Une batterie moins chère pour les voitures hybrides

Le futur marché des véhicules hybrides électriques, du moins ceux qui sont abordables, n'est pas forcément pavé de lithium. Des chercheurs australiens ont créé ce que l'on pourrait appeler une batterie au plomb sous stéroïdes, capable de fonctionner aussi bien que les systèmes nickel-hydrure métallique présents dans la plupart des voitures hybrides, mais à une fraction du coût.

Marche encore: Les tests d'une Honda Insight équipée d'un nouveau type de batterie au plomb ont montré que le véhicule hybride peut parcourir plus de 100 000 milles en utilisant la nouvelle technologie.

La soi-disant UltraBattery combine une technologie plomb-acide vieille de 150 ans avec des supercondensateurs, des dispositifs électroniques capables d'absorber et de libérer rapidement de grandes rafales d'énergie sur des millions de cycles sans dégradation significative. En conséquence, la nouvelle batterie dure au moins quatre fois plus longtemps que les batteries plomb-acide conventionnelles, et ses créateurs affirment qu'elle peut être fabriquée au quart du coût des batteries hybrides-électriques existantes.

Au Royaume-Uni la semaine dernière, un hybride Honda Insight alimenté par le système UltraBattery a dépassé les 100 000 milles sur une piste d'essai. Les batteries étaient encore en parfait état à la fin du test, explique David Lamb, qui dirige la recherche sur les transports à faibles émissions au Organisation de recherche scientifique et industrielle du Commonwealth (CSIRO), l'agence scientifique nationale australienne. Ce que nous avons, c'est une batterie au plomb qui est agréable et bon marché, mais qui peut fonctionner aussi bien, voire mieux, que la technologie nickel-hydrure métallique, dont nous savons qu'elle est très chère.

Les batteries au plomb, inventées par le physicien français Gaston Plante en 1859, ne sont pas très respectées de nos jours, bien qu'elles soient un élément crucial sous le capot de la plupart des véhicules. Ils contiennent du plomb, donc les écologistes ne les aiment pas. Ils sont lourds pour l'énergie qu'ils stockent, un mauvais trait pour les applications mobiles. Et ils se dégradent facilement s'ils ne sont pas cyclés correctement. En effet, il n'y a pas eu d'avancées majeures dans la technologie au cours des décennies.

Pendant ce temps, une nouvelle génération de batteries, notamment celles au lithium-ion, attire l'attention des investisseurs et des constructeurs automobiles. Beaucoup ont essayé d'améliorer la batterie au plomb, mais les améliorations n'étaient généralement pas si importantes ou ne valaient pas le coût supplémentaire, explique Malcolm Shemmans, fondateur et président de BET Services, un fournisseur de services de test de batteries pour l'industrie automobile.

Pour compenser certaines des lacunes de la technologie plomb-acide, beaucoup dans le passé ont essayé de compléter les batteries avec des supercondensateurs. À la fin des années 1990, par exemple, Lamb a aidé à concevoir deux voitures hybrides qui utilisaient un pack plomb-acide de 60 volts et un pack de supercondensateur séparé de 150 volts. Le système plomb-acide permettait aux véhicules de rouler en mode tout électrique en ville, tandis que les supercondensateurs donnaient aux voitures la secousse nécessaire à l'accélération et la capacité d'absorber rapidement l'énergie du freinage.

Les voitures fonctionnaient bien, mais toute l'électronique de puissance nécessaire pour contrôler les deux systèmes d'alimentation était lourde et d'un coût prohibitif. Au lieu de traiter les batteries au plomb et les supercondensateurs comme des systèmes séparés, l'équipe de Lamb a décidé d'éliminer le besoin de toute l'électronique externe et de construire les supercondensateurs directement dans la batterie. Essentiellement, l'une des plaques (l'électrode négative) de la batterie plomb-acide était composée à moitié de plomb et à moitié de carbone, transformant la batterie en un hybride supercondensateur-plomb-acide.

CSIRO a apporté la conception au fabricant japonais de batteries Furukawa Battery Company, qui a vu le potentiel de la technologie. Après trois ans de collaboration, les deux organisations ont déterminé qu'elles pouvaient fabriquer l'UltraBattery un peu comme les batteries plomb-acide conventionnelles et à un coût similaire.

Pendant ce temps, Axion Power International , à New Castle, en Pennsylvanie, a également développé un nouveau type de batterie plomb-acide. Edward Buiel, directeur technique d'Axion, affirme que les batteries au plomb peuvent jouer un rôle important dans l'avenir des transports et de l'approvisionnement énergétique. Malheureusement, ajoute-t-il, les constructeurs automobiles ne voient pas le potentiel. Si vous n'êtes pas lithium-ion ou nickel-hydrure métallique, ils ne sont pas intéressés. C'est frustrant.

Buiel dit que le coût typique d'un bloc d'alimentation nickel-hydrure métallique est de 2 000 $ et de près de 5 000 $ au détail. Un plomb-acide comparable pourrait être de l'ordre de 1 000 $ en faible volume, et nettement moins en volume élevé, dit-il. C'est une batterie où le consommateur pourrait voir suffisamment d'économies de carburant pour un retour sur investissement dans un an ou deux.

Malgré la réticence de l'industrie automobile à adopter cette technologie, Lamb est convaincu que d'ici 2010, il y aura sur le marché des voitures hybrides de fabrication japonaise offrant l'option UltraBattery.

Cependant, Axion pourrait avoir quelque chose à dire à ce sujet. Nous pensons vraiment que cette technologie est un excellent choix pour les véhicules électriques hybrides, dit Buiel. Il y a beaucoup de propriété intellectuelle dans ce domaine, et la majeure partie appartient à Axion. Évidemment, si nous pensons que quelqu'un viole notre brevet, nous le défendrons vigoureusement. Il dit qu'Axion prévoit de lancer un projet de démonstration en Amérique du Nord cette année qui testera des dizaines de véhicules hybrides modernisés avec ses batteries plomb-carbone.

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