Stellantis : une batterie low-cost intelligente et révolutionnaire
Zapping Autonews Green Audi Activesphere Concept (2023) : l’étude de SUV coupé électrique en vidéo
C’est sur le campus de Saclay, au sud de Paris, que Stellantis a choisi d’officialiser ce projet. Depuis 4 ans, une équipe de pointe de 25 ingénieurs travaille sur le projet IBIS (Intelligent Battery Integrated System). Bénéficiant du soutien de l’ADEME, à travers le plan France 2030, le projet a fait travailler ensemble des chercheurs du public et du privé. C’est à travers un de ses Open Labs, basé à Saclay (à l’époque où il s’appelait encore PSA), et dédié à l’ingénierie électrique, que le groupe a commencé à plancher sur cette batterie. Au contact des doctorants sur un campus qui a pour ambition de devenir une « Silicon Valley » à la française, le constructeur entend parler de travaux sur une nouvelle architecture de batterie à conversion de puissance. C’est ainsi que démarre le projet IBIS, qui associe aussi le CNRS à travers trois de ses labos (GeePs, SATIE, LEPMI) et le fabricant de batteries Saft. C’est presque par hasard que ce dernier, partenaire depuis de Stellantis à travers la société ACC (Automotive Cells Company) pour ses giga factories, prend le train en marche. Et il s’investit à fond dans le projet. Alors que Stellantis y voit un débouché très prometteur pour les voitures, Saft s’intéresse plus aux applications stationnaires de stockage de l’énergie. Le projet va aussi impliquer d’autres partenaires*, tous français. Et tout ce petit monde est convaincu d’avoir réalisé une première mondiale, susceptible de constituer le standard pour la prochaine décennie. Lire aussi - Stellantis met l’accent sur le software *E2CAD, Sherpa Engineering et l’Institut Lafayette.
Une batterie qui génère elle-même du courant alternatif et continu
Sur une voiture électrique, un chargeur intégré se charge de convertir le courant alternatif en provenance des bornes en un courant continu qui va venir alimenter la batterie (sur un superchargeur Tesla ou Ionity, la conversion se fait dans la borne). Ensuite, il faut un onduleur qui reçoit le courant de la batterie et qui va le transmettre au moteur électrique sous forme de courant alternatif.
La batterie du projet IBIS permet tout simplement de supprimer ces deux composants et leurs périphériques. Ce qui se traduit par un gain de poids et de volume. La place libérée va autoriser notamment les designers à concevoir des intérieurs plus spacieux. Et ce n’est pas le seul avantage, nous y reviendrons. La batterie IBIS intègre directement un convertisseur de puissance AC/DC. Elle produit donc directement du courant alternatif pour le moteur électrique, qui a de plus l’avantage d’être triphasé.
Pour arriver à ce résultat, les chercheurs ont divisé les cellules par modules, indépendants les uns par rapport aux autres, chacun d’entre eux intégrant une carte électronique de conversion de puissance. C’est un élément-clé, car au lieu de monter les cellules en série (ce qui, du coup, pénalise toute la batterie quand un élément est défaillant), ce système décentralisé permet de garantir le fonctionnement.
Par ailleurs, l’architecture permet une flexibilité assez étonnante. On n’utilise pas forcément toutes les cellules tout le temps (certaines peuvent rester en réserve pour alimenter en cas de besoin des fonctions du véhicule) et la batterie IBIS permet aussi d’intégrer différentes chimies au sein de la même batterie. Il est en théorie possible d’y mettre aussi des cellules lithium-fer-phosphate, nickel-métal-cadmium ou sodium-ion, alors qu’elle est tout simplement à ce stade sur une chimie basique lithium-ion. Son architecture peut aussi intégrer à terme les électrolytes solides.
Mais, le tour de force est de faire appel à des solutions éprouvées du marché, y compris de simples puces en silicium (ce qu’on appelle les MOSFET), alors que les acteurs de l’automobile partent sur des solutions plus coûteuses à base de carbure de silicium (SiC) et vont sur des tensions à 800 volts. Stellantis, Saft et le CNRS montrent que faire mieux ne veut pas dire plus cher.
