Voitures électriques : la batterie 12 volts bientôt amenée à disparaître ?
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Des chercheurs rassemblés derrière le projet REDSEL travaillent sur une piste qui vise à remplacer la batterie 12 volts en utilisant le système haute tension des véhicules électriques. Comment ? On vous explique tout ça !
Au revoir la batterie 12 volts
Malgré l’essor des architectures électriques en 400 ou 800 volts, les voitures électriques continuent de s’appuyer sur un réseau auxiliaire 12 volts. Ce circuit basse tension reste indispensable pour alimenter de nombreux équipements du quotidien, comme l’éclairage, les essuie-glaces, la fermeture centralisée, les écrans, etc. Surtout, cette petite batterie joue un rôle clé au démarrage, puisque c’est elle qui permet d’activer les contacteurs qui mettent sous tension la batterie de traction. En d’autres termes, même un véhicule doté d’un imposant pack lithium-ion peut se retrouver immobilisé à cause d’une simple défaillance de sa batterie 12 volts. Certains d’entre vous l’ont déjà probablement vécu !
C’est précisément ce point faible que le projet REDSEL cherche à éliminer. Mené pendant 24 mois par Silicon Austria Labs, Infineon Technologies Austria et AVL List, ce programme de recherche s’est concentré sur une nouvelle architecture électrique capable de se passer de cette fameuse batterie auxiliaire. Le système repose sur une double alimentation, donc deux batteries haute tension. Pourquoi ? Parce que si l’une des deux sources d’énergie rencontre un problème, la seconde peut immédiatement prendre le relais afin d’éviter une coupure. Le tout avec un équilibrage actif de la charge afin de répartir uniformément l’énergie et de sécuriser le fonctionnement du véhicule en cas de défaut.
Un convertisseur électronique en chef d’orchestre
Au cœur du dispositif, les ingénieurs ont mis au point un convertisseur électronique capable de recevoir l’énergie depuis plusieurs entrées. Autrement dit, depuis plusieurs sources haute tension. Son rôle est de redistribuer cette électricité vers les différents équipements du véhicule qui ont besoin d’une tension plus faible pour fonctionner. Pour faire simple, le système agit comme un chef d’orchestre de l’alimentation électrique, chargé de répartir l’énergie là où elle est nécessaire sans multiplier les composants. Tout l’enjeu était de concevoir un système à la fois compact, pour ne pas empiéter sur l’espace disponible, et suffisamment efficace pour ne pas dégrader le rendement du véhicule.
Cette évolution s’accompagne d’un autre changement important : le remplacement de certains relais mécaniques par des commutateurs à semi-conducteurs (des interrupteurs électroniques sans pièces mobiles). Là encore, l’intérêt est assez concret. Contrairement à un relais classique, qui fonctionne avec des contacts physiques susceptibles de s’user à force d’ouvertures et de fermetures, ces composants électroniques réduisent les risques de défaillance dans le temps. Ils prennent aussi moins de place et participent à alléger l’ensemble du système électrique. Bref, l’ensemble vise à supprimer plusieurs points de fragilité historiques des voitures actuelles en réduisant le nombre de pièces mécaniques.
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Volkswagen avance dans le développement de ses futures voitures électriques avec l’aide d’un constructeur américainBref, supprimer la batterie 12 volts permettrait d’éliminer un composant souvent considéré comme le « maillon faible ». Cela serait aussi un bon moyen d’ouvrir la voie à des plateformes plus efficientes et mieux adaptées aux futures fonctions avancées, notamment en matière de conduite automatisée. Comme d’habitude, c’est la question du passage à l’industrialisation qui sera décisive. Si le démonstrateur développé dans le cadre de REDSEL valide la faisabilité technique, l’adoption à grande échelle suppose de repenser tout un écosystème de composants aujourd’hui standardisés autour du 12 volts. Mais à moyen ou long terme, on peut imaginer que les batteries auxiliaires devraient disparaître.
