[Véhicule électrique] la question des batteries

[energy_isere]

Pour ceux qui s'inquiétaient pour les terres rares :

Des géologues ont découvert au large du Japon un important gisement sous-marin de terres rares, métaux nécessaires à la fabrication de produits de haute technologie, susceptible d'assurer les besoins de l'industrie nippone pendant deux siècles, a rapporté la presse vendredi.......

L'équipe du professeur Yasuhiro Kato avait déjà mis en évidence l'an dernier la présence de gigantesques réserves de terres rares dans les sédiments des fonds marins du Pacifique.

en gras, c' est l'annonce que j' avais rapporté dans ce post en Juillet 2011 : viewtopic.php?p=297316#p297316

Pour ceux qui s'inquiétaient pour les terres rares

Et on récupère cela facilement ?, quel impact sur le coût de production ?

On en sait rien.
On nous a déjà fait le coup avec les nodues polymettalliquee dans les années 1970.

[Herv12]

Très convoitées, les terres rares sont un groupe de 17 métaux indispensables à la fabrication des voitures électriques,...

Concernant la voiture électrique, hors eventuellement la batterie et encore..., il n'y a pas de necessité absolue d'utiliser des metaux rares.

Corrigez moi si je me trompe, mais la voiture de Remundo fonctionne trés bien sans cela. Ce n'est absolument pas un facteur bloquant. Les terres rares permettent juste d'augmenter les perfs de quelques %. C'est mieux, mais pas forcément indispensable.

Pour moi, la problématique du VE tourne principalement autour de la batterie. (ça tombe bien c'est le sujet du fil)

Alors à ce sujet, Chazel qui travaille chez un fabricant renommé nous avait proposé de nous apporter des renseignements sur les batteries. Avez vous pu vous renseigner sur la fiabilité et longévité des batteries pour VE actuellement réalisables?
- Combient de cycles en usage intensif ?
- Combient d'années on peut compter dessus ?
- COmment ça viellit (Chute brutale ou perte progressive de l'autonomie)?

Remundo nous fait une expérience avec sa CATHI,viewtopic.php?f=15&t=12662 ce qui est trés intéressant, mais je le soupconne (un peu) de "soigner" (beaucoup) ses batteries au point qu'elles vont trés certainement avoir une longévité record. Qu'en sera t il avec la batterie de la voiture de mme Michu?

[chazel]

Très convoitées, les terres rares sont un groupe de 17 métaux indispensables à la fabrication des voitures électriques,...

Concernant la voiture électrique, hors eventuellement la batterie et encore..., il n'y a pas de necessité absolue d'utiliser des metaux rares.

Corrigez moi si je me trompe, mais la voiture de Remundo fonctionne trés bien sans cela. Ce n'est absolument pas un facteur bloquant. Les terres rares permettent juste d'augmenter les perfs de quelques %. C'est mieux, mais pas forcément indispensable.

Pour moi, la problématique du VE tourne principalement autour de la batterie. (ça tombe bien c'est le sujet du fil)

Alors à ce sujet, Chazel qui travaille chez un fabricant renommé nous avait proposé de nous apporter des renseignements sur les batteries. Avez vous pu vous renseigner sur la fiabilité et longévité des batteries pour VE actuellement réalisables?
- Combient de cycles en usage intensif ?
- Combient d'années on peut compter dessus ?
- COmment ça viellit (Chute brutale ou perte progressive de l'autonomie)?

Remundo nous fait une expérience avec sa CATHI,viewtopic.php?f=15&t=12662 ce qui est trés intéressant, mais je le soupconne (un peu) de "soigner" (beaucoup) ses batteries au point qu'elles vont trés certainement avoir une longévité record. Qu'en sera t il avec la batterie de la voiture de mme Michu?

