par Thibaut Emme

Intégrer les batteries au châssis : solution pour les VE ?

CATL, fabricant chinois de batteries lithium-ion pour véhicule électrique, a lancé un projet "cell-to-chassis" : intégrer la batterie dans le châssis de la voiture pour gagner du poids et de l'autonomie.

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Actuellement, les voitures électriques (VE) ont presque toutes la même façon d'intégrer les batteries. Les cellules li-ion (ou autre technologie) sont assemblées en modules, que ce soit des cellules "piles ronde", des cellules prismatiques, ou des cellules "pouch" (ou poche). Ces modules sont ensuite assemblés dans des packs et ces packs sont alors assemblés dans un ou plusieurs châssis spécifiques.

Ces châssis dépendent de l'intégration des batteries dans la voiture. Soit elle est pensée électrique dès sa conception, et on va avoir un pack intégré au plancher (comme la Zoe ou la Leaf), soit elle est adaptée et on va avoir plusieurs packs, mis là où il y a de la place, généralement sous la banquette arrière, entre les fauteuils avant, ou dans le coffre. Exemple ci-après, avec la Nissan Leaf. On a des cellules poche/pouch qui sont empilées en modules, et ces modules sont empilés en stacks de différentes dimensions, eux-mêmes installés dans le châssis de la batterie.

L'intégration dans le châssis, en amont de la conception

Résultat, Catl (Contemporary Amperex Technology Co. Limited) a lancé un projet de "Cell-to-Chassis" (CTC). Avec cette technologie, les cellules seront directement intégrées au châssis. C'est plus compact, permet de mettre plus de cellules (donc d'autonomie) tout en économisant du poids. En effet, les modules n'ont pas à être intégrés dans un (lourd) châssis de batterie puisque le châssis de la voiture tient ce rôle.

Lors d'une conférence à Wuhan (Chine), CATL a indiqué travailler dans cette direction, mais, la technique n'est pas encore là. Toutefois, CATL la promet "avant 2030". D'ici là, plusieurs contraintes devront être levées comme la sécurité des cellules lors d'un choc, mais aussi les processus de fabrication. En effet, actuellement, les packs peuvent être assemblés séparément du châssis puis intégrés à celui-ci. Avec le "tout-châssis", il faut créer la batterie à l'intérieur du châssis, obligeant à intégrer le fournisseur à la ligne de production et même à l'impliquer dès la conception du châssis du véhicule.

Une autre contrainte est l'accès aux cellules une fois insérées au châssis. Actuellement, on peut faire de la maintenance sur les packs, modules ou cellules assez "facilement". Une fois intégrées au châssis de la voiture, les cellules seront plus difficiles d'accès.

Le cell-to-pack en attendant mieux

La première étape vers le CTC est le "Cell-to-Pack" (CTP). Utilisé pour BYD avec les cellules LFP (lithium fer phosphate ou LiFe ou LiFePO4), cette technique consiste à faire des packs directement avec des cellules, sans passer par l'étape des modules. Là encore, gain de place et de poids. Mais, ces gains sont plus faibles qu'avec le CTC envisagé.

Tout de même, la technique du cell-to-pack doit employer 40% d'éléments en moins et donc rendre la batterie moins chère. De plus, elle doit permettre une densité de cellules en hausse de 10 à 15%. Pour le même volume, on met 10 à 15% de capacité en plus. Tesla pourrait être le premier constructeur à lancer le "cell-to-pack". En tout cas, il cherche à l'être et travaille avec CATL pour cela.

CATL est sur tous les fronts en ce moment. Engagé avec Tesla pour les modèles fabriqués en Chine (cellules LFP), le fabricant chinois vient d'annoncer un partenariat R&D avec Honda, et d'étendre son partenariat avec Mercedes-Benz. La future grande berline de luxe électrique Mercedes EQS aura des modules de chez CATL pour une autonomie de 700 km.

Illustration : 1-CATL, 2-Nissan/leblogauto.com

Pour résumer

CATL, fabricant chinois de batteries lithium-ion pour véhicule électrique, a lancé un projet "cell-to-chassis" : intégrer la batterie dans le châssis de la voiture pour gagner du poids et de l'autonomie.

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Rédacteur
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