Si les batteries des véhicules électriques d’aujourd’hui ne servent qu’à alimenter le moteur, les batteries structurelles, elles, pourraient aussi servir d’éléments constituant la structure du véhicule.
L’idée n’est pas nouvelle, mais des recherches réalisées par une équipe de l’Université de technologie Chalmers ont permis de faire évoluer le concept en l’associant à de la fibre de carbone. Celle-ci est alors utilisée pour l’électrode ainsi que comme conducteur et matériau porteur.
L’intérêt repose sur le fait que les batteries sont lourdes et ne servent qu’à stocker l’énergie. Mais avec des batteries dites structurelles, ces dernières peuvent aussi participer à constituer la structure même du véhicule. À condition qu’elles soient assez résistantes pour être utilisées ainsi, le gain de poids est alors évident. Tesla utilisera d’ailleurs ce type de batterie dans le futur Tesla Semi.
Or, après de longues années de recherche, l’équipe de chercheurs a mis au point un procédé permettant de les rendre suffisamment rigides et solides pour intégrer le corps du véhicule grâce à l’emploi de fibre de carbone. Les chercheurs combinent ainsi cette fibre de carbone pour l’électrode négative avec une feuille d’aluminium pour l’électrode positive. Celle-ci est recouverte de phosphate de fer lithium, le tout séparé par un tissu de fibre de verre.
Cette association de matériaux permet d’atteindre pour le moment une capacité de 24 Wh/kg soit environ 1/5 des batteries lithium actuellement disponibles.
Pour le moment, la rigidité de leur prototype de batterie atteint 25 GPa. Cette résistance est équivalente à la majorité des matériaux utilisés pour la construction des carrosseries automobiles. Le responsable du projet au sein de l’Université Chalmers estime qu’il est possible d’atteindre une rigidité de 75 GPa soit l’équivalent de l’aluminium, mais avec un poids sensiblement inférieur.
Les commentaires émanent tous d’ingénieurs ?
Je ne pense pas que ce soit une bonne idée:
– le refroidissement des cellules va être compliqué
– le recyclage également
– quid de la sécurité des passagers en cas d’emballement thermique ? La philosophie actuelle est plutôt d’isoler les cellules dans une enceinte ‘blindée’ pour contenir un éventuel départ d’incendie
– la réparation d’une cellule défaillante, ou le changement de batterie en fin de vie, vont être cauchemardesques: il faudra jeter la voiture dès que la batterie sera en panne ou usée…
– quel impact de l’élévation du centre de gravité du véhicule sur son comportement ?
Bref, à priori pas génial.
Cela ressemble à une fausse bonne idée. On sait depuis longtemps faire des pare-brises qui ne sont pas que « une fenêtre » mais aussi une partie de la solidité de la structure. Pour la batterie, le problème est que ce n’est pas juste « une pièce de matière » mais un assemblage complexe de cellules, de modules électroniques, de câblage, de circuit de refroidissement liquide, bref, une usine à gaz. Et qui doit être démontable, maintenable. Donc à part en faire une grosse dalle boulonnée sous la caisse (et qui donc de facto participe à la rigidité), je ne vois pas trop ce qu’il est réaliste de batteriser. Et je ne parle même pas du casse-tête du recyclage!
« Cette association de matériaux permet d’obtenir une densité énergétique 20 % supérieure aux batteries classiques » Etes-vous sûr d’avoir bien compris l’article d’origine où ils disent plutôt: « The battery has an energy density of 24 Wh/kg, meaning approximately 20 percent capacity compared to comparable lithium-ion batteries currently available. » ? Ils disent donc que ce nouveau type de batterie fait 20%, donc un cinquième, de la capacité d’une batterie actuelle, et pas 20% de plus… Les batteries actuelles font plutôt 150Wh/kg et un constructeur chinois vient de commercialiser un modèle avec 200Wh/kg. Enfin, s’il faut construire la voiture en carbone pour cela, je doute qu’au final cela soit intéressant d’un point de vue économique.
Je ne comprends pas très bien comment on compar le module de Young d’une batterie sans facteur de forme avec une structure non definie?
Ce qu’il faut c’est que le éfforts mechaniques n’alterent pas la batterie.
Et que la batterie soit suffisament rigide dans son essemble pour apporter de la rigidité au chassi.
Apres si on nous dit qu’une batterie est aussi rigide que de l’alluminum et plus legére que cellui-ci. Faisons les toits des vehicules aussi en batterie. En faite c’est juste génial. On pourrait aussi l’utiliser pour faire des fuslage d’avion….
a la fin de la lecture de cet article j’ai regardé mon calendrier, nous n’étions pas le 1er avril !! parce que ça ressemble à un gros poisson
sinon les carrossiers vont se frotter les mains ;>)
Un pack ce n’est pas qu’une seule cellule qui ne peut qu’atteindre entre 3,2V et 5V de potentiel moyen en fonction de sa chimie.
Par exemple, avec une seule méga cellule de 3,62V sur du NCM, combien faudrait-il d’Ampères pour « tirer » les 100 à 300kW d’un BEV moderne ? Réponse entre 37 600A et 82 900A …. arf
Donc il manque un tas d’informations à l’article :
Comment multiplier les cellules en série pour atteindre les 400V, voir 800V nécessaires aujourd’hui à un BEV standard et hdg ? Comment les connecter entre elles ?
Je ne veux pas être négatif, ça fait usine à gaz leur idée…
La tendance est éventuellement le CTP (Cell to Pack sans modules), voir le CTC (Cell to Chassis) où la coque du pack est non-démontable du châssis mais partie prenante de celui-ci.
Ce n’est pas exactement 20% de densité d’énergie en plus que les batteries classiques. A 24 Wh/kg on est plus proche de 10 fois moins. Ce serait trop beau. Mais l’idée est effectivement séduisante !
Le seul problème c’est que cela rend la batterie indissociable du véhicule. Donc si la batterie meure il faut changer tout le véhicule. On voit déjà ce que ça donne avec les smartphones.