Quelle est la durée de vie d’une batterie d’une voiture électrique ?

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Alors que les voitures conventionnelles brûlent de l’essence ou du gas-oil pour s’alimenter en énergie, une voiture électrique puise son énergie dans un gros paquet de batteries. En effet, les voitures électriques n’utilisent pas une batterie individuelle. Elles embarquent un pack composé des milliers de cellule lithium-ion fonctionnant ensemble. Lorsque la voiture est en charge, l’électricité est utilisée pour provoquer des changements chimiques à l’intérieur de ses batteries. Lorsqu’elle roule, ce sont ces changements qui sont renversés pour produire de l’électricité.

La technologie de la batterie de la voiture électrique

Les batteries des voitures électriques subissent des cycles de décharge pendant la conduite et de recharge lorsque le câble de recharge est branché. Au fil du temps, la répétition de ces processus affectent le volume de charge électrique que la batterie voiture électrique peut retenir. Cela réduit l’autonomie. La plupart des constructeurs offrent une garantie de cinq à huit ans sur leur batterie. Cependant, la prédiction actuelle est que la batterie voiture électrique dura entre 10 et 20 ans avant d’être remplacée.

Comment la batterie et le moteur de la voiture électrique fonctionnent ensemble est très simple. La batterie est reliée à un ou plus de moteurs électriques, qui à son tour ou à leur tour fait rouler la voiture. Lorsque vous appuyez sur l’accélérateur, la voiture envoie instantanément de l’énergie au moteur  depuis la batterie. C’est comme cela que celle-ci consomme progressivement l’énergie stockée.

Les moteurs électriques fonctionnent aussi comme générateurs. Donc, quand vous enlevez votre pied du pédale, la voiture commence à ralentir en convertissant son mouvement vers l’avant en électricité. Ceci se fait sentir de manière considérable lorsque vous freinez. Ce freinage régénérateur récupère l’énergie qui serait perdu autrement pour la conserver dans la batterie encore. Résultat, l’autonomie de la voiture est meilleure.

La batterie des voitures électriques lithium-ion

Une batterie lithium-ion (Li-ion) est un type de batterie rechargeable utilisé dans les voitures électriques et la plupart des appareils électroniques mobiles. Elle possède un plus forte densité d’énergie que les batteries rechargeables à acide ou à nickel-cadmium. Cela veut dire que les fabricants peuvent gagner plus de place et réduite la taille de tout le pack de batteries utilisé par les voitures électriques.

Le Lithium est aussi le plus léger de tous les métaux. Cependant, les batteries Lithium-ion (Li-ion) ne contiennent pas de métal lithium, mais des ions. Pour ceux qui se demandent ce que c’est qu’un ion, il s’agit d’un atome ou d’une molécule avec une charge électrique causé par la perte ou le gain d’un ou plusieurs électrons.

Les batteries lithium-ion sont aussi plus sécurisées que les nombreuses autres alternatives et les constructeurs de batteries ont l’obligation de prendre toutes les mesures de sécurité nécessaires pour protéger les utilisateurs en cas d’endommagement de la batterie. Par exemple, les constructeurs équipent les voitures électriques des dispositifs visant à protéger les batteries pendant les recharges.

La capacité des batteries

Le kilowatt (kW) 

C’est une unité d’électricité (combien d’énergie un appareil a besoin pour fonctionner). Un kilowatt-heure (kWh) est une unité d’énergie (elle montre combien d’énergie a été utilisé). Par exemple, une ampoule de 100 watts utilise 0.1 kilowatt par heure.

Quelle est la consommation annuelle d’une maison moyenne et celle d’une voiture électrique ?

Une maison consomme 3 100 kWh par an en moyenne.

Une voiture électrique consomme quant à elle 2 000 kWh par an en moyenne.

Notons que plus le kWh est élevé, plus l’autonomie de la voiture électrique est grande.

Le démarrage et l’arrêt répétitifs

L’énergie cinétique causée par le freinage va se perdre normalement. Cependant, un freinage régénérateur convertit et sauvegarde l’énergie thermale venant de la pédale de frein et la chaleur de friction des pneus pour la réutiliser à alimenter la voiture.

La durée de vie d’une batterie d’une voiture électrique

Une fois que la batterie voiture électrique perd sa capacité à alimenter un véhicule, elle peut être utilisé pour alimenter une maison avec un système d’énergie renouvelable (solaire, éolien, etc.).

