Bibliographie & annexes
Quiz & test
Présentation
RÉSUMÉ
La voiture électrique est un véhicule sans émission locale de polluants et très silencieux par rapport aux véhicules thermiques. L'histoire a été marquée de plusieurs cycles éphémères où son émergence avait été annoncée. Si les technologies des moteurs électriques pour les véhicules sont matures depuis longtemps, le point limitant reste la batterie. Dans ce document, les principales technologies de batteries utilisées dans le domaine automobile sont présentées et comparées selon leurs performances, leur durée de vie réelle et théorique, et leur coût d'utilisation. Un éclairage particulier sera fait sur les batteries lithium, dont le potentiel et les développements réalisés pour les applications nomades montrent que les verrous bloquant l'émergence des voitures électriques sont en train de se lever.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleABSTRACT
The electric car is a vehicle that produces no local emission of pollutants and is low-noise relative to thermal vehicles. History has witnessed several fleeting attempts to bring it into widespread use. Although the technology of electric motors for vehicles has long been mature, the battery is still the weak link. In this article, the main battery technologies used in the automotive field are presented and compared according to their performance, duration of actual and theoretical life, and cost of use. A special focus is made on lithium batteries, whose potential and the developments made for mobile applications show that the obstacles hindering the emergence of electric cars are now being overcome.
Auteur(s)
-
Daniel CHATROUX : Chef de laboratoire - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives, Laboratoire d'innovation pour les technologies des énergies nouvelles et les nanomatériaux, Département de l'électricité et de l'hydrogène pour les transports, Service d'intégration des générateurs électrochimiques, Grenoble -
INTRODUCTION
Les véhicules électriques offrent un très faible niveau d'émission locale de polluant, un silence très apprécié des utilisateurs et une facilité de conduite en usage urbain grâce à la transmission directe (sans embrayage).
Les performances en puissance et les accélérations sont équivalentes aux véhicules thermiques. La motorisation électrique apporte aussi une réaction instantanée à la sollicitation et une continuité dans l'accélération, sans besoin de changer des rapports de boîte à vitesses. Par contre, les faibles densités massique et volumique des batteries limitent fortement l'énergie stockée et donc l'autonomie. Ce point est présenté classiquement comme le point limitant le développement des véhicules électriques.
Dans cet article seront détaillées et évaluées les différentes technologies de batteries. Leurs performances en usage réel seront comparées avec celles annoncées dans la littérature, pour analyser l'impact sur le coût d'usage, qui est le second point limitant le développement des véhicules électriques.
Par rapport à l'autonomie et au coût d'usage, nous verrons l'intérêt d'utiliser les batteries en microcycles pour les véhicules hybrides et de choisir des batteries lithium pour le véhicule électrique.
L'expertise technique et scientifique de référence
KEYWORDS
Battery | electric vehicle | lithium battery | hybride vehicle
VERSIONS
- Version archivée 1 de févr. 2003 par Renaut MOSDALE
DOI (Digital Object Identifier)
CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Accueil > Ressources documentaires > Énergies > Réseaux électriques et applications > Applications électromécaniques > Transport électrique routier – Batteries pour véhicules électriques > Véhicules électriques à batteries lithium et hybrides à dérivation de puissance essence
Accueil > Ressources documentaires > Énergies > Ressources énergétiques et stockage > Stockage de l'énergie > Transport électrique routier – Batteries pour véhicules électriques > Véhicules électriques à batteries lithium et hybrides à dérivation de puissance essence
Cet article fait partie de l’offre
Véhicule et mobilité du futur
(81 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Conclusion4. Véhicules électriques à batteries lithium et hybrides à dérivation de puissance essence
Les motorisations électriques peuvent être déclinées à tous les niveaux de puissance nécessaires pour les véhicules. En augmentant les vitesses de rotation des machines électriques, celles-ci peuvent être très compactes. Le rendement de ces machines est très élevé, 90 à 95 % sur une très large plage de variation de puissance.
