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Ce que vous devez savoir sur la durée de vie des batteries des voitures électriques

19 octobre 2020

De nombreux conducteurs n'ont pas confiance dans les voitures électriques principalement en raison de leur autonomie. Dans la pratique, il a cependant été prouvé que les batteries des voitures électriques peuvent parcourir beaucoup plus de kilomètres que prévu. Les technologies et les matériaux utilisés par les fabricants peuvent garantir des conditions de travail idéales pour la batterie et prolonger sa durée de vie.

Charge rapide et durée de vie de la batterie de la voiture - la durée de vie des cellules dépend dans une large mesure de sa bonne utilisation.
Charge rapide et durée de vie de la batterie de la voiture - la durée de vie des cellules dépend dans une large mesure de sa bonne utilisation.

Les questions les plus courantes concernant la technologie des voitures électriques sont d’ordre « opérationnelles ». Les batteries lithium-ion qui y sont utilisées ont une capacité définie, qui diminue progressivement au fil du temps et des cycles de charge. Par conséquent, la batterie est connectée au chargeur de la voiture de plus en plus souvent, et doit être remplacée, ce qui est assez coûteux. Toutefois, l'expérience de l'utilisation de voitures électriques aux États-Unis et en Europe, entre autres, montre que la durée de vie d'une batterie de voiture a dépassé les attentes des fabricants et des utilisateurs eux-mêmes. Et bien que les voitures électriques ne soient pas aussi performantes que les véhicules à moteur à combustion en termes d'autonomie, leurs ventes augmentent chaque année.

En outre, les constructeurs automobiles et les fournisseurs de technologies travaillent sur de nouvelles solutions en matière de conception et de matériaux afin de garantir des conditions optimales pour les batteries et d'en prolonger ainsi le cycle de vie. Knauf Industries a également rejoint la concurrence avec l'introduction du bloc-batterie de voiture, qui comprend des composants d'isolation en mousse innovante PPE.

Quelle est la durée de vie de la batterie d'une voiture électrique ?

Depuis longtemps, de nombreux mythes circulent sur l’autonomie des batteries des voitures électriques, à cause des batteries en lithium-ion que l’on trouve dans les smartphones et les ordinateurs portables. Il est bien connu que chaque cycle de charge réduit la capacité de la batterie, c'est-à-dire la quantité d'énergie stockée dans celle-ci pour alimenter l'appareil. Aujourd'hui, les voitures électriques sont déjà utilisées depuis longtemps et on a des données réelles sur sa durabilité des batteries qui les composent. Par exemple, Plug In America avait testé la Tesla S et il a été constaté qu'après les 80 000 premiers kilomètres, les cellules perdaient environ 5 % de leur capacité. Le fabricant donne une garantie de 8 ans sur les cellules utilisées, et estime leur durée de vie à 500 000 - 800 000 km. Renault et Hyundai offrent la même garantie, mais dans ces cas-là, les limites de kilométrages sont un peu plus basses, à 160 000 km et 200 000 km respectivement.

Dans la plupart des cas, une batterie est remplacée sous garantie si sa capacité descend en dessous de 60 à 70 % de sa valeur d'origine. Il est à noter que le conducteur européen moyen parcourt environ 37 km par jour, ce qui donne environ 12 à 14 ans d'utilisation sans stress dans le cas de Renault et Hyundai, et dans le cas de Tesla, même jusqu'à 60 ans ! En pratique, il existe des voitures électriques en Europe et aux États-Unis, qui ont déjà dépassé la barre du demi-million de kilomètres parcourus, et la capacité de leur batterie n'est pas descendue en dessous de 80 %. La durée de vie des cellules peut encore être prolongée grâce à une utilisation et des conditions appropriées.

De quoi dépend la durée de vie d'une batterie de voiture ?

Batterie de voiture de Knauf Industries.
Batterie de voiture de Knauf Industries.