La batterie d’une voiture électrique est une technologie qui dure de nombreuses années. D’ailleurs, les constructeurs offrent cette garantie. Nissan par exemple, garantit que les batteries de ses voitures électriques vont durer 8 ans ou 160 000 km. Tesla offre la même garantie.

Ceci peut paraître remarquable quand la batterie de votre téléphone mobile commence à s’essouffler au bout de quelques années d’utilisation. Sachez toutefois que pendant cette période, elle peut être entièrement rechargée et déchargée des centaines de fois.  Chacun de ces fameux cycles affecte la vie de la batterie. Après 500 cycles complets par exemple, une batterie lithium-ion d’un téléphone commence à perdre une partie considérable de sa capacité de stockage d’énergie.

Même si ceci ne pose pas vraiment de problème avec un téléphone, ce n’est pas bien pour une voiture qui est conçue pour durer des milliers de km. Du coup, les constructeurs des voitures électriques font tout pour fournir des batteries qui durent aussi longtemps que possible. Dans une voiture électrique, les batteries sont protégées. Cela veut dire que les conducteurs ne peuvent pas utiliser la totalité des charges qu’elles contiennent afin de réduire le nombre de cycles de décharge et recharge. De plus, ils ajoutent d’autres techniques comme les systèmes intelligents de refroidissement. Bref, les batteries voitures électriques sont faites pour vous donner plusieurs années d’utilisation tranquille.

En fait, dans le but de préserver la durée de vie d’une batterie d’une voiture électrique, les constructeurs assurent qu’il y a des capacités non utilisées supplémentaires pour affronter la dégradation de la batterie au fil du temps. Alors, comme la voiture électrique vieillit et sa batterie multiplie les cycles de recharge-décharge, la capacité non utilisée supplémentaire s’épuise. Ceci permet à la voiture électrique de garder la même capacité tout au long de la durée de vie de la batterie. Une fois que la capacité de la batterie tombe au-dessous de 80 %, les conducteurs commencent à remarquer une baisse d’autonomie et de la performance de la batterie.

Le coût de remplacement de la batterie d’une voiture électrique

Lorsqu’il s’agit de remplacer la batterie d’une voiture électrique, vous n’avez pas besoin de vous inquiéter puisque beaucoup de constructeurs proposent une garantie allant jusqu’à 8 ans ou 160 000 km. Ce qui veut dire que même si vous avez besoin de la remplacer pour une raison ou une autre, elle peut très bien être couverte par cette garantie. Pensez à toujours vérifier le type de garantie offert par le constructeur de votre voiture électrique.

Aussi, le coût des batteries chutent d’environ 80 % entre 2010 et 2016 selon McKinsey, allant de 1000 dollars à 227 dollars par kWh. Du coup, une nouvelle batterie de 40 kWh en 2016 aurait coûté environ 10 000 dollars. Certaines prédictions estiment que les prix sont bons pour descendre jusqu’en dessous de 100 dollars par kWh vers 2030, presque au même moment où le gouvernement souhaite voir la moitié des nouvelles voitures vendues en Angleterre électriques.

Location des batteries des voitures électriques

Avec n’importe quelle nouvelle technologie, il y a toujours la peur comme quoi les choses ne vont pas fonctionner comme prévus. Alors, certains constructeurs de voitures électriques et compagnies de locations ont trouvé une solution pour rassurer les clients sur l’éventuelle dégradation de la batterie. Par exemple, Renault offre un package financier qui permet à ses clients d’acheter une Zoe et louer sa batterie, ce qui réduit tout de suite le prix d’achat de la voiture électrique et garantit la performance de la batterie jusqu’à 75% de sa capacité originale.

Recyclage de la batterie d’une voiture électrique

De nombreux constructeurs recherchent un moyen de donner une seconde vie à leurs batteries une fois qu’elles ont atteint l’âge de la retraite. Un idée qui a l’air de fonctionner bien est de réutiliser les batteries voitures électriques pour alimenter les besoins domestiques. Cependant, il n’y a pas de réponses définitives quant à ce qui va arriver aux batteries des voitures électriques lorsqu’elles ne seront plus recyclables.

Le temps que les batteries passant dans les voitures électriques sont juste le début de leur durée de vie. Une fois qu’elles sont retirées, la plupart de ces batteries peuvent toujours être réutilisées pour satisfaire d’autres besoins comme le stockage d’énergie au sein d’un réseau d’électricité ou encore dans la maison.

