Nouvelles générations de batteries des véhicules électriques et hybrides

INTRODUCTION

1 - INTRODUCTION

• 1.1 - Définitions
  Figure 1 - Schéma de principe de fonctionnement d’un accumulateur (charge) Figure 2 - Courbe de charge/décharge d’un accumulateur
• 1.2 - Grandeurs théoriques d’un accumulateur

2 - DIFFÉRENTES TECHNOLOGIES DE BATTERIES

• 2.1 - État du marché
  Figure 3 - Densité de puissance en fonction de la densité d’énergie au niveau de la cellule Figure 4 - Parts de marché des accumulateurs Lithium-ion (doc. Avienne) Tableau 1 - Densités d’énergie des principaux systèmes de stockage électrochimique
• 2.2 - Accumulateurs au plomb
  Figure 5 - Schéma éclaté d’un accumulateur au plomb prismatique empilé étanche
• 2.3 - Accumulateurs alcalins
• 2.4 - Accumulateurs au lithium
  Figure 6 - Potentiels standard de quelques couples électrochimiques Figure 7 - Schéma de principe d’un générateur au lithium métal Figure 8 - Schéma de principe d’un générateur lithium-ion Figure 9 - Éclaté d’un élément Li-ion cylindrique de format 18650

3 - BATTERIES POUR VÉHICULES ÉLECTRIQUES ET HYBRIDES

• 3.1 - Besoins propres aux véhicules électriques et hybrides
  Figure 10 - Définition des fonctions des véhicules hybrides selon leur niveau d’hybridation [8] Figure 11 - Niveaux d’énergie et de puissance électrique requis selon le type de véhicule électrique et hybride Tableau 2 - Principales spécifications techniques des batteries selon le type [...]
• 3.2 - Solutions actuelles
  Figure 12 - Toyota Prius et son pack batterie Ni-MH (PEVE) (doc. Avicenne) Figure 13 - Choix des technologies de batteries en fonction du niveau d’hybridation (doc. Saft – Présentation Centrale Paris) Figure 14 - Accumulateur nickel-cadmium Saft pour véhicule électrique (doc. saftbatteries) Figure 15 - Nissan Leaf Figure 16 - Mitsubishi I-Miev (doc. PSA) Figure 17 - Véhicules électriques Renault (2011-2012) Figure 18 - Architecture d’un pack batterie (doc. Saft – Présentation Centrale Paris)

4 - PISTES DE DÉVELOPPEMENT TECHNOLOGIQUE

• 4.1 - Court et moyen terme
  Figure 19 - Élément Li-ion Saft VL6A et ses spécifications (doc. saftbatteries) Figure 20 - Principe d’un accumulateur bipolaire – bleu : couche « négative » – rouge : couche « positive »
• 4.2 - Long terme – Au-delà du Li-ion ?
  Figure 21 - Évolution du potentiel (V vs Li+/Li) de l’électrode positive de soufre en fonction de la capacité restituée lors de la décharge (réduction) Figure 22 - Schéma de principe d’un accumulateur Li-air Figure 23 - Schéma d’un accumulateur lithium-air utilisant un électrolyte aqueux du côté de l’arrivée d’air et un électrolyte organique du côté du lithium séparés par une membrane conductrice des ions lithium (doc. AIST [7]) Tableau 3 - Réaction de Décharge de la batterie lithium/air en électrolyte acide [...]

5 - RÉSUMÉ ET CONCLUSIONS