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Écrit par Valentin Cimino
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Je ne suis pas du tout certain qu'il soit aussi facilement possible de se passer de la batterie 12V sur un VE. Petite analyse : la batterie remplie au moins 3 fonctions principales (et probablement d'autres):
1) la redondance d'alimentation des calculateurs indispensables à la sécurité du vehicule (freinage, direction, Zero Torque...). Sur un VT, on a 2 sources de tension 12V indépendantes : l'alternateur entraîné par l'ICE et la batterie. Sur un VE, on a la batterie 12V et le convertisseur auxiliaire, qui génère le 12V à partir de la batterie de traction Haute Tension. Si on doit redonder le hacheur 12V pour remplacer la batterie, pas sûr que l'on y gagne en masse, coût et fiabilité.
2) alimenter les calculateurs qui doivent rester sous tension lorsque le VE est à l'arrêt, en veille : télécommande d'ouverture, alarme, télécommunications, fonctions de sécurités électriques etc. C'est ce qui dimensionne la batterie 12V en énergie sur les voitures electriques et hybrides (et qui semble avoir causé pas mal de soucis sur certains modèles lorsque la voiture reste inutilisée plusieurs jours "en veille"). Si on supprime la batterie 12V, le hacheur auxiliaire va devoir fonctionner en permanence à très faible puissance, donc avec un rendement déplorable, ce qui va "taper" dans l'énergie de la batterie HT de traction : là encore, pas du tout sûr qu'on y gagne.
3) le plus important : un contributeur de ce site ayant manifestement travaillé dans la conception automobile m'avait glissé que le consommateur susceptible de tirer le courant (donc la puissance) instantané(e) le plus important sur le réseau 12V, c'est la direction assistée électrique (qui équipe 100 % des VE et même la grande majorité des VT maintenant) lors du test d'évitement d'obstacle ; ça dure une demi-seconde, mais selon ses dires le courant d'appel pouvait atteindre 300 ou 400A ! C'est bref mais énorme. Clairement, c'est ce qui doit dimensionner en puissance la batterie 12V d'un VE ou d'une hybride (sur un VT, le démarrage de l'ICE demande déjà 600 ou 1000 A crête, donc ce n'est pas la DA qui dicte le dimensionnement en puissance de la batterie). Donc si on veut se passer de la batterie 12V qui sert de "tampon" de stockage transitoire, il va falloir (sur)dimensionner le convertisseur auxiliaire pour fournir les 300-400A, soit 3 à 5kW... Alors qu'à ma connaissance il n'est normalement taillé que pour environ 1kW. Bref, là aussi la suppression de la batterie 12V, bien commode pour stocker de l'énergie avec un temps de réponse très faible, pourrait être contreproductive. A moins de la remplacer par un organe de stockage typé "puissance" genre supercondensateurs (comme les gros condensateurs de plusieurs Farads utilisés dans les années 1990 sur le réseau 270VDC d'asservissement de la tourelle Leclerc pour absorber les appels de puissance de la stabilisation et du pointage en azimut...). Ce serait beaucoup plus fiable dans le temps qu'une batterie, mais ça ne résoudra pas les point 1 et 2 qui sont eux clairement dans le quadrant "énergie" de Ragone.
Bref, supprimer la batterie 12V ne me parait pas si simple.
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Promo les constructeurs n'ont qu'à mettre un batterie 🔋 de qualité non une batterie au plomb arriéré techniquement.
J'ai changé la mienne par une lithium-ion acheté sur internet . Je peux partir plus d'un mois sans la réactivée comme le demande le constructeur. Je suis parti 4 mois en la débranchant. Au retour, branchement au top.pas comme avec la batterie d'origine chinoise sans grande qualité par rapport à l'ensemble du véhicule.
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mouai, vu la fiabilité d'un convertisseur electronique, je suis pas sur que ce soit une bonne affaire. va falloir qu'il mettent de la super qualité pour ce composant. mais bon je pense qu'il y en a déjà un pour charger la batterie 12v donc à voir.
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