L'écoconception des prototypes a mis l'accent sur la facilité d'assemblage et de démontage des composants de la batterie, afin d'optimiser leur réparation, leur réutilisation et leur recyclage. À cette fin, le projet intègre jusqu'à 60 % d'aluminium recyclé post-consommation, ce qui représente une économie de 777 kg d'équivalent CO₂ par boîtier de batterie. La modularité a été privilégiée pour prolonger la durée de vie de la batterie et de ses composants, réduisant ainsi les déchets et leur impact environnemental.
De plus, des innovations facilitent la charge ultra-rapide grâce à un système de refroidissement assurant une extraction thermique uniforme des cellules et des barres omnibus, associé à des algorithmes d'optimisation du processus de charge. Un boîtier de jonction permet également de basculer entre 400 V et 800 V selon les besoins, rendant ainsi la batterie compatible avec des modèles de différentes tailles.

« L’approche circulaire ouvre la voie à une technologie de véhicules électriques plus durable, tandis qu’en optimisant les performances des batteries, nous résolvons les principaux points critiques pour l’acceptation et l’adoption de la voiture électrique, tels que l’autonomie limitée du véhicule et le temps de charge, permettant ainsi de parcourir de plus longues distances », souligne Eduard Piqueras, coordinateur du projet Marbel et coordinateur des programmes européens chez Eurecat.

Seconde vie des batteries :
L'un des axes majeurs du projet est la seconde vie des batteries, permettant la réutilisation et le reconditionnement de leurs composants pour des applications énergétiques autres que le secteur automobile.
«En intégrant des principes d'écoconception tels que la modularité, la seconde vie et l'utilisation de matériaux à forte teneur en matériaux recyclés et à fort potentiel de recyclabilité, Marbel prolonge la durée de vie des batteries et optimise les flux de matériaux, réduisant ainsi les déchets tout en préservant la valeur des matériaux et contribuant à la fois à la durabilité et à la viabilité économique», explique Violeta Vargas, chercheuse au sein de l'unité Déchets, Énergie et Impact environnemental d'Eurecat.
Marbel a également intégré des stratégies avancées de récupération des matériaux pour extraire du graphite, du lithium, du nickel, du manganèse et du cobalt de haute pureté des cellules en fin de vie, conformément au règlement européen relatif aux normes de durabilité applicables aux piles et aux déchets de piles.

Architecture intelligente :
Les prototypes présentent une architecture intelligente combinant les connexions d’alimentation via des barres omnibus, facilement assemblables et démontables à l’aide de fixations boulonnées standard. La flexibilité de ces barres omnibus a été optimisée, simplifiant les opérations d’assemblage et leur permettant de résister aux vibrations auxquelles la batterie pourrait être soumise dans le véhicule.
De plus, le système de gestion de batterie (BMS) intègre une communication sans fil et une surveillance intelligente de l’énergie en temps réel, réduisant considérablement le poids, le coût et la complexité de conception. Concrètement, un dispositif électronique intelligent (iSCM, Smart Cell Manager) a été conçu et intégré à chaque cellule de la batterie, permettant une surveillance locale de chaque cellule et une communication directe avec le BMS via la technologie sans fil Bluetooth.
Ceci réduit, par exemple, le câblage d’une batterie de 16 cellules de plus de 20 mètres à seulement 80 centimètres, diminuant ainsi les coûts des matériaux, le poids et la complexité d’assemblage.
Les données collectées par le BMS, ainsi que celles générées par l’iSCM, sont intégrées dans un jumeau numérique basé sur l’intelligence artificielle et des algorithmes d’apprentissage automatique, qui effectue des analyses prédictives en intégrant des informations provenant de différentes sources dans une application web unique. Le système est capable de prédire la durée de vie restante de la batterie, son niveau de charge et son état, ainsi que la date de fin de vie utile, entre autres facteurs. Il fournit ainsi des informations précises pour planifier une seconde durée de vie en fonction de l'état des composants.
Ce projet, doté d'un budget de 11 millions d'euros, a été financé par le programme Horizon 2020 de l'Union européenne. Le consortium Marbel a réuni 16 partenaires issus de huit pays européens, dont six universités et centres de recherche, une société d'ingénierie automobile, deux PME, un constructeur automobile et cinq fabricants de composants.