Lithium-ion King: le nouveau test de Ford pour les batteries des véhicules hybrides

Le nouveau protocole de Ford concernant la validation de la durée de vie des batteries compte deux décennies d'expérience pratique en véhicules électriques pour prédire la façon dont les batteries au lithium-ion (li-ion) sont susceptibles de fonctionner jusqu'à 240 000 kilomètres sur la route.

Il a été déterminé que la fiabilité des batteries représentait le principal facteur d'achat des clients potentiels, devançant les autres facteurs tels que l'économie de carburant.

Ford investit 135 millions de dollars américains dans la conception, l'ingénierie et la production de composants clés – y compris le fait de doubler sa capacité d'essai des batteries – pour les cinq véhicules électriques qui seront présentés d'ici la fin de l'année.

La technologie des batteries de Ford joue un rôle essentiel dans l'offre d'une économie de carburant et d'une gamme en tête de catégorie grâce à sa gamme de véhicules hybrides, hybrides rechargeables et entièrement électriques.

Ford recrée l'équivalent de 10 ans et 240 000 kilomètres d'usure sur les batteries des véhicules hybrides en utilisant un nouveau test en laboratoire qui prend moins d'un an à réaliser.

Ford a conçu un nouveau test – le test des composants fonctionnels – plus précisément pour ses nouvelles batteries au lithium-ion (li-ion), s'appuyant sur plus de 20 ans d'expérience et de données détaillées pour offrir des véhicules hybrides fiables dès aujourd'hui.

Ce test permet aux ingénieurs de simuler de nombreux facteurs en laboratoire, y compris l'emplacement d'une batterie dans un véhicule, les températures qu'ils pourront subir, et de nombreux autres types d'accélération et de freinage que les différents conducteurs pourraient utiliser. La portée de ce test comprend aussi la capacité à infliger 240 000 kilomètres (l'équivalent d'environ 10 ans d'utilisation moyenne) sur les batteries du test en environ 10 mois.

Ce test des composants fonctionnels vise à offrir des batteries de meilleure qualité et encore plus fiables, selon Kevin Layden, directeur des programmes d'électrification chez Ford.

En fait, la fiabilité des batteries est classée comme le facteur d'achat le plus important pour les clients potentiels de véhicules hybrides – devançant 17 autres facteurs, tels que l'économie de carburant et le nombre de caractéristiques de sécurité, selon un sondage récent commandé par Ford.

« De récentes études montrent que les clients conservent leur véhicule plus longtemps et que les règlements de certaines régions exigent aujourd'hui que les batteries offrent des garanties pour les grandes distances », a déclaré Layden. « Heureusement, nos tests prennent en compte des distances et des conditions qui dépassent largement les exigences normales. »

Ford offrira cinq véhicules électriques d'ici 2013 – tous équipés de batteries au lithium-ion de pointe. Les véhicules des générations précédentes de la gamme de Ford offraient des batteries au nickel-métal-hydrure (Ni-MH). Les batteries au lithium-ion offrent de nombreux avantages, notamment la taille (de 25 à 30 pour cent plus petites) et la capacité à fournir près de trois fois la quantité d'énergie par cellule par rapport aux précédentes batteries Ni-MH de pointe.

D'autres tests des batteries comprennent la simulation d'un temps chaud et ensoleillé typique de Phoenix en soumettant les batteries à des températures supérieures à 60 degrés Celsius, la simulation de conditions de froid extrême typique du Manitoba (Canada) avec des tests à des températures froides de -40 degrés Celsius et la conduite des véhicules équipés de ces batteries dans des fossés remplis d'eau afin de s'assurer qu'il n'y ait pas de problème.

L'expérience de Ford sur la technologie des véhicules hybrides date de la fin des années 1980. La technologie a évolué rapidement, entraînant une offre limitée des modèles Ranger EV en 1998, Escape hybride en 2004 et Fusion hybride en 2009. Ford se repose sur toutes ces données recueillies à partir des véhicules hybrides des anciennes générations.

Par exemple, 50 millions éléments de batterie ont été produits depuis 2004 pour les véhicules hybrides de Ford de la génération précédente, tels que l'Escape hybride et la Fusion hybride.

Certains ont été utilisés dans des parcs de taxi, par exemple dans des villes telles que San Francisco et New York, et certains taxis ont atteint plus de 400 000 kilomètres individuellement et des parcs de taxis en Californie uniquement ont atteint un total de près de 160 millions de kilomètres.

Le taux de réussite est exemplaire : sur tous les véhicules hybrides produits par Ford à ce jour, seuls six éléments de batterie ont échoué parmi les 50 millions utilisés.

« Nous ne pouvons pas faire une comparaison pertinente entre les batteries au nickel-métal-hydrure et les batteries au lithium-ion », a déclaré Mazen Hammoud, ingénieur en chef, groupes motopropulseurs électriques. « Mais nous pouvons évaluer une bonne partie des données recueillies afin de voir la façon dont les véhicules hybrides sont conduits, les types de conditions que leur conducteur rencontre et les attentes à leur égard. Le fait de savoir tout cela nous aide à comparer nos tests et à veiller à ce que les batteries au lithium-ion satisfassent aux exigences. »

Aller plus loin

Le test des composants fonctionnels représente un seul aspect de l'engagement de Ford à offrir la meilleure gamme de véhicules en matière d'économie d'essence et une triple capacité de production de véhicules électriques d'ici 2013.

Ford investit 135 millions de dollars américains en conception, en ingénierie et en production des composants fonctionnels – y compris le fait de doubler ses capacités de test des batteries – pour les cinq véhicules électriques que l'entreprise proposera dans sa gamme de véhicules à la fin de l'année : la Fusion hybride, la Fusion Energi hybride rechargeable, le C-MAX hybride, le C-MAX Energi hybride rechargeable et la Focus électrique.

Ford a aussi aujourd'hui plus de 1 000 ingénieurs travaillant sur l'électrification des véhicules, avec pour siège social le centre d'électrification de pointe de 285 000 pieds carrés, à Dearborn.

L'investissement dans les personnes et l'infrastructure est déjà rentable : Ford a réduit les coûts de ses systèmes hybrides actuels de 30 pour cent comparés à la technologie des générations précédentes et les véhicules sont mis sur le marché 25 pour cent plus vite.

Source: Ford