Batterie de voiture électrique

Le développement du Véhicule Électrique (VE) passe presque exclusivement par l'évolution de la batterie de voiture électrique. PagesConseils fait le point sur tout ce qu'il faut savoir sur leurs caractéristiques, leurs avantages et inconvénients et leurs possibles améliorations.

Batterie de voiture électrique : caractéristiques

Fonctionnement

La batterie du véhicule électrique transforme une énergie chimique en énergie électrique lors de l'alimentation électrique du véhicule et inverse le processus pour sa recharge.

Concrètement, voici comment ça marche :

• Dans chaque élément, 2 électrodes de matériaux différents sont séparées par une électrolyte, une substance solide ou liquide qui permet le passage du courant électrique ;
• Des électrons, porteurs de charges électriques (ions) issus des électrodes migrent de l'une vers l'autre, créant un courant électrique.

Les principaux types de batterie de VE

Batteries	Avantages	Inconvénients
Cadmium nickel	Légère Durée de vie importante	Haute toxicité du cadmium (n'est plus utilisée)
Nickel métal hydrure	Légère Capacité importante (stockage énergie) Peu polluante	Onéreuse Élévation de température proportionnelle à la charge, donc nécessité d’un système de refroidissement
Lithium	Tension nominale élevée (3 à 3,7 volts/élément) Stable en charge et décharge Importantes densités d’énergies massiques et volumiques (160 Wh/Kg et 400 Wh/l)	Utilisation délicate (nécessité d'une gestion automatisée de l'alimentation) Recyclage encore non maîtrisé (Réglementation UN 3490 - UN 3090 pour le transport et le conditionnement de ces batteries)
Lithium-ion	Forte énergie massique et volumique	Inflammabilité

Les inconvénients de la batterie de voiture électrique

La batterie de voiture électrique peut comporter certains inconvénients en matière d'autonomie, de temps de recharge et de coût.

Autonomie

Selon les mesures prises par le cycle d'homologation NDEC (New European Driving Cycle), une batterie de voiture électrique affiche une autonomie moindre qu’un véhicule thermique. Parfois, en utilisation réelle, la batterie d'un VE ne permet de couvrir que 100 km.

Quelques astuces simples de conduite ou d'utilisation du chauffage ou de la climatisation par exemple permettent de préserver l'autonomie de la batterie. 

Recharge

La recharge de la batterie est souvent longue et tributaire des types de prises utilisées :

• La prise domestique 220 V, disponible partout, mais nécessitant une recharge de 10 à 13 heures.
• La prise de recharge rapide « wallbox », permet une recharge de 8 à 10 heures en version 16A et 4 heures en version 32A. Le prix de cette borne est de 600 €, hors installation.
• La station de recharge rapide (parkings souterrains, grandes surfaces, etc.) permet une recharge en 30 minutes (900 €, hors installation).

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Poids

Actuellement, le poids des batteries des VE est de 250 kg : pour atteindre aujourd'hui l'autonomie d'un véhicule à combustion, le poids des batteries devrait s'élever à 1 250 kg !

Sécurité

Certaines batteries lithium-ion peuvent produire un court-circuit en vieillissant et provoquer une explosion.

Le bilan écologique de la batterie voiture électrique

Pour établir une photographie la plus juste possible de l'impact environnemental du VE et de ses batteries, il faut connaître quelques chiffres.

Le bilan carbone

Le bilan carbone moyen du véhicule thermique est de 142 g/km équivalent CO₂. Celui du VE, quant à lui, oscille (grandement à cause de la batterie) entre 1 g/km et 150 g/km. Cela dépend si les cycles de recharge sont exclusivement assurés en production d'électricité par les centrales nucléaires (ce qui est le cas en France) ou si cette énergie est fournie par des centrales charbon, gaz ou fuel (comme dans beaucoup de pays européens).

Le bilan environnemental

Il est très réducteur de se limiter au bilan carbone (comme le font beaucoup de lobbies). Le bilan environnemental couvrant le cycle de vie complet du véhicule (création, utilisation et recyclage) est beaucoup plus représentatif.

Une analyse du cycle de vie du VE initiée par l'ADEME (Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Énergie) est parvenue aux conclusions suivantes :

• Le fossé entre véhicule à combustion et VE est faible (impact inférieur de 9 à 14 % pour 100 000 km parcourus au bénéfice du VE).
• La batterie a un impact important sur ces résultats, à cause de son émission(extraction de métaux comme le lithium), son utilisation (consommation d'énergie à la recharge) et de son recyclage, complexe et consommateur d'énergie.

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Le prix de la batterie de voiture électrique

D’entrée, il faut savoir que les batteries des voitures électriques ne se vendent pas toutes au même prix. Leur valeur dépend du type d’assemblage et des constructeurs. Il faut par conséquent étudier les situations au cas par cas pour se faire une idée précise du montant.

Quel est le prix moyen d'une batterie pour voiture électrique ?

Globalement, les batteries de voiture électrique valent entre 8 000 et 13 000 €. Mais attention ! Cette fourchette n’inclut ni la main-d’œuvre, ni les pièces de rechange.

Conséquence : selon les composants utilisés pour leur assemblage, leur taille et le fabricant, le prix peut dépasser cette somme.

Quel que soit le montant déboursé, le prix d'achat d'un VE en France diminue grâce à des aides gouvernementales (bonus écologique de 6 300 € ou 10 000 € avec reprise d'un ancien véhicule diesel). Ce qui permet donc d’amortir leur valeur.

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Quel est le prix d'une batterie de Tesla ?

Comme les autres références, le prix des batteries du constructeur Tesla n’est pas fixe. Il change en fonction de la taille de la batterie mais aussi des véhicules électriques commercialisés. La société vend en effet plusieurs modèles d’automobile fonctionnant au moyen de l’électricité :

• Model S ;
• Model 3 ;
• Model X ;
• Model Y ;
• Cybertruck.

Ainsi, selon le modèle, une batterie de Tesla peut coûter entre 5 000 et 22 500 $.

Perspectives d'évolution de la batterie des VE

L'avenir des batteries de voiture électrique est conditionné par une évolution de leur prix, poids et performances.

Actuellement, les évolutions concernent les matières de base utilisées pour leur fabrication. En effet, de nouvelles batteries sont développées, constituées de fer et phosphate. Elles présentent un certain nombre d'avantages :

• Elles sont beaucoup moins chères à produire en série.
• Elles sont moins sensibles à l'échauffement.
• Leur durée de vie est supérieure (2 000 à 3 000 cycles de charge/décharge).

Pour la pérennité du VE, d'autres pistes sont étudiées, notamment l'utilisation de supercondensateurs en remplacement des batteries. Cela supprimerait la problématique du poids. C'est à ce prix que le VE pourra s'imposer face au véhicule à combustion.

En conclusion :

• Les batteries de VE présentent toutes des caractéristiques et prix différents.
• Même si leur bilan environnemental n’est pas idéal, elles restent des options intéressantes pour l’avenir, notamment en raison de leurs nombreuses perspectives d’évolution.
• Bien qu’onéreuses (les modèles Tesla en particulier), elles bénéficient d’aides gouvernementales pour réduire leur coût.