Ford annonce un câble capable de recharger une voiture électrique "aussi vite qu'un plein d'essence"

Benoît Théry

17 novembre 2021 à 10h36

Trop longue, la recharge de la voiture électrique ? Ford vient d'annoncer ce qui serait, à ses yeux, une étape importante dans l'électrification du parc automobile.

En partenariat avec l'université américaine Purdue, le constructeur vient de déposer un brevet portant sur un câble capable de recharger une voiture en quelques minutes, ce qui participerait à lever l'un des gros obstacles à la démocratisation des voitures électriques. Sa commercialisation n'est cependant pas pour tout de suite.

Un câble 4 fois plus efficace que les câbles commercialisés actuellement

En parallèle de l'annonce de Ford, l'université Purdue a mis en ligne une vidéo résumant le défi des câbles de recharge et la solution que les deux partenaires ont mis au point. « Plus il y a de courant qui traverse le câble, plus celui-ci devient dangereusement chaud. C'est pourquoi même les plus rapides des câbles Supercharger de Tesla ne peuvent afficher une intensité supérieure à 520 ampères. »

La vidéo poursuit : « Issam Mudawar [professeur de génie mécanique à l'université Purdue, ndlr] a développé un système de refroidissement capable de supporter une intensité jusqu'à plus de 4 fois supérieure. En utilisant un changement de phase liquide-vapeur, les câbles pourraient afficher jusqu'à 2 400 ampères. »

En juin dernier, l'université Purdue a publié dans Science Direct les détails de l'expérimentation autour de ce système de refroidissement. Le système utiliserait un réfrigérant appelé HFE-7100. Avec lui, la publication affirme pouvoir « gérer d,es courants jusqu'à 2 348 A, environ quatre fois plus que le maximum commercial actuel ». L'article ajoute qu'« avec des batteries appropriées et d'autres composants auxiliaires, cette technologie devrait réduire les temps de charge des véhicules électriques à moins de 5 minutes ».

Une avancée de plus, des tests à venir

Car, effectivement, si l'annonce de Ford est intéressante, les batteries et le reste du circuit électrique de la voiture devront eux aussi être en mesure d'encaisser une telle intensité.

D'ailleurs, Ford affirme lui-même que son nouveau prototype de câble n'est pas suffisant en soi et admet que « le câble de recharge rapide ne sera pas commercialisé avant un certain temps ». À terme, cela permettrait cependant de résoudre le défaut de l'autonomie des véhicules, ceux-ci ne pouvant encore circuler que sur quelques centaines de kilomètres.

Issam Mudawar entend commencer à tester cette nouvelle technologie de câble au cours des deux prochaines années. Ses essais devront déterminer des vitesses de charge plus spécifiques selon les modèles de véhicules électriques. De son côté, Ford doit continuer à travailler sur l'amélioration des systèmes destinés aux voitures. La société compte d'autres partenariats avec des professeurs d'université un peu partout dans le monde. Les étudiants aident à mettre au point les véhicules électriques de demain.

Sources : Ford, ScienceDirect

Benoît Théry

Je veux tout savoir, et même le reste. Je me passionne pour le digital painting, la 3D, la plongée, l'artisanat, les fêtes médiévales... Du coup, j'ai toujours des apprentissages sur le feu. Actuellem...

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Commentaires (55)

Fodger

N’importe quoi. Ce qui accéléra vraiment la charge ce sera la technologie des batteries, pas l’augmentation stupide de la puissance dont l’utilisation en masse posera de problèmes énergétiques et écologiques.

MattS32

Fodger: Ce qui accéléra vraiment la charge ce sera la technologie des batteries, pas l’augmentation stupide de la puissance Euh, quelque soit la technologie de la batterie, on ne peut pas réduire le temps de charge sans augmenter la puissance hein… Puissance moyenne de charge = capacité rechargées / temps de recharge Le seul moyen de diminuer le temps de charge sans augmenter la puissance, c’est de diminuer la capacité des batteries (donc réduire la consommation du véhicule pour ne pas perdre en autonomie).

Fodger

Non pas forcément, ça dépend des matériaux employés de part leurs propriétés électriques.

baazul

Des batteries qui vont se prendre 2500 ampères dans la tronche je ne donne pas cher de leur vie et quid du réseau derrière qui va devoir envoyer autant * le nombre de borne dans des câbles enterrés.

MattS32

Non. Il n’y a pas de miracle, toute l’énergie stockée dans la batterie, elle doit arriver par le câble. La batterie ne produit pas d’énergie… Marginalement on pourrait éventuellement gagner un peu en améliorant le rendement de la recharge. Mais c’est vraiment marginal, le rendement de la charge est déjà très haut, il n’y a pas de gros gains à espérer à ce niveau, donc pour baisser significativement la durée de charge, la seule solution c’est d’augmenter la puissance.

