Future Prius : batterie au lithium ?

shadoko

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mlkjhgfdsq
On en a déjà parlé quelque part, c'est assez probable que la nouvelle Prius devant apparaître fin 2008 adopte la technologie des batteries au lithium. Pour celles et ceux qui sont intéressés par les chiffres et les graphes, et qui n'ont pas peur de l'anglais américain avec plein d'abréviations, je conseille vivement cet exposé de Dave Hermance, ancien "Executive Engineer for Advanced Technology Vehicles" de Toyota USA, et qui malheureusement s'est tué récemment en pilotant un avion de tourisme.

Une mise en perspective très intéressante, également sur les aspects économiques de la chose : les fabricants de batteries ne se pressent pas tellement pour se placer sur le marché des voitures hybrides, c'est trop peu pour eux (comparé à tout le reste) !

:dollars:

Et il paraît clair que pour des raisons économiques également, les hybrides rechargeables ne sont pas pour tout de suite... :(
 

Pont Vert

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Dans cette présentation par un officiel de Toyota, en dehors de tous les renseignements intéressants et des analyses sur les batteries, on peut noter des confrmations directes :

- Toyota planifie une production de 1000000 de voitures hybrides en 2010
- Toyota estime que la production mondiale totale des hybrides en 2010 sera de 1500000 voitures avec peu de place pour les constructeurs hors Toyota et Honda
- La nouvelle génération de la Prius est citée en 2008
 

Pont Vert

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Pour ceux qui ne lisent pas la langue de Shakespeare revue par des techniciens américains :

- la durée de vie des batteries est un sujet de préoccupation majeur pour les voitures (hybrides ou électriques)
- la technologie la plus répandue et la moins chère pour les batteries est le plomb + acide sulphurique ; environ 50 $/kwh pour les batteries de voiture contre 800 $/kwh pour les batteries NiMh des Prius actuelles
- la plage d'utilisation de la batterie de la Prius est majoritairement de 45% à 75% de sa capacité totale (note d'interprétation personnelle : l'histogramme sur l'écran peut couvrir de 40% à 80% ; les 45% correspondraient à une barrette sur les 8 et les 75% à 7 barrettes sur 8)
- un cycle habituel sur une hybride est de 5% qui peut être répété 200000 fois (note personnelle : la charge de la batterie reste située entre les barres 5 et 7 en général)
- les batteries actuelles NiMh peuvent fournir une puissance de 1300 W/kg soit 50 kW pour les 38 kg de la batterie de la Prius
- en-dessous de -10°C et au-delà de 50 °C, les performances des batteries NiMh deviennent très mauvaises
- les premières hybrides avec batterie au Lithium sont prévues en cette fin 2006 ; un second acteur devrait apparaître fin 2008
- à partir de fin 2008, la technologie des batteries pour les véhicules hybrides devrait basculer du NiMh vers le Lithium : technologie supportée par l'industrie de l'électronique portable avec une puissance totale demandée 10 fois supérieure à celle des véhicules hybrides en 2010 ; performances meilleures en capacité et en puissance ; coût inférieur; plus grande facilité d'installation dans les chaînes d'assemblage des voitures à cause du poids et de l'encombrement réduits
- la Prius 2008 ne sera pas équipée à l'origine avec une batterie au lithium (déduction du graphique sur la demande prévisionnelle des batteries par constructeur et par type page 29; jusqu'en 2013 relativement peu d'hybrides seront équipées de la sorte hors on peut s'attendre à ce que la Prius reste parmi les voitures hybrides les plus vendues)
- la technologie des premières batterie Lithium est déjà connue et maîtrisée ; il faudra 10 ans pour développer la seconde génération utilisable pour les véhicules électriques avec un coût par kwh de 100 à 300 $
- les voitures plug-in ne sont pas pour tout de suite car il reste de nombreuses questions à résoudre dont : la durée de vie des batteries soumises à des cycles de décharge dans une fourchette de 20 à 100% de leur capacité ; le coût et le poids des batteries ; la puissance accrue des moteurs et de l'électronique ; pas de modèle pour le cycle de vie complet de la voiture

:jap:
 

warrior

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j'ai vu quelque part sur le net qu'on étais capable de produire des batteries lithium supportant 10000 cycles.
contre 1500 cycles pour les batteries actuelles.
Ce qui serai parfait pour notre tapis volant :cool:
 

Pont Vert

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On peut faire beaucoup de choses en théorie. L'industrialisation et la fiabilisation, c'est un peu plus difficile.