Les véhicules électriques présentent la particularité d'un très bon rendement en dessous de 90 km/h et en circulation urbaine du fait des rendements des batteries et de la motorisation principalement, et de la récupération au freinage. C'est au contraire le domaine d'utilisation où les moteurs des véhicules thermiques ont des faibles rendements.
Les véhicules hybrides cherchent à combiner une partie des avantages de la traction électrique avec un moteur thermique. Parmi eux, on peut plus particulièrement citer l'hybride série à dérivation de puissance (de type Toyota Prius). L'association d'un train épicycloïdal et d'une génératrice qui prélève de la puissance sur l'un des deux arbres de celui-ci, puissance qui est directement converti en couple sur l'arbre de sortie par le moteur électrique, permet de réaliser une transmission continûment variable (CVT). Avec cette transmission continûment variable, le moteur à essence est alors toujours utilisé à forte charge (fort couple) au régime le plus bas possible permettant de générer la puissance demandée par le roulage. Par contre, il n'y a alors aucune réserve de puissance, ce qui est dangereux. La batterie de puissance de l'hybride a pour première fonction d'apporter 20 kW de puissance instantanément, le temps que le moteur thermique et la transmission continûment variable puissent se positionner sur le nouveau besoin de puissance. Outre l'appoint de puissance en transitoire, la batterie supporte des fonctions annexes comme, par exemple, procurer un peu de roulage en tout électrique, ou récupérer un très faible niveau d'énergie au freinage et en descente, ou encore assurer le roulage à basse vitesse en alternant roulage en électrique moteur arrêté et roulage avec le moteur thermique avec recharge de la batterie. En roulage continu, la batterie n'est pas sollicitée.
La batterie d'un véhicule hybride à dérivation de puissance est ici utilisée sur une faible plage de variation d'état de charge (20 % sur la Prius II) avec principalement des cycles de 5 %. Cela permet une durée de vie élevée (garantie de 8 ans) et un coût d'usage compétitif....
L'expertise technique et scientifique de référence
TEST DE VALIDATION ET CERTIFICATION CerT.I. :
Cet article vous permet de préparer une certification CerT.I.
Le test de validation des connaissances pour obtenir cette certification de Techniques de l’Ingénieur est disponible dans le module CerT.I.
de Techniques de l’Ingénieur ! Acheter le module
Cet article fait partie de l’offre
Véhicule et mobilité du futur
(81 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Véhicules électriques à batteries lithium et hybrides à dérivation de puissance essence
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SCHWARZ (V.), GINDROZ (B.) - Le stockage électrochimique. - MINES-ENERGIE Dossier Stockage de l'Énergie, janv.-fév. 2005. http://www.inter-mines.org/docs/ 2013082456_stock2005_15.pdf
-
(2) - CHATROUX (D.) - Performances of batteries technologies in vehicle applications. - Power Conversion and Intelligent Motion conference, PCIM (2013).
-
(3) - CHATROUX (D.) - Lithium ion batteries balancing. - Power Conversion and Intelligent Motion conference PCIM (2014).
-
(4) - CHATROUX (D.) - Toyota PRIUS : battery in microcycle mode : the cost of use is divided by five. - Power Conversion and Intelligent Motion conference, PCIM (2009).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
AVEM site d'information sur le véhicule électrique et hybride https://www.avem.fr/
Histoire de la voiture électrique http://philippe.boursin.perso.sfr.fr/velec/velec.htm
Recherches du CEA sur les batteries pour véhicules électriques http://www.cea.fr/technologies/les-recherches-du-cea-sur-les- batteries-pour-veh
Fonctionnement de la Toyota PRIUS http://www.afcem.org/content/documents/strate-n769; gie-conversion-e-n769;nergie-prius.pdf
HAUT DE PAGE
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Véhicule et mobilité du futur
(81 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE
1/ Quiz d'entraînement
Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.
2/ Test de validation
Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.
Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Véhicule et mobilité du futur
(81 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