Kratof_Muller

Vous inquiétez pas, c’est dans la logique des supraconducteurs à température ambiante et c’est bien d’essayer de repousser les limites de résistance. Pour info, la conversion du parc automobile de 3% de VE (en 2021 ) à 90% de VE augmentera évidemment la consommation électrique de la France, cette augmentation serait l’équivalent d’une région comme l Occitanie, il nous faudra donc environ 15 à 20% électricité en plus. Donc faut produire, d’où de gros parcs solaires, éoliens, stockage et surtout l’annonce récente et somme toute très pragmatique de la construction de nouveaux réacteurs nucléaires. Si on parle de techno de batteries, il y en a plusieurs, dont certaines plus capitalisées que d’autres et donc moins susceptibles d’en laisser d’autres se développer. C’est le cas des batteries à électrolyte sèche, elles ont pour l’instant moins de densité énergétique, mais auraient l’avantage de ne pas se dégrader( ou très peu), ne pas avoir de problème que le froid cause à l’acide et seraient plus facile à recycler. Je pense également à un article ( peut être sur futura) parlant de dopage de béton au graphène pour le solidifier, mais également créer une structure type mille feuilles de béton, dont certaines couches seraient dopées au graphène et d’autre de nano fils d’argent, le tout sous la forme d’une dalle pouvant accumuler des quantités importantes électricité de manière durable et très abordable. La densité énergétique serait très inférieure au lithium, mais étant donné qu on ne déplace pas une maison et que dans l ensemble il faut admettre qu une maison consomme moins qu une voiture, je pense qu 'il pourrait s’agir d’un futur standard pour certaines construction. Donc pour en revenir au câble … Attendons le câble supraconducteur à 100 000 ampères et le plein en 2 secondes, sinon tu peux aussi te greffer une pile à combustible méthane au fion et manger des flageolets pour charger ton tel pendant la sieste ou améliorer ton assistance électrique sur ton velo.

SlashDot2k19

Faudra une petite centrale à chaque point de charge pour alimenter tout cela….

c_planet

Perso, j’ai mieux, concevoir les contacts chargeurs/voitures pour se passer de câble. voilà ça fera un mars.

Fodger

Absolument pas certains matériaux laissant davantage passer l’énergie permettent une charge plus rapide à puissance égale, comme les batteries au graphène par exemple.

MattS32

Et l’énergie supplémentaire, elle apparait par l’opération du saint esprit ? Encore une fois, un changement de technologie peut éventuellement réduire un peu les pertes, qui sont de l’ordre de 10-15% grand maximum, donc ce n’est pas possible d’avoir des gains significatifs de vitesse de charge là-dessus. Si tu veux recharger 100 kWh en 5 min, tu n’as PAS d’autre option possible que d’injecter une puissance d’au moins 1200 kW (si la recharge avait un rendement de 100%). 100 kWh / 5 min = 1200 kW. Après, avec le rendement actuel de la charge, faut compter plutôt 1400, mais voilà, le changement de matériau de la batterie ne peut rien permettre d’autre que de passer de 1400 à un peu moins, mais toujours plus que 1200 (surtout que le gros des pertes ne sont pas dans la batterie elle même, mais dans les câbles et le BMS).

Gweegoo

2400A … il y a mieux: pas de temps de chargement en mettant une antenne paratonnerre sur le toit de la voiture!

fifi58

Calcul rapide de consommation pour recharger les (futures) voitures (obligatoirement) électriques : => 20 millions de voitures. => chargeur très lent (type Zoé 6 kW pour 9h30 de charge, voir site constructeur), donc extrême opposé de celui envisagé dans cet article. Cela fait déjà 120 GW en puissance instantanée. Pour mémoire, la puissance maximale produite et consommée en France a été de 100 GW en février 2012, avec depuis une baisse des capacités « garanties » car pilotables. Donc, déjà, il y a un problème, il manque a minima une quinzaine d’EPR. D’autant qu’il y a 39 millions de voitures en France, donc presque le double. Mais, si on est optimiste, seule une moitié se rechargera en même temps le soir quand tout le monde rentrera chez soi., d’où le calcul avec les 20 millions. Évidemment, il ne faudra pas se chauffer électriquement ou faire cuire un rôti au four en même temps… Donc, le sujet de la puissance qui transite par le câble est et restera très accessoire par rapport au problème, énorme, de la puissance totale appelée pour recharger ces voitures électriques.

