Et si la solution au temps de recharge des véhicules électriques ne reposait ni sur les bornes, ni sur la batterie des voitures ? C’est l’hypothèse envisagée par les ingénieurs de l’université Purdue aux États-Unis, qui travaillent en collaboration avec Ford sur le développement d’une nouvelle solution. Celle-ci ne s’attache pas à augmenter la capacité de charge des bornes rapides, ni même les possibilités des batteries embarquées sur les véhicules, mais bien à remplacer ce qui relie les deux : le câble.
En effet, une recharge de batterie à haute intensité génère automatiquement une forte chaleur. Si elle n’est pas maîtrisée, celle-ci peut être dévastatrice pour les cellules des batteries, voire dangereuse en provoquant des incendies. Dans un communiqué, Michael Degner, chef technique principal de Ford Research and Advances Engineering, explique qu’« Aujourd’hui, les chargeurs sont limités dans la vitesse à laquelle ils peuvent charger la batterie d’un véhicule élecgtrique en raison du risque de surchauffe. Pour charger plus rapidement, il faut faire circuler plus de courant dans le câble de charge »
De la vapeur plutôt que du refroidissement liquide
C’est justement sur ce genre de problématiques que travaille l’unité de génie mécanique de l’université Purdue. Depuis 37 ans, le laboratoire du professeur Issam Mudawar exploite diverses solutions visant à refroidir efficacement les appareils électroniques. Plusieurs solutions imaginées dans les locaux de l’université sont d’ailleurs mises en œuvre par la Nasa.
Depuis quelques années, le laboratoire s’est spécialisé dans l’utilisation de fluides capables d’isoler et d’éliminer la chaleur lorsqu’ils sont à l’état de vapeur. Selon le professeur Mudawar, « un système de refroidissement liquide-vapeur permet d’éliminer au moins 10 fois plus de chaleur qu’un refroidissement liquide pur ». Fort logiquement, c’est ce procédé qui a été utilisé dans l’élaboration du nouveau câble de recharge. Les premiers résultats sont plus qu’encourageants selon le scientifique : « Mon laboratoire a trouvé une solution pour les situations où les quantités de chaleur produites dépassent les capacités des technologies actuelles ».
Des résultats déjà probants
En effet, les universitaires ont eu recours à du fluide HFE-7100, généralement utilisé comme solvant, mais qui s’est avéré très efficace dans son rôle de vecteur thermique. Peu toxique et peu polluant, il a surtout la propriété de disposer d’un point d’ébullition élevé. En faisant circuler ce fluide autour des câbles de recharge, ils sont parvenus à évacuer 24,22 kW de chaleur pour une intensité maximale de 2 438 ampères. Cette expérience a été réalisée sur un câble de 6,35 mm de diamètre renforcé par une enveloppe d’anneaux concentriques étudiés pour protéger les mains de l’automobiliste. Au total, le tuyau mesure moins de 24 mm de diamètre, ce qui le rend tout à fait exploitable par le grand public.
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Tel est justement l’objectif commun de Ford et de l’université Purdue. Si l’expérimentation de ce nouveau câble arrive à terme et qu’il remplit les promesses entrevues lors des premiers tests, ce nouvel équipement pourrait révolutionner la recharge rapide des voitures électriques. Comment ? En réduisant considérablement le temps de recharge sans modifier en profondeur l’infrastructure du réseau et des véhicules. Issam Mudawar se donne deux ans pour valider la seconde phase de ce développement. Celle-ci nécessite désormais l’implication de nouveaux acteurs tels que les fabricants de bornes, mais aussi d’autres constructeurs de véhicules électriques.
Source : Purdue