Il est impossible de répondre de façon globale a ces questions.
Les réponses varient selon la techno, l'application, les conditions d'utilisation de la batterie.
Il nous manque un peu de recul, mais on ne pourra jamais considéré une batterie comme un simple réservoir d’énergie, a l'image d'un réservoir d'essence.
Les multiples situations (prévisibles ou non) que subissent les batteries entraînent de fortes variations de performances.
Imaginez une canicule de 15 jours, des voitures en plein soleil avec des batteries soumises a une forte température externe (>50°C), la durée de vie s'en ressentira, voir pourrait rendre l'utilisation impossible tant que la température ne sera pas redescendu (sécurité du BMS).
Certains constructeurs ont prévu des clims pour les usages en pays chaud. C'est au détriment de la fiabilité globale, des perfs et du coût.

[energy_isere]

......

Pour ceux qui s'inquiétaient pour les terres rares

Et on récupère cela facilement ?, quel impact sur le coût de production ?

On en sait rien.
On nous a déjà fait le coup avec les nodues polymettalliquee dans les années 1970.

les Japonais disent :

...."We can start drilling in the mud, using oil extraction technology, within three years at the earliest and start producing rare earth minerals within five years," he said. .....

dans Japan finds major rare earth deposits: researcher

[Remundo]

Corrigez moi si je me trompe, mais la voiture de Remundo fonctionne trés bien sans terres rares. Ce n'est absolument pas un facteur bloquant. Les terres rares permettent juste d'augmenter les perfs de quelques %. C'est mieux, mais pas forcément indispensable.

Hervé, vous avez tout à fait raison.

Remundo nous fait une expérience avec sa CATHI,viewtopic.php?f=15&t=12662 ce qui est trés intéressant, mais je le soupconne (un peu) de "soigner" (beaucoup) ses batteries au point qu'elles vont trés certainement avoir une longévité record. Qu'en sera t il avec la batterie de la voiture de mme Michu?

Pour mes Lithium, elles sont très soignées car elles se chargent et se déchargent à des courants constants et "non violents". Le BMS veille au grain pour les tensions et j'interviens ponctuellement avec un équilibrage manuel, mais juste pour avoir plus d'autonomie.

Pour le Nicad, disons que je reste dans des conditions d'usages prévus par le cahier des charges constructeurs. Parfois un peu musclées (dénivelés en montagne, autoroutes en côte). Mais le Nicad, c'est presque increvable...

[Herv12]

Il est impossible de répondre de façon globale a ces questions.
Les réponses varient selon la techno, l'application, les conditions d'utilisation de la batterie.
Il nous manque un peu de recul, mais on ne pourra jamais considéré une batterie comme un simple réservoir d’énergie, a l'image d'un réservoir d'essence.
Les multiples situations (prévisibles ou non) que subissent les batteries entraînent de fortes variations de performances.
Imaginez une canicule de 15 jours, des voitures en plein soleil avec des batteries soumises a une forte température externe (>50°C), la durée de vie s'en ressentira, voir pourrait rendre l'utilisation impossible tant que la température ne sera pas redescendu (sécurité du BMS).
Certains constructeurs ont prévu des clims pour les usages en pays chaud. C'est au détriment de la fiabilité globale, des perfs et du coût.

Ok, pour la question climatique, je m'en doutais un peu, mais faisons abstraction des conditions vraiement extrêmes (la thermo regulation est du domaine du faisable), qu'est ce que ça donnerait? (Je suppose qu'en tant que fabricant, même si vous ne faites pas les batteries pour les VE, vous devez vous douter un peu de ce qu'utilisent vos concurrents?

J'ai clairement le sentiment que les performances en longivité des batteries en utilisation VE est une question un peu taboue...

[Herv12]

Tiens un article qui va intéresser Remundo:

Des scientifiques de l'Université de Stanford ont insufflé une nouvelle vie à la batterie nickel-fer, une technologie rechargeable développée par Thomas Edison, il y a maintenant plus d'un siècle.
Conçue dans les années 1900 pour alimenter des véhicules électriques, la batterie de Thomas Edison a pratiquement disparu à partir des années 1970. Aujourd'hui seulement, une poignée de sociétés fabriquent encore ce type de batterie, principalement dans le but de stocker le surplus d'électricité provenant des panneaux solaires et des éoliennes.

