Le concept-car « Triple 10 Challenge », imaginé par le pétrolier Shell, représente une intéressante proposition d’avenir pour les voitures électriques. Ce démonstrateur technologique repousse les limites des batteries en conciliant la recharge ultra-rapide, une efficacité énergétique élevée et la réduction de l’empreinte carbone sur la cycle de vie total. Le secret : une nouvelle approche de la gestion thermique des batteries.
Développer de nouveaux fluides pour refroidir les batteries
Sans réelle surprise, le pétrolier anglo-néerlandais Shell investit de plus en plus dans la recherche autour des lubrifiants et technologies à destination des véhicules électriques. Déjà à la tête d’un important réseau de bornes de recharge (via l’acquisition d’opérateurs spécialisés) avec Shell Recharge, l’entreprise noue également des partenariats avec des fabricants de batteries et équipementiers. Objectif : développer de nouveaux liquides et fluides de refroidissement des batteries, enjeu majeur pour cette industrie et la simplification des usages.
Dans ce contexte, le projet « Triple 10 Challenge » récemment présenté par Shell repose sur trois défis : atteindre un temps de recharge inférieur à 10 minutes, une efficacité énergétique de 10 km par kWh consommé et limiter à 10 T les émissions de CO2 sur l’ensemble du cycle de vie du véhicule. Ce concept-car prend la forme d’une voiture de type SUV B, très populaire sur nos marchés, dont les atouts peuvent se montrer nombreux : légèreté, agilité et coût d’achat moindre.
Une nouvelle approche de la gestion thermique
Au cœur du projet, Shell a développé un fluide thermique diélectrique qui contient la chaleur émises par les cellules de batterie (facteur qui limite la puissance de charge). Contrairement aux systèmes traditionnels utilisant un mélange d’eau et d’éthylène-glycol, cette technologie permet un refroidissement par immersion directe de la batterie, mais aussi du moteur électrique et de l’électronique de puissance. Cette voiture « Triple 10 Challenge » est ainsi le premier véhicule homologué pour la route à démontrer le potentiel d’une architecture de refroidissement à circuit unique, capable de gérer efficacement la température de l’ensemble du groupe motopropulseur, y compris lors des phases de recharge rapide dans des conditions extrêmes.
Avantages : ce type de système de refroidissement contribue à réduire le poids du véhicule, améliore son rendement énergétique et simplifie son industrialisation car les technologies sont déjà disponibles.
Recharge de 10 à 80 % en moins de dix minutes
Concrètement, le véhicule est capable de recharger de 10 à 80 % en 9 minutes et 54 secondes sur une borne publique de 175 kW, soit une puissance assez répandue parmi les recharges rapides actuellement disponibles. Cette performance permettrait de récupérer jusqu’à 245 kilomètres d’autonomie en une seule recharge, grâce notamment à une batterie plus compacte et à l’utilisation de ces fluides thermiques. Par rapport à un VE conventionnel, cette technologie permet d’obtenir 5 fois plus d’autonomie par minute de charge. Ces chiffres s’approchent des performances de recharges ultra-rapides récemment présentées par les constructeurs chinois BYD ou Zeekr.
Dans ce cas, Shell veut montrer qu’il ne serait plus si contraignant d’avoir une batterie de « petite capacité » à recharger rapidement et souvent.
Empreinte carbone réduite de moitié
Au-delà de la vitesse de recharge, Shell met en avant les bénéfices environnementaux de son concept-car. Grâce à une batterie de plus faible capacité, à un circuit de refroidissement simplifié et à l’utilisation de composants légers issus du recyclage, le véhicule affiche une empreinte carbone de 10 tonnes de CO₂ sur l’ensemble de son cycle de vie, soit environ 50 % de moins que celle de véhicules électriques comparables actuellement.
Efficacité énergétique renforcée
Enfin, ce concept-car peut offrir une efficacité énergétique de 10 km/kWh, autrement dit il améliore de 30% son rendement par rapport aux voitures électriques de la génération actuelle. Pour Shell, cette approche démontre qu’il est possible d’améliorer les performances globales sans recourir à des batteries toujours plus volumineuses.
Une technologie pensée pour l’industrie
Ce démonstrateur va donc à l’encontre de la tendance actuelle consistant à augmenter continuellement la taille des batteries pour améliorer l’autonomie et les performances des véhicules électriques. Non seulement, l’intégration de ces fluides de refroidissement allègera le poids total de la voiture électrique mais cela améliorera de fait son agilité, ses consommations et diminuera la quantité de matières premières et ressources nécessaires à la production en grande série. Shell annonce que cette architecture est compatible avec les futurs modèles destinés au grand public.
L’intérêt de ce démonstrateur prouve ainsi que les innovations en matière d’électrification du parc automobile ne consistent pas toujours à aller vers la surenchère de matériaux (plus de cellules, plus de capacité ou une chimie complexe pour stocker l’énergie) mais que la piste des composantes tels les fluides peut jouer un rôle majeur dans l’évolution des voitures électriques d’un futur proche.