De nombreux avantages
Et ce n’est pas tout, L’architecture sous forme de modules permet d’avoir un meilleur rendement (entre 90 et 97 % selon les cycles) et d’utiliser plus efficacement l’énergie. L’autonomie est donc un peu meilleure, à volume égal. L’un des principaux atouts se situe au niveau de la longévité, qui augmente de 20 à 30 %. La batterie dure donc plus longtemps. Et elle facilite grandement la maintenance. Avec une tension nulle, au niveau des modules, on ne risque plus de prendre le jus quand il s’agit de remplacer un élément en panne.
Là où la batterie innove encore, c’est au niveau de la recharge. Sur une borne de recharge en courant alternatif, celui-ci arrive directement dans la batterie. Laquelle est conçue pour pouvoir recevoir jusqu’à 240 kW. Cela signifie que l’on pourrait demain développer des bornes de charge rapide moins coûteuses et plus efficaces, au lieu des superchargeurs à courant continu.
Ajoutons que la batterie IBIS a aussi été conçue pour supporter la charge bi-directionnelle et pouvoir alimenter la maison, ou encore redonner de l’énergie au réseau électrique. La liste des avantages pourrait encore être déroulée. Mais, ce qui a convaincu aussi Stellantis, et en particulier Carlos Tavares, c’est la question du coût. Les calculs seront affinés d’ici la fin de l’année, mais la technologie va permettre de démocratiser la voiture électrique.
Un démonstrateur roulant l’an prochain
C’est assez rare de voir un projet bénéficier d’autant de temps chez un constructeur automobile. Mais, Stellantis a relevé le pari de ce projet à 9,7 millions d’euros (financé à hauteur de 5,4 millions par l’Etat). Et il a encore la patience d’attendre quelques années de plus avant de proposer une telle batterie, qui sera produite en série un peu avant la fin de la décennie. Dès l’an prochain, la batterie IBIS sera montée à bord d’un véhicule qui fera office de démonstrateur. Ce sera à bord d’un SUV de marque Peugeot.
N’en déplaise à ceux qui critiquent le groupe, il faut reconnaître que Stellantis fait ce qu’il faut pour se doter des meilleurs atouts, à travers différentes technologies de batteries, des moteurs électriques, des plateformes dédiées et la sécurisation de matériaux et de puces. Il est probable que la technologie IBIS soit reprise un jour par la coentreprise ACC dans l’une de ses giga-factories.
Quant à Saft, qui est une filiale de TotalEnergies, ce fabricant est en fait spécialisé dans les batteries industrielles. Il n’a pas pour vocation de venir concurrencer dans l’auto des géants comme CATL, Panasonic, LG… Mais, il a quand même un savoir-faire qui bénéficie à la mobilité. C’est lui qui par exemple a défini les spécifications des cellules qui seront produites par la coentreprise ACC. Et ce que l’on sait moins aussi, c’est qu’il est partenaire de la Scuderia Ferrari en Formule 1 au niveau des batteries et de Peugeot en championnat du monde d’endurance sur la 9X8.
Tout cela pour dire qu’on a en France des compétences techniques et que la Chine et les Etats-Unis n’ont pas le monopole de la technologie dans l’électrique.
Vous cherchez un véhicule d'occasion ? Retrouvez des milliers d’annonces sélectionnées pour vous aider à trouver le bon véhicule d’occasion.
Podcast Men's Up Life
Pour résumer Le groupe issu de la fusion entre PSA et Fiat-Chrysler a présenté ce matin une batterie conçue dans le cadre d’un projet de recherche avec le CNRS et Saft. Cette batterie lithium-ion made in France permet de s’affranchir de l’onduleur et du chargeur embarqué. Elle se caractérise aussi par un meilleur rendement, une fiabilité accrue et une plus grande longévité. Et en plus, elle est moins chère.
Laurent Meillaud
Rédacteur
Source: Autonews