"La batterie Edison est très robuste, mais elle possède un certain nombre d'inconvénients", a déclaré Dai Hongjie, professeur de chimie à l'Université de Stanford. "Une batterie typique peut prendre des heures à se charger, alors que le taux de décharge demeure très lent."

Aussi, le Pr. Dai et ses collègues de Stanford ont-ils considérablement amélioré les performances de cette technologie centenaire. Ils ont en effet créé une batterie nickel-fer ultra-rapide en mesure d'être complètement rechargée en 2 minutes et déchargée en moins de 30 secondes. Les résultats ont été publiés dans la revue 'the journal Nature Communications' en date du 26 Juin 2012.
"Nous avons augmenté le taux de chargement et de déchargement de près de 1.000 fois (...) Nous avons fait très vite", a déclaré Hailiang Wang, étudiant diplômé de Stanford et principal auteur de l'étude.

Des batteries hautes performances et à faibles coûts pourraient donc voir le jour et être utilisées par les véhicules électriques, tout comme Edison l'avait initialement prévu, a précisé le Pr Dai. "J'espère que nous pourrons donner à la batterie nickel-fer une nouvelle vie," a t-il ajouté.

Edison, l'un des tous premiers défenseurs des véhicules électriques a commencé à commercialiser une batterie nickel-fer courant 1900. Il a utilisé son système dans les voitures électriques jusque dans les années 1920. La longue durée de vie ainsi que la fiabilité de cette batterie en font une source de stockage d'énergie très répandue dans les chemins de fer, les mines et autres industries jusqu'au milieu du 20e siècle.

Edison a conçu la batterie nickel-fer comme une alternative peu coûteuse aux batteries plomb-acide, connues pour leurs propriétés corrosives. Sa conception initiale se compose de deux électrodes - une cathode en nickel et une anode en fer - baignées dans une solution alcaline. "Il est important de noter, que le nickel et le fer sont des éléments abondants sur terre et relativement non toxiques", a expliqué le Pr. Dai.

Le carbone a longtemps été utilisé pour améliorer la conductivité électrique des électrodes. Pour améliorer les performances de la batterie d'Edison, l'équipe de Stanford a utilisé le graphène - des feuilles de carbone de taille nanométrique d'un seul atome d'épaisseur - et des nanotubes de carbone multi-parois, constitués chacun d'environ 10 feuilles de graphène concentriques enroulées ensemble.

"Dans les électrodes conventionnelles, on mélange les matériaux de fer et de nickel avec du carbone conducteur," a dit H. Wang. "Au lieu de cela, nous avons fait croître des nanocristaux d'oxyde de fer sur le graphène, et des nanocristaux d'hydroxyde de nickel sur des nanotubes de carbone."

Cette technique produit une liaison chimique forte entre les particules métalliques et les nanomatériaux de carbone, qui a eu un effet spectaculaire sur les performances. "Le couplage des particules de nickel et de fer sur le substrat de carbone permet à la charge électrique de se déplacer rapidement entre les électrodes et le circuit extérieur," a ajouté le Pr. Dai. "Le résultat est une version ultra-rapide de la batterie nickel-fer qui est capable de se charger et de se décharger en quelques secondes."

Les applications futures

Le prototype de batterie '1 volt' développé en laboratoire possédait juste assez d'énergie pour faire fonctionner une lampe de poche. L'objectif des chercheurs est de réaliser une batterie plus performante capable d'être utilisée par le réseau électrique ou par le secteur du transport.