MisterDams

Calcul sous réserve que 100% des voitures soient vides. Si t’as fait 25km avec ta Zoé dans la journée, elle va certainement pas consommer pendant 9h30 pour reprendre ses ~10% manquants. C’est comme les tuyaux d’internet, t’as 1Gbits chez toi mais rapidement tu partages 2,5Gbits avec quasi 100 personnes de l’arbre GPON, pourtant ça sature pas facilement. Y’a qu’à regarder la courbe de conso de RTE pour voir qu’en dehors du pic de début de soirée, on a quand même de la capacité pour alimenter tout ça

Fodger

Tu lis pas bien ce que j’ai écrit : ça peut tout changer : Accumulateur électrique — Wikipédia Donc aussi la capacité de la batterie à accepter de forts courants. A capacité égale et à puissance égale suivant le type de batterie et donc les propriétés mécaniques des matériaux le temps de charge peut être fortement impacté. Ce qui peut d’ailleurs permettre d’éviter de faire la surenchère au niveau des chargeurs, qui pose aussi un vrai problème de sécurité, tout en gardant un temps de charge satisfaisant. Ce n’est pas pour rien qu’il y a beaucoup de recherche dessus et notamment pour les batteries au graphène ou encore l’aluminium. CNET France Samsung dépose un brevet pour une batterie au graphène qui se charge en moins... Le fabricant sud-coréen vient de déposer un brevet pour une batterie au graphène qui offrirait une autonomie deux fois supérieure à celle de nos smartphones actuels. Caradisiac.com Le "plein" en électrique aussi rapide qu'un plein d'essence avec l'Aion V ? La batterie au graphène de GAC permettrait de faire des miracles sur une borne de recharge un peu spéciale : 8 minutes pour récupérer 80 % des 1000 km d'autonomie du test d'homologation, et une longévité à un million de kilomètres. Mais GAC reste... https://www.developpez.com/actu/315220/Un-nouveau-type-de-batterie-aluminium-ion-se-chargerait-60-fois-plus-vite-et-contiendrait-trois-fois-plus-d-energie-elle-pourrait-etre-utilisee-dans-l-industrie-du-stockage-d-energie/ C’est un fait.

MattS32

Fodger: Donc aussi la capacité de la batterie à accepter de forts courants. Et des forts courants, ça implique de fortes puissances… Puissance = intensité * tension. Si tu augmentes l’intensité, tu augmentes la puissance (sachant que la tension, sur une batterie donnée, tu peux pas jouer dessus, elle est imposée par la chimie et l’architecture de la batterie, seule l’intensité est modulable). Fodger: A capacité égale et à puissance égale suivant le type de batterie et donc les propriétés mécaniques des matériaux le temps de charge peut être fortement impacté. À capacité égale et puissance égale, seul le rendement joue. Or le rendement il est déjà très élevé, il n’y a pas grand chose à gagner là-dessus. Fodger: C’est un fait. Ces articles que tu cites parlent de batterie pouvant se recharger plus vite, oui. Mais pas à puissance égale (relis bien ces articles, ils parlent bien de temps de recharge plus court, mais en aucun cas ils parlent de la même puissance en entrée… le premier ne parle pas du tout de la puissance de charge, le deuxième, il indique bien que la puissance de charge de l’Aion V est plus élevée, à 480 kW contre au mieux 300 kW sur les modèles actuellement sur le marché et le troisième il dit également qu’il faudra augmenter la puissance de charge pour charger plus vite : « Les Superchargers de Tesla pompent déjà des électrons à des taux allant jusqu’à 250 kW, ce qui représente un transfert d’énergie de 60 kWh en 15 minutes environ. Si l’on veut recharger 10 fois plus vite que cela, il faut pouvoir fournir instantanément 2,5 mégawatts au câble de charge »)… Elles se rechargent plus vite parce qu’elles sont capables de prendre une puissance plus grande en entrée ! Quand à ton tableau Wikipedia, le seul truc qu’il indique c’est la puissance en pointe, on y voit bien que selon la technologie de la batterie on peut avoir une puissance plus ou moins élevée. Et c’est ça qui va influer sur le temps de recharge (ce dernier n’est d’ailleurs pas du tout mentionné dans le tableau… parce qu’il est justement lié à la puissance, ce serait donc redondant). C’est vraiment de la physique de base : la capacité de la batterie, c’est la quantité d’énergie qu’elle stocke. Et la puissance de charge, c’est la quantité d’énergie qu’on fournit en une unité de temps. En dehors des 10-15% de pertes, tu ne peux pas remplir plus vite une même capacité sans augmenter la puissance… Si tu veux charger 100 kWh en 10 minutes, il te faudra 600 kW + les pertes. Si tu veux charger 100 kWh en 5 minutes, il te faudra 1200 kW + les pertes. C’est physiquement inévitable. Petite analogie : l’énergie stockée dans la batterie (kWh), c’est comme une distance (km). La puissance de charge (kW), c’est comme la vitesse (km/h) (on retrouve bien la relation vitessetemps = distance et puissancetemps = énergie). En dehors des 10-15% de pertes, prétendre qu’une technologie de batterie permet de charger plus vite sans augmenter la puissance, c’est comme dire qu’une technologie de moteur de voiture permet d’aller plus vite d’un point à un autre sans augmenter la vitesse…

Zimt

Ca va être marrant quand des millions personnes vont brancher leur voiture en revenant du travail en même temps lol le réseau du quartier et d’EDF en général C’est Monsieur Coulomb qui doit être content ahah

