Si les grands constructeurs automobiles n’exploitent pas encore la technologie lithium-ion fer phosphate dans leurs voitures électriques actuellement en vente, la plupart d’entre eux y croient et travaillent dessus. D’une durée de vie plus grande, plus sûres à utiliser, et potentiellement moins chères à produire, les batteries LFP tournent actuellement à l’essai sur circuit grâce aux développements de PowerTech Systems.
Lithium-ion
Les batteries lithium-ion équipent la plupart des véhicules électriques à 4 roues disponibles sur le marché. Avec des différences notables concernant la nature des éléments chimiques utilisés pour leurs électrodes et leur électrolyte. Lorsqu’elle est sortie, la Tesla Roadster a surpris en embarquant des accumulateurs dérivés de ceux présents dans les ordinateurs portables, avec une anode en graphite et une cathode au cobalt. La plupart des voitures branchées en ventes actuellement sont alimentées par des batteries à cathode au manganèse. Ainsi, par exemple, pour les Nissan Leaf et Renault Zoé mises en circulation jusqu’à aujourd’hui. Sur la Mitsubishi i-MiEV, et ses jumelles PSA, les électrodes négative et positive sont respectivement composées d’oxyde de titane et d’oxyde de manganèse.
Fer phosphate
Utilisant une anode en graphite et une cathode en phosphate de fer, les batteries LFP font partie de la famille des accumulateurs lithium-ion. Si elles tardent à investir les chaînes de traction des voitures électriques et hybrides rechargeables, ce n’est pas parce qu’elles ne sont pas intéressantes à exploiter. Au contraire ! En éliminant de coûteux composants au profit du fer, elles devraient être moins chères à produire en série. Moins sensibles à l’échauffement lors des phases de charges et décharges intensives, elles peuvent être exploitées en toute sécurité avec de plus fortes contraintes. Enfin, leur durée de vie, calculée en nombre de cycles de charge/décharge est bien plus important, de l’ordre du double (2.000-3.000 cycles), par rapport aux modèles montés aujourd’hui par la plupart des constructeurs automobiles proposant une offre branchée.
Au cœur d’un bolide
En participant à la propulsion d’une monoplace estampillée « Formule A » (A, pour Apprentissage), notre adhérent PowerTech Systems fait figure de pionnier dans la technologie lithium-ion fer phosphate. La phase de tests devrait embrayer dès le premier trimestre 2016 sur une commercialisation de sa solution. Spécialisée dans le stockage d’énergie au Lithium-ion, la startup française a souhaité mettre en application son travail au cœur d’un véhicule électrique de course proposé à la location sur circuit. Ce scénario va lui permettre de démontrer que ses nouvelles batteries sont particulièrement adaptées à un usage intensif, en assurant des journées complètes de rotations.
Haute performance
Président de PowerTech Systems, Cyril Bergeaud explique : « Nous utilisons des accumulateurs lithium fer phosphate haute performance pour délivrer de très forts courants sur un temps très court. Cette technologie compacte et légère permet une utilisation soutenue du véhicule et une recharge rapide, sans nécessité de remplacer la batterie entre deux ‘runs’ ». Chaque utilisateur du bolide pourra se faire plaisir au volant de l’engin durant 15-20 minutes. Il ne faudra pas plus du quart d’heure pour recharger les éléments à la moitié de leur capacité, autorisant le bolide à s’élancer à nouveau sur l’anneau. Un délai qui permettra au pilote suivant de se préparer et de prendre place à bord. Au téléphone, Cyril Bergeaud confirme à l’Avem que, dans ces conditions, « un tel traitement ne risque pas de provoquer un échauffement problématique des cellules A123 qui composent le pack ». Il précise : « La conception d’une électronique BMS est nécessaire pour ces fortes puissances ». Reste à résoudre le problème de la recharge en hiver, par des températures négatives, qui imposera un préchauffage préalable. « Une contrainte qui n’aura pas lieu d’être à la décharge, ni au-dessus de 0°C », rassure-t-il.
Formule A
La mise à disposition des batteries haute performance lithium-ion fer phosphate est une aubaine pour Marc Azra qui a créé Formule A, une autre startup Française spécialisée depuis 3 ans dans la conception de monoplaces pour circuit. Il raconte : « Nous avons fait le choix de développer un véhicule électrique qui soit pilotable très facilement et accessible à tous. Cette volonté passe par un développement technologique permettant de rester aussi performant et surtout endurant qu’un véhicule thermique de course ». Et concernant le rapprochement avec PowerTech Systems, il ajoute : « Concrètement, nous avons fait appel à une technologie de stockage d’énergie très performante et compatible avec le comportement sportif du véhicule (conduite plus agressive, plus performante). A mon sens, la technologie lithium-ion proposée par PowerTech Systems est une solution très pertinente pour nos applications ».
Vers une école de pilotage
Il est des collaborations qui ouvrent des portes inespérées. Ainsi avec la solution lithium-ion fer phosphate de PowerTech Systems, qui va permettre de concrétiser un des vieux projets de Marc Azra : mettre en place une exploitation professionnelle de type école de pilotage pour Formule A. Pour y prétendre avec des bolides électriques, il fallait parvenir au meilleur taux possible d’utilisation journalier des engins. Voilà qui est donc réglé ! Aux professionnels en recherche d’animations survoltées, M. Azra propose déjà ses monoplaces à exploiter dès 15 ans sur de nombreux circuits, parmi lesquels ceux de Dreux (28), Le Mans Maison-Blanche (72), Fontenay-le-Comte (85), Mérignac (33), La Genétouze (17), Saint-Dié (88), La Châtre (36), l’Anneau du Rhin (68), le Driving center du Castellet (83), etc.
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