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Technologies et véhicules - Les différents types de batteries

Lors de la conception d'un véhicule électrique, le choix de la batterie est primordial et la phase de recherche souvent très longue.

En effet, les constructeurs doivent trouver des batteries aux performances adaptées à leur véhicule (autonomie, puissance...) et à un prix raisonnable.

Cette rubrique vous présentera un tour d'horizon des différentes batteries existant sur le marché ainsi que leurs performances.

Définition
Les différents types de batteries :
Plomb
Nickel Cadmium
Nickel Metal Hydrure
Nickel Zinc
Zebra (Chlorure de sodium)
Lithium ion
Lithium polymère
Comparatif des différentes technologies
Liens

 

Définition

Les batteries (ou accumulateurs) sont des systèmes électrochimiques servant à stocker de l'énergie.

On peut distinguer deux types de batteries :

Les batteries de démarrage Elles servent notamment dans les voitures thermiques et doivent fournir beaucoup d'énergie durant une courte durée (démarrage)
Les batteries de traction Elles doivent supporter des décharges importantes et constantes et sont utilisées sur les véhicules électriques.

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Les batteries au Plomb

Cette technologie est la plus répandue et équipe actuellement de nombreux scooters (EVT, E-Max), vélos et véhicules électriques particuliers et utilitaires (GEM, Maranello, Deficar...).

Il existe plusieurs variantes des batteries au plomb :

Plomb-Acide Utilisées surtout sur les automobiles (batteries de démarrage)
Plomb-Gel Sans entretien, elles sont très utilisées dans le véhicule électrique
Plomb-Silicone Elles commencent à faire leur apparition sur le marché et offrent plus de resistance que les batteries traditionnelles.

Avantages
Inconvénients
Coût : ce sont les moins chers du marché
Poids
Durée de vie et autonomie faible

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Les batteries Ni-Cd (Nickel Cadmium)

Elles ont équipé les voitures de Peugeot (106, Partner), Renault (Kangoo), Citroên (Saxo, Berlingo) ainsi que le Scoot'elec de Peugeot.

Néanmoins, ces batteries devraient être interdites à la vente courant 2006 en raison de la nocivité du Cadmium sur l'environnement.

Avantages
Inconvénients
Durée de vie importantes (1000 cycles)
Pollution
Effet mémoire

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Les batteries Ni-Mh (Nickel Metal-Hydrure)

Commercialisées depuis 1990 et avec une durée de vie d'environ 500 cycles, les batteries Ni-Mh sont très utilisées sur les vélos à assistance électriques haut de gamme (Ovo, Flyer...).

Elles équipent aussi un grand nombre de véhicules hybrides telle la Toyota Prius.

Avantages
Inconvénients
Pas d'effet mémoire
Capacité d'auto décharge importante

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Les batteries Ni-Zn (Nickel Metal-Zinc)

Avec des caractéristiques "non polluantes", la batterie Nickel-Zinc pourrait concurrencer les classiques batteries au Plomb et meme les batteries Nickel Cadmium.

Son prix est deux fois plus élevé que les batteries au Plomb mais offre une densité énergétique plus importante (80Wh/kg contre 30Wh/kg pour le plomb).

Actuellement, certains scooters testent ces batteries.

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Les batteries Zebra

Avec une température interne de fonctionnement allant de 270 à 350 °C, la batterie Zebra est une batterie chaude sans effet mémoire et offre une densité énergétique de 120Wh/kg.

Ces batteries équipent notamment les cinq bus électriques mis en circulation à Lyon depuis novembre 2004 .

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Les batteries Li-ion (Lithium-ion)

Utilisée notamment sur les ordinateurs portables, cette technologie s'applique également au véhicule électrique.

Avec un faible taux de décharge dans le temps et sans effet mémoire, cette batterie offre une densité énergétique importante de l'ordre de 110 à 160 Wh/kg.

Néanmoins, ces batteries sont à manipuler avec précaution en raison du risque d'explosion s'ils sont rechargés dans de mauvaises conditions. Si vous êtes équipé de ce genre de batteries sur votre ordinateur, n'ayez crainte : pour préserver les utilisateurs du moindre risque, les fabricants de packs d'accumulateurs au Li-ion insèrent systématiquement un circuit électronique de protection dans leurs batteries.

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Les batteries Li-Po (Lithium-Polymère)

Utilisée sur de nombreux prototypes telle la Cleanova 2 de Dassault-Heuliez, cette technologie équipera les véhicules de demain.

Sa densité energétique est de l'ordre de 100-110 Wh/kg et sa durée de vie peut dépasser facilement les 1000 cycles.

Malheureusement, cette technologie est encore très chère.

On peut néanmoins commencer à trouver en France quelques vélos électriques qui en sont équipés.

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Les batteries : Tableau comparatif des différentes technologies

 

 
Plomb
Nickel Cadmium
Nickel Metal Hydrure (Ni-Mh)
Lithium-ion (Li-ion)
Lithium Metal Polymère
Densité énergétique (Wh/jkg)
30 - 50
45 - 80
60 - 120
110 - 160
100 - 130
Nombre de cycles de vie
400 à 1200
2000
1500
500 à 1000
N/A
Température de fonctionnement
- 20°C à + 60°C
- 40 °C à +60°C
-20 à + 60°C
-20 à 60°C
0 à 60°C
Exemples d'application Vélos électriques, voiturettes Peugeot 106, Partner, Kangoo... Véhicules hybrides (Prius, Honda Civic), scooter ADS Technologies Téléphones portables, ordinateurs... Bluecar de Bolloré, Cleanova...

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Les batteries : liens

 

Vous souhaitez avoir encore davantage d'informations, voici quelques sites à visiter :

Informations
Le monde des accus : tout savoir sur les différentes technologies
Clean-Auto : article sur les batteries
Fabricants
Batscap : fabricant de batteries lithium polymère équipant le prototype Bluecar de Bolloré
SCPS Group : fabricant de batteries Nickel Zinc
FAAM : fabricant italien depuis 1974 de batteries et de véhicule électriques
Trojan : fabricant de batteries plomb
MES DEA : fabricant suisse de batteries ZEBRA
Thunder Sky : fabricant asiatique

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Association AVEM - Véhicules électriques - Les différents types de batteries
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