La plupart des véhicules électriques, tels que la Nissan Leaf et la Chevrolet Volt, fonctionnent avec des batteries au lithium-ion, capables de stocker beaucoup d'énergie, mais réclamant de nombreuses heures pour se charger. "Notre batterie ne sera probablement pas en mesure d'alimenter une voiture électrique, parce que la densité d'énergie n'est pas idéale (...) Mais elle pourrait aider les batteries au lithium-ion en leur fournissant un réel coup de pouce dans les phases d'accélération et de récupération d'énergie au freinage" a précisé encore H. Wang.
La batterie améliorée d'Edison pourrait s'avérer particulièrement utile dans les situations d'urgence.

"Le nickel, le fer et le carbone sont relativement peu coûteux. L'électrolyte se réalise juste avec de l'eau et de l'hydroxyde de potassium, des éléments bon marché et non dangereux. Ils n'exploseront pas dans une voiture" a t-il assuré.

Le prototype de batterie a toutefois un inconvénient clé - sa capacité à tenir la charge au fil du temps. "Il n'a pas la stabilité du cycle charge-décharge d'un vélo classique" a indiqué le Pr. Dai. "En ce moment notre batterie se dégrade d'environ 20%, au dela de 800 cycles. C'est à peu près le même chiffre que celui d'une batterie au lithium-ion.""L'utilisation des nanomatériaux fortement couplés représente une approche très excitante dans la création des électrodes," a t-il dit. "C'est différent des méthodes traditionnelles, où il suffit de mélanger les matériaux ensemble. Je pense que Thomas Edison serait heureux de voir ces progrès."

http://www.enerzine.com/603/14162+scien ... ison+.html

[Remundo]

En lien avec le post d'Hervé, une alternative avec les nanomatériaux en carbone ici
viewtopic.php?f=15&t=17123
[ultracondensateurs]

[Herv12]

BASF compte investir au moins 100 millions d’euros dans les batteries pour véhicules électriques d’ici à 2016. Selon le chimiste, le marché des batteries pour véhicules électriques représenterait un chiffre d’affaires potentiel de 20 milliards d’euros d’ici à 2020. BASF compte s’octroyer 500 millions d’euros de ce marché.

BASF travaille actuellement sur des batteries fonctionnant avec une combinaison de lithium et de souffre, qui permettrait d’atteindre une autonomie de plus de 300 km. (AUTOMOBILWOCHE 16/7/12)

Lien

[navidad]

Le cabinet de conseil McKinsey a réalisé une étude sur les projections du prix des batteries. Le coût de ce composant clé des voitures électriques pourrait ainsi être divisé par 3 en 2020 et presque 4 en 2025.

Aujourd’hui, le prix d’une batterie lithium est d’environ 600$/kWh. Il s’agit de l’organe le plus couteux de la voiture électrique. Le prix de la batterie est donc un élément clé de la compétitivité économique de la voiture électrique. D’après l’étude de McKinsey, le prix des batteries électriques pourrait atteindre 200$/kWh en 2020 et 160$/kWh en 2025. A ce prix, la voiture électrique deviendrait bien plus compétitive que la voiture thermique. Cela pourrait donc doper les ventes de véhicules électriques et modifier profondément l’industrie de la mobilité individuelle.

[Troti]

Le cabinet de conseil McKinsey a réalisé une étude sur les projections du prix des batteries. Le coût de ce composant clé des voitures électriques pourrait ainsi être divisé par 3 en 2020 et presque 4 en 2025.

Aujourd’hui, le prix d’une batterie lithium est d’environ 600$/kWh. Il s’agit de l’organe le plus couteux de la voiture électrique. Le prix de la batterie est donc un élément clé de la compétitivité économique de la voiture électrique. D’après l’étude de McKinsey, le prix des batteries électriques pourrait atteindre 200$/kWh en 2020 et 160$/kWh en 2025. A ce prix, la voiture électrique deviendrait bien plus compétitive que la voiture thermique. Cela pourrait donc doper les ventes de véhicules électriques et modifier profondément l’industrie de la mobilité individuelle.

Ca serait bien de savoir sur quelles bases ils s'appuient pour cette projection.

