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Des composants structurels légers pour le stockage d’énergie des véhicules électriques

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Des composants structurels légers pour le stockage d’énergie des véhicules électriques

Des composants structurels légers pour le stockage d’énergie des véhicules électriques

Volvo a développé un concept innovant de composants structurels légers pour le stockage d'énergie susceptible d'améliorer la consommation des véhicules électrifiés de demain.

Le matériau, constitué de fibres de carbone, de batteries et de supercondensateurs nanostructurés, offre des capacités de stockage d'énergie dans le véhicule, sous un poids et un encombrement réduits, avec des options structurelles économiques, tout en étant écologique.

Cette innovation, résultat d'un projet de recherche impliquant neuf autres participants qui s'est déroulé sur trois ans et demi, prend à ce stade la forme de panneaux automobiles installés sur un véhicule Volvo S80 expérimental.

Ce projet de recherche a permis d'identifier une solution réalisable face au poids conséquent, aux dimensions importantes et aux coûts élevés des batteries utilisées par les véhicules hybrides et électriques actuels, sans obérer la puissance et les performances.

Une combinaison de fibres de carbone et de résine polymère donne naissance à un nanomatériau très avancé avec des supercondensateurs intégrés à la structure.

La batterie du véhicule électrifié est prise en sandwich dans des fibres de carbone renforcées, moulées et formées pour épouser certains éléments de la caisse, comme les panneaux de porte, le couvercle de coffre à bagages et les doublures d'ailes, faisant ainsi gagner énormément de place.

Le laminé en fibres de carbone est d'abord disposé en couches puis mis en forme avant de passer au four pour séchage et durcissage.

Les supercondensateurs sont ensuite enfouis sous le revêtement du composant. Ce matériau peut alors être utilisé en remplacement des éléments existants, tout autour du véhicule, pour se charger et emmagasiner de l'énergie.

Le matériau est rechargé et énergisé par récupération d'énergie au freinage de la voiture ou par branchement sur le réseau électrique. Il transfère alors l'énergie au moteur électrique et se décharge du fait de son utilisation tout autour du véhicule.

D'après les recherches effectuées, ce matériau se charge et emmagasine l'énergie plus rapidement que des batteries pour véhicules électriques classiques, tout en étant par ailleurs résistant et souple.

Aujourd'hui, Volvo a évalué la technologie en créant deux éléments à des fins d'expérimentation et de développement. Il s'agit d'un couvercle de coffre à bagages et d'un couvre-plénum dans le compartiment moteur, en test sur la Volvo S80.

Le couvercle de coffre à bagages est un élément de stockage et d'alimentation électrique fonctionnel, possédant la capacité de remplacer les batteries standards des véhicules actuels. Il est à la fois plus léger et moins volumineux qu'un couvercle de coffre habituel.

Le couvre-plénum démontre qu'il peut aussi remplacer à la fois la barre anti-rapprochement, une longue pièce de structure qui stabilise la voiture à l'avant, et la batterie du système start-stop. Offrant un gain de poids dépassant 50%, il s'avère suffisamment puissant pour alimenter en énergie le circuit 12 V du véhicule.

Les ingénieurs Volvo estiment qu'en substituant les composants actuels des véhicules électriques par le nouveau matériau, l'allègement obtenu dépasserait 15%. Selon Volvo, cette solution serait rentable et elle aurait un impact positif sur l'environnement.

Eric Houguet, écrit le 17/10/2013

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