Une batterie de 98 kWh et 632 km d'autonomie dans la Zoé, c'est déjà possible

Une micro news juste pour annoncer une nouvelle sur les batt "hors labo".
Solar impulse possède déjà des batteries commerciales, à la densité énergétique record : 260 Wh/kg  
source :
http://info.solarimpulse.com/fr/the-adventure/building-a-solar-airplane/#.ViXvVitKLys

Or, par voie de presse on apprend ça, suite aux dégâts récents :
"A l’occasion du remplacement, il n’a été envisagé d’opter pour le nouveau modèle proposé par le même fabricant, dont le rendement est 30 % supérieur, à cause des importantes modifications que cela aurait entraîné."
source :
http://www.aerobuzz.fr/aviation-generale/article/la-surchauffe-des-batteries-de

Donc à l'heure où je vous cause, en situation réelle (certes en budget no limit), il existe des batteries commercialisées par le coréen KOKAM
( http://www.kokam.com) , qui titrent à 338 Wh/kg.

Pour la Zoé ça donnerait 98 kWh et 632 km d'autonomie pour le même poids, aujourd'hui, en 2015.
Toujours confiants, les H₂ fan boyz ?

Attention, il faut comparer ce qui est comparable.

338 Wh/kg, ça veut dire une quantité d'énergie de 338 Wh stockée dans un kg de batterie.
Par kg de batterie, il faut certainement entendre les cellules nues, sans boîtier, sans câblage, sans protection contre les chocs et sans système de refroidissement.

Suivant cette définition, la Zoé emporte actuellement 160 kg de batterie.

Il faut aussi prendre en compte la capacité totale de la batterie, sans la marge de sécurité mise en place par Renault.
À savoir 25 960 Wh et non pas 22 000 Wh.
La quantité d'énergie par kg est donc :
25960 / 160 = 162,25 Wh/kg

Avec des batteries de 338 Wh/kg, il serait possible de multiplier l'autonomie par 338 / 162,25 = 2,08.
L'autonomie moyenne estivale de 150 km serait donc portée à 312 km, ce qui ne serait déjà pas si mal.

Reste à savoir si, à poids égal, le volume de ces nouvelles batteries ne serait pas supérieur à celui des modules actuels.

Pixel a écrit:Reste à savoir si, à poids égal, le volume de ces nouvelles batteries ne serait pas supérieur à celui des modules actuels.

+1

Oui j'ai un poil abusé et effectivement "fait comme" si on pouvait convertir ce poids mort global en "batterie pure" de KOKAM 2015 [ pas impossible même en 2015 : chassis batt en carbone, refroidissement avec ventirad en titane, câblage aéronautique etc... après tout 40 kgs d'accastillage c'est énorme ]

Donc d'accord avec toi sur le "toutes choses égales par ailleurs" , sauf peut être sur celui de la proportion de réserve (que tu conserves avec ton calcul) : il y a fort à parier qu'avec plus de deux fois plus d'autonomie, on ait pas besoin de plus de réserve (qu'elle ne soit pas proportionnelle à la batterie) parce qu'en utilisation réelle tu vas taper d'autant moins souvent dans une décharge profonde que ton besoin réel s'éloigne de cette autonomie max . un peu comme la réserve d'essence d'un thermique : c'est pas parce que son autonomie augmente qu'on fait grossir la réserve avant panne sèche.

La réserve sert à protéger le batterie. Et on voit que des gens ne rechargent la batterie actuelle de la zoé que quand elle est vide, malgré le fait qu'ils ne font que des petits trajets. Alors qu'il est déconseillé de faire des décharges profondes. A ceux, si on donne une batterie plus puissante et sans réserve, à la place de la recharger une fois par semaine, ils ont la recharger une fois par mois ... quelques mois, le temps de flinguer la batterie.

Donc, si Renault continue sur le modèle de la location, il continuera à protéger la batterie en disposant d'une réserve.

philouze33 a écrit: [ pas impossible même en 2015 : chassis batt en carbone, refroidissement avec ventirad en titane, câblage aéronautique etc... après tout 40 kgs d'accastillage c'est énorme ]  

Accessoirement, la batterie de la Zoe est aussi faite pour résister à un accident (et éviter que les modules ne prennent feu en cas de choc).
Quelques kg de métal ne sont pas inutiles

@Leonard : je le conçois, mais entre zéro réserve et "réserve prévue super large car nous aurons (avec 150kms d'autonomie) beaucoup de clients qui vont vider la batterie quotidiennement", il y a une belle marge marge de manœuvre.
La réserve actuelle est de 15% et elle me semble  dimensionnée pour tenir une décharge totale quotidienne de la zone allouée.
de combien avons nous besoin pour une décharge mensuelle ? 15, 10, 5 % ?

