Les piles NiMH font leurs preuves dans les véhicules hybrides
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THE MAGAZINE DEVOTED TO NICKEL AND ITS APPLICATIONS |
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La HONDA INSIGHT est l'un des trois véhicules électriques hybrides disponibles sur le marché qui circulent
d'ores et déjà sur les routes. Les deux autres sont la Honda Civic et la Toyota Prius. |
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Les piles à hydrure métallique de nickel (NiMH) jouent un rôle clé pour l'entraînement des véhicules électriques hybrides. |
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La méthode de construction la plus récente des modules de piles NiMH utilise le mode de construction
prismatique illustré ici. Cette construction permet un meilleur dégagement de la chaleur tout en facilitant
l'installation par rapport aux anciens types de construction.
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Les piles au nickel jouent un rôle clé dans l'entraînement de véhicules alternatifs durables. Par Barry Waters
Magazine Nickel, Mars, 2004 -- Le développement technologique a réduit les dimensions, le poids et le coût des piles à hydrure métallique de nickel (NiMH) utilisées dans les véhicules électriques hybrides. D'une taille relativement compacte, ces piles présentent désormais une puissance, une fiabilité et une durée de vie suffisantes pour être choisies pour la majorité des véhicules électriques hybrides produits en grandes séries comme la Honda Insight et la Toyota Prius.
De nouvelles améliorations vont augmenter le nombre des véhicules électriques hybrides des quelques centaines de milliers qui circulent actuellement à plusieurs millions dans l'avenir. La pile NiMH a permis une importante réduction des émissions de polluants des véhicules tout en améliorant l'utilisation des ressources d'énergie qui deviennent de plus en plus rares. A l'avenir, quand des énergies renouvelables seront utilisées pour générer de l'hydrogène pour les véhicules à pile de combustible, les véhicules hybrides fonctionnant avec des piles NiMH seront la clé d'une utilisation efficace de l'énergie et de transports durables.
Voilà quelques-unes des conclusions présentées à l'occasion de l'EVS20, le vingtième symposium international avec exposition sur le thème des véhicules électriques qui a eu lieu à Long Beach, Californie, U.S.A., en novembre 2003. Ce symposium est le plus grand événement international de l'industrie des entraînements électriques. En 2003, le symposium était consacré au sujet de l'approvisionnement en énergie pour des transports durables. A l'occasion de l'EVS20, les produits de plus de 100 producteurs internationaux du secteur des entraînements électriques ont été présentés et 60 véhicules à pile, véhicules hybrides et véhicules à pile de combustible étaient disponibles pour des essais. En outre, plus de 200 autorités mondiales de la branche ont présenté des exposés sur divers aspects commerciaux, techniques et politiques.
Les technologies qui pourraient finir par permettre le passage du moteur à combustion aux systèmes d'entraînement électriques ont été examinées en détail. Outre une réduction des émissions des véhicules, ces technologies offrent la possibilité d'une amélioration significative de l'efficacité de la consommation de carburant et, en fin de compte, d'une utilisation de l'hydrogène en tant que carburant.
L'efficacité "well to wheel" est un des indicateurs utilisés pour l'évaluation des coûts environnementaux d'une technologie. Il exprime l'efficacité totale d'une source d'énergie, de son extraction du sol jusqu'au moment où elle entraîne les roues d'un véhicule. Selon Toyota, une automobile conventionnelle moderne présente une efficacité totale de 14 % seulement. La première génération du véhicule électrique hybride Prius atteint une efficacité totale de 28 % et le modèle de la deuxième génération, lancé en 2004, une efficacité de 32 %. A titre de comparaison, le prototype du véhicule hybride à pile de combustible de Toyota vise une efficacité de 42 % (en supposant que le carburant d'hydrogène sera produit à partir de gaz naturel comprimé).
Tous ces véhicules augmentent leur efficacité grâce à la récupération de l'énergie perdue par la friction lors du freinage conventionnel à l'aide d'un procédé dénommé "freinage régénératif". Et tandis qu'il existe différentes manières de récupérer cette énergie, Honda et Toyota, les seuls fournisseurs de véhicules électriques hybrides du marché produits en série, ont tous les deux opté pour les piles NiMH secondaires.
Les piles NiMH utilisent de l'oxyhydroxyde de nickel avec différents éléments protégés par des brevets comme électrode positive. L'électrolyte est normalement de l'hydroxyde de potassium aqueux. De l'hydrogène sous forme d'hydrure d'un alliage de nickel sert d'électrode négative. Le lanthane ou certains métaux de transition, y compris le vanadium, le titane et le zirconium, seraient également envisageables en tant que métaux de cet alliage. Lors du chargement, l'hydrogène est absorbé au niveau de cette électrode négative pour former l'hydrure métallique de nickel. Lors du déchargement, l'hydrogène est libéré et oxydé en eau.
Les exposés présentés par Panasonic et Toyota à l'occasion du symposium expliquaient en détail les progrès de la dernière génération de piles NiMH. La construction en modules prismatiques de la nouvelle pile permet un meilleur dégagement de la chaleur tout en facilitant l'installation. Utilisée pour la Toyota Prius 2004, cette pile, d'un poids de 30 kilogrammes, pèse 25 % de moins que le modèle prédécesseur. Elle est livrée avec une garantie de huit ans mais d'après les prévisions, elle pourrait bien avoir une durée de vie de 15 ans.
Des piles NiMH étaient également utilisées pour un parc de véhicules entièrement électrique qui a été testé par Southern California Edison. Cinq véhicules de test de ce parc de 320 véhicules ont été choisis pour des tests détaillés. Ces tests ont conclu que pour les piles NiMH, on pouvait s'attendre à une vie utile de 210 000 à 240 000 kilomètres. En cinq ans, les 320 véhicules électriques ont parcouru plus de 110 millions de kilomètres en évitant environ 915 tonnes de polluants de l'air et plus de 4 100 tonnes d'émissions de gaz d'échappement.
Barry Waters est le Directeur du Nickel Institute en charge du continent américain.
FIGURES: Toyota and Honda
 Site Internet: www.evs20.org Présentations contenues dans le procès-verbal de l'EVS-20: |
