UK Automotiv Council Roadmap : Des chaines de traction électriques de moins en moins chères.

Le 12 septembre 2018

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Depuis 2009, le « UK Automotiv Council » publie une feuille de route technologique et partagée de l’automobile. La feuille de route 2018 remplace celle de 2013. Celle-ci donne une vision prospective des évolutions des technologies et détaille finement les challenges technologiques à relever pour y parvenir. Nous reprenons ici quelques points de repères utiles proposés par cette vision prospective.

On peut constater qu’une place importante est donnée à l’évolution de la chaine de traction électrique sous forme de 3 technologies clés : les batteries, les machines électriques et l’électronique de puissance. Les grands enjeux de ces 3 feuilles de route s’expriment en amélioration des couts et des performances des composants de la chaine de traction.

La batterie, composant clé, restera lithium ion et poursuivra sa baisse de coût


Ainsi, le prix de la batterie Lithium - aujourd'hui à 280 $ le kWh - devrait atteindre 100 $ en 2035, 150 $ en 2025.

 

Selon la feuille de route anglaise, c'est le coût de toute la chaîne de traction du véhicule électrique qui diminue considérablement :

Coût

2017

2025

2035

Evol.

Stockage de l'énergie ($/kWh)

280150100- 180%

Moteur électrique ($/kW)

105,84,5- 122%

Electronique de puissance ($/kW)

543-67%

 

-50 % d’ici 2025 pour toute la chaîne de traction

Appliqué à une Zoé d’aujourd’hui qui dispose d’une batterie de 41 kWh et d’un moteur de 65 kW pour sa version médiane, le prix serait presque divisé par 2 d’ici 2025, et par 3 d’ici 2035 : elle passerait donc de plus de 12 000 $ en 2017 à moins de 5000$ en 2025 :

Renault Zoé

 

2017

2025

2035.

Stockage de l'énergie

41 kWh11 480 $6 150 $4 100 $

Moteur électrique

65 kW650 $377 $293 $

Electronique de puissance

65 kW325 $260 $195 $
 Total 12 455 $6 787 $
-46%
4 588 $
-63 %

 

Dans le même temps, la feuille de route projette également un accroissement de la densité énergétique des équipements et de leur rendement. Pour la batterie de la Zoé d’aujourd’hui, cela se traduit par un poids divisé par 2 d’ici 2035 (poids actuel de 305 kg).

 

 

2017

2025

2035

Evol.

Densité des batteries (Wh/kg)

250350500100%

Rendement des cycles de conduite (%)

86,592,5938%

 

Ainsi, malgré les progrès déjà réalisés, les marges de manœuvre pour cette technologie - encore jeune comparée aux technologies thermiques très matures - sont encore très importantes.

 

 

2017

2025

2035

Economie de poids du véhicule cible vs 2015 (%)

   10 - 15 %25 - 30 %



Les progrès du moteur thermique dopés par les progrès de l’électrique

La feuille de route pointe également des progrès attendus pour le moteur thermique. Elle n’indique pas d’objectifs de coûts mais des objectifs de baisse des émissions de CO2 et des polluants émis. Il est assez probable que les évolutions amèneront, en effet, plutôt des hausses de coût de cette technologie déjà très optimisée.

La feuille de route projette une amélioration attendue du rendement thermique et l’adaptation aux carburants renouvelables comme le GNV, mais c’est surtout l’intégration des technologies électriques avec l’hybridation qui permettront d’améliorer l’efficacité des propulsions thermiques.

Les technologies d’allègement seront nécessaires pour les véhicules conventionnels thermiques ainsi que pour les véhicules électriques. Elles devront compenser en outre les nouveaux équipements de sécurité et d’aides à la conduite. La feuille de route projette un gain de 25 à 30 % d’ici 2025 par rapport à 2015.

 

L’amélioration de la technologie électrique apparait, dans cette feuille de route anglaise, comme la clé, tant pour le véhicule tout électrique que pour le véhicule thermique qui sera hybride.

Les leviers pour atteindre ces objectifs de performance de la technologie sont réglementaires avec les objectifs de baisse des émission de CO2 et de polluants des constructeurs mais aussi des systèmes de régulations locales comme les zones urbaines zéro émission qui devraient se multiplier. Londres affiche d’ailleurs une ambition précise sur ce sujet avec un péage urbain s’étendant rapidement d’ici 2021 aux véhicules émetteurs.

 

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