MattS32

La majorité des voitures seront sans doute branchées sur des prises ou des bornes pilotables (obligatoire pour que l’installation soit subventionnée pour les installations collectives, et en installation individuelle y a tout intérêt à prendre une offre avec des tarifs réduits pour la recharge nocturne, et donc pas de recharge immédiate en rentrant du boulot). Donc ce n’est pas parce que tout le monde branchera sa voiture en même temps que toutes les voitures vont se mettre à tirer à fond en même temps.

dFxed

Il est curieux que sur les véhicules ils n’aient pas déjà utilisé le même procédé qui permet des charges plus rapides sur nos smartphones, et qui permet de ne pas augmenter le courant électrique qui traverse le câble … Si on sait charger 2 batteries plus vite qu’une seule, pourquoi diable les constructeurs n’y pensent pas ? A cause des technologies de charge déjà déployées ? Et pourquoi se limiter à 2 ?

fioh

@Zimt Marrant aussi quand tu pars en vacance et qu’il y a 10h d’attente à la borne de recharge de l’autoroute car 10 voitures attendent avant toi. Et rebelotte 400KM plus loin à la prochaine recharge. Descendre de Paris à Montpellier te prendra 1 jour et demi. Bonne vacances et profite bien car il va falloir remonter.

MattS32

dFxed: Il est curieux que sur les véhicules ils n’aient pas déjà utilisé le même procédé qui permet des charges plus rapides sur nos smartphones, et qui permet de ne pas augmenter le courant électrique qui traverse le câble … Si on sait charger 2 batteries plus vite qu’une seule, pourquoi diable les constructeurs n’y pensent pas ? A cause des technologies de charge déjà déployées ? Et pourquoi se limiter à 2 ? Les batteries à deux cellules dans les smartphones, ça limite la puissance qui entre dans chaque batterie, mais ça ne limite pas la puissance qui transite sur le câble… Cette puissance continue de croître proportionnellement à la vitesse de charge. Quand aux voitures, ça fait bien longtemps qu’elles n’ont plus une seule cellule, ni même deux… Les batteries de voiture ce sont des dizaines et des dizaines de cellules montées série et parallèle. Vu qu’elles ont quasiment toutes des batteries 400V, c’est déjà à minima une centaine de cellules en série pour atteindre une telle tension. Et en pratique il y a aussi plusieurs unités en parallèle. Par exemple, l’une des batterie 85 kWh de Tesla, elle est constituée de 16 modules montés en série, chaque module est constitué de 6 sous-modules, montés en série au sein du module, et chaque sous-module est constitué de 74 cellules 18650 (un format standard de pile bâton, un peu plus grande qu’une pile AA, 18mm de diamètre et 65 mm de longueur, la pile AA faisant pour sa part 14 sur 50… le 18650 est notamment très courant dans les lampes torches à LED) montées en parallèle au sein du sous-module. Soit au total 7104 cellules, de ~12 Wh chacune (la capacité d’une petite batterie de smartphone). Quand le superchargeur envoie 250 kW dans cette batterie, chaque cellule ne reçoit en fait que 35W… Ce qui est finalement du même ordre de grandeur que ce que reçoivent les deux cellules d’un smartphones chargé entre 50 et 100W.

kroman

Il y a un moment où il vaut mieux changer les piles directement !

Palou

fioh: Descendre de Paris à Montpellier te prendra 1 jour et demi. 3 heures en TGV

mathojojo57

oui, ou les supraconducteurs refroidis au quasi 0 absolu hein ?? Sur ce point tu as raison, mais ton argument « … mais pas l’augmentation stupide de la puissance dont l’utilisation en masse posera de problèmes énergétiques et écologiques » ne tient plus. Ta proposition d’utiliser le graphène vise exactement le même objectif que celui de Ford avec son liquide refroidissant : recharger plus vite sans chauffer et avec beaucoup plus de courant !

Zimt

Ah effectivement, merci pour ces infos bon c’est cool alors, nos centrales électriques vont tourner normal le jour ET la nuit pour recharger des millions de voitures

vVD

Le calcul serait plus juste en regardant la puissance nécessaire pour compenser les importations de pétrole. Combien de GWh faut-il pour effacer le pétrole ? Ça fait combien d’EPR ? J’ajoute : Les gens vont tous arriver à la maison et brancher/recharger en même temps, cela va s’ajouter au pic de consommation électrique actuel… La puissance instantanée nécessaire va être monstrueuse. En moyenne annuelle tout passe sans problème, sauf que la vraie vie est différente. Dans un contrat de fourniture électrique 100% vert, il y a compensation. L’électricité nucléaire que tu utilises le 31 décembre à minuit est compensée en juin par une production photovoltaïque en Roumanie… C’est du foutage de gueule… La moyenne n’existe pas, la consommation est toujours instantanée.

vVD

Je vous propose de lire ceci : Contrepoints – 2 Nov 21 Batteries à charge rapide : les limites de la physique  Il faut abandonner l’idée de recharger la batterie d’une voiture électrique en moins de 5 minutes : la physique dit non.

