Une nouvelle approche des batteries de voiture est sur le point de transformer les véhicules électriques

CATL possède déjà une usine en Allemagne, ainsi qu’une usine de batteries de 5 milliards de dollars en construction en Indonésie et prévoit un investissement similaire aux États-Unis. Ses propres investissements dans l’extraction du lithium et du cobalt aident à protéger l’entreprise des fluctuations des prix des matières premières. Mais l’un des facteurs clés de l’expansion mondiale de CATL sera la technologie cellule-châssis, où la batterie, le châssis et le soubassement d’un véhicule électrique sont intégrés en un seul, éliminant complètement le besoin d’un bloc-batterie séparé dans le véhicule.

La redistribution du volume des batteries libérera également de l’espace dans la conception d’une voiture pour un intérieur plus spacieux, puisque les concepteurs n’auront plus besoin d’élever la hauteur du plancher d’un VE pour ranger les cellules en dessous dans une grande dalle. Libérés de ces contraintes précédentes, les cellules pouvant constituer l’ensemble du châssis, les constructeurs pourront insérer davantage de cellules dans chaque véhicule électrique, augmentant ainsi l’autonomie.

CATL estime que les véhicules de série de cette conception atteindront une autonomie de 1 000 kilomètres (621 miles) par charge, soit une augmentation de 40 % par rapport à la technologie de batterie conventionnelle.

Carrosserie

Lors du Battery Day 2020 de Tesla, la société a partagé des informations sur quelques avancées clés. Alors que la nouvelle batterie 4680 de Tesla faisait la une des journaux, le PDG Elon Musk et le vice-président senior Drew Baglino ont expliqué comment la production des voitures Tesla évoluait grâce à l’utilisation de pièces moulées sous pression à grande échelle pour remplacer plusieurs composants plus petits. Ils ont également déclaré que Tesla commencerait à utiliser la technologie cellule-corps vers 2023.

En utilisant l’analogie d’une aile d’avion—où maintenant au lieu d’avoir une aile avec un réservoir de carburant à l’intérieur, le réservoirs sont en forme d’ailes – le duo a déclaré que les cellules de la batterie seraient intégrées dans la structure d’une voiture. Pour ce faire, Tesla a développé une nouvelle colle. Normalement, la colle dans une batterie maintient les cellules et les plaques ensemble et agit comme un ignifuge. La solution de Tesla ajoute une fonction de renforcement pour l’adhésif, rendant toute la batterie porteuse.

McTurk explique : « L’intégration des cellules dans le châssis permet aux cellules et au châssis de devenir polyvalents. Les cellules deviennent des réservoirs d’énergie et un support structurel, tandis que le châssis devient un support structurel et protège les cellules. Cela annule efficacement le poids du boîtier de la cellule, le transformant d’un poids mort en quelque chose de précieux pour la structure du véhicule.

Selon Tesla, cette conception, associée à son moulage sous pression, pourrait permettre aux véhicules d’économiser 370 pièces. Cela réduit le poids corporel de 10 %, réduit les coûts de batterie de 7 % par kilowattheure et améliore l’autonomie du véhicule.

Alors que la batterie 4680 de Tesla avec son plus grand volume semble jouer un rôle essentiel dans la capacité de l’entreprise à passer à une conception cellule-corps, la nouvelle batterie Qilin de CATL affiche une augmentation de capacité de 13 % par rapport à la 4680, avec une efficacité d’utilisation du volume de 72 % et une densité d’énergie allant jusqu’à 255 wattheures par kilogramme. Il est appelé à devenir un élément clé de la solution cell-to-pack de troisième génération de CATL et constituera probablement la base de l’offre cell-to-chassis de la société.

Une cellule facile

La berline Leapmotor C01, en vente plus tard en 2022, utilise une conception cellule-châssis.

Photographie: Leapmotor

Pour ceux qui pensent que ces technologies de batterie révolutionnaires sont encore dans quelques années, la cellule au châssis est en fait déjà là. La startup chinoise de véhicules électriques en croissance rapide mais encore relativement inconnue, Leapmotor, prétend être la première entreprise à commercialiser une voiture de série dotée de la technologie cellule-châssis. La berline C01 de Leap devrait être mise en vente avant la fin de 2022. Utilisant une technologie propriétaire, que la société a proposé de partager gratuitement, Leap affirme que la C01 offre une maniabilité supérieure (la meilleure répartition du poids des conceptions cellule-châssis pourrait expliquer cela ), portée légèrement plus longue et sécurité améliorée en cas de collision.

De nombreux véhicules électriques ont déjà été créés à partir des plates-formes de voitures à combustion interne – et certains le sont toujours – mais l’adoption de conceptions cellule-châssis rendra ces plates-formes plus anciennes désespérément surclassées. Selon Frost de Sprint Power, « l’engagement de la plupart [manufacturers] à un avenir exclusivement électrique, en conjonction avec des conceptions plus intégrées, telles que la cellule au châssis, conduira à des améliorations significatives dans la conception globale et les performances des véhicules électriques.

Bien que la technologie cellule-châssis soit sans aucun doute la prochaine étape avec les véhicules électriques, ce n’est pas une panacée. Des technologies telles que les batteries à semi-conducteurs et les batteries à base de sodium feront probablement partie du puzzle. Et l’adoption de la cellule au châssis introduira sans aucun doute de nouveaux problèmes pour l’industrie.

D’une part, le remplacement des cellules défectueuses sera beaucoup plus difficile dans un boîtier cellule-châssis, car chaque cellule fera partie intégrante de la structure de la voiture. Ensuite, il y a la question de savoir ce qui se passe lorsque la voiture est mise au rebut. Actuellement, les modules peuvent trouver leur chemin dans de nombreuses applications de seconde vie, mais McTurk pense que les tailles de batterie plus grandes dans les conceptions cellule à pack et cellule à châssis peuvent les limiter aux applications de stockage sur réseau.