Comment les véhicules électriques peuvent-ils aller plus loin sans plus de batteries ?

Certains véhicules électriques peuvent aller aussi loin avec une charge qu'une voiture traditionnelle avec un réservoir d'essence. Mais ils ont un prix élevé. La Tesla Model S haut de gamme, qui peut parcourir environ 265 miles par charge (selon l'Agence américaine de protection de l'environnement), a un prix de base de 80 000 $ ; une Nissan Leaf avec un prix de base de 29 000 $ ne peut parcourir qu'environ 84 miles par charge. C'est parce que la Tesla a un plus gros pack de batteries.

Chargement de la Model S de Tesla.

Étant donné que l'ajout de batteries aux voitures électriques (ou l'installation de plus grandes) peut rapidement faire grimper le prix bien au-delà de ce que le consommateur moyen peut se permettre, les chercheurs recherchent également d'autres moyens d'étendre la gamme. Voici quelques exemples.

Moto compacte

Un nouveau moteur développé par le Université technologique de Nanyang et le Centre aérospatial allemand pourrait augmenter l'autonomie des véhicules électriques de 15 à 20 %. L'augmentation est possible en partie parce que cette unité pèse moins que les moteurs traditionnels. Il est également plus efficace car le compresseur de climatisation peut utiliser l'énergie régénérée au freinage. Cette conception profiterait aux conducteurs de villes tropicales comme Singapour, où la climatisation de la voiture peut consommer jusqu'à la moitié de la puissance de la batterie, selon les chercheurs. La technologie en est à ses débuts; l'équipe demande un financement pour fabriquer un prototype à tester en Allemagne.

Plage de prévision

Université d'État de Caroline du Nord les chercheurs pensent qu'une meilleure analyse des données peut aider les conducteurs de voitures électriques à se brancher moins fréquemment. De nombreux propriétaires de voitures électriques ne conduisent peut-être pas aussi loin que possible car ils craignent de manquer d'énergie avant d'atteindre une prise appropriée. Ils obtiennent des indices sur leur autonomie restante à partir d'une lecture sur le tableau de bord, mais les logiciels des voitures d'aujourd'hui pourraient sous-estimer le chiffre. Ce logiciel estime l'autonomie en fonction de la quantité d'énergie consommée par la voiture sur une certaine période de temps, explique Habiballah Rahimi-Eichi de l'État de Caroline du Nord, qui pense que lui et ses collègues ont développé une approche plus précise. Les chercheurs ont développé un logiciel qui analyse la quantité d'énergie nécessaire pour atteindre la destination d'un conducteur lorsque les conditions en temps réel telles que la circulation, la météo, le comportement de conduite et la charge restante de la batterie sont prises en compte. Rahimi-Eichi (l'auteur principal d'un papier décrivant le logiciel) et Mo-Yuen Chow a présenté la recherche lors d'une conférence de l'Institute of Electrical and Electronics Engineers en novembre.

Routage raffiné

Un nouvel outil de navigation conçu par des ingénieurs de l'Université de Californie à Riverside pourrait réduire de moitié la consommation d'énergie des véhicules électriques sur certains itinéraires. Les chercheurs utilisent des informations en temps réel sur la circulation et prennent en compte le type et la pente de la route pour calculer le trajet le plus économe en batterie. Ils disent que dans certaines simulations, ils peuvent faire en sorte qu'une voiture utilise entre 25 et 51 % moins d'énergie qu'elle n'en aurait si le conducteur déterminait un itinéraire sur la base de la distance de trajet la plus courte ou du temps de trajet le plus court. La recherche fait l'objet d'un rapport présenté au Commission de l'énergie de Californie .

Panneaux de puissance

Des chercheurs australiens et américains ont mis au point des panneaux de carrosserie pouvant alimenter des voitures. Ces supercondensateurs à film flexible sont constitués d'électrodes en graphène avec un électrolyte en gel entre elles. Le matériau peut être intégré dans le châssis de la voiture pour fournir des décharges de puissance rapides lorsque la voiture accélère, et ils peuvent être rechargés en quelques minutes avec l'énergie du freinage. Dans un premier temps, la technologie pourrait être utilisée en plus des batteries lithium-ion dans les voitures, comme source d'alimentation supplémentaire.

L'équipe espère qu'un jour une voiture pourra être entièrement alimentée par des supercondensateurs capables de stocker plus d'énergie qu'une batterie lithium-ion et de parcourir plus de 300 miles. Mais d'abord, les chercheurs devraient trouver les bons matériaux pour augmenter la charge que ces supercondensateurs peuvent stocker, explique Nunzio Motta, chercheur principal à l'Australie Université de technologie du Queensland . Les scientifiques doivent également trouver une nouvelle façon de produire les films de graphène assez rapidement pour une production de masse, ajoute-t-il. La recherche a été publiée dans le Journal des sources d'énergie et Nanotechnologie .

Le plat à emporter :

Les batteries sont la partie la plus chère d'un véhicule électrique, donc les rendre moins chères restera le moyen le plus rentable d'étendre l'autonomie. (Les chercheurs étudient également plusieurs méthodes pour augmenter la puissance des batteries et allonger leur durée de vie ; voir une précédente Question de la semaine, Pouvons-nous obtenir de meilleures batteries ? ) Tesla Motors construit une giga-usine pour augmenter la production de batteries au lithium et estime qu'elle peut réduire de moitié le coût de sa Model S de 70 000 $. Même ainsi, cette voiture moins chère aurait une autonomie de seulement 200 miles.

Merci à Brendan Raftery pour l'idée. Avez-vous une grande question? Envoyez vos suggestions à [email protected] .

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