@ke2 : kg de métal qui "pourraient" être des grammes de carbone/kevlar (je veux dire : c'est jouable en 2015, on nous balance bien de la Miraï un peu partout depuis deux semaines, il est en quoi son réservoir ultra haute pression, en bronze ? )

"Reste à savoir si, à poids égal, le volume de ces nouvelles batteries ne serait pas supérieur à celui des modules actuels."

rien ne filtre sur KOKAM, la seule chose que Picard a le droit de dire c'est "ils ont deux ans d'avance sur le marché" . mais si on se fie à la leaf, le volume diminue (plus d'énergie pour le poids, et plus de poids pour le même volume, pas besoin de chasser le volume perdu pour y placer des batts)
je reconnais que la techno des batteries leaf/kokam n'ayant peut être rien à voir, la corrélation n'est pas fiable

Pour ce qui est de la marge de sécurité de 15 %, je pense que cette marge restera bien proportionnelle à la capacité de la batterie.
Ce n'est pas une réserve, au sens de celle d'un réservoir d'essence.
En fait, il s'agit de s'assurer qu'aucune des cellules de la batterie ne va descendre en dessous d'une tension limite, ce qui pourrait la détruire.
La réserve se calcule donc en fonction des courbes de décharge des cellules.
Certes, ces courbes peuvent être différentes pour les nouvelles cellules, mais je doute que ça change beaucoup.

si c'est comme pour le plomb, la marge tient compte aussi, au moins pour une de ses variables, du nombre de fois qu'on va atteindre cette limite.

philouze33 a écrit:si c'est comme pour le plomb, la marge tient compte aussi, au moins pour une de ses variables, du nombre de fois qu'on va atteindre cette limite.

Probable, oui. Mais c'est un paramètre que Renault ne peut pas vraiment maîtriser !

philouze33 a écrit:@ke2 : kg de métal qui "pourraient" être des grammes de carbone/kevlar (je veux dire : c'est jouable en 2015, on nous balance bien de la Miraï un peu partout depuis deux semaines, il est en quoi son réservoir ultra haute pression, en bronze ? )

On peut tout imaginer,  mais à quel prix
Si la batterie "98 kWh à poids et volume constant" est réalisable pour 60 000 € l'unité, elle doit être louée 600€ par mois  

Bon, l'esprit de mon intervention était simplement de dire "réjouissons nous mes frères"
parce que grâce à ces petites fuitounettes de presse, on sait qu'à poids et volume constant, il existe, aujourd'hui en 2015, directement commercialisée (certes pour des applications spatiales et extraordinaires, type solar impulse) une batterie qui emmènerait une zoé à plus de 600 kms réels.
certes en admettant visiblement moins de marge de réserve, un châssis carbone, un refroidissement type aéronautique.
Ce n'est pas de la science fiction, ce n'est pas une batterie de labo ni un proto de batterie, c'est une batterie coréenne achetable sur étagère.

C'était à mettre en parallèle avec la Toy et les promesses sans cesses renouvelées du H2. là on parle de 70 000 euros la blague, pour une autonomie de 500 bornes probablement non extensible vu le volume déjà extrême du réservoir (et donc inférieur à du réalisable au lithium aujourd'hui même)

Cette batt vaudrait elle 60k€ au lieu de 6 ? je ne sais pas. c'est sûrement de la très petite série. mais ça cycle déjà quotidiennement vu que c'est justement la problématique de Solar Impulse.

philouze33 a écrit:Bon, l'esprit de mon intervention était simplement de dire "réjouissons nous mes frères"
parce que grâce à ces petites fuitounettes de presse, on sait qu'à poids et volume constant, il existe, aujourd'hui en 2015, directement commercialisée (certes pour des applications spatiales et extraordinaires, type solar impulse) une batterie qui emmènerait une zoé à plus de 600 kms réels.
certes en admettant visiblement moins de marge de réserve, un châssis carbone, un refroidissement type aéronautique.
Ce n'est pas de la science fiction, ce n'est pas une batterie de labo ni un proto de batterie, c'est une batterie coréenne achetable sur étagère.

Cette batt vaudrait elle 60k€ au lieu de 6 ?  je ne sais pas. c'est sûrement de la très petite série. mais ça cycle déjà quotidiennement vu que c'est justement la problématique de Solar Impulse.

Je suis totalement d'accord. Pour mémoire, les premiers lecteurs de CD coûtaient dans les 1000 francs en 1984, cela doit être équivalent à 1000 € actuels. Si quelques mélomanes technophiles ne les avaient pas achetés ...

Ces batteries ont le mérite d'exister. Si elles sont construites de manière artisanale, leur prix pourrait être divisé par 100 ou 1000 lors de leur industrialisation. Voire par 10 000. Mais, si elles s'appuient sur des ressources rares ou si elles sont délicates à mettre en œuvre, elles resteront confinées dans les milieux de la recherche et dans les applications haut de gamme.

