Il existe de nombreuses technologies et innovations pour atténuer l'"angoisse de l'autonomie".

Il est incontestable que la liste des avantages offerts par les véhicules électriques (VE) est longue. Ils sont agréables à conduire, silencieux, moins chers à entretenir et, surtout, plus respectueux de l'environnement. Il est désormais prouvé que les véhicules électriques émettent moins de gaz à effet de serre et de polluants atmosphériques au cours de leur durée de vie que les voitures particulières fonctionnant au carburant fossile, même si l'on tient compte de la fabrication et de la production d'énergie.

Soutenue par ces arguments, ainsi que par les réglementations municipales de plus en plus strictes qui poussent les automobilistes à opter pour des véhicules à faibles émissions, la part de marché des voitures électriques ne cesse de croître d'année en année. Pourtant, elle n'est toujours pas le premier choix des acheteurs de voitures. Au-delà de la question du coût (que les progrès de la technologie et de l'ingénierie devraient atténuer dans un avenir proche), il existe un facteur psychologique qui explique l'obstacle à une adoption plus large des VE : l'"angoisse de l'autonomie".

La solution se trouve dans la batterie du VE

L'anxiété liée à l'autonomie fait référence à la crainte qu'un véhicule électrique ne dispose pas d'une autonomie suffisante entre deux charges pour nous emmener là où nous voulons aller. Les consommateurs craignent souvent que l'autonomie typique d'un VE les oblige à renoncer à de longs voyages sur la route ou les expose au risque d'être laissés en plan au milieu de nulle part (nous avons tous vu l'épisode de Black Mirror !). Et s'attarder sur certains des autres facteurs susceptibles de vider prématurément la batterie d'un VE (le temps froid - qui entraîne une baisse d'environ 20 % de l'autonomie du véhicule -, la circulation en boucle, le vieillissement de la batterie, le chauffage et le refroidissement de l'habitacle...) ne fait qu'aggraver la situation.

La solution pour aller vers une plus grande adoption par le marché de masse est donc d'atténuer cette anxiété en augmentant l'autonomie et la vitesse de charge - et c'est un remède qui commence par la batterie. Bien entendu, l'amélioration des performances de la batterie doit s'inscrire dans une approche globale visant à optimiser tous les systèmes du cœur battant d'un VE, tels qu'une efficacité accrue du moteur électrique et une électronique de puissance plus robuste. Concrètement, l'adoption massive future des véhicules électriques dépend de la recherche de la bonne combinaison entre les percées de la prochaine génération, l'augmentation de la densité de puissance, l'amélioration du transfert de chaleur et l'allègement des pièces.

Certains fabricants réalisent déjà des percées grâce à des idées innovantes telles que l'intégration des moteurs dans les roues. Le moteur intégré à la roue d'Hitachi combine un moteur, un convertisseur et un frein en une seule unité, et permet une plus grande autonomie ; de plus, il présente une densité de puissance de classe mondiale de 2,5 kW/kg. Une autre voie explorée est celle des véhicules à double moteur : au lieu de distribuer la puissance des véhicules électriques à traction intégrale à partir d'un seul moteur, certaines marques comme Tesla ont commencé à les équiper de doubles moteurs.

Booster la puissance, l'efficacité et l'intégration des moteurs électriques et de l'électronique de puissance

Les bonnes chimies pour les bonnes solutions de VE

La bonne nouvelle, c'est que pour toutes les questions essentielles à la fabrication de voitures électriques à plus grande autonomie - à savoir la densité des batteries, l'efficacité du moteur électrique, la robustesse de l'électronique de puissance et la légèreté - les technologies et les solutions sont facilement disponibles pour aider les fabricants à créer des VE qui auront tous les arguments pour apaiser les inquiétudes des acheteurs.

Quels types de technologies et de solutions ? Eh bien, des choses comme les polymères haute performance, les thermoplastiques, les additifs, les formulations, les sels, les solvants et les matériaux composites.

Dans le domaine de l'efficacité et de la densité des batteries, où l'objectif est d'augmenter la durée de fonctionnement ou la production d'énergie par rapport à la taille, la clé est d'améliorer les performances et la durabilité, d'accélérer la vitesse de charge et de renforcer la sécurité, y compris pour les applications à haute tension et à basse température. Cet objectif peut être atteint grâce à l'utilisation d'électrolytes fluorés permettant des anodes à haute capacité et des cathodes à haute tension, de liants fluoropolymères très efficaces ou de sels de lithium de haute pureté offrant des propriétés électrochimiques et thermiques supérieures.

Pour réduire la taille et le poids des moteurs électriques afin d'augmenter l'autonomie et d'améliorer l'espace d'emballage des véhicules, il faut des composants efficaces et légers pour les systèmes de stator, les connecteurs, les barres omnibus et les capteurs, fabriqués dans des matériaux capables d'optimiser le transfert de chaleur et de minimiser les pertes électriques et magnétiques, tout en réduisant les coûts de fabrication. Pensez, par exemple, aux thermoplastiques présentant une résistance exceptionnelle à la chaleur, à l'abrasion et aux produits chimiques, aux polymères à cristaux liquides conçus pour la miniaturisation et aux polymères semi-cristallins présentant une grande ténacité, une conductivité thermique, une résistance à la chaleur et une isolation électrique.

Il en va de même pour l'électronique de puissance. Augmenter leurs performances en condensant leur emballage, en réduisant leur poids et en évitant la pollution électromagnétique fait partie intégrante du développement de véhicules électriques moins chers, plus efficaces et beaucoup plus sûrs, grâce à des innovations qui optimiseront la fonctionnalité du chargeur, du convertisseur et de l'onduleur embarqués. Pour les connecteurs, les barres et les barres omnibus miniaturisés et hautement résistants, par exemple, les polyamides aromatiques les plus performants sont une solution gagnante, tout comme les solutions polymères qui peuvent remplacer des composants en aluminium ou en magnésium beaucoup plus lourds tout en offrant le même niveau de résistance à la traction et de module.

Pour alléger les véhicules électriques et les rendre moins énergivores et plus faciles à manœuvrer, les matériaux composites sont le substitut idéal du métal. Non seulement ils sont plus légers, mais ils présentent également d'excellentes propriétés ignifuges et anticorrosion et offrent une meilleure absorption d'énergie que les métaux solides, pour une meilleure protection en cas d'impact.

Les constructeurs peuvent commencer par remplacer le métal par des polymères et des matériaux composites dans les pièces extérieures (rétroviseurs, essuie-glaces, poignées de porte), les pièces structurelles et semi-structurelles (pare-chocs, supports de moteur, structures de sièges...) et les composants mécaniques. Cela permettra, dans un premier temps, de compenser le poids des batteries, des moteurs électriques et de l'électronique de puissance et, à terme, d'augmenter l'autonomie des voitures et des camions. De plus, les additifs de collage, lorsqu'ils sont appliqués sur les surfaces en aluminium avant le collage, améliorent la force adhésive, ce qui renforce la durabilité, même dans les conditions les plus sévères.

Combinés, ces matériaux, solutions et technologies nombreux et variés constituent une grande partie de la réponse à la quête visant à faire du choix d'un véhicule électrique une évidence lors de l'achat d'une nouvelle voiture.