[Aerobar]

Le cabinet de conseil McKinsey a réalisé une étude sur les projections du prix des batteries. Le coût de ce composant clé des voitures électriques pourrait ainsi être divisé par 3 en 2020 et presque 4 en 2025.
blabla

Ca serait bien de savoir sur quelles bases ils s'appuient pour cette projection.

Les méthodes habituelles de prolongation graphique des courbes, vu qu'ils sont techniquement incompétents en la matière.

[Lansing]

Bonjour,
Ce n'est pas une voiture mais un bateau.
Un Remora vient d'exploser, ou plutôt ses batteries, dans le port de Saint Quay Portrieux.
Le Remora est un semi rigide électrique de servitude destiné aux ports de plaisance, il y en a à Brest et dans plusieurs autres ports du littoral.
Il est fabriqué par le chantier lorientais E3H.
Le 4 batteries de propulsion sont des plomb gélifié, 48 volts et 200Ah. Il y a deux moteurs de 4kW, rien d'extraordinaire.
Ces batteries sont normalement beaucoup moins dangereuses que certaines Lithium.
Mais elles sont confinées et l'accumulation d'hydrogène en explosant a grièvement blessé un agent du port.
Plus d'infos ici :
http://www.letelegramme.com/local/cotes ... 785380.php

[chazel]

Bonjour,
Ce n'est pas une voiture mais un bateau.
Un Remora vient d'exploser, ou plutôt ses batteries, dans le port de Saint Quay Portrieux.
Le Remora est un semi rigide électrique de servitude destiné aux ports de plaisance, il y en a à Brest et dans plusieurs autres ports du littoral.
Il est fabriqué par le chantier lorientais E3H.
Le 4 batteries de propulsion sont des plomb gélifié, 48 volts et 200Ah. Il y a deux moteurs de 4kW, rien d'extraordinaire.
Ces batteries sont normalement beaucoup moins dangereuses que certaines Lithium.
Mais elles sont confinées et l'accumulation d'hydrogène en explosant a grièvement blessé un agent du port.
Plus d'infos ici :
http://www.letelegramme.com/local/cotes ... 785380.php

Problème bien connu des sous-marins

[chazel]

Très convoitées, les terres rares sont un groupe de 17 métaux indispensables à la fabrication des voitures électriques,...

Concernant la voiture électrique, hors eventuellement la batterie et encore..., il n'y a pas de necessité absolue d'utiliser des metaux rares.

Corrigez moi si je me trompe, mais la voiture de Remundo fonctionne trés bien sans cela. Ce n'est absolument pas un facteur bloquant. Les terres rares permettent juste d'augmenter les perfs de quelques %. C'est mieux, mais pas forcément indispensable.

Pour moi, la problématique du VE tourne principalement autour de la batterie. (ça tombe bien c'est le sujet du fil)

Alors à ce sujet, Chazel qui travaille chez un fabricant renommé nous avait proposé de nous apporter des renseignements sur les batteries. Avez vous pu vous renseigner sur la fiabilité et longévité des batteries pour VE actuellement réalisables?
- Combient de cycles en usage intensif ?
- Combient d'années on peut compter dessus ?
- COmment ça viellit (Chute brutale ou perte progressive de l'autonomie)?

Remundo nous fait une expérience avec sa CATHI,viewtopic.php?f=15&t=12662 ce qui est trés intéressant, mais je le soupconne (un peu) de "soigner" (beaucoup) ses batteries au point qu'elles vont trés certainement avoir une longévité record. Qu'en sera t il avec la batterie de la voiture de mme Michu?

J’étais en vacances

- On peu espérer raisonnablement quelques milliers de cycles
- Quelques années
- Dégradation lente et progressive (est considérée comme fichu une batterie ne contenant plus que 80% de sa capacité initiale)

Mais la probabilité de rencontrer une situation critique pour la durée de vie de la batterie, ses perfs, sont, a priori, plus fréquentes et mal maîtrisées.