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Unpacked : Batteries pour véhicules électriques
À l’heure actuelle, les véhicules électriques sont très prisés par les conducteurs. Grâce à la technologie améliorée des batteries au lithium-ion, le concept de véhicule électrique à longue portée est devenu une réalité, comme en témoigne le succès de l’entreprise automobile Tesla. Parmi les autres fabricants de VE, on compte Nissan et Chevrolet, ainsi que des modèles hybrides de Hyundai.
Les VE utilisent plusieurs types de batteries, et la plus courante est la batterie au Lithium-Ion ou Li-Ion en abrégé. On les trouve également dans les téléphones intelligents, les ordinateurs portables, les tablettes ainsi que les montres intelligentes. L’utilisation de cette batterie a propulsé la technologie à une nouvelle dimension. Le nombre de véhicules électriques utilisant les batteries Li-Ion dépasse largement celui des appareils électroniques personnels. En raison de leur densité élevée en matière d’énergie et de puissance, les batteries Li-Ion constituent le premier choix. Il existe également des batteries au nickel-hydrure métallique et des ultracondensateurs, qui sont des options de stockage.
Comment fonctionnent donc les batteries des véhicules électriques ? Commençons par la composition chimique et la réaction de la batterie li-ion. Elle est composée d’une cathode à base de lithium (électrode positive / conducteur), d’une anode (électrode négative / conducteur) qui est du carbone, et d’un électrolyte qui agit comme un catalyseur. Une description simple de la réaction chimique de la batterie Li-Ion est la suivante : les électrons (charge négative) du lithium sont transférés de l’anode à la cathode pendant la décharge. La réaction inverse se produit pendant la charge, des ions se forment à l’interface entre la cathode et l’électrolyte. Les ions sont des atomes qui sont chargés électriquement au moyen du gain ou de la perte d’électrons. Le transfert d’électrons de la cathode à l’anode crée une valeur de tension qui passe à travers la cathode.
Les véhicules électriques sont équipés d’un moteur électrique et non d’un moteur à combustion interne. Il existe des batteries séparées qui alimentent les accessoires à l’intérieur des véhicules et des batteries qui alimentent respectivement le moteur électrique de traction, la batterie auxiliaire et le bloc de batteries de traction. Le moteur de traction électrique entraîne ensuite les roues. L’efficacité de cette batterie détermine l’autonomie du VE.
À présent, découvrons ce que contient un bloc de batteries pour véhicule électrique. Selon le fabricant, il peut consister en de centaines de batteries aussi petites que celles de votre téléphone intelligent mais avec une capacité plus importante. Ces petites batteries sont ensuite regroupées en cellules à un nombre fixe de manière à suivre la capacité de la batterie. Ensuite, un certain nombre de cellules sont placées dans un module ou simplement dans un étui de protection. Pour créer un bloc de batteries, plusieurs modules sont placés ensemble avec un système de gestion des batteries dans le véhicule électrique. Le système de gestion des batteries pourrait comprendre des systèmes de contrôle et de protection ainsi qu’un système de refroidissement des batteries.
L’un des avantages de la batterie lithium-ion réside dans le fait que son poids est de loin inférieur à la densité énergétique qu’elle produit : d’où son utilisation dans les véhicules électriques. Une voiture plus légère permet de parcourir de plus longues distances et d’améliorer les performances.
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