Oui, mais...

Lakar Iraizoz, Oihane

Elhuyar Zientzia

Quand nous parlons des voitures électriques nous employons le temps verbal du futur. Bien qu'il puisse paraître présent par les médias, ils parlent dans la plupart des cas de projets pilotes, conventions de collaboration, prévisions, etc. Ils se réfèrent nécessairement au futur. Et c'est que les voitures électriques ont encore beaucoup à améliorer pour être compétitifs sur le marché et encourager les utilisateurs à acheter.
Oui, mais...
01/04/2010 Lakar Iraizoz, Oihane coupable Elhuyar Zientzia Komunikazioa

(Photo: Raul Bogajo/ARGAZKI PRESS)

Tous les agents travaillant avec des voitures électriques regardent les batteries aujourd'hui. Comme l'affirme Igor Cantero, directeur de R & D de Cegasa, « les batteries sont le facteur déterminant des voitures électriques ». Les batteries délimitent grandement les caractéristiques des voitures, telles que leur autonomie, leur capacité d'accélération, leur temps de recharge, etc.

La plupart des experts affirment que les batteries actuelles sont insuffisantes pour répondre aux besoins des voitures électriques. En fait, les batteries les plus utilisées maintenant dans les voitures électriques sont celles de l'hydrure de nickel métal, comme celles qui avaient les téléphones mobiles et les ordinateurs portables il y a des années.

Plus tard, les ion-lithium ont été introduits dans les appareils électroniques, qui donnaient beaucoup de meilleures fonctionnalités et capacités, et maintenant seulement ceux au lithium sont vus. Or, l'introduction de batteries au lithium dans les voitures électriques est passée d'une autonomie de 60-80 kilomètres à une autonomie de 150 kilomètres. Désormais, les batteries lithium-ion auront un développement plus lent. « Maintenant, les batteries peuvent atteindre 150 watts par kilogramme et l'intention est que dans les années à venir, il y a 200 watts par kilogramme », explique Cantero.

La voiture norvégienne Think est l'un des rares vendus aujourd'hui. Les batteries fournissent 92 watts par kilogramme. Au total, la voiture a une autonomie d'environ 150 kilomètres et prend neuf heures à charger complètement les batteries. Ed. : Going Green.

Cette avancée ne sera pas suffisante pour que la voiture électrique atteigne l'autonomie des voitures de combustion, car les densités énergétiques actuelles nécessiteraient des batteries d'une tonne. Mais il ne s'agit pas de cela. L'objectif des chercheurs est de parvenir à une autonomie de 200 à 250 kilomètres, « une autonomie suffisante pour ceux qui effectuent des parcours quotidiens de cent kilomètres », a précisé I. Madina, responsable de la zone industrielle de Cegasa.

Ils proposent d'utiliser des voitures hybrides pour des voyages plus longs. Il n'existe actuellement sur le marché que des voitures hybrides avec système parallèle, selon Mikel Uribe, de Mondragón Automoci n, qui disposent de moteur électrique et de combustion et qui acquièrent force de traction de l'un ou de l'autre moteur. Nous aurons bientôt des hybrides d'une autre technologie, comme Uribe l'a avancé: hybrides qui travaillent en série. Le moteur électrique sera toujours responsable de la traction et le moteur non électrique fournira de l'énergie à la batterie.

À Cegasa, ils veulent faire un pas en avant, et ces dernières voitures hybrides voudraient aussi être « zéro émission » à l'avenir. Comment ? Avec des piles d'hydrogène qui sont restés dans la course de la technologie alternative au pétrole. Comme l'a expliqué Cantero, "c'est que les piles à hydrogène sont celles qui fournissent des batteries de voitures hybrides".

Sécurité accrue

Igor Cantero est directeur de R & D à Cegasa. Cegasa recherche depuis dix ans des batteries ion-lithium et veut entrer dans le marché des batteries pour voitures électriques. Ils seront le seul fabricant de batteries ion-lithium en Espagne. Pour cela, ils ont plusieurs collaborations et projets. En étroite collaboration avec Cidetec, nous travaillons sur un projet avec la société Seat pour la fabrication de batteries. Ed. : Igor Cantero.

Un autre aspect très lié aux batteries au lithium est celui de la sécurité. Il y a quelques années, on a beaucoup entendu que les batteries de certains appareils électroniques se sont chauffées et ont éclaté. Dans les voitures électriques le problème serait énorme, étant donné que les batteries dépassent les 150 kilos.

« Les problèmes d'explosion sont surmontés », explique I aki Madina. Les matériaux avec des problèmes d'explosion ont été remplacés par d'autres beaucoup plus sûrs, en dotant les batteries de systèmes de refroidissement spéciaux pour faire face à d'éventuelles augmentations de température.

Dépassés les problèmes d'explosion, il étudie maintenant la «localisation» des batteries dans la voiture. « La batterie doit être située dans un endroit sûr de la voiture – explique Canterok-, il faudrait prendre autant de mesures de sécurité que de places de passagers, afin qu'en cas d'accident l'énergie de l'impact ne nuise pas à la batterie ».

Prix, problème en cours

Les batteries lithium-ion sont aujourd'hui très chères, car elles sont fabriquées en petites quantités. Ed. : Ricardo.

Une fois que les batteries répondent aux besoins des voitures et que les problèmes de sécurité sont surmontés, le problème suivant sera le prix des batteries au lithium. Parce que ce n'est pas une bêtise : les batteries coûtent entre 6.000 et 15.000 euros.

