Les avantages et les inconvénients des batteries EV qui se rechargent complètement en 5 minutes

La société israélienne StoreDot a récemment annoncé qu'elle pouvait désormais produire en masse des batteries de véhicules électriques qui peuvent être complètement chargées en seulement cinq minutes . "Le goulot d'étranglement à la charge ultra-rapide n'est plus la batterie", a déclaré le directeur général de l'entreprise. Mais cette batterie à chargement rapide change-t-elle vraiment la donne? Et si oui: comment exactement?

La vitesse de chargement des véhicules électriques est un champ de mines et peut être difficile à comprendre. Les derniers modèles revendiquent des taux de charge de pointe de plus de 900 miles en une heure, mais le taux moyen de charge de 10% à 80% de la capacité de la batterie est généralement environ la moitié de celui . La dernière partie de la batterie est étonnamment difficile à «bourrer»: au-delà de 80%, et en dehors des températures de fonctionnement normales, la charge rapide ralentit considérablement.

Même si vous comprenez la capacité de votre voiture et de sa batterie, le taux de charge est également contraint par la capacité du chargeur lui-même. Le Royaume-Uni, par exemple, ne possède qu'une poignée de ce que nous considérons aujourd'hui comme des chargeurs «ultrarapides» capables de délivrer plus de 100 kilowatts.

La plupart des gens conduisent bien moins de 50 miles par jour donc, avec l'électricité moderne voitures capables de plus de 200 miles sur une seule charge, elles n'ont besoin d'être mises sous tension qu'une ou deux fois par semaine. Pour les quelque 60% des ménages disposant d'un stationnement hors voirie, cela peut être fait pendant la nuit pendant les périodes creuses. Même si vous avez envie de conduire sur toute la longueur du Royaume-Uni de Land's End à John O'Groats, vous pouvez le faire aujourd'hui avec une 30-40 minutes de pause de charge toutes les 2-3 heures .

Pour ceux-là qui ne peut pas recharger à domicile, il existe déjà d'autres options telles que la recharge sur le lieu de travail ou peut-être une recharge rapide pendant votre magasin hebdomadaire. Il ne fait aucun doute que nous pourrions adopter des véhicules électriques sans des taux de charge aussi élevés, mais cela repose sur un changement de comportement lorsqu'il s'agit de «faire le plein». La recharge en cinq minutes supprime un obstacle perçu pour beaucoup et fait de l'adoption d'un véhicule électrique un choix beaucoup plus simple pour ceux qui n'ont pas accès à la recharge à domicile.

Un autre avantage important vient des longs trajets. Pour l'instant, peu de gens possèdent des voitures électriques et il est donc rare de trouver des chargeurs rapides occupés en cours de route, mais cela est susceptible de changer avec le temps. Déjà, les conducteurs de Tesla quittant la Californie à Thanksgiving peuvent passer des heures à attendre des chargeurs – des goulots d'étranglement similaires surgiront-ils à travers le monde alors que nous rattraperons les premiers adeptes de la Silicon Valley? Une recharge en cinq minutes réduirait d'un facteur dix le nombre de points de recharge rapide requis dans une station-service, ce qui améliorerait probablement aussi la rentabilité puisque les points de recharge rapides sont chers. Le matériel à lui seul coûte des dizaines de milliers de dollars .

Des taux de charge plus élevés n'impliquent pas nécessairement le besoin de plus d'infrastructure réseau aux hubs de charge, car il y aurait moins de voitures qui se rechargeraient simultanément. Cependant, StoreDot indique l'ajout de 300 miles d'autonomie en cinq minutes, ce qui suggère des taux de charge approchant 1 mégawatt, trois fois le taux des chargeurs les plus rapides disponibles aujourd'hui. Il s'agit d'une demande d'énergie importante et, par conséquent, il est peu probable que vous trouviez de tels chargeurs à chaque coin de rue, ou même dans chaque station-service existante. Les sous-stations et les câbles nécessaires, etc., ne sont tout simplement pas là. Ces puissances de charge élevées nécessiteront également une nouvelle conception du connecteur de voiture et des câbles potentiellement refroidis, qui seront encombrants et difficiles à manipuler. Peut-être que la charge sans fil devra devenir la norme.

Le réseau peut-il gérer une charge ultra-rapide?

Les véhicules électriques peuvent surcharger les réseaux locaux et une augmentation soudaine de la demande peut causer des problèmes aux générateurs d'électricité . Lorsque les voitures sont principalement chargées pendant la nuit ou sur des chargeurs plus lents pendant la journée, comme c'est le cas actuellement, ces problèmes sont relativement faciles à gérer. Mais si la recharge à grande vitesse signifie que les navetteurs alimenteront leurs voitures sur le chemin du travail, alors cette demande concentrée d'électricité coïncidera avec les pics de demande existants. À mesure que l'énergie renouvelable intermittente devient de plus en plus courante, cela pourrait causer des problèmes majeurs aux gestionnaires de réseau, car personne ne peut ordonner au vent de souffler ou au soleil de briller par des rafales pratiques du matin et du soir.

Dans l'état actuel des choses, les véhicules électriques sont considérés comme un moyen potentiel de gérer cette intermittence grâce à une charge contrôlée et même véhicule-réseau où les batteries de voiture peuvent fournir de l'énergie au réseau à périodes de faible génération. L'adoption généralisée de la charge rapide au lieu de la charge à la maison et au travail réduirait les possibilités de ce type de gestion de système.

Des batteries à charge rapide pourraient également réduire l'impact environnemental des voitures et autres dispositifs de batterie. Pour la plupart des conducteurs, qui ne font qu'occasionnellement de longs trajets, une voiture avec une batterie plus petite et plus légère, qui sera également plus efficace et moins chère, peut être plus attrayante car les arrêts de charge seront moins gênants. Cela pourrait également avoir des implications bénéfiques pour d'autres utilisations de la batterie: peut-être n'avez-vous pas besoin de deux batteries pour vos outils électriques si vous pouvez recharger en une minute seulement?

En fin de compte, cela pourrait signifier que moins de batteries sont nécessaires et donc moins de dommages environnementaux. extraire les matériaux et les fabriquer. Bien que la recharge en cinq minutes ne change pas complètement la donne, elle facilite la vente de la transition vers les véhicules électriques.

This article by Rachel Lee ]Candidat au doctorat, véhicules électriques, Université de Sheffield et Solomon Brown maître de conférences en génie chimique, Université de Sheffield est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lisez l'article original .

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Publié le 31 janvier 2021 – 10:00 UTC