La durée de vie d'une batterie dépend de sa fabrication et de ses conditions de fonctionnement. Le plus grand ennemi des batteries lithium-ion est la chaleur, qui provoque leur surchauffe et réduit considérablement leur capacité. Ce problème était particulièrement présent dans les premiers modèles de voitures électriques équipées d'un système de refroidissement passif par air. Aujourd'hui, les batteries sont le plus souvent équipées de systèmes actifs de refroidissement et de chauffage par liquide. En outre, l'ordinateur de contrôle de la distribution d'énergie veille à ce que la batterie de la voiture électrique fonctionne dans des plages de charge optimales de 20 à 80 %. La durée de vie de la batterie est également affectée par les longues périodes d'immobilisation pendant lesquelles les batteries ne sont pas rechargées, ainsi que par la charge rapide, ce que confirme l'expérience des chauffeurs de taxi européens et américains. Il convient également de garder à l'esprit que la batterie est exposée à divers types de chocs et de vibrations, ce qui, dans le pire des cas, peut l'endommager. C'est pourquoi elle dépend aussi beaucoup de la construction de la batterie, et en particulier des matériaux utilisés pour son isolation.

Pourquoi faut-il utiliser des systèmes d'isolation des batteries pour les voitures électriques ?

Séparateur en mousse PPE dans une batterie de voiture électrique.
Séparateur en mousse PPE dans une batterie de voiture électrique.

Chaque charge entraîne un changement chimique, qui peut se traduire par une augmentation de la taille des cellules et même une déformation de la batterie pour la voiture électrique. Cela peut générer des problèmes de régulation efficace de la température, d'augmentation de la température et de pénétration dans les cellules adjacentes. C'est pourquoi une isolation correcte des cellules de batterie est très importante. Des matériaux correctement sélectionnés permettront, d'une part, de les séparer en termes de propriétés thermiques et électriques et, d'autre part, de protéger les cellules et les connexions électriques contre la déformation ou les dommages mécaniques dans des conditions d'utilisation difficiles. Un matériau très efficace utilisé dans la construction de la batterie de voitures électriques esy la mousse polypropylène expansé (PPE) produite par Knauf Industries. Elle offre une isolation thermique et électrique efficace. Elle est résistante aux températures élevées qui peuvent intervenir lors d'une charge rapide, car elle répond aux exigences de la norme UL94. Sa valeur ajoutée, très appréciée par l'industrie automobile, rest son faible poids, qui permet donc de diminuer le poids réel des véhicules électriques, ce qui augmente également leur autonomie.

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Quels produits pour l’isolation des batteries de voiture avec du PPE ?

L'un des produits phares isolants en mousse de PPE est le séparateur de cellules de batterie, qui non seulement absorbent les chocs, mais empêchent également les cellules de se déformer en raison de changements chimiques. Le polypropylène expansé est idéal dans ce cas car il ne subit pas de déformation permanente et reprend sa forme initiale. C'est un excellent isolant thermique, qui empêche les températures de passer entre les composants de la batterie et la voiture électrique, assurant ainsi une répartition uniforme de la température. Les composants fabriqués à partir de ce matériau ont également une valeur de tension de claquage élevée et empêchent les courts-circuits entre les différents éléments de la batterie. C'est pourquoi le polypropylène expansé est également parfait pour la production de composants qui servent de rail de serrage pour les câbles.

Les mousses PPE sont très souples, résistantes à la rupture et à l'effritement et assurent ainsi une fixation sûre du câblage. Les fixations en plastique expansé facilitent considérablement le processus de réalisation des connexions électriques, éliminant ainsi la nécessité d'utiliser par exemple des raccords à vis. Les différents composants sont rapidement et facilement raccordés à l'aide d'un loquet. Ces nouvelles solutions ont le potentiel de révolutionner l'industrie de l'électromobilité. Elles augmentent la durée de vie et la durabilité de la batterie d'une voiture électrique, tout en augmentant la sécurité, ce qui aura un impact encore plus grand sur la notoriété technologie des VE dans un avenir proche.

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