Course mondiale pour augmenter l’autonomie des véhicules électriques par temps froid

TOK, Alaska (AP) – L’intérieur accidenté et glacial de l’Alaska, où il peut faire aussi froid que moins 50 Fahrenheit (moins 46 Celsius), n’est pas l’endroit où vous vous attendez à trouver un autobus scolaire électrique.

Mais voici le bus n ° 50, avec un décalque de cheval de dessin animé sur le côté, parcourant tranquillement environ 40 miles de routes enneigées et verglacées chaque jour à Tok, transportant les élèves à l’école non loin de la frontière canadienne.

Cela fonctionne bien sur l’itinéraire quotidien. Mais les températures froides privent les batteries des véhicules électriques de leur autonomie de déplacement, de sorte que le n ° 50 ne peut pas faire de longs voyages sur le terrain, ou à Anchorage ou Fairbanks.

C’est un problème que certains propriétaires de véhicules de tourisme électriques et les responsables des transports en commun rencontrent dans les climats froids du monde entier. À 20 degrés F (moins 7 C), les véhicules électriques ne vont tout simplement pas aussi loin qu’ils le font à 70 degrés idéaux. Cela tient en partie au fait que le fait de garder les passagers au chaud à l’aide de la technologie traditionnelle épuise la batterie.

Les trajets plus longs peuvent donc être difficiles par temps très froid. Les autorités de transport comme celle de Chicago, qui s’est engagée à convertir l’ensemble de sa flotte de bus à l’électricité d’ici 2040, doivent prendre des mesures extraordinaires pour maintenir les bus électriques chargés et dans les délais.

Certains constructeurs automobiles et conducteurs craignent que la faible autonomie de la batterie dans le froid ne limite l’acceptation des voitures, camions et bus électriques, à un moment où les émissions des transports doivent fortement baisser pour lutter contre le changement climatique. Il y a de l’espoir. Les scientifiques se précipitent pour perfectionner de nouvelles chimies de batterie qui ne perdent pas autant d’énergie par temps froid que les systèmes lithium-ion d’aujourd’hui.

De plus, les voitures équipées de pompes à chaleur efficaces perdent moins d’autonomie dans le froid.

« C’est un problème d’avoir des batteries par temps froid, et nous avons un climat assez froid, l’un des plus froids d’Amérique du Nord », a déclaré Stretch Blackard, propriétaire de Tok Transportation, qui passe des contrats avec les écoles locales.

Lorsque la température atteint zéro, son coût de fonctionnement du bus électrique de Tok double. Tok a l’un des prix de l’électricité les plus élevés du pays.

Par temps le plus froid, de 0 à moins 10 F (moins 18-23 C), le bus électrique coûte environ 1,15 $ par mile, contre 40 cents par mile pour un bus diesel, a déclaré Blackard. Le coût du bus électrique tombe à environ 90 cents le mile lorsqu’il fait chaud, mais il dit que les coûts le rendent inutilisable et qu’il n’en achèterait pas un autre.

De nombreux propriétaires de véhicules électriques personnels constatent également que les longs trajets en hiver peuvent être difficiles. Les véhicules électriques peuvent perdre entre 10 % et 36 % de leur autonomie, car les vagues de froid surviennent au moins quelques fois chaque hiver dans de nombreux États américains.

Mark Gendregske d’Alger, Michigan, a déclaré que cela commençait à devenir sérieux lorsque les températures chutent dans la plage de 10 à 20 F (moins 7 à moins 12 C). « Je vois généralement plus de 20% de dégradation de l’autonomie ainsi que du temps de charge », a-t-il déclaré en rechargeant sa Kia EV6 dans le parking d’un centre commercial près d’Ypsilanti, dans le Michigan. « Je passe d’environ 250 miles d’autonomie à environ 200. »

Gendregske, ingénieur pour un fabricant de pièces automobiles, savait que l’autonomie diminuerait, alors il a dit qu’avec la planification, le Kia EV l’amène toujours là où il doit aller, même avec un long trajet.

Certains propriétaires, cependant, n’avaient pas prévu une baisse aussi importante en hiver. Rushit Bhimani, qui vit dans une banlieue nord de Detroit, a déclaré qu’il voyait une autonomie inférieure d’environ 30% dans son Tesla Model Y lorsque le temps se refroidit, de ce qui est censé être de 330 miles par charge à aussi peu que 230. « Ils devraient clarifier celui-là », a-t-il déclaré en chargeant juste au sud d’Ann Arbor lors d’un voyage à Chicago.

Environ les trois quarts de cette perte d’autonomie des véhicules électriques sont dus au maintien au chaud des occupants, mais la vitesse et même la conduite sur autoroute sont des facteurs. Certains conducteurs font de grands efforts pour ne pas utiliser beaucoup de chaleur afin de pouvoir voyager plus loin, en portant des gants ou en s’asseyant sur des sièges chauffants pour économiser de l’énergie.

