Ingénieur dans la vie réelle, auteur de courts métrages sur les questions énergétiques et (...)
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Ingénieur dans la vie réelle, auteur de courts métrages sur les questions énergétiques et (...)
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Article publié le 18 mars 2009
Les annonces récentes sur
les voitures électriques ont focalisé l’attention sur les batteries, alors qu’un autre composant nous paraît bien plus
essentiel pour les véhicules du futur : le supercondensateur (aussi appelé super-capacité).
Car seul ce composant est à même d’assurer les très grandes vitesses de
charge et de décharge que représentent les phases de freinage et
d’accélération. Les batteries modernes au lithium ont en effet le
défaut de nécessiter des cycles de charge/décharge bien particuliers
pour garantir tant leur capacité maximale que leur longévité,
incompatibles avec la durée et l’intensité de ces phases. Le
supercondensateur constitue donc le chaînon indispensable entre le
moteur et les batteries, en attendant que certaines découvertes récentes parviennent à sortir du laboratoire.
Ce supercondensateur est bien entendu décrié par les fabricants de
batteries qui insistent - avec raison - sur son coût très élevé, mais
en oubliant un facteur essentiel : sa durée de vie, très largement
supérieure.
Pourquoi tant de haine ? Sans
doute parce que la voiture électrique ne pourra pas, dans les
prochaines années, sortir du créneau du véhicule de niche et
concurrencer sérieusement le véhicule thermique, de la même façon que
les Vélib’ n’ont jamais menacé le marché de la bicyclette ou du
scooter. Tandis que le supercondensateur pourrait rapidement se
généraliser sur les millions de véhicules neufs que produisent
aujourd’hui les grands constructeurs, pour transformer le véhicule de
M. Tout-le-monde en ce qu’on appelle un mild hybrid - un hybride léger. Gains
attendus en consommation urbaine : entre 5 et 20%, selon la ville et le style de conduite.
Constructeurs et équipementiers se gardent également bien de
communiquer trop vite sur l’énorme avantage du supercondensateur couplé
à un moteur électrique : en supplantant le moteur thermique lors de
l’accélération, il supprime une grande partie de la pollution,
notamment en termes de particules, engendrée par la montée brutale en
régime du moteur, notamment en diesel. Regardez donc les beaux nuages
noirs que laissent derrière elles les grosses berlines tournant au
gazole, même flambant neuves...
La stratégie gagnante de l’industriel est bien entendu d’attendre que
la norme l’oblige à utiliser ce genre d’équipements : l’antipollution
est une exigence que le client apprécie mais pour laquelle il refuse de
débourser le moindre euro supplémentaire.
Les Etats européens ou américains pourraient décider de l’imposer aux
industriels : mais ce serait de fait fournir un marché en or à
l’industrie japonaise, qui possède la plupart des brevets et des moyens
de production.
Le supercondensateur, ou la solution dont personne ne veut entendre parler.
Thèmes
Répondre à cet article
par Olivier (IP:xxx.xx9.18.123)
le 18 mars 2009 à 18H33
Le problème avec les super-condensateurs est qu’ils ont une densité énergétique massique 50 fois plus faible que les batteries LiFePO4 modernes.
L’innovation récente du MIT (Ceder et al) est de confèrer des priorités de supercondensateur aux batteries lithium ion.
Abstract The storage of electrical energy at high charge and discharge rate is an important technology in today’s society, and can enable hybrid and plug-in hybrid electric vehicles and provide back-up for wind and solar energy. It is typically believed that in electrochemical systems very high power rates can only be achieved with supercapacitors, which trade high power for low energy density as they only store energy by surface adsorption reactions of charged species on an electrode material1, 2, 3. Here we show that batteries4, 5 which obtain high energy density by storing charge in the bulk of a material can also achieve ultrahigh discharge rates, comparable to those of supercapacitors. We realize this in LiFePO4 (ref. 6), a material with high lithium bulk mobility7, 8, by creating a fast ion-conducting surface phase through controlled off-stoichiometry. A rate capability equivalent to full battery discharge in 10–20 s can be achieved.
par karva (IP:xxx.xx1.19.108)
le 19 mars 2009 à 18H37
La justification d’avoir un supercondensateur dans une voiture électrique est uniquement d’obtenir une grosse puissance instantanée qui permette une accélération/ralentissement efficaces. Cele est en train de disparaître parce que les batteries récentes permettent des courants de décharge/recharge très puissants. Ce n’est malheureusement pas le cas des batteries Li-métal-polymères de Bolloré, et c’est un gros problème de cette solution.
Par ailleurs, le condensateur stocke une énergie très limitée, et la voiture parcourerait une dizaine de Km (de plus, je ne connais pas le prix de 200Kg de supercondensateurs, mais je doute que ça coûte moins que les 200Kg de batteries qui permettent de couvrir 200km..). Cela peut être intéressant pour des trolleybus qui ne seraient alimentés par le secteur que sur une partie de leur trajet.
Pour la durabilité, les nouvelles batteries (Li FePO4) sont annoncées pour plus de 1000 cycles, et cela permet de faire 200000Km en électrique. Je pense que ces LiFePO4 coûteront moins de 3000 Euros pour 10KWh (100Km d’autonomie) et 100Kg de poids. Ce sont juste des ordres de grandeur. Je vous invite à réfléchir qu’un véhicule basé sur l’électricité n’a pas de gros moteur thermique (on peut se contenter de 20CV couplés à un alternateur pour l’hybride), qu’il n’a pas de changement de vitesse, pas de différentiel, de cardans (moteur dans la roue)...
Mais c’est une révolution technologique majeure, qui nécessite des investissements. Or les batteries viennent d’Asie parce qu’on n’a pas investi, et il faut investir dans de nouveux procédés, moteurs, informatiques de contrôle, régulateurs de puissance...
Or l’Europe est dramatiquement en retard, et l’Asie progresse très vite ! La France, qui a su investir pour produire une électricité écologique doit essayer d’utiliser cette avance pour développer la voiture électrique plutôt que gaspiller de l’argent à développer des éoliennes inefficaces !
Karva
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