Fodger

Tu fais de gros raccourcis, car justement la physique de base c’est de tenir compte de l’impédance des matériaux, ce dont tu ne parles même pas. La tension appliquée en entrée ne sera pas la tension de charge, c’est un principe de base qu’on voit très bien avec de simples condensateurs, la fameuse montée en charge. https://www.translatorscafe.com/unit-converter/fr-FR/calculator/batt-internal-resistance/ https://www.vlad.fr/fr/blog/8_importance-impedance-conception-batteries.html

Fodger

Même si ce n’est pas encore tout à fait viable, les batteries au graphène donne des résultats prometteurs bien plus impressionnants que les batteries actuelles.

MattS32

Fodger: Tu fais de gros raccourcis, car justement la physique de base c’est de tenir compte de l’impédance des matériaux, ce dont tu ne parles même pas. Mais il n’y a pas besoin d’en parler, puisque je raisonne simplement sur la quantité d’énergie. Je le répète : actuellement on fournit 110-120 kWh en entrée pour charger 100 kWh dans une batterie, et ce relativement indépendamment de la vitesse de charge (le rendement baisse un peu en chargeant plus vite, mais ce n’est pas énorme). Si tu veux charger ta batterie plus vite, tu n’as que deux options possibles : réduire ces 10-20 kWh de perte, ce qui te fera un gain de temps de charge marginal, apporter plus vite ces 110-120 kWh, c’est-à-dire augmenter la puissance moyenne en entrée. Tu ne peux pas charger la même capacité environ 2x plus vite tout en ayant la même puissance en entrée, ça voudrait dire qu’initialement tu avais au moins 50% de pertes, ce qui n’est bien évidemment pas le cas. L’impédance, ça va jouer sur la phase finale de la charge, la phase où la puissance en entrée diminue fortement parce que la batterie ne peut plus accepter plus. Mais avec les technologies actuelles, cette phase c’est grosso modo les 20 derniers % de la charge. Gagner là-dessus fera baisser un peu le temps de recharge, mais en augmentant la puissance moyenne pendant la charge, tout en gardant la même puissance crête pendant la première partie de la charge. Mais c’est bien plus utile de gagner sur le temps de charge à 80% (en augmentant la puissance crête) que sur les temps de charge des 20 derniers % (en augmentant la puissance moyenne). Parce que ces derniers 20%, s’ils se chargent lentement, on peut s’en passer, et le temps total de charge sur un long trajet sera n fois le temps de charge à 80% en faisant n arrêts. La technologie de batterie permet des gains marginaux de vitesse de charge à puissance en entrée constante, les vrais gains significatifs de vitesse de charge ne s’obtiennent qu’en augmentant la puissance de charge. On ne chargera JAMAIS une batterie de 100 kWh en 5 minutes avec moins de 1200 kW. JAMAIS. C’est physiquement impossible, ça impliquerait que la batterie stocke plus d’énergie que ce qu’on lui injecte. Il n’y a pas de miracle, si on veut stocker plus vite de l’énergie dans une batterie, il faut apporter cette énergie plus vite. Et ce que permet ce câble supportant 2400A, c’est de charger 100 kWh en encore moins de 5 minutes.

Peutch

j’imagine que cela concerne que le câble entre la borne et la voiture et donc ces bornes devrons comporter des batteries tampons car le réseau enterré ne pourra pas supporter ces 2400A sans faire le diamètre d’un tuyau d’évacuation ou alors il faudra alimenter les bornes en THT et convertir la tension dans la borne…

Fodger

MattS32: Mais il n’y a pas besoin d’en parler, puisque je raisonne simplement sur la quantité d’énergie. Tout est dit, tu n’as pas compris les principes de base. MattS32: La technologie de batterie permet des gains marginaux de vitesse de charge à puissance en entrée constante, les vrais gains significatifs de vitesse de charge ne s’obtiennent qu’en augmentant la puissance de charge. C’est tout à fait faux, sinon pourquoi crois-tu nous ayons tant de types de batteries différentes ?

MattS32

Ben alors vas y, explique comment physiquement on peut rentrer plus de 100 kWh dans une batterie en 5 minutes tout en n’ayant pas une puissance de charge de 1200 kW…

Fodger

Reviens aux fondamentaux, c’est fatiguant : Charge et décharge d'un condensateur.

MattS32

Parce que chaque type de batterie a ses spécificités qui font qu’elle est plus ou moins adaptée à certains usages… Certaines ont une densité volumique plus élevée, d’autre une densité massique plus élevée, d’autre acceptent des puissances en entrée/sortie plus élevée, d’autres ont une auto-décharge plus faible, d’autre un coût plus faible, etc… Mais ce qui ne change pas, c’est que quelque soit le type de batterie, pour faire rentrer x kWh dans la batterie en y heures, il faut une puissance moyenne en entrée d’au moins x/y kW, et que si tu diminues y, ça augmente forcément x/y…