Bref, avant de jeter l'eau du bain avec le bébé, attendons de voir somment il pousse.

Plus qu'au prix des cellules (amené probablement à baisser), ma remarque concernait l'idée de philouze33 de remplacer la structure actuelle (lourde) de la batterie de la Zoe par un ensemble kevlar / carbone pour gagner de la masse de cellule (donc de la capacité totale) à poids constant.

Ke2 a écrit:Pma remarque concernait l'idée de philouze33 de remplacer la structure actuelle (lourde) de la batterie de la Zoe par un ensemble kevlar / carbone pour gagner de la masse de cellule (donc de la capacité totale) à poids constant.

Là, on est effectivement très proche de l'artisanat et sauf révolution industrielle, il y a de fortes chances qu'un tel engin reste hors de prix.

je ne sais pas : la I3 entière est en carbone. le carbone a conservé son statut de matériaux hors de prix ce qu'il n'est plus. Le kevlar ça s'achète maintenant au km, il y en a dans tous les jeans de motard à 100 boules.

reste la mise en œuvre, sur des carters ou des "U" (formes simples) ça reste gérable. Et justement la miraï possède deux bonbonnes en carbone tressé , eprouvées à plus de 700 bars (puisque c'est leur pression de service), c'est un poil plus "touchy" à gérer j'imagine.

BMW a créer une usine spécifique pour la gamme "i" et la fabrication de panneau en composite.
Aujourd'hui Renault ne sait pas faire de pièce carbone de manière industrielle.

Après d'un point de vue réparation/recyclage, les matériaux composites sont loin d'être le top.

+1, la colle remplace les points de soudure, mais cela a l'air d'être maitrisé par BMW, ils ont eu quelques soucis au début, mais cela a été vite réglé !

alainrvt a écrit:+1, la colle remplace les points de soudure, mais cela a l'air d'être maitrisé par BMW, ils ont eu quelques soucis au début, mais cela a été vite réglé !

C'est une technologie qui existe depuis plus de 20 ans dans l'aviation.

Mais si c'était si facile, pourquoi BMW a conservé un cadre métallique pour la batterie de la I3

ils ont déjà tellement gagné sur le reste, eux n'avaient peut être pas besoin de pousser le bouchon aussi loin ?
par ailleurs l'alu est un excellent dissipateur thermique, le carbone un isolant, le kevlar (les aramides en général) un super-isolant. Et comme on ne voit pas de circuit hydro de refroidissement (mais peut être y en a t il un aussi sur la i3 ? je ne sais pas)

Excusez moi de couper court l'idée de faire sa propre batterie plus légère et plus performante car:

Je crois que la batterie communique avec la voiture et que la voiture ne va pas accepter aussi facilement une batterie "artisanale" (Avec le plus grand respect que j'ai pour les montages innovants).
Ca serait trop beau! J'aimerais beaucoup lire sur le forum le contraire et voir une Zoé propulsée par une batterie de Solar impulse par ex... Je pense que ce n'est pas si évident malheureusement.

Il me semble avoir vu un mec sur internet avoir refait une batterie de Twizy avec des batteries de laptop...

Faudrait que je retrouve c'etait super interessant... il avait rajouté de la capacité en plus il avait genre 120km d'autonomie ...


je vais essayer de vous le retrouver ...

philouze33 a écrit:par ailleurs l'alu est un excellent dissipateur thermique, le carbone un isolant, le kevlar (les aramides en général)  un super-isolant.

L'alu est un meilleur conducteur thermique que le carbone mais on ne peut pas dire que le carbone soit un isolant thermique.
Quelques conductivités thermiques comparées :
Cuivre : 401 W.m^-1.K^-1
Aluminium : 237 W.m^-1.K^-1
Carbone : 129 W.m^-1.K^-1

Bien sûr, une pièce composite carbone-epoxy devient isolant thermique à cause de l'epoxy qui enrobe les fibres.

Personne ne parle du temps de recharge.....si il faut 3 jours c'est cool non ????????

Ben en fait je pense que plus la capacité est grande, moins tu as besoin d'un temps de charge rapide :
Le but ne sera pas de descendre systématiquement à 10% et de remonter à 100%.
Pour les trajets quotidiens on utilisera 10 ou 20% de la capacité donc on pourra soit
- partir de 100% et rester plusieurs jours sans charger et puis recharger au gré de son temps libre pour revenir vers une charge totale
- soit être accro au 100% donc recharger à chaque fois que l'on peut et toujours naviguer dans les 80%~100%

Et pour les longs trajets une charge ou une charge et demi devrait suffire et arrive sur place normalement on devrait avoir le temps de recharger.
C'est sûr que si on veut faire 600km le lundi et refaire 600km le mardi, la thermique s'imposera toujours.