Lorsque les batteries atteignent la fin de leur durée de vie, elles seront recyclées, ce qui veut dire que les éléments de valeur comme le cobalt, les sels de lithium, l’acier inoxydable, le bronze, l’aluminium et le plastique seront triés. En ce moment, seule la moitié des éléments contenus par le pack des batteries de la voiture électrique sont recyclés. Alors, avec les voitures électriques supposés devenir populaire dans la prochaine décennie ou plus, les constructeurs essaient de trouver un moyen d’améliorer ce taux de recyclage des batteries.

VW a récemment annoncé mettre en place une usine pilote pour le recyclage des batteries.  Celle-ci doit pouvoir atteindre un taux de recyclage jusqu’à 97 % des composants de la batterie. Dans le processus, les batteries seront démontées, séchées et tamisées pour récupérer les composants qui pourraient être réutilisés pour fabriquer des nouvelles batteries.

L’impact des batteries des voitures électriques sur l’environnement

Est-ce que les batteries des voitures électriques sont-elles mauvaises pour l’environnement ? Eh bien, nous sommes là pour vous dire que l’avenir des batteries des voitures électriques est plutôt brillant.

Les batteries des voitures électriques peuvent être  livrés aux usines et au domicile des particuliers pour être recyclés une fois qu’elles ne peuvent plus être utilisées par celles-ci. Réutiliser des batteries des voitures électriques peut créer un système de recyclage en boucle fermée. Cela veut dire que les usines qui produisent les batteries peuvent être alimentées par les batteries recyclées une fois que leur durée de vie sur les voitures électriques touche à leur fin.

De grands constructeurs avaient déjà commencé à réutiliser les batteries des voitures électriques. Par exemple, Nissan projette d’utiliser des batteries usagées des voitures électriques pour alimenter l’Amsterdam Arena en cas de besoin.

Toyota aussi envisage d’installer des batteries usagées devant des magasins au Japon dans un proche avenir. Ces batteries seront réutilisées pour stocker des énergies générées par des  panneaux solaires. Les énergies ainsi stockées seront par la suite utilisées pour alimenter des frigos, réchauffer des repas et conserver les aliments frais dans les magasins.

Renault aussi a annoncé que les batteries des voitures électriques venant des Zoe seront réutilisées pour générer des énergies pour Powervault, un système de stockage de l’énergie solaire.

Avec autant d’opportunités faisant leur apparition, il y aura clairement une seconde vie pour ces batteries après les voitures électriques. Une fois que la batterie a fini de faire rouler une voiture électrique, elle peut être utilisée pour alimenter en énergie notre maison ou entreprise.

Récupération des batteries des voitures électriques

Alors, qu’est ce qui se passe lorsque les batteries des voitures électriques sont hors services ? Les batteries sous toutes les formes peuvent être difficiles à jeter sans risquer de polluer l’environnement. C’est pareil avec les batteries des voitures électriques. Cependant, la prise en charge des cycles de vie de ces batteries des voitures électriques vise à résoudre les rejets de ces batteries dans la nature car non seulement elles coûtent cher mais elles sont également toxiques.

En plus d’être utilisées pour alimenter les systèmes d’énergie renouvelable, les batteries des voitures électriques peuvent être reconditionnées pour alimenter plus de voitures dans l’avenir. Le groupe Volkswagen envisage de démarrer un projet de recyclage qui va évaluer la qualité de ces batteries pour définir leur futur.  Celles qui ont encore de l’énergie peuvent encore servir à alimenter des chargeurs mobiles des voitures. Les  autres qui n’ont pas grand-chose à offrir seront écrasés en poudre pour extraire des matières comme le lithium, le nickel et manganèse, entre autres. Ces matières peuvent être utilisées à nouveau pour fabriquer des batteries pour voitures électriques.

Les fabricants des batteries des voitures électriques

Il existe un grand nombre de fabricants de batteries des voitures électriques. Certains sont bien connues comme Tesla et Nisan, alors que d’autres comme BYD et LG Chem peuvent ne pas être aussi connus dans le monde, mais ils restent des acteurs majeurs dans l’industrie des voitures électriques. Par exemple, c’est LG Chem qui fournit les batteries des voitures électriques des constructeurs comme Volvo, Renault, Ford et Chevrolet. Ce n’est pas tout. Ils ont également signé un accord avec Tesla pour fournir les batteries de tous les modèles Tesla produits en Chine.

