La précédente voiture électrique Bolt s'est vendue à environ 100 200 unités. copies. Il n'est donc pas surprenant que les Américains aient emboîté le pas et aient présenté au début de cette année une nouvelle version de cet "électricien" populaire. Il peut être aimé de bien des façons. Le regard est attiré par une silhouette élancée et élégante aux formes profilées, offrant un faible coefficient de résistance à l'air. Un moteur de 360 ​​ch développant 60 Nm de couple alimente un pack batterie de XNUMX kWh.

Ainsi, l'autonomie réelle peut atteindre 300 km, ce qui est un excellent résultat. Les chargeurs conventionnels rechargeront la batterie en 9 heures environ et le CCS Combo en 45 à 60 minutes. (jusqu'à 80%). À l'intérieur, vous trouverez un grand écran tactile qui peut être contrôlé avec des widgets personnalisés. Les innovations techniques comprennent un système de surveillance de l'environnement et un rétroviseur qui peut être remplacé par un écran de caméra de recul. Ajoutez à tout cela un prix attractif (environ 30-35 mille dollars pour la version de base) et nous avons la recette d'une "voiture verte" à succès.