Pourquoi mettre plus de véhicules électriques sur la route est avant tout une question de recharge

Voici ce qu'il faudra pour accélérer la charge, de la chimie de la batterie à l'alimentation électrique.

Cet article est tiré de The Spark, le bulletin d'information hebdomadaire sur le climat du MIT Technology Review. Pour le recevoir dans votre boîte mail tous les mercredis, inscrivez-vous ici.

La première fois que j’ai fait un road trip en véhicule électrique, la recharge ne m’a pas vraiment dérangé. Je n'étais pas pressé et il y avait un In-N-Out Burger près du chargeur rapide où je me suis arrêté. Au moment où j'avais fini mes frites, la voiture était presque prête à partir.

Mais une personne ne peut manger qu'une quantité limitée de fast-food : si mon voyage avait été beaucoup plus long et que j'avais dû m'arrêter plus d'une fois, l'arrêt au stand n'aurait peut-être pas semblé aussi pratique. Surtout quand, en comparaison, les stations-service peuvent remettre sur les routes les véhicules thermiques en quelques minutes seulement.

Mais la recharge rapide pourrait bientôt devenir encore plus rapide. La semaine dernière, le plus grand fabricant mondial de batteries pour véhicules électriques a annoncé son intention de fabriquer de nouvelles cellules de batterie capables de se charger près de deux fois plus rapidement que la concurrence. Cela pourrait être un gros problème, comme je l’ai écrit dans un article récent.Mais la recharge ne se limite pas aux batteries, alors intéressons-nous à la recharge rapide : pourquoi est-elle si cruciale et que faudra-t-il pour accélérer les choses ?

La vitesse de recharge est « très importante » pour l’adoption des véhicules électriques, d'autant plus que les véhicules électriques commencent à gagner du terrain sur le marché par rapport aux voitures à essence, explique Jiayan Shi, analyste chez BNEF, une société de recherche sur l'énergie.

Mais malgré son rôle crucial, les choses ne se passent pas très bien en matière de recharge.Le manque d’infrastructures de recharge fiables est l’un des principaux obstacles à l’adoption des véhicules électriques, selon l'Agence internationale de l'énergie.

Les stations existantes sont encore trop rares dans de nombreuses régions du monde, y compris sur les principaux marchés de véhicules électriques comme les États-Unis et l’Europe. L’état des chargeurs rapides, ceux qui peuvent ajouter jusqu’à 80 % de l’autonomie d’un véhicule en moins de 30 minutes, est particulièrement difficile.

Les États-Unis ont ajouté environ 6 300 chargeurs rapides à leur stock en 2022, portant le total à environ 28 000, selon l'AIE. C'est un chiffre important, mais pas suffisant : d'ici 2025, le pays devra quadrupler le nombre total de bornes de recharge installées (y compris les variétés rapides et lentes) par rapport aux niveaux de 2022 pour répondre à la demande attendue de tous les véhicules électriques arrivant sur les routes, selon à un rapport de S&P Global.

Les choses vont mieux dans d’autres parties du monde. À l’échelle mondiale, environ 330 000 nouveaux chargeurs rapides ont été construits en 2022, et presque toute cette croissance s’est produite en Chine.

Mais même les chargeurs les plus rapides d'aujourd'hui ne peuvent toujours pas rivaliser avec un voyage à la station-service. Ainsi, en plus de construire davantage d’infrastructures et de maintenir les chargeurs en ligne de manière fiable, certaines entreprises souhaitent accélérer encore plus la recharge.

Alors, à quelle vitesse la recharge pourrait-elle vraiment aller ? Ce que je trouve intéressant dans les progrès dans ce domaine, c'est qu'il s'agit en quelque sorte d'une danse entre la technologie des chargeurs et celle des batteries. Vous avez besoin des deux pour accélérer les temps de charge.

Prenez le réseau de superchargeurs de Tesla, le plus implanté aux États-Unis. (Je note ici que j'ai effectué un stage chez Tesla pendant quelques mois en 2016, mais je n'ai aucun lien avec l'entreprise aujourd'hui.)

Les superchargeurs Tesla installés aujourd’hui atteignent une puissance maximale de 250 kilowatts. C'est assez rapide : pour certains véhicules, cela peut se traduire par une augmentation de 200 milles (ou 320 kilomètres) d'autonomie en 15 minutes environ.

La quatrième version des chargeurs du constructeur automobile aurait une puissance maximale plus élevée, soit 350 kW. Mais un chargeur plus puissant ne signifie pas nécessairement une charge plus rapide.Bien qu'il existe aujourd'hui sur les routes des véhicules capables de se recharger à ce niveau de puissance accru, comme le Lucid Air, Tesla n'en fabrique pas, du moins pas encore.

Gérer la vitesse de charge d’une batterie n’est pas aussi simple que de simplement connecter une prise plus puissante. Au fur et à mesure que la batterie se charge, des ions lithium circulent à l’intérieur. Si les ions dans la batterie se déplacent plus rapidement qu’ils ne peuvent atteindre l’électrode, par exemple, ils peuvent commencer à se transformer en lithium métallique, ce qui détruit rapidement la capacité de la batterie et peut raccourcir sa durée de vie.