Des batteries de VE légères et durables
Les véhicules électriques à batterie et les véhicules électriques hybrides rechargeables sont de plus en plus répandus sur les routes européennes. Les consommateurs reconnaissent les avantages des VE, notamment la réduction des émissions de gaz à effet de serre, des moteurs plus silencieux et une moindre dépendance à l’égard des combustibles fossiles. Toutefois, le secteur se heurte encore à des obstacles majeurs à l’adoption, notamment le coût des batteries, l’autonomie, le temps de charge et la durabilité.
Chargement plus rapide de la batterie, meilleures performances
Le projet MARBEL(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), financé par l’UE, a voulu relever ces défis en concevant et en testant des batteries de nouvelle génération légères, durables et performantes, respectueuses de l’environnement et circulaires de par leur conception. «La réduction du poids des batteries et l’optimisation de la densité énergétique diminuent la quantité d’énergie nécessaire, ce qui permet de parcourir davantage de kilomètres», explique Eduard Piqueras, coordinateur du projet MARBEL au centre technologique Eurecat(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre), en Espagne. «Nous avons également voulu améliorer les performances du système de batterie en maintenant les températures à des niveaux optimaux afin de minimiser la dégradation. Cela permet de charger la batterie plus rapidement et d’allonger sa durée de vie.»
Intégrer la circularité dans la conception de la batterie
La circularité(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) a été intégré dès les premières étapes du développement de la batterie. L’équipe de MARBEL a adopté une philosophie de conception modulaire, qui favorise la réparabilité, le démontage et la réutilisation, trois éléments clés d’une batterie circulaire. Le contenu recyclé a été privilégié chaque fois que cela était techniquement possible, comme dans le cas d’un boîtier de batterie fabriqué à partir de 60 % d’aluminium recyclé, tandis que les efforts de conception se sont concentrés sur le potentiel de seconde vie de plusieurs composants.
Un système intelligent de gestion de la batterie
Un système de gestion de la batterie (SGB) a été conçu pour agir comme le «cerveau» de la batterie. Le SGB comprend une communication sans fil et un contrôle intelligent de l’énergie en temps réel, et chaque cellule de la batterie peut communiquer directement avec le SGB via Bluetooth. Moins de fils implique également des coûts allégés, moins de poids et moins de complexité. Un banc d’essai flexible a été construit pour évaluer les performances des prototypes de batteries de MARBEL. Ce banc d’essai pouvait communiquer à distance avec un banc d’essai de moteurs, ce qui signifie que les tests pouvaient être effectués à distance entre les laboratoires. L’intelligence artificielle a également été exploitée pour le traitement des données. Les prototypes de batterie de MARBEL ont permis de démontrer les progrès réalisés pour répondre aux deux principales préoccupations des consommateurs, à savoir l’autonomie limitée des véhicules et la longueur des temps de charge. En outre, d’importantes mesures ont été prises pour réduire la complexité de la maintenance et les coûts globaux, tout en intégrant des principes de durabilité tout au long du cycle de vie.
Encourager les applications de seconde vie
MARBEL a également abordé la gestion de la fin de vie et les applications de seconde vie. Le projet a déployé des stratégies permettant de récupérer les matériaux critiques de haute pureté tels que le lithium, le nickel, le manganèse, le cobalt et le graphite des cellules en fin de vie. Cette approche est essentielle pour garantir la conformité avec le règlement européen sur les batteries(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). MARBEL a également démontré la capacité des applications de seconde vie à prolonger l’utilité des batteries, avec des études de faisabilité axées sur les motocyclettes électriques. L’architecture modulaire facilite le démontage et la reconfiguration, ce qui permet une intégration aisée dans des solutions de mobilité alternative. Cette approche améliore l’efficacité des ressources et prolonge la durée de vie des composants, réduisant ainsi les incidences sur l’environnement tout au long de la chaîne de valeur des batteries. «Dès le départ, notre objectif a été de favoriser l’adoption des VE grâce à des batteries non seulement très performantes, mais également plus circulaires et durables», conclut Eduard Piqueras. «C’est à cela que doivent ressembler les futures batteries: intelligentes, efficaces et durables de par leur conception.» Au total, une vingtaine de résultats exploitables ont été identifiés et seront désormais explorés dans le cadre de projets futurs et d’une collaboration avec le groupe COLLABAT(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre). Le savoir-faire acquis dans le cadre du projet MARBEL constitue la base de nouveaux développements pour des batteries plus durables et plus circulaires.