MattS32

Fodger: Reviens aux fondamentaux, c’est fatiguant : Charge et décharge d’un condensateur. Ceci ne répond pas à la question : " comment physiquement on peut rentrer plus de 100 kWh dans une batterie en 5 minutes tout en n’ayant pas une puissance de charge de 1200 kW…" Tu prétends à la base que pour augmenter la vitesse de charge, il faut changer de technologie de batterie, pas augmenter la puissance de charge. Aujourd’hui, on a une puissance de charge maximum de 350 kW. Comment tu veux charger une batterie de 100 kWh en 5 minutes SANS augmenter cette puissance de charge ? C’est physiquement impossible quelque soit la technologie de la batterie : même avec un rendement de 100%, à 350 kW pendant 5 minutes on n’obtient que 29 kWh. Il en manque 71. Qui ne peuvent être obtenus en 5 minutes qu’en poussant la puissance à au moins 1200 kW.

Petinikola

Vive les condensateurs

Fodger

Ce n’est pas ce dont je parlais, tu fais exprès de ne pas lire attentivement ? Si tu veux comprendre le principe de l’impédance, tu vas sur le lien que je t’ai donné qui te donne un exemple de calcul pour un circuit basique RC. Je dis que depuis le début que ce aussi accèlére la charge c’est la technologie de la batterie elle-même, les matériaux et leurs propriétés mécaniques. Ce n’est pas nouveau, le principe est connu depuis qu’on qu’on fait des batteries !

MattS32

Fodger: Je dis que depuis le début que ce aussi accèlére la charge c’est la technologie de la batterie elle-même, les matériaux et leurs propriétés mécaniques. Oui, selon la technologie de la batterie, on peut avoir des charges plus ou moins rapides. Mais pas sans adapter la puissance en conséquence… Si tu as une technologie de batterie capable de se charger deux fois plus vite qu’une autre, et si on néglige la question du rendement (on sait que sur ce point y a pas grand chose à gagner), bah il faut une puissance moyenne de charge grosso modo doublée… Donc non, l’augmentation de la puissance n’est pas stupide. Elle est nécessaire si on veut charger significativement plus vite. On ne chargera jamais une batterie de 100 kWh en n’augmentant pas la puissance transportée par le câble, actuellement de 350 kW.

Fodger

MattS32: Mais pas sans adapter la puissance en conséquence C’est faux, donc comme je le pressentais tu ne comprends pas et du coup tu ne vas pas sur les liens. Là tu as un exemple (basique) pour montrer l’impacte de la résistance interne, et la résistance de charge sur la tension de charge : Calculatrice de résistance interne d'une batterie • Outils de Calcul Électriques, Radiofréquences (RF) et Électroniques • Convertisseurs d’unités en ligne

MattS32

Donc tu prétends que si j’ai une batterie qui accepte maximum 100 kW en entrée, et que je peux donc charger de 100 kWh en 1h avec une puissance moyenne de 110 kW (en comptant 10 kWh de pertes), avec une autre technologie de batterie acceptant 200 kW en entrée, je pourrai charger deux fois plus vite sans augmenter la puissance moyenne ?

Fodger

Tu ne sais pas lire. Je laisse tomber.

MattS32

Fodger: Là tu as un exemple (basique) pour montrer l’impacte de la résistance interne, et la résistance de charge sur la tension de charge Tu t’embrouilles dans des détails qui sont totalement inutiles pour répondre à la problématique de base… La problématique de base, c’est qu’avec une puissance de 350 kW, quelque soit la technologie de la batterie, tu pourras JAMAIS mettre 100 kWh dans ta batterie en moins de 17 minutes. C’est physiquement impossible. La quantité d’énergie stockée dans la batterie ne peut pas être supérieure à la quantité d’énergie reçue en entrée. Donc non, il n’est pas stupide (je reprends le terme que tu as employé) de chercher à augmenter ces 350 kW pour avoir des charges plus rapides. C’est indispensable. Indépendamment de la technologie de la batterie.

MisterDams

Il suffit de paramétrer les véhicules pour charger en heures creuses. Ils le proposent quasiment tous. Brancher ne veut pas dire charger et le coût de l’énergie tend à devenir beaucoup plus variable (y’a qu’à voir les nouvelles offres dont le prix change toutes les heures), ce qui risque d’inciter à exploiter les heures creuses comme pour un chauffe eau électrique. Il y a aussi la recharge au bureau, dans les commerces, les projets de batteries domestiques, l’auto-production… Bref, faut pas croire qu’on sera tous à 350kW de 18h à 19h. Après évidemment que ça va augmenter la consommation électrique globale, on remplace un cycle du pétrole peu gourmand en électricité (mais beaucoup en pétrole) par de l’électricité. Ça veut pas dire qu’on sera incapables de l’absorber.

Fodger

Ai-je dit le contraire ? Non. Donc encore une fois tu ne sais pas lire. Je dis, et c’est un fait, qu’à capacité égale, puissance égale la technologie de la batterie peut fortement impacter le temps de charge. Maintenant je te laisse tourner en rond dans ta cage.

