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Les recherches du CEA sur...

Le véhicule électrique

Publié le 12 septembre 2012

Sur les sites du CEA à Grenoble et à Chambéry (CEA-INES), plus de 150 chercheurs travaillent sur la filière batteries électriques, notamment pour les transports. Grâce à leurs compétences en chimie, dans les domaines des matériaux et de l’électronique, mais aussi dans les technologies de l’information, les chercheurs peuvent proposer aux industriels des solutions pour abaisser le coût des batteries, accroître leurs performances, et les rendre les plus sûres et fiables possible.​

Optimiser la technologie Lithium-ion

L’expertise du CEA se situe sur la chimie des matériaux qui constituent les électrodes de la batterie. Les solutions proposées par les chercheurs visent deux critères de performances :

  • Le gain en densité d’énergie, qui détermine en particulier l’autonomie des batteries ;
  • Le gain en densité de puissance, qui influence la vitesse à laquelle l’accumulateur se recharge ou se décharge.

Le CEA propose de nouvelles générations d’accumulateurs lithium-ion bas coût, à forte sécurité intrinsèque, pour des besoins soit de forte densité d'énergie (véhicule électrique), soit de forte puissance (véhicule hybride).



Développer l’électronique de gestion
et les organes de sécurité

Autre enjeu de R&D : mettre au point l’électronique de gestion des accumulateurs. En effet, cela conditionne fortement leur durée de vie. Les chercheurs du CEA conçoivent les capteurs et l’électronique qui vont équiper les batteries pour mesurer en temps réel leur état de santé. Il s’agit d’optimiser les niveaux de charge, de prévenir toute réaction électrochimique dangereuse et d’instrumenter les packs batteries pour en faciliter la maintenance.

Par ailleurs, en vue de l’utilisation courante du véhicule, il faut renseigner au mieux le conducteur, en toutes circonstances, des performances qu’il peut attendre du véhicule. En effet, de nombreux paramètres peuvent influencer la consommation électrique du véhicule, et donc son autonomie : type de trajet (urbain, autoroute), profil de la route (plat, montagne), conditions météo et environnement (fonctions d’essuie-glaces, de chauffage, d’éclairage)… Le CEA développe donc les capteurs et logiciels qui fourniront ces informations.



Une expertise globale

Trois instituts du CEA sont mis à contribution pour ces recherches : le Liten (procédés électrochimiques et architecture des batteries), le Léti (électronique, capteurs et miniaturisation) et le List (logiciels et systèmes). S’y ajoute l’expertise sur certains matériaux du centre CEA du Ripault.
Le CEA a créé une plateforme de R&D sur les véhicules électriques et hybrides, pour rassembler toutes ces compétences et les proposer aux entreprises : depuis la synthèse des matériaux, en passant par la conception et la fabrication des batteries, jusqu’aux tests de performances sur des flottes de véhicules.

Plusieurs projets de R&D font l’objet de partenariats avec des industriels du domaine automobile (Aixam, Michelin, Renault, Toyota, Courb,…). Le CEA participe également à plusieurs appels d’offre de l’Ademe sur les technologies des véhicules propres, dans le cadre du Grenelle de l’environnement.

L’expertise du CEA sur les batteries et l’architecture du véhicule électrique constitue un enjeu à court mais aussi à moyen terme : à côté des véhicules 100 % électriques ou hybrides d’aujourd’hui, c’est également la voiture à hydrogène (pile à combustible) qui pourrait en bénéficier dans le futur.



VidéoLa Plateforme Prototypage batteries

Laboratoire de stockage de l'énergie - Tests de cyclage d'une batterie lithium ions
Laboratoire de stockage de l'énergie - Tests de cyclage d'une batterie lithium ions
© P.Avavian/CEA


VidéoHydrogène et pile à combustible : produire de l'électricité "verte"




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