Tesla perd son avance en matière de batteries automobiles

On présume généralement que Tesla Motors possède une forte avance sur le reste de l’industrie en matière de batteries automobiles. Si cette idée pouvait être valable en 2012 ou 2015, elle ne tient plus la route, affirme un rapport publié en 2017 par le consultant américain Total Battery Consulting. Certains des choix de design de Tesla n’ont pas très bien résisté à l’épreuve du temps et l’entreprise n’est plus à la fine pointe de la technologie.

Il faut savoir que les batteries automobiles de Tesla sont d’abord constituées de cellules individuelles, qui sont des piles cylindriques un peu plus grosses que des piles AA. On assemble ensuite 340 de ces piles pour former un pack, puis un nombre variable de packs pour assembler une batterie automobile. La batterie de 60 kWh, par exemple, compte 10 packs, soit 3440 piles individuelles. La batterie de 100 kWh en compterait plus de 5000.

Total Battery Consulting note que Tesla a développé une expertise considérable dans l’assemblage de ces batteries, mais que la plupart de ses concurrents, après avoir étudié le système, ont opté pour une approche différente. Selon le consultant, les batteries de Tesla comportent de deux limites importantes :

Batteries Li-ion
Source : Total Battery Consulting inc., The Tesla Battery Report

Premièrement, l’intégration de chaque cellule n’exige pas moins de quatre soudures. Ces milliers de soudures rendent la fabrication plus compliquée et plus coûteuse. Mais plus important encore, elles représentent un risque accru de défaut et de bris et donc, un risque en matière de fiabilité.

Deuxièmement, les batteries de Tesla contiennent beaucoup d’énergie, mais leur débit est relativement faible par rapport à la consommation du moteur des voitures. Ceci provoque un stress sur le nombre de cycles de recharge de la batterie et une perte de capacité prématurée. La batterie ne suffit plus alors à répondre à l’appel de puissance du moteur, ce qui limite ses performances.

La production de petites cellules cylindriques est une technique à maturité et donc relativement bon marché, mais les autres fabricants automobiles préfèrent de plus grosses cellules qui présentent un plus grand potentiel d’économies à long terme (la batterie de la Chevrolet Bolt, par exemple, n’utilise que 288 « grosses » cellules). Le marché des grosses cellules est dominé par LG, qui fournit les deux tiers des fabricants de voitures électriques (hors du marché chinois).

Autres enjeux

Les modèles S et X utilisent des cellules 18650, un format très répandu dans l’industrie électronique (votre ordinateur portable l’utilise certainement). Tesla a fait un grand cas de l’adoption du nouveau format 2170, un peu plus gros, pour le modèle 3. Selon l’entreprise, ce nouveau format doit permettre de stocker un peu plus d’énergie dans le même volume. Or, selon Total Battery Consulting, la cellule 2170 n’offre que 4,9 ampères-heure de capacité, alors qu’à volume égal, la 18650 en offrirait 5,0. Il y a là une énigme.

Le consultant s’interroge aussi sur les ententes qui lient Tesla et Panasonic dans la Gigafactory. Le rôle de Panasonic se résume à fabriquer les cellules; Tesla assemble les packs et les batteries. Tesla s’est engagé à acheter un nombre déterminé (et mal connu) de cellules, mais Panasonic reste libre d’écouler elle-même ses surplus de production sur le marché. Tesla semble toutefois demeurer le seul client de Panasonic dans l’industrie automobile, le reste des fabricants s’orientant plutôt vers LG.

En conclusion, Total Battery Consulting reconnaît que Tesla a joué un rôle clé dans l’émergence du concept de voiture rechargeable à longue autonomie. Le consultant note aussi que l’expansion rapide de la production de batteries lithium-ion hors du couple Tesla-Panasonic aura un effet structurant sur la chaîne d’approvisionnement. Il constate de plus que le prix des voitures électriques à longue autonomie reste trop élevé pour la majorité de la population et que le prix des batteries ne semble pas vouloir diminuer aussi vite qu’on l’avait espéré. Il estime enfin que le véritable marché se situe du côté de véhicules plus simples, d’un prix de vente inférieur à 30 000 $.

Source :

Total Battery Consulting inc., The Tesla Battery Report

 

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