Cet exposé de Dave Hermance fait un état précis de l'industrie des batteries et de ses possibilités réelles dans les dix ans qui viennent.

La seule chose qui puisse bousculer ce bilan, ce serait un engagement nouveau et majeur d'un acteur majeur ; quelque chose du même type que le programme Prius chez Toyota lancé en 1995.
 

shadoko

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qsdfghjklmù
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mlkjhgfdsq
Pour ceux qui ne lisent pas la langue de Shakespeare revue par des techniciens américains :
....
- la Prius 2008 ne sera pas équipée à l'origine avec une batterie au lithium (déduction du graphique sur la demande prévisionnelle des batteries par constructeur et par type page 29; jusqu'en 2013 relativement peu d'hybrides seront équipées de la sorte hors on peut s'attendre à ce que la Prius reste parmi les voitures hybrides les plus vendues)
....
Tu as raison, j'ai peut-être écrit un peu vite... m'enfin, quoique. :wink:

Le graphique dont tu parles montre en effet un nombre d'hybrides à batterie lithium quasi-nul en 2008, suivi d'une nette augmentation en 2009 : plus d'un tiers des hybrides de Toyota. Sachant que la Prius n'est pas la seule hybride Toyota loin s'en faut (la France n'est pas le monde ! et David Hermance inclut Lexus dans ses chiffres), et qu'elle le sera encore moins à cette date, il me paraît bien probable que la seule façon d'équiper plus du tiers des hybrides Toyota produites en 2009, c'est soit d'en équiper plusieurs modèles à l'exception de la Prius, soit d'en équiper la Prius.

On peut aussi remarquer que le nombre d'hybrides au lithium prévu pour 2009 est presque égal au nombre total d'hybrides Toyota produites en 2006. :cool: Sachant que d'après l'exposé le lithium paraît avoir un net avantage en coût et que cela semble la principale préoccupation de Toyota pour la prochaine génération, il est encore permis d'espérer.

On verra bien qui a raison... :-D

:bonhomme_neige:
 

Pont Vert

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On aura peut-être raison tous les deux. Selon les pays ou les modèles, la batterie de la prius sera peut-être au Lithion.

Pour atteindre l'objectif de 1000000 d'hybrides vendues sur l'année 2010, il faudra très probablement que cette technologie équipe des modèles de très grande série. On pourrait avoir une petite voiture ou un RAV4 hybride avec ce type de batterie.

Beuacoup de questions, quelques années pour trouver les réponses.
 

DoubleHybride

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Kangoo Electri Cité et Prius II
Ne pas oublier la batterie Nickel Zinc (NiZn), plus de moitié moins cher à produire que du NiMH et que PSA a intégré dans son projet de véhicule hybride diesel AII.
Un nouveau procédé de fabrication a résolu les problèmes historiques liés à ce type de couple (formation de dendrites) grace à l'utilisation d'electrode en mousse de cuivre breveté par SCPS.
Cette batterie aurait déjà une puissance de 1000 Watt/kg et avec ce couple aucun danger de combustion explosive.
Le potentiel d'amélioration serait de 1400 Watt/kg tout en conservant une capacité de 50 Wh/kg tout a fait compatible avec les HEV.
 

Pont Vert

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Je souhaite plein de succès à PSA dans sa mise en oeuvre des batteries Nickel Zinc. Il faudra que le groupe trouve des alliés car les recherches dans le domaine sont longues et coûteuses. Il faut du volume pour les amortir.

Au niveau européen, cela pourrait être une façon de concurrencer les japonais dont les acteurs majeurs parient sur le Lithium.
 

