Une plus grande autonomie sur route signifie moins d'arrêts pour recharger les véhicules. En mer, cela permet aux bateaux solaires d'être autonomes en énergie. L'autonomie étant fortement réduite par l'âge de la batterie, la chaleur et le froid, une plus grande marge d'erreur est essentielle.
L'augmentation de la densité énergétique concerne l'intégration, et pas seulement la chimie des cellules. De nouvelles options sont offertes par des batteries plus durables ; une batterie d'une autonomie d'un million de kilomètres est en passe d'être commercialisée. Deux approches sont privilégiées pour simplifier le système cellule-module-pack, à l'instar du suremballage alimentaire pratiqué par les supermarchés. Tesla agrandit son module cylindrique et abandonne le pack en l'intégrant définitivement à une large partie structurelle du châssis. C'est une excellente idée pour une entreprise verticalement intégrée comme Tesla. C'est beaucoup plus complexe pour les constructeurs automobiles traditionnels qui doivent gérer des fournisseurs. Des questions relatives à la seconde vie et au recyclage se posent également.
Toutefois, General Motors semble s'orienter dans cette direction en renforçant son intégration verticale. Sa batterie Ultium utilise un système modulaire appelé assemblage cellule-module (CMA). Les cellules et les modules restent identiques, seule la combinaison des modules et la conception du pack varient selon le véhicule, afin de permettre une commercialisation rapide sur différents segments. Le CMA assure la structure mécanique du véhicule et constitue la principale connexion électrique entre les cellules et le système de propulsion. Les modules sont conçus pour accepter aussi bien les cellules à poche que les cellules prismatiques.
Dans l'approche alternative sans module, MCLA affirme proposer des cellules de type « bag » depuis 2012. CATL, BYD et LG Chem devraient bientôt suivre le mouvement en lançant une production de masse. Des gains allant jusqu'à 30 % en termes de poids et d'autonomie sont annoncés. LG Chem a finalisé le développement de sa plateforme d'intégration de modules. Celle-ci permettrait d'intégrer deux fois plus de cellules que les plateformes de modules classiques. Le coût pourrait ainsi être réduit de 30 % et la densité énergétique augmentée de 10 %. Il s'agit là de gains significatifs en termes de volume de ventes et de valeur de revente pour les véhicules qui les utilisent.
Est-ce que ça s'arrête là ? Les supercondensateurs sont conditionnés de façon similaire aux batteries et ont remplacé de nombreuses batteries lithium-ion dans les microvoitures hybrides. Geely a investi massivement dans les supercondensateurs de grande capacité, remplaçant partiellement les batteries dans ses véhicules hybrides légers et hybrides complets. Skeleton Technology affirme quant à elle avoir signé une lettre d'intention d'un milliard de dollars avec un grand constructeur automobile. Côté encapsulation, les supercondensateurs présentent l'avantage de ne pas se dilater ni se contracter lors des cycles de charge/décharge. Un laboratoire Lamborghini, en collaboration avec le MIT, développe ainsi une carrosserie de supercondensateur autorégénérante, sans module ni enveloppe. L'Imperial College de Londres est en lice, proposant le terme « énergie sans masse », désignant un véhicule dont la carrosserie, à double fonction, ne consacre ni espace ni poids au stockage d'énergie. Les versions ultérieures des batteries à semi-conducteurs devraient être stables en cycle de charge/décharge. Devinez la suite !.
Auteur : Dr Peter Harrop, président d'IDTechEx
