Afin de tendre vers un plein en électricité pas plus long que de remplir des réservoirs en carburant, les constructeurs cherchent dans différentes directions. En plus des recharges rapides éventuellement sans action humaine, il y a l’échange des batteries. Ce n’est pas une nouveauté, sauf que la technologie imaginée par Toyota et des partenaires a pour originalité de s’appuyer sur un pack composé de plusieurs modules à ne remplacer individuellement qu’en cas de besoin.
Limiter les immobilisations
Si Peugeot a longtemps voulu trouver une autre architecture que la voiture électrique pour s’inscrire dans la mobilité durable, Toyota a toujours du mal à brancher ses voitures. Hybridation, hydrogène… et maintenant l’échange des batteries qu’un autre constructeur japonais – Honda – réserve pour l’instant aux scooters.
Afin de faciliter l’adoption des utilitaires électriques, cette piste est poursuivie au sein d’un partenariat qui embarque Yamato Transport – une société spécialisée dans le transport et la logistique – et Commercial Japan Partnership Technologies Corporation (CJPT). Cette dernière structure, lancée et détenue à 60 % par Toyota, accueille également Suzuki, Daihatsu, Isuzu et Hino, chacun étant détenteur de 10 % du capital.
Ensemble, ils souhaitent relever un défi : gommer le temps de recharge des batteries sur les utilitaires électriques, mais aussi l’engorgement dans les stations où les conducteurs de ces engins ont tendance à se retrouver aux mêmes moments. En bref, il s’agit de faire en sorte que ces véhicules soient exploitables avec une amplitude aussi importante qu’avec les modèles diesel.
Les conditions de l’adoption
Contrairement au gouvernement et aux constructeurs chinois qui sont déjà bien engagés dans l’échange des batteries de voitures particulières et camions électriques, Toyota et ses partenaires entrent seulement dans une phase d’étude pour la normalisation et la définition d’un système permettant de remplacer un ou plusieurs des modules qui composeraient les packs de ces véhicules.
Ce qui ressemble beaucoup au programme Evogo que CATL – fabricant chinois de batteries et fournisseur de Toyota – a présenté au début de la présente année 2022.
Pour Yamato Transport et CJPT, cette solution serait viable et retenue si elle est capable de : diminuer les temps d’arrêt pour faire le plein d’énergie des utilitaires électriques, niveler la demande en électricité afin de lisser la consommation, réduire les investissements en infrastructures, et baisser le prix d’achat des véhicules.
Sur ce dernier point, les partenaires misent sur des besoins moins importants en capacité énergétique. La batterie pesant particulièrement lourd sur les tarifs des VE, se limiter à un pack de 60 kWh plutôt que d’embarquer une batterie 100 kWh, par exemple, permettrait d’économiser plus ou moins l’équivalent de 5 000 à 7 500 euros.
Partage des rôles
À travers sa filiale CJPT, Toyota a déjà prévu de développer des utilitaires, depuis des minifourgonnettes, intégrant une batterie modulaire à cellules interchangeables. Le constructeur cherche les bonnes dimensions pour ces dernières ainsi que leur nombre pour composer les packs afin de répondre aux exigences des besoins réels des transporteurs.
Il a déjà son idée sur la question de la baisse des coûts et des tarifs des modèles compatibles. Ils seraient de nature à encourager l’adoption des véhicules commerciaux électriques et la généralisation du swap des batteries.
À lire aussi Utilitaires électriques : Toyota envisage des batteries à modules interchangeablesDe son côté, Yamato Transport doit construire avec d’autres sociétés de son secteur tout un écosystème pour des livraisons moins carbonées. Une communauté d’utilisateurs de ces engins serait lancée, avec une promotion de l’usage de l’électricité verte et un effort pour limiter le poids de la mobilité électrique sur les réseaux.
Ensemble, Commercial Japan Partnership Technologies Corporation et Yamato Transport sont ouverts à la collaboration avec d’autres partenaires afin de parvenir à une standardisation des systèmes bénéfique pour tous.
Les faux freins
Concernant l’échange des batteries, la plupart des points négatifs avancés par les détracteurs, qu’ils soient ou non des constructeurs de véhicules, ne tiennent pas vraiment la route.
Tout d’abord la place prise par les stations s’il fallait remplacer tout le parc de véhicules thermiques. Sur autoroute, par exemple, elle ne serait pas plus importante que le foncier consacré dans les établissements pétroliers actuels à l’espace d’arrivée et à la piste où sont installées les pompes en carburant.
Un dispositif d’échange des batteries ne doit pas nécessairement être aussi volumineux que la Power Swap Station de Nio. La réserve des modules peut être souterraine, ce qui, du même coup, réduirait l’impact sur le système des variations de la température extérieure.
Il a été suggéré qu’un tel système obligerait à fabriquer beaucoup plus de batteries pour équiper les stations d’échange. Pas forcément en capacité énergétique globale grâce à sa réduction dans les engins. Nio indique par exemple jusqu’à 312 échanges pour une station qui compte 13 packs.