MattS32

Fodger: Ai-je dit le contraire ? Non. Donc encore une fois tu ne sais pas lire. Ben si, tu l’as dit : « Ce qui accéléra vraiment la charge ce sera la technologie des batteries, pas l’augmentation stupide de la puissance » Fodger: Je dis, et c’est un fait, qu’à capacité égale, puissance égale la technologie de la batterie peut fortement impacter le temps de charge. Mais les batteries actuelles, sur les premiers 80% environ, elles encaissent quasiment de manière constante la puissance maximale, et avec un rendement d’au moins 85%. Ce n’est qu’au delà que la puissance commence à diminuer à cause des limites de la batterie. Sur cette partie, le gain « technologique » sans augmenter la puissance de charge ne peut donc pas excéder les quelques %, en améliorant le rendement. Les gains significatifs et utiles sur la vitesse de charge pour les longs trajets, c’est donc sur la puissance qu’ils vont se faire, parce qu’il n’est pas nécessaire de charger au-delà de 80% si on veut minimiser le temps passé à charger, mieux vaut faire deux arrêts en chargeant à 80% à chaque fois qu’un arrêt en chargeant à 100% puis un à 60%. Sans cette « augmentation stupide de la puissance », on ne peut pas espérer faire des arrêts rechargement de moins de 15 minutes, quelque soit la technologie de la batterie. Avec cette « augmentation stupide de la puissance », on peut espérer faire des arrêts de moins de 5 minutes. Pour la vitesse de charge, il y a actuellement bien plus à gagner via l’augmentation de la puissance de charge que via la technologie de batterie (à ce niveau, les gains à espérer sont plus sur le coût et la densité), même si éventuellement il faut une nouvelle technologie de batterie pour encore augmenter la puissance de charge (c’est le cas avec l’exemple de batterie au graphène de l’Aion V que tu as donné plus haut : le gain sur le temps de charge vient bien d’une augmentation de la puissance de charge, en la passant de 350 à 480 kW, et c’est la technologie de batterie qui permet d’augmenter cette puissance de charge… le gain de vitesse ne vient donc qu’indirectement du changement de technologie, physiquement c’est bien l’augmentation de la puissance qui permet de gain de vitesse de charge, chargée à 350 kW cette batterie ne se chargerait pas plus vite qu’une batterie classique).

Fodger

Je maintiens, la technologie de la batterie permet d’avoir de vrais gains très importants à puissance égale, et donc une économie d’énergie à la clé. Je te donne une dernière chance de comprendre : New type of battery charges ten times faster than lithium-ion | E&T Magazine

MattS32

Fodger: Je te donne une dernière chance de comprendre : New type of battery charges ten times faster than lithium-ion | E&T Magazine Encore une fois, l’article parle de charger 10 fois plus vite, mais en aucun cas il ne dit que c’est sans augmenter la puissance de charge hein… Il parle en fait simplement de batteries qui vont accepter des puissances beaucoup plus élevées, et donc permettre une charge plus rapide grâce à cette puissance plus élevée, mais en aucun cas il ne s’agit de charger dix fois plus vite avec la même puissance… On va prendre un exemple concret. D’après la fiche technique, la batterie de 77.4 kWh Kia EV6 se charge de 10 à 80% en 17 minutes avec une puissance crête en entrée de 233 kW. Ça fait donc 54.2 kWh accumulés dans la batterie en 17 minutes, sur un maximum théorique de 66 kWh fournis en entrée (233 kW pendant 17 minutes = 66 kWh). Une meilleure technologie de batterie, avec la même puissance en entrée, pourrait AU MIEUX, accumuler ces 54.2 kWh en 14 minutes (233 kW pendant 14 minutes = 54.4 kWh). Ce au mieux est bien sûr inatteignable en pratique, puisqu’il supposerait d’avoir 0 perte dans le câble et dans le BMS. Impossible de descendre sous les 14 minutes, et même s’en approcher est relativement utopique. Soit un gain de vitesse de charge à puissance égale qui fait au mieux un peu moins de 22% avec une batterie idéale physiquement impossible à réaliser. C’est totalement marginal comme gain. Voyons maintenant ce que peut donner une augmentation de la puissance. Avec jusqu’à 480 kW en entrée, l’Aion V charge 58 kW en seulement 8 minutes. C’est un gain de vitesse de charge de 128% par rapport à la Kia EV6 et de 87% par rapport au maximum théoriquement possible à 233 kW. Là on a bien un gain significatif. Les vrais gains ne se feront pas sans augmentation de la puissance de charge.

Fodger

Ok tu as juste lu le titre . J’ai ri, merci. La puissance est un facteur important, mais les matériaux le sont aussi pour avoir des batteries avec une durée de charge acceptable tout en optimisant la puissance nécessaire en entrée. Évidemment que lorsqu’on compare la vitesse de charge de batteries équivalentes avec des technologiques différentes ont le fait à puissance égale sinon ça n’a aucun sens. Quelqu’un peut-il lui expliquer que c’est un tout ?

