Une batterie EV reconfigurable pourrait durer plus de 20 % de plus selon la simulation
Chalmers a modélisé une batterie reconfigurable capable de contourner les cellules faibles. Avec 80 kWh et 12 000 km par an, le remplacement était retardé d’environ 14 mois.
Une seule cellule dégradée peut limiter la durée de vie de toute la batterie d’un véhicule électrique alors que les autres éléments restent fonctionnels. Des chercheurs de l’université de technologie Chalmers, en Suède, ont évalué une architecture reconfigurable capable de contourner les cellules affaiblies et de continuer à exploiter la capacité restante. Dans un scénario modélisé avec une batterie de 80 kWh et 12 000 km parcourus par an, le remplacement pouvait être repoussé d’environ 14 mois.
Dans un pack conventionnel, les connexions électriques sont en grande partie fixes, de sorte que la cellule la plus faible peut limiter toute une chaîne en série. Le concept étudié ajoute des commutateurs électroniques et une logique de commande capables d’isoler une cellule ou un groupe dégradé et de rediriger le courant vers les autres éléments.
L’étude publiée dans Nature Communications indique que la configuration la plus détaillée et la plus idéalisée pourrait augmenter la durée de vie de plus de 20 % pour certaines batteries haute tension. L’effet est particulièrement marqué sur les camions électriques et les voitures à grande autonomie comportant de nombreuses cellules en série. Les chercheurs soulignent toutefois que ce gain supérieur à 20 % constitue une limite théorique, car le modèle suppose une commande individuelle de chaque cellule. Des solutions plus réalistes agissant par groupes exigent moins d’électronique, mais procurent un bénéfice inférieur.
Cette architecture a aussi un coût. Avec les estimations actuelles, l’électronique supplémentaire augmente le prix du pack d’environ 9 %. Les chercheurs situent le seuil de rentabilité autour de 12 % ; au-delà, l’avantage économique sur la durée de vie devient moins probable. Un scénario plus robuste reposait sur un surcoût inférieur à environ 7 %, une capacité supérieure à 50 kWh et moins de 12 150 km par an. L’estimation matérielle actuelle suppose en outre une production d’environ 1 000 ensembles seulement, proche d’une échelle de prototype.
La technologie va au-delà du simple diagnostic de l’état des cellules. Le système doit non seulement détecter la dégradation, mais aussi modifier dynamiquement la configuration électrique de la batterie afin d’écarter les cellules ou groupes les plus faibles du circuit actif.
Aucune voiture particulière ni aucun camion de série n’utilise aujourd’hui exactement l’architecture étudiée. Il existe néanmoins des systèmes expérimentaux et des démonstrateurs ; Chalmers cite notamment Volvo SmartCell ainsi que des essais routiers d’un prototype menés par un grand constructeur. Les résultats de simulation ne doivent donc pas être transposés directement aux batteries des véhicules électriques actuels. Ils montrent surtout une voie possible pour exploiter plus longtemps un pack et éviter qu’un petit nombre de cellules vieillissant plus vite n’impose son remplacement prématuré.