Comment fonctionnent les batteries de voiture électrique

2019-05-31

Le système de stockage d'énergie dans les voitures électriques se présente sous la forme d'une batterie. Le type de batterie peut varier selon que le véhicule est tout électrique (AEV) ou hybride rechargeable (PHEV). La technologie actuelle des batteries est conçue pour durer plus longtemps (généralement environ 8 ans ou 100 000 km). Certaines batteries peuvent durer 12 à 15 ans dans les climats modérés, ou huit à 12 ans dans les climats extrêmes. Il existe quatre principaux types de batteries utilisées dans les voitures électriques: les batteries lithium-ion, les hydrures de nickel-métal, les acides au plomb et les ultracondensateurs.

Types de batteries de voiture électrique
Batteries lithium-ion
Le type de batterie le plus couramment utilisé dans les voitures électriques est la batterie lithium-ion. Ce type de batterie peut sembler familier - ces batteries sont également utilisées dans la plupart des appareils électroniques portables, y compris les téléphones portables et les ordinateurs. Les batteries lithium-ion ont un rapport poids / puissance élevé, une efficacité énergétique élevée et de bonnes performances à haute température. En pratique, cela signifie que les batteries contiennent beaucoup d’énergie, ce qui est vital pour les voitures électriques: moins de poids signifie que la voiture peut voyager plus loin avec une seule charge.Batteries lithium-ionont également un faible taux d’autodécharge, ce qui signifie qu’elles sont plus aptes que les autres batteries à maintenir leur capacité de charge complète au fil du temps.

De plus, la plupart des pièces de batterie lithium-ion sont recyclables, ce qui en fait un bon choix pour les personnes soucieuses de l'environnement. Cette batterie est utilisée à la fois dans les AEV et les PHEV, bien que la chimie exacte de ces batteries diffère de celle de l'électronique grand public.

Piles nickel-hydrure métallique
Les batteries à hydrure métallique de nickel sont plus largement utilisées dans les véhicules hybrides-électriques, mais sont également utilisées avec succès dans certains véhicules tout électriques. Les véhicules électriques hybrides ne sont pas alimentés par une source enfichable externe. Ils utilisent plutôt de l'essence pour recharger la batterie, ce qui les exclut de la définition d'une voiture électrique.

Les piles nickel-hydrure métallique ont une durée de vie plus longue que les piles au lithium-ion ou au plomb. Ils sont également sûrs et tolérants aux abus. Le plus gros problème des batteries nickel-métal hydrure est leur coût élevé, leur taux d'autodécharge élevé et le fait qu'elles génèrent une chaleur importante à des températures élevées. Ces problèmes rendent ces batteries moins efficaces pour les véhicules électriques rechargeables, raison pour laquelle elles sont principalement utilisées dans les véhicules électriques hybrides.

Batteries au plomb
Les batteries au plomb-acide ne sont actuellement utilisées que dans les véhicules électriques pour compléter d'autres charges de batterie. Ces batteries sont puissantes, peu coûteuses, sûres et fiables, mais leur courte durée de vie et leur faible performance par temps froid les rendent difficiles à utiliser dans les véhicules électriques. Des batteries au plomb-acide de haute puissance sont en cours de développement, mais elles ne sont plus utilisées que dans des véhicules utilitaires comme stockage secondaire.

Ultracondensateurs
Les ultra-condensateurs ne sont pas des piles au sens traditionnel du terme. Au lieu de cela, ils stockent un liquide polarisé entre une électrode et un électrolyte. À mesure que la surface du liquide augmente, la capacité de stockage de l’énergie augmente également. Les ultra-condensateurs, comme les batteries au plomb-acide, sont principalement utiles en tant que dispositifs de stockage secondaire dans les véhicules électriques, car les ultra-condensateurs aident les batteries électrochimiques à mettre leur charge à niveau. De plus, les ultra-condensateurs peuvent fournir aux véhicules électriques une puissance supplémentaire lors des accélérations et du freinage par récupération.

Comment fonctionnent les batteries de voiture électrique?
Les véhicules tout électriques ont un moteur de traction électrique à la place du moteur à combustion interne utilisé dans les voitures à essence. Les véhicules électriques utilisent une batterie de traction (généralement une batterie lithium-ion) pour stocker l’électricité utilisée par le moteur pour entraîner les roues du véhicule. La batterie de traction est la partie de la voiture qui doit être branchée et rechargée, et son efficacité aide à déterminer l'autonomie globale du véhicule.

Dans les véhicules électriques hybrides rechargeables, le moteur de traction électrique est alimenté par un bloc de batterie de traction, un peu comme un AEV. La principale différence est que la batterie dispose également d'un moteur à combustion. Les PHEV fonctionnent à l'énergie électrique jusqu'à l'épuisement de la batterie, puis passent au carburant qui alimente un moteur à combustion interne. La batterie, généralement au lithium-ion, peut être rechargée en étant branchée, par freinage régénératif ou en utilisant le moteur à combustion interne. La combinaison de la batterie et du carburant donne aux PHEV une autonomie plus longue que leurs homologues tout électriques.

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