Batterie automobile

Dans les véhicules équipés d'un moteur à combustion interne, la batterie sert surtout à démarrer ce dernier. Une fois l'engin en marche, l'énergie électrique est fournie au véhicule par l'alternateur. En général, le démarrage décharge moins de trois pour cent de la batterie. Ainsi, les batteries automobiles sont conçues pour fournir rapidement une forte quantité de courant et pour être rapidement rechargées. Elles ne sont donc pas conçues pour des décharges profondes (en) et la décharge complète d'une telle batterie peut réduire sa durée de vie[6].

Les batteries de ces véhicules sont généralement au plomb, constituées de six cellules galvaniques en série. Chaque cellule fournit 2,1 V pour un total de 12,6 V[7]. Elles sont constituées d'une alternance de plaques en plomb (cathode) et en plomb/dioxyde de plomb (anode) immergées dans une solution d'acide sulfurique, qui sert d'électrolyte[8].

Certains véhicules utilisent des batteries différentes. Ainsi, par exemple, la Porsche 911 GT3 2010 utilise un accumulateur lithium-ion[9], alors que des véhicules plus lourds peuvent utiliser deux batteries en série pour créer un système à 24 V[10].

En 1997, au lieu de batteries au plomb standard, Ford a équipé ses véhicules dans le monde entier de batteries au plomb amélioré par un ajout de calcium-argent, avec un système de charge adapté[11].

Jusqu'au début des années 1970, les batteries nécessitaient une certaine forme de maintenance par la recharge des électrolytes. La batterie scellée a été standardisée par la suite et le fluide de la batterie demeure au sein de cette dernière pendant toute sa durée de vie utile. Cependant, cette conception rend la batterie intolérante aux décharges profondes, comme par exemple lorsque celle-ci est totalement vidée par un élément du véhicule resté en marche après la coupure du moteur. Les batteries VRLA (en) sont plus tolérantes aux décharges profondes, mais plus dispendieuses[12].

Un pontage (batterie) ou branchement en parallèle d'une autre batterie permet de faire démarrer une automobile dont la batterie 12V est déchargée.

Les automobiles hybrides possèdent aussi un moteur thermique, qu'il est nécessaire de démarrer et des accessoires électriques identiques à ceux des autres automobiles. Donc elles embarquent elles aussi une batterie 12 V, souvent réduite en capacité car la batterie de traction fournit au travers de l'électronique le surplus de puissance à la demande. La plupart des modèles n'utilisent pas le même type de démarreur, ni un alternateur classique. Sur certains modèles, le système de gestion de la motorisation hybride puise dans la batterie de traction avec un moteur électrique réversible en générateur pour faire démarrer le moteur thermique de façon plus souple et sans intervention du conducteur.

En 2019 alors que l'utilisation des véhicules électriques se développe dans certains pays, la quasi-totalité des cellules de batteries utilisées dans le monde pour les véhicules est produite par quelques groupes asiatiques[13]. Pour réduire la dépendance de l’Europe à la Chine et aux États-Unis (où Tesla prépare son projet de Gigafactory), le 4 mai 2019, après 18 mois de préparation, la France et l'Allemagne ont annoncé vouloir accélérer la construction d’un consortium européen de batteries de voitures électriques[13].

En raison de risques de pratiques anticoncurrentielles, la commission européenne avait mis un véto à la fusion de Siemens et d'Alstom, mais elle a donné un accord de principe pour que cette filière européenne de batteries puisse recevoir des subventions publiques ; accord qui selon Maroš Šefčovič (Commissaire européen à l'Énergie) pourrait être officialisé avant la fin du mandat de la Commission en place jusqu'en octobre 2019[13]. « Dans ce fond, 1,2 milliard d'euros au maximum » seront des subventions publiques, le reste (environ 4 milliards) devra venir du privé. L’objectif est de disposer avant 2020 d'une usine-pilote en France (200 emplois annoncés) préfigurant deux usines de production en France et en Allemagne (2 x 1 500 emplois annoncés)[13].

Selon Peter Altmaier (en mai 2019), environ 35 entreprises (de France, Allemagne, Italie, Belgique, Pologne, Autriche, et Finlande), dont PSA et sa filiale allemande Opel, ainsi que le producteur français de batteries Saft (qui appartient au groupe Total) se sont officieusement montrées intéressées pour participer au consortium « y compris de grands producteurs automobiles » (qui pourraient ainsi sécuriser à long terme leurs approvisionnements en batteries). Cette alliance ne sera pas pilotée par les États ; ce sont les industriels qui choisissent ou non d’y participer[13].

En 2011, l’Europe produit moins de 1 % des cellules lithium-ion utilisées dans le monde alors que le marché de la batterie automobile pourrait être de 45 milliards d'euros en 2027, pour 20 % à 30 % dépensés par les Européens d’après BCG)[13].

À noter que l'écrasante majorité des véhicules électriques à batterie sont équipées de batteries lithium-ion. Cette technologie affiche des avantages certains en termes de densité énergétique mais est décriée pour son impact environnemental, notamment concernant la chimie au nickel manganèse cobalt[14].

En Chine l'échange de batterie en trois minutes s'est développé pour diminuer le temps de rechargement, avec 130 stations d'échange à Pékin et 550 en Chine[15].

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Automotive battery » (voir la liste des auteurs).

• Allume-cigare
• Batterie au plomb
• Accumulateur électrique