Cette innovation prolonge la durée de vie des batteries de voitures électriques de 20 %

Les batteries de véhicules électriques pourraient bientôt bénéficier d'une avancée majeure en matière de longévité. Des chercheurs de l'Université de technologie Chalmers en Suède ont mis au point une architecture innovante capable d'étendre significativement la durée de vie des packs batteries en contournant sélectivement les cellules défaillantes.

Le talon d'Achille des batteries actuelles

Les batteries de véhicules électriques se composent de centaines, voire de milliers de cellules interconnectées. Le problème ? Ces cellules ne vieillissent pas toutes au même rythme. Dans les architectures conventionnelles, une seule cellule particulièrement faible peut limiter la capacité utilisable et la durée de vie de l'ensemble du pack.

Cette contrainte technique représente aujourd'hui l'un des principaux freins à la longévité des véhicules électriques et pénalise leur valeur résiduelle sur le marché de l'occasion.

Des batteries intelligentes qui s'adaptent au vieillissement

L'étude suédoise examine des packs batteries reconfigurables, équipés d'interrupteurs et de systèmes de contrôle capables de modifier le câblage des cellules individuelles ou de groupes de cellules. Concrètement, les cellules les plus affaiblies peuvent être contournées tandis que la capacité restante continue d'être exploitée normalement.

Dans la configuration la plus avancée, où chaque cellule peut être contrôlée individuellement, les simulations révèlent un potentiel impressionnant : une prolongation de la durée de vie de plus de 20 % pour certains véhicules haute tension.

Un impact particulièrement marqué pour les poids lourds

Les chercheurs identifient les camions électriques et les voitures électriques longue distance comme les principaux bénéficiaires de cette technologie. Ces véhicules, équipés de nombreuses cellules connectées en série, tireraient le meilleur parti de cette architecture reconfigurable.

14 mois de vie supplémentaire pour une batterie de 80 kWh

Pour illustrer concrètement l'ampleur du bénéfice, les chercheurs proposent un exemple parlant : une batterie de 80 kWh parcourant 12 000 kilomètres par an. Là où un pack conventionnel nécessite un remplacement après dix ans, le pack reconfigurable atteint le même état de vieillissement seulement après environ onze ans, soit environ 14 mois supplémentaires d'utilisation.

Autre avantage non négligeable : la valeur résiduelle se trouve nettement améliorée puisque le pack a moins vieilli. Bien que la technologie nécessite des composants électroniques supplémentaires et engendre des coûts initiaux plus élevés, l'étude démontre que la durée de vie prolongée et la meilleure valeur résiduelle peuvent compenser ces surcoûts dans des conditions réalistes.

Des avantages dès la production

Au-delà de la longévité accrue, les chercheurs identifient des bénéfices dès la phase de fabrication. Actuellement, les constructeurs doivent tester minutieusement les cellules pour assembler celles présentant les propriétés les plus similaires, un processus coûteux appelé "cell matching".

Les packs reconfigurables pourraient tolérer des différences plus importantes entre cellules, réduisant ainsi considérablement les efforts et coûts liés à cette étape de production.

Une seconde vie facilitée pour le stockage stationnaire

Cette architecture présente également un intérêt majeur pour les applications de seconde vie. Les packs batteries pourraient rester en service plus longtemps dans les véhicules, puis être plus facilement réemployés comme systèmes de stockage stationnaire.

Pourquoi ? Parce que quelques cellules individuellement affaiblies ne condamneraient plus nécessairement l'ensemble du pack à la mise au rebut, contrairement aux systèmes actuels.

Entre recherche et industrialisation

Cette technologie n'équipe encore aucun véhicule de série sur le marché. Elle a toutefois déjà été testée sur des prototypes de recherche et industriels. En pratique, les premières applications commerciales utiliseront probablement un contrôle par groupes de cellules plutôt qu'un pilotage individuel de chaque élément.

Le gain de plus de 20 % représente donc une limite théorique supérieure, mais les bénéfices devraient néanmoins rester substantiels avec des systèmes simplifiés.

Chalmers multiplie les recherches sur la durée de vie des batteries

L'université suédoise poursuit activement ses travaux sur l'extension de la longévité des batteries. En mai dernier, une équipe avait déjà présenté une stratégie de recharge rapide basée sur l'intelligence artificielle, adaptant le processus de charge à l'état de la batterie et promettant une prolongation de la durée de vie d'environ 23 % selon les simulations.

L'étude sur les batteries reconfigurables a été publiée dans la revue Nature Communications. Elle associe des chercheurs de l'Université de technologie Chalmers ainsi que des représentants de PHINIA et du constructeur suédois Scania, spécialiste des poids lourds.