Un autre grand fabricant de batteries des voitures électriques, BYD est non moins un des plus grands constructeurs automobiles de la Chine. Aujourd’hui, il vend plus de voitures électriques que les modèles utilisant des carburants fossiles, et ce, depuis 2019. Ces fabricants ne se contentent pas de produire des batteries pour voitures électriques. Ils proposent aussi des batteries de stockage d’électricité pour usage domestique, commercial ou encore industriel.

Recharger une batterie de voiture électrique

Comme les voitures conventionnelles qui peuvent avoir des gros ou petits réservoirs, les batteries lithium-ion pour les voitures électriques se déclinent en différentes tailles. Au lieu des litres de carburant, leur capacité se mesure en kilowatt heure (kWh). Un pack de batterie de 40 kWh peut faire rouler une voiture électrique sur une distance de 240 km ou plus, tandis que l’énorme batterie de Tesla de 100 kWh peut rouler jusqu’à 600 km selon les standards de WLTP (Worldwide Harmonised Light Vehicle Test Procedure). Celui-ci vise à donner une estimation réaliste des véritables autonomies des voitures.

WLTP a été lancé en 2017. Il a été mis en place pour mesurer la consommation en carburant, le niveau de CO2 et autres polluants émis par des voitures. Il a remplacé la NEDV (New European Driving Cycle).

Vous pouvez remarquez le kilowatt sur votre facture d’électricité. C’est l’unité standard de l’industrie de recharge. Une batterie de 40 kWh stocke suffisamment d’énergie pour alimenter une maison pendant 4 jours.

Comment recharger la batterie d’une voiture électrique ?

Vous aurez une recharge rapide à partir d’un chargeur spécialement conçu pour les voitures électriques. Ils sont mesuré par kW allant de 3 kW jusqu’à 50 kW, voire 120 kW pour le superchargeur Tesla. Plus élevé est l’échelle, plus rapide sera la recharge.

La plupart des chargeurs que vous pouvez installer à la maison ou sur le lieu de travail sont des 3kW ou 7kW et ils peuvent recharger votre voiture en 6 à 12 heures. En Angleterre, il existe un nombre grandissant des stations de recharge publiques. Elles permettent d’avoir accès à des recharges rapides de 22 kW en moyenne, parfois jusqu’à 50 kW. Le plus rapide de recharge publique peuvent recharger une voiture électrique jusqu’à 80 % en moins d’une heure. Le dernier 20% est souvent plus lent, et ce, pour ne pas endommager la batterie lorsqu’elle s’approche de la charge complète.

Lorsque vous n’arrivez pas à trouver un point de recharge, sachez que vous pourrez toujours recharger votre voiture électrique avec  une prise domestique de 13 amp. Mais attention, la recharge va prendre beaucoup de temps. Parce que la recharge demande beaucoup d’énergie sur une longue période, il y a aussi le risque de surchauffe. Donc pour éviter tout accident, demandez à un électricien de vérifier votre prise et vos fils d’abord.

A quel point sont sécurisées les batteries des voitures électriques ?

Les fabricants des batteries des voitures électriques se mettent en quatre pour s’assurer que leurs produits sont sécurisés, avec différents dispositifs contre la surchauffe et autres problèmes. Les batteries peuvent chauffer lorsqu’elles se rechargent et se déchargent, mais les voitures sont conçues pour les rafraîchir. Certains modèles haut de gamme disposent d’un liquide de refroidissement pour aider.

Malgré cela, il y avait tout de même des cas des voitures électriques brûlées mais très peu de ces incidents étaient causés par des problèmes de batterie. Dans la plupart des cas, ils sont causés par des accidents ou des incidents qui auraient pu mettre le feu à n’importe quelle voiture. C’était le cas pour une Tesla Model S en 2013 qui a percuté un gros morceau de métal en roulant en pleine vitesse. En commentant l’incident qui avait provoqué un petit incendie, le directeur de Tesla, Elon Musk avait souligné que les batteries des voitures électriques contiennent seulement un dixième d’énergie d’un réservoir plein d’essence. Cela limite le danger qu’elle pose dans un accident.

En fait, une étude datant de 2017 réalisée par l’US National Highway Traffic Safety Administration a trouvé que la probabilité de départ de feu causé par les batteries lithium-ion était comparable, sinon légèrement moins que pour les voitures conventionnelles. Comme de plus en plus de voitures électriques se trouvent sur la route, nous pouvons être sûrs qu’elles sont aussi sécurisés que les voitures conventionnelles qu’elles remplacent.