Les batteries au lithium pour voitures sont aujourd'hui beaucoup plus chères que celles du métal nickel hydrure. La raison en est que très peu de batteries au lithium sont fabriquées pour les voitures, et en petites quantités beaucoup plus chères que celles de nickel. Cependant, à mesure que la fabrication augmente, la production de lithium est plus importante que la production de nickel et, à partir d'un moment donné, elle devient moins chère que celle du nickel. C'est ce qui est arrivé avec les petits appareils électroniques, et c'est pourquoi tous les appareils électroniques ont des batteries au lithium.

Les voitures électriques créent les premières voitures avec batterie au lithium. « Mais nous ne doutons pas que dans les années à venir, les batteries des voitures électriques seront au lithium – a déclaré Canterok-, et qu'elles vont donc beaucoup couvrir ». Le ministère japonais de l'Économie, du Commerce et de l'Industrie, par exemple, a fixé comme objectif d'ici 2030 d'atteindre 40% du coût actuel des batteries. Il convient de noter que le Japon est actuellement le pays le plus avancé dans les voitures électriques.

En plus des batteries, il faut rechercher

En dehors des batteries, les voitures électriques ont fondamentalement deux autres composants : le moteur et le convertisseur. La batterie apporte de l'énergie, le moteur déplace et le convertisseur adapte la quantité d'énergie qui doit passer de la batterie au moteur ; en accélérant davantage, en ralentissant, moins... le conducteur frappe l'accélérateur ou le frein, mais la vraie coordination est assurée par le convertisseur.

Mikel Uribe est directeur de la technologie et de l'innovation de Mondragon Automoci n. Mondragon Automoci nen a trois objectifs liés aux voitures électriques : créer une voiture électrique à partir de zéro, adapter les composants et les produits développés par les entreprises de la Société Mondragon à la voiture électrique et créer une ingénierie pour la conception industrielle des voitures électriques. Ed. : Oihane Lakar.

« Les autres composants des voitures électriques sont assez développés par rapport aux batteries ; il y aura toujours des choses à améliorer, mais ils sont très avancés », déclare Ibon Ajuria, technicien en électronique chez Mondragon Unibertsitatea.

Les moteurs électriques sont utilisés dans de nombreux autres secteurs, étant les plus développés ces dernières années dans le domaine de la machine-outil. C'est alors « facile à faire : adapter la technologie si développée pour l'automobile », déclare Mikel Uribe de Mondragon Automoci.

Bien que les moteurs de machine-outil sont très avancés, pour une utilisation dans l'automobile doivent être reconçus: « La puissance et les tours des moteurs de machine-outil sont trop petits pour ceux qui ont besoin des voitures », explique Uribe.

Eh bien, tant les recherches liées au moteur et au convertisseur, que les améliorations en termes de batteries, sont des recherches et des développements qui doivent être effectués rapidement pour ne pas reculer sur le marché des voitures électriques. Comme le disait Igor Cantero, "Nous réalisons les projets. En 2-3 ans nous devons être capables de construire des voitures qui répondent aux besoins du marché».

Y a-t-il assez de lithium ?
Puisque le lithium est le composant fondamental des batteries des voitures électriques, l'incertitude qui est souvent générée est de savoir s'il y a danger que le lithium puisse être utilisé jusqu'à épuisement, comme c'est le cas avec le pétrole. Igor Cantero, directeur de R & D de Cegasa, a bien sûr le non.
Lorsque nous utilisons des combustibles dérivés du pétrole, ceux-ci sont brûlés et, en quelque sorte, disparaissent. Dans le cas des batteries, le lithium passe de la cathode à l'anode, c'est-à-dire qu'un seul transfert est fait, il n'est pas dépensé.
Il est vrai qu'avec le temps les batteries perdent leur capacité de stockage, mais ce n'est pas dû à la disparition du lithium, mais à son incorporation à la cathode et à la rupture des molécules qui forment la cathode. Mais le lithium est toujours là. Les batteries peuvent être recyclées et « le lithium peut être récupéré pour fabriquer de nouvelles batteries », dit Cantero.
Une autre chose sera la génération de conflits et de troubles dans les pays au lithium le plus élevé. En Bolivie, au Chili et en Argentine se trouvent, de plus en plus, les plus grandes réserves de lithium.
Essayer de mettre fin à la dépendance de l'Asie
Actuellement, la technologie des batteries est plus développée au Japon. « Toute la technologie des téléphones mobiles et des ordinateurs portables a émergé au Japon », explique Igor Cantero de Cegasa. Dans de nombreuses occasions, en outre, dans une même entreprise sont générés composants électroniques et batteries, communication directe qui a été un grand avantage pour le Japon.
Avec les voitures électriques la situation n'est pas la même, car en dehors du Japon il ya beaucoup de fabricants de voitures de grande puissance. « Nous ne pouvons pas permettre que ce qui s'est passé avec les appareils électroniques se reproduise et que le principal fabricant de batteries pour voitures soit le Japon », explique Cantero. "Cette situation donnerait un avantage aux constructeurs automobiles japonais et les autres ne pourraient pas rivaliser sur le marché dans les mêmes conditions", a-t-il ajouté. C'est pourquoi des entreprises et des institutions hors du Japon travaillent intensément sur la recherche de la technologie des batteries.
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