Et pour être sûr, les moteurs à essence peuvent également perdre environ 15 % de leur autonomie par temps froid.

La perte d’autonomie n’a pas ralenti l’adoption des véhicules électriques en Norvège, où près de 80 % des ventes de véhicules neufs étaient électriques l’année dernière.

Des tests récents de la Fédération norvégienne de l’automobile ont révélé que les modèles varient vraiment. Le Maxus Euniq6, relativement abordable, s’est rapproché de sa gamme annoncée et a été nommé vainqueur. Il n’a terminé qu’environ 10% de moins que son autonomie annoncée de 354 km (220 miles). La Tesla S était d’environ 16% en dessous de sa gamme annoncée. En bas : le BZ4X de Toyota, qui n’a atteint que 323 kilomètres (200 miles), soit près de 36 % en dessous de son autonomie annoncée.

Nils Soedal, de la Fédération automobile, qualifie le problème de « sans problème » tant que les conducteurs en tiennent compte lors de la planification d’un voyage. « Le gros problème est vraiment d’avoir suffisamment de bornes de recharge le long de la route » et de meilleures informations sur leur bon fonctionnement, a-t-il déclaré.

Les températures variaient de zéro à moins 2,2 F (0 à moins 19 C) pendant le test, au-dessus des montagnes et le long des routes enneigées. Les voitures ont été conduites jusqu’à ce qu’elles manquent de jus et se soient arrêtées.

Recurrent, une entreprise américaine qui mesure la durée de vie de la batterie des véhicules électriques usagés, a déclaré avoir mené des études surveillant 7 000 véhicules à distance et obtenu des résultats similaires au test norvégien.

Le PDG Scott Case a déclaré que de nombreux véhicules électriques utilisent un chauffage par résistance pour l’intérieur. Ceux qui réussissent mieux utilisent des pompes à chaleur.

Les pompes à chaleur tirent la chaleur de l’air extérieur, même par temps froid, et existent depuis des décennies, mais ce n’est que récemment qu’elles ont été développées pour les automobiles, a déclaré Case. « C’est définitivement ce qui doit être dans toutes ces voitures », a-t-il déclaré.

À l’intérieur des batteries, les ions lithium traversent un électrolyte liquide, produisant de l’électricité. Mais ils voyagent plus lentement à travers l’électrolyte lorsqu’il fait froid et ne libèrent pas autant d’énergie. La même chose se produit en sens inverse, ce qui ralentit la charge.

Neil Dasgupta, professeur agrégé de génie mécanique et des sciences des matériaux à l’Université du Michigan, compare cela à l’étalement de beurre froid sur du pain grillé. « Il devient simplement plus résistant à basse température », a déclaré Dasgupta.

General Motors fait partie de ceux qui travaillent sur des solutions. En testant, les ingénieurs peuvent apporter des modifications à la batterie et à la gestion de la chaleur dans les voitures existantes et apprendre pour les futurs modèles, a déclaré Lawrence Ziehr, chef de projet pour la récupération d’énergie sur les véhicules électriques de GM.

La semaine dernière, GM a envoyé un escadron de véhicules électriques de la région de Detroit dans la froide péninsule supérieure du Michigan pour tester l’impact du temps froid sur l’autonomie de la batterie.

Bien qu’il se soit arrêté deux fois pour recharger en cours de route, un pick-up GMC Hummer, avec une autonomie d’environ 329 milles par charge, a fait le trajet de 315 milles jusqu’à Sault Ste. Marie avec seulement environ 35 milles restants, à peine assez pour atteindre l’installation d’essai de GM. Après avoir trouvé une borne de recharge en panne dans une épicerie, les ingénieurs se sont rendus dans un hôtel voisin pour obtenir suffisamment de jus pour terminer le voyage.

Dans les universités aussi, les scientifiques travaillent sur des changements chimiques qui pourraient faire de la perte par temps froid une chose du passé.

Dasgupta de l’Université du Michigan dit qu’ils développent de nouvelles conceptions de batterie qui permettent aux ions de circuler plus rapidement ou permettent une charge rapide dans le froid. Il existe également des chimies de batterie telles que l’état solide qui n’utilisent pas d’électrolytes liquides.

Il s’attend à ce que les améliorations passent des laboratoires aux véhicules au cours des deux à cinq prochaines années.

« Il y a vraiment une course mondiale pour augmenter les performances de ces batteries », a-t-il déclaré.

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David Keyton a contribué depuis Stockholm, en Suède. Krisher a rapporté de Chicago et de Sault Ste. Marie, Michigan.

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