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Jun 03, 2023

Quelles priorités façonnent le développement des batteries ?

James Eaton explore les nombreuses considérations qui entrent dans la conception d'un

James Eaton explore les nombreuses considérations qui entrent dans la conception de la batterie d'un véhicule électrique

Actuellement, les coûts de développement des véhicules électriques (EV) sont incroyablement élevés, principalement en raison de la batterie, et l'équilibre entre l'attrait et le coût du modèle est un défi même pour les constructeurs automobiles établis. Inutile de dire que cela est encore plus difficile pour de nombreux petits fabricants et constructeurs de véhicules de niche, qui peuvent facilement être cités jusqu'à 30 millions de livres sterling (37 millions de dollars américains) uniquement pour la conception des batteries. Bien qu'il existe un besoin évident de solutions de développement de produits plus rentables et rationalisées, il en existe encore peu. Lorsqu'ils sont confrontés à la conception d'une batterie, beaucoup ne savent toujours pas par où commencer ou quoi prioriser.

La densité énergétique est une mesure clé pour beaucoup et une priorité évidente pour les fabricants. Une batterie qui n'est pas à haute densité énergétique peut conduire à un véhicule lourd, gros et difficile à conduire, ce qui n'est pas une vente forte pour les consommateurs. Cependant, ce qui est souvent oublié, c'est que l'augmentation de la tension peut contribuer à augmenter la densité d'énergie. Beaucoup abordent la production de batteries avec l'idée bien ancrée que 400 V est la limite pour les véhicules électriques. Comme la tension du VE peut monter jusqu'à 800 ou 900 volts, se contenter d'une tension de 400 plafonne inutilement le potentiel du véhicule. Les véhicules électriques avec une tension plus élevée peuvent produire la même puissance avec un courant plus faible, ce qui signifie que les câbles, les barres omnibus et les autres composants peuvent être plus petits et que le pack devient ainsi plus léger.

Cependant, lorsqu'il s'agit de concevoir une batterie, presque chaque variable dépend d'une autre et implique un compromis quelconque. La tension n'en est pas exempte. En général, à mesure que la tension augmente, la taille des onduleurs et des autres composants augmente en raison de l'isolation de la tension, et le groupe motopropulseur global peut donc devenir plus gros.

Cette nécessité de faire des compromis réfléchis s'étend à d'autres facteurs pris en compte lors de la conception d'une batterie, et il est important de comprendre que certaines combinaisons de paramètres ne sont pas toujours réalisables. La capacité de considérer le design et de vraiment comprendre ce qui est à la fois important pour votre véhicule et attrayant pour un consommateur est essentielle. On pense souvent qu'un faible temps de charge est incroyablement souhaitable dans un véhicule électrique, et bien que cela puisse être le cas, une charge plus rapide peut entraîner une augmentation de la dégradation de la batterie et peut voir l'autonomie du véhicule se réduire plus rapidement au fil du temps. Il existe des moyens astucieux d'atteindre un bon équilibre, tels que la conception de systèmes de gestion thermique à plus haute puissance qui permettront de réduire le temps de charge, mais cela peut entraîner une augmentation de la taille et du coût des autres systèmes du véhicule.

Lorsqu'il s'agit de concevoir une batterie, presque chaque variable dépend d'une autre

Bien que les compromis soient inévitables dans la plupart des domaines, la sécurité est un domaine où il n'y a pas de compromis. En général, la plupart des cellules et modules de batterie doivent être conformes à UN38.3, mais certaines réglementations, telles que le règlement UN ECE 100, peuvent ne pas sembler immédiatement nécessaires, et les petits fabricants peuvent donc les éviter. Bien qu'initialement évitables en très faible volume, les réglementations de sécurité peuvent être évitées au profit d'un développement plus rapide et moins cher, en particulier par les petits équipementiers soumis à diverses pressions. Cependant, il est essentiel de construire une batterie aussi sûre que possible. Outre les risques évidents de produire un véhicule électrique dont la sécurité n'a pas été vérifiée aussi minutieusement que possible, il est important de considérer qu'il s'agit de la norme dans la production de masse, de sorte que n'importe quel niveau d'échelle nécessitera éventuellement ces tests. En évitant les tests de sécurité, de nombreux petits fabricants créent des problèmes plus importants pour l'avenir lorsque le véhicule a été repensé en tenant compte de ces réglementations.

Les prochaines années verront de grands changements dans le secteur automobile. Avec des niveaux sans précédent d'intérêt des consommateurs pour les véhicules électriques, le marché est appelé à croître rapidement. Il n'est pas surprenant que cette croissance ait attiré tous les types d'équipementiers, et que plus de temps et d'efforts soient consacrés au marché des véhicules électriques que jamais auparavant. Pour réussir, les fabricants doivent développer un produit qui soit compétitif au lancement et qui le reste pour les années à venir. Être intelligent et rentable, ainsi que comprendre les besoins de la batterie est plus important que jamais.

Les opinions exprimées ici sont celles de l'auteur et ne reflètent pas nécessairement les positions d'Automotive World Ltd.

James Eaton est directeur général et fondateur d'IONETIC, une start-up basée au Royaume-Uni qui facilite l'électrification des constructeurs automobiles grâce à la conception et à la fabrication de batteries.

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