Si un tel service permet de réduire de 100 à 60 kWh la capacité des batteries, et que l’on compte 1 station pour 20 VE en moyenne, on est déjà gagnant. Sans le système, on a 20 voitures avec chacune une batterie de 100 kWh : 20 x 100 = 2 000 kWh. Avec l’échange des batteries, on aurait 20 + 13 batteries de 60 kWh = 1 980 kWh.
Et l’impact positif augmentera avec la fréquentation. À noter que les véhicules pourront toujours se recharger sur des bornes classiques.
Commentaires
Un peu comme ce que va proposer Electricbrands sur son XBus
Des modules qui pèseront environ 8 kg qui seront disponible dans des stations de recharge…
Ou même, selon MG, il serait de ce fait
possible pour les "utilisateurs
d'acheter une petite batterie dans un
premier temps, puis de la remplacer et
la mettre à niveau lorsqu'une plus
grande autonomie est nécessaire."
Je pense au contraire de certains que le problème est avant tout technique et économique.
Un jour le swap de batterie fera peut-être sens... Mais on en est loin. Il faudrait que la batterie pour VE atteigne une forme de maturité/commoditisation pour rendre cela possible.
En attendant, je pense que ces systèmes sont voués à l'échec
Le problème des batteries n'est pas technique mais purement marketing : c'est le point différenciant principal des constructeurs, la batterie (autonomie/recharge) est le coeur du VE, celui qui lui permettra de se différencier des autres VE.
Résultat : aucun espoir de voir un standard unique de batterie bon marché, interchangeable partout, réparable partout... c'est dommage ...
C'est exactement cela! En Chine la situation est sans doute un peu différente. Et encore. Il y a surtout un état tout-puissant qui peut imposer ce qu'il veut. Du pire au meilleur. Et personne ne va manifester. Donc s'il dit que dorénavant tous les véhicules électriques doivent avoir des batteries interchangeables basées sur le module standard de chez Byd ou Nio, eh bien cela se fera. Puis s'imposera dans le reste du monde...
On y est bien arrivé avec les piles AA et AAA, et les piles plates ont disparues. Pourquoi pas des packs standardisés assez légers, qu'on ajouterait/enlèverait facilement (à la main si moins de 20 kg, avec un automate si plus lourd). Ce qui distinguerait les véhicules citadins des routières, ce serait le nombre de packs embarqués. Et cerise sur le gateau, en usage local, on ne mettrait que le nombre de pack suffisant, ce qui allègerait la voiture au quotidien. Autre bénéfice, on achèterai un véhicule avec juste ce qu'il faut de packs, qu'on pourrait compléter ensuite, ou alors en louer lorsqu'on part loin.
Philippe, le principal probleme avec ce systeme, c'est pas la place que ça prend, c'est qu'il faut quasiment une station par marque de voiture et encore faut-il que cette marque utilise une batterie unifiée sur tous ses modeles.
Si tu prends Kia/Huyndai,tu as actuellement 7 packs différents :
38kWh : kona
53kWh : ioniq 6
58 kWh : ev6 / ioniq 5
64 kWh : niro / kona
72 kWh : ioniq 5
77kWh : Ioniq 5 / ev6
Et bientot plus gros avec l'EV8 / Ioniq 7
Donc, dans une station, tu dois avoir 5 packs x 7 types de batteries ? Et les machines qui s'adaptent à chaque format ? Pour économiser 20/30 minutes de charge ? Parce qu'au final, tu t'arrêtes aussi souvent...
Je pense pour le cout d'un swaper, on pourrait installer une vingtaine de bornes THP. Combien coute un swap ? Moins cher qu'une charge ? Ca serait étonnant.
Je vois aucun interet à ce systeme et ça m'étonne même que tu le défendes.
Aux Etats-Unis, la société Ample travaille avec des constructeurs sur une standardisation du système. En particulier pour des flottes.
Dans une vidéo sur son site, on voit par exemple des Mercedes EQC, Chevrolet Bolt, Kia e-Niro, et Nissan Leaf 1 passer par sa station.
Après transformation chez Ample, les VE de toutes marques embarqueraient une nouvelle batterie modulaire, standard et compatible avec les stations d’échange. Sans perdre pour autant la possibilité de retrouver leur configuration d’origine.
La startup indique qu’il ne faut pas plus de 2 ou 3 mois pour qu’un nouveau modèle de voitures ou d’utilitaires électriques soit rendu compatible avec son service.
Ce serait la meilleure solution au final, capable de rendre le swap des batteries possible pour tous les modèles de VE, mais avec un seul modèle de station.
Utopique ? Ca le restera oui, s'il n'y a pas une volonté très forte de promouvoir cette solution.
Il faudrait une standardisation de la forme, de la connexion et de la fixation des batteries.
Typiquement, partant du plus petit véhicule à une seule batterie, la Citroën AMI : 5,5 kWh et 40 kg au total = une batterie standard de 40 kg.
Renault Zoé : 44,8 kWh et 240 kg au total = 8 batteries standard de 40 kg (au lieu de 52 kWh et 326 kg au total actuellement).
L’automate échangeur de batteries devrait être capable de traiter de 1 à N batteries.
Cela marche très bien si la voiture est prévue pour fonctionner avec 4 piles AA. :-)