MattS32

Fodger: Ok tu as juste lu le titre . Non, j’ai lu l’article. Nulle part ils ne disent que ça se charge 10 fois plus vite que du lithium avec la même puissance de charge. Fodger: Évidemment que lorsqu’on compare la vitesse de charge de batteries équivalentes avec des technologiques différentes ont le fait à puissance égale sinon ça n’a aucun sens. C’est surtout absolument évident que ce n’est PAS à puissance égale… Faire x10 sur la vitesse de charge à puissance et capacité égales, ça voudrait dire que le rendement de la charge des batteries lithium est inférieur à 10% (puisqu’il lui faut dix fois plus d’énergie en entrée pour stocker la même quantité d’énergie)… Or on sait que ce n’est bien évidemment et bien heureusement pas le cas… Ce x10 ici, il veut surtout dire que à capacité ou poids ou encombrement (ce n’est pas précisé dans l’article) égal, ces batteries sont capables d’encaisser une puissance dix fois plus élevée que des batteries lithium (la colonne « Puissance en pointe » du tableau Wikipedia que tu as partagé hier). Ce qui du coup permet de les charger dix fois plus vite. On le voit bien avec l’exemple de la batterie de la EV6 : pendant 17 minutes de charge, elle absorbe 54.2 kWh sur un maximum de 66 kWh en entrée (en fait, même moins, puisqu’une partie est absorbée par les câbles et le BMS). Ce serait donc physiquement impossible d’aller dix fois plus vite à puissance de charge égale, puisque ça voudrait dire stocker 542 kWh dans la batterie tout en ne lui donnant que moins de 66 kWh en entrée (ou stocker les 54.2 kWh en 1.7 minutes, en n’ayant donc reçu que 6.6 kWh en entrée)…

dFxed

Merci pour ta réponse forte intéressante. Je pense cependant qu’en parlant de puissance, on oublie un peu vite que c’est surtout l’ampérage élevé qui pose problème (on est très loin d’avoir des limitations dues à la taille de l’isolation des fils et des gaines). Hors, quand je parle de deux batteries, je ne parle pas de modules, car il s’agit de deux batteries qui peuvent être rechargées l’une sans l’autre. Cela nécessite de l’électronique supplémentaire, car les batteries sont couplées en parallèle en décharge mais en série en charge (donc l’une est découplée de la décharge quand on la charge). Ce qui permet d’élever les niveaux de tension de charge sans toucher à l’ampérage du courant. In fine, tu charges quasiment 2x plus vite.

MattS32

Oki, je vois. Ils les gardent en parallèle en décharge pour rester sur la tension classique d’une cellule, vu que la puissance n’est pas élevée, mais passent en série en charge pour doubler la puissance à intensité constante. Dans les voitures, ça n’a pas d’utilité de faire ça, il n’y a pas besoin d’avoir une tension différente en charge et en décharge, car la puissance en décharge est très élevée aussi, du même ordre de grandeur que pour la charge (de l’ordre de la centaine de kW en crête dans les deux cas). La puissance de décharge est même souvent bien plus élevée que la puissance de charge : la charge se fera le plus souvent à des puissances comprises entre 2 et 22 kW (parce que les bornes ultra rapides, c’est pas pour l’usage quotidien), alors qu’à l’accélération on a régulièrement des puissances de 50 kW ou plus (selon la puissance du moteur), et pas mal de modèles ont une puissance crête en charge inférieure à la puissance crête du moteur.

dFxed

Bien sûr que la crête de décharge peut être plus importante que celle de charge, mais n’oublions par l’article, qui parle d’un câble permettant de laisser passer plus de courant, en le présentant comme le frein à lever pour obtenir une charge plus rapide. Je pense juste que parfois, contourner un problème peut permettre de trouver une vraie solution satisfaisante.

MattS32

Mais la tension au niveau du câble, ce n’est pas directement lié à la tension de la batterie (au niveau du câble, les téléphones à deux batteries ont 3.3 à 20V, comme les téléphones à simple batterie…), il y a le BMS entre les deux, qui va adapter la tension. Et la hausse de la tension au niveau du câble, ça se fait déjà aussi dans l’automobile. Au début on était à 230V AC, puis c’est passé à 400V DC, et pour les charges les plus rapides on est désormais à 800V DC. Mais on peut pas non plus augmenter indéfiniment la tension, pour des questions de sécurité. Si on double encore le 800V, on quitte le domaine de la basse tension pour entrer dans celui de la haute tension, les normes de sécurité ne sont alors plus du tout les même…

Fodger

Mais aussi parce suivant les propriétés des matériaux les électrons circulent plus librement et donc diminue aussi le temps de charge à la clé.

philouze

"Des batteries qui vont se prendre 2500 ampères dans la tronche je ne donne pas cher de leur vie " Tu devrais te pencher sur le lithium titanate … ça prend presque autant que des condensateurs et permet des recharges-flash de quelques secondes. Réservé aux bus Tosa pour l’instant (cher, peu dense énergétiquement)

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