Hybridébridé

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Tesla Model 3 Standard Range Plus
Lien très intéressant, Shadoko ! :jap:

3 questions/remarques :

- la Prius 2008, même si elle restait au NiMH, aurait une certaine marge de progression en terme de puissance puisque la batterie actuelle fait 21 kW (à comparer au 50 kW calculés par Pont Vert à poids égal sur la base de 1300 W/kg),

- l'auteur semble avoir actuellement de gros doutes sur la durée de vie des batteries au Lithium pour les Plug-in. Celà n'est-il pas en contradiction avec la confiance affichée par les promoteurs des projets Cleanova et Bluecar qui, tous deux, sont partis sur des batteries au Li ? En effet, je dirais à première vue que ces véhicules électriques auront tous deux comme des plug-in de fortes amplitudes de décharge, même si les mini-cycles de charge/décharge seront sans doute moins nombreux sur un électrique que sur un hybride (pas de recharge via le thermique) ?:hum:

- la courbe de progression linéaire de la page 29 est-elle une tendance liée à la demande (ce que semble contredire la progression des ventes d'Hybrides aux USA en p 41, exponentielle), ou aux capacités de production compte-tenu du processus d'industrialisation et des producteurs potentiels (ce que j'aurais tendance à croire) ?:eek:

Pont Vert à dit:
...La seule chose qui puisse bousculer ce bilan, ce serait un engagement nouveau et majeur d'un acteur majeur ; quelque chose du même type que le programme Prius chez Toyota lancé en 1995....

En 2015, toujours d'après p 29, on produira 3 millions de véhicules hybrides, soit approximativement 2,5 millions de plus qu'en 2005. Pour mémoire, il s'est vendu pratiquement 6 millions de véhicules en Chine en 2005 et on prévoit une croissance à 2 chiffres du marché pour encore bon nombre d'années. Sur cette base, ça fait au bas mot, 6 millions de véhicules vendu en 2015 en Chine, de plus qu'en 2005.:horreur:

Si on veut avoir une petite chance face au changement climatique, il va falloir que plus d'un acteur majeur s'y mette à mon avis, et il y a urgence...:shock: :shock: :shock:
 

Pont Vert

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...Si on veut avoir une petite chance face au changement climatique, il va falloir que plus d'un acteur majeur s'y mette à mon avis, et il y a urgence...:shock: :shock: :shock:
Pour que plus d'un s'y mette il faut commencer par un ! :)

Les acteurs majeurs ne sont pas si nombreux : une dizaine en comptant très large. Si un essaie autre chose, s'il démontre un certain succès ou s'il est suffisamment persuasif dans son marketing, un autre, puis un autre suivront.

Malheureusement ou heureusement, à moins d'un cataclysme, il n'y aura pas de révolution complète remplaçant une civilisation basée sur l'énergie fossile par une autre en quelques années ; cela prendra quelques décennies. On peut arriver au résultat désiré en douceur à condition de gagner rapidement du "momentum". Sinon ce sera la manière dure quand le fossile disparaîtra et même si plusieurs d'entre nous ne seront plus là pour le voir.
 

Flyer

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Code couleur de la batterie

Bonjour,

Sur l'écran de l'ODB, les barettes de l'état de charge de la batterie apparaissent souvent en gris-bleu, parfois en vert - peut-être en d'autres couleurs, mais je n'ai fait que 130km jusqu'à présnt -

Quelle est la signification de ces couleurs ?

Merci d'avance.
 

lmd

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hello,
c'est juste le niveau de charge.
à 7 ou 8 barres, c'est vert clair, entre 3 et 6 (inclus) c'est bleu, 1 ou 2 c'est mauve. Là t'es certain que le thermique se met en route ....
 
J

jack ryan

Batteries au Lithium

Bonsoir,

Je ne souhaite pas jouer les rabat-joies, mais je ne suis pas certain que les batteries au Lithium arriveront aussi vite que çà dans nos voitures.

