L’une des grandes pierres d’achoppement empêchant l’acceptation à grande échelle des voitures électriques est l’anxiété de la distance parcourable. Avec une distance moyenne d’environ 161 km par charge, les véhicules entièrement électriques ne peuvent toujours pas rivaliser avec des voitures plus conventionnelles, en particulier si les lumières, les essuie-glaces ou l’air conditionné sont nécessaires. Pour rétablir un peu les chances, Fraunhofer travaille sur une nouvelle conception de batterie qui pourrait augmenter la distance parcourable d’une voiture électrique à 1000 km.
Production of the bipolar electrode on a pilot scale.
Les voitures électriques n’ont pas une seule batterie, mais une collection de batteries constituées de centaines ou de milliers de cellules individuelles qui sont intégrées et câblées. Ces cellules de batterie séparées nécessitent chacune un boîtier ainsi que des bornes, des câbles, des fils et des moniteurs électroniques, qui se combinent pour absorber 50% de l’espace d’une batterie entière.
En partenariat avec ThyssenKrupp System Engineering et IAV Automotive Engineering, le Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Systems IKTS à Dresde développe EMBATT, un nouveau type de batterie qui réduit le nombre de ces composants dans un design beaucoup plus simple qui libère de l’espace qui pourrait étre utilisé pour fournir une capacité supplémentaire de stockage d’électricité.
EMBATT prend son signal d’une autre source d’alimentation électrique, la pile à combustible. Les piles à combustible fonctionnent en combinant l’oxygène avec un gaz, comme l’hydrogène ou le méthane, à travers une membrane perméable, pour générer de l’électricité. Un composant clé de ces cellules est ce qu’on appelle une plaque bipolaire. Cette plaque couvre les deux côtés de la cellule et a plusieurs fonctions, mais son objectif principal est d’agir comme des électrodes pour collecter l’électricité produite par la cellule avec une plaque agissant comme anode et l’autre comme cathode.
L’idée de Fraunhofer est de remplacer les boîtiers et les connecteurs individuels dans les batteries avec des plaques similaires. Au lieu de placer les cellules de la batterie l’une à côté de l’autre, elles seraient empilées directement l’une sur l’autre sur une grande surface et recouvertes de plaques, ce qui entraînerait le courant à travers sa surface. Cela simplifiera non seulement la conception, mais réduira considérablement la résistance, rendant plus d’électricité disponible plus rapidement.
Dans le design de Fraunhofer, cette plaque bipolaire se présente sous la forme d’un ruban métallique revêtu des deux côtés avec une céramique en poudre mélangée à des polymères et à des matériaux électriquement conducteurs. La céramique agit comme un milieu de stockage d’énergie, avec un côté de la bande agissant comme anode et l’autre comme cathode selon la formulation du revêtement. Fraunhofer dit que cet arrangement permettrait une fabrication facile et une longue durée de vie.
Le résultat de tout cela est que les voitures électriques pourraient transporter des batteries plus importantes qui ne prennent pas plus d’espace ou d’augmentation du poids, ce qui donne des voitures d’une portée de 1000 km à moyen terme.
Jusqu’à présent, EMBATT a été confiné au laboratoire, mais les partenaires travaillent à étendre la technologie pour l’installation dans les véhicules d’essai d’ici 2020.