- il y a un problème avec les cathodes, qui n'est toujours pas résolu, pour une utilisation de tous les jours en dehors d'un labo (page 22 de la présentation). Et je ne crois pas qu'un constructeur voudra être englué dans des problèmes reccurents de SAV, avec la publicité sulfureuse que cela entraîne.
- il y a aussi un vrai problème de sécurité : les batteries au Lithium ont parfois tendance à chauffer, puis brulent, voire explosent ! Le risque le plus important étant les batteries Lithium-Polymère, technologie pourtant la plus ambitieuse en terme d'énergie / poids transporté. Pour vous donner un repère, ces batteries sont interdites en aéronautique actuellement : on en reste à la batterie Ni-MH pour l'instant.
Je ne vous raconte pas les potentiels procès en "liability" aux USA, dès les premiers accidents et les premiers blessés (celà a fait la fortune de certains cabinet d'avocats : procès dans l'aéronautique contre Cessna, etc.). Donc, les constructeurs n'installeront pas de batteries au Lithium sans avoir tester et re-vérifier çà un sacré nombre de fois.
- de plus, pour l'instant, les fabriquants de batteries au Lithium ne sont pas intéressés par le marché du véhicule hybride (page 30 de la présentation).

Certes, tout çà va progresser. Et on passera au "Lithium" (no reason to stick to NiMH, page 28 ). Mais il faudra quand même un peu de temps (et beaucoup d'effort de recherche).

Les constructeurs aéronautiques sont très intéressés par la technologie Lithium-Polymère (Li-Po) et mettent une grosse pression sur les leaders de la batteries "Hi-tech" (bizzarement le n°1 n'est pas cité dans la présentation).

@+
 

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Je confirme pour la Li Po. J'en ai une dans un apareil où normalement on a pas à y acceder (un peu comme les premiers iPod). Ben elle est sortie toute seule. Elle a bien gonflé, ouvert le boitier, coucou c'est moi ! :coolman:
 

priusad

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Pour ceux qui ne lisent pas la langue de Shakespeare revue par des techniciens américains :

8) bonjour pont vert,
Avant même de lire "ta traduction" je constate quand même qu'il y a des gens charmants dans la vie.
Un peu de douceur dans ce monde "a brute"
Merci
 

DoubleHybride

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Pour info, un grand constructeur que je ne peut nommer m'a indiqué qu'à l'heure actuelle aucun véhicule équipé de batterie Lithium Ion de puisance quelque soit leur sous type ne passe le crash test.

Une batterie de ce type eventrée met en contact son intérieur avec l'oxygène de l'air déclanchant des phénomèmes d'oxydation violente et imprévisible.

J'ai bien peur que l'homologation des Batteries Lithium de forte puissance embarquée dans un véhicule ne soit pas pour demain.

Je ne suis pas certain que la course vers la capacité n'est pas un piège tendu pour justement retarder au maximum la sortie des PHEV par les pétroliers.

Pour moi un PHEV n'a pas besoin de la capacité d'un Véhicule Electrique, il est encore temps d'éxaminer les autres fillières de Batterie pour faire un plug-in. Dire que le Nicd était idéal dans cet usage... il reste le Nickel-Zinc, on parle aussi du retour de l'aluminum ou des solutions auraient été trouvées pour augmenter sa résistance aux cycles.
 

croco78

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Pourtant c'est bien la direction prise par Dassault pour sa Cleanova.

Les tests effectués sur les batteries Saphion semblent démontrer que les risques d'incendie sont maîtrisables.

Le frein principal de l'hybride rechargeable est à mon avis économique.

Les batteries cadmium-nickel utilisées dans les voitures électriques de type Kangoo, Saxo, 106, Clio ont une durée de vie moyenne de 6 ans.

Si on considère la seule durée de vie qui est liée au nombre de cycles, le cadmium-nickel est mieux placé que le NimH lui-même mieux placé que le Li-ion.

Etant donné qu'une batterie d'hybride rechargeable va fonctionner dans des conditions voisines (voire plus sévères) qu'un véhicule électrique, il est peu probable que sa durée de vie dépasse 5 ans.

Or dans le même temps, elle n'aura fait économiser que la moitié du carburant consommé par une Prius.

En supposant un prix d'achat optimiste de 5000€ pour la batterie et de l'électricité gratuite, c'est encore plus cher que tout le carburant que j'aurai mis dans ma Prius en 5 ans à raison de 16000 km/an.

D'un point de vue économique, ça finira par marcher parce que:

Le prix des carburants va augmenter.
Les performances des batteries vont s'améliorer.
Le coût des batteries va baisser (le lithium est moins cher que le nickel).

Encore quelques années à attendre...:ouioui:
 
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