Évolution des batteries

Travail d’analyse de document technique

Les batteries

N°

questions

Début

1

Quel est le nom de l’organisation en compétition avec le véhicule à essence ?

hydroquebec

0 :40

2

Sur un véhicule à moteur thermique, quelle quantité d’énergie exprimée en pourcentage est gaspillée ?

 85 %

En déduire le rendement d’un moteur thermique.

 15 %

1 :09

3

Quel est l’efficacité d’un moteur électrique ?

 90 %

1 :20

4

Quel est le constituant principal de la toute première batterie inventée en 1859 ?

 le plomb

1 :49

5

Quelle masse de batterie de ce type faut-il réunir pour fournir autant d’énergie qu’1 litre d’essence ?

 200kg

2 :30

6

Quel évènement historique à permis de relancer la recherche sur les batteries ?

 la crise pétrolière de 1970

2 :53

7

Quel type de moteur a été mis sur le marché par Toyota en 1997 ?

 le moteur hybride

3 :10

8

Quel est le principe de cette motorisation ?

 il y a 2 moteurs, un thermique et un électrique

3 :18

9

Qu’apporte le moteur électrique dans ce type de motorisation ?

 pour épauler le moteur thermique

Pour quelle raison ?

 parce qu’un moteur thermique est inefficace à bas régime, sur des petits trajets urbains(en ville) par exemple.

Dans quel but ?

 pour réduire la consommation d’essence d1/3 environ

3 :50

10

Quelle est l’autonomie de la batterie électrique de la Prius ?

  1.3kwh pour 1 ou 2 km

4 :17

11

Quel est l’avantage de la batterie NiMh par rapport à une batterie au plomb de même masse ?

 Elle possède 2 fois plus d’énergie qu’une batterie au plomb pour un même poids (NiMh = hydrure métallique de nickel)

4 :36

12

Quelle technologie de batterie est utilisée par Toyota pour sa toute récente Prius ?

 Une batterie au lithium Ion (LiIon)

Quelle quantité d’énergie et quelle autonomie offre-t-elle à cette voiture ?

 4400Wh, soit 4 à 5 fois plus d’énergie qu’une batterie au plomb pour une autonomie de 20km

Lithium Ion

4 :57

13

Quelle particularité possède Le lithium ?

 Il est très énergétique et très réactif au contact de l’eau ?

Quel problème cela pose-t-il en cas d’accident ?

 cela peut être dangereux car il s’enflamme très vite au et il y a dégagement gazeux donc un risque d’explosion.

5 :36

14

Combien de fois peut-on charger et décharger une batterie LiIon ?

 On peut faire 1000 cycles de charge décharge avec une batterie au lithium

6 :08

15

Quelle quantité d’énergie possède la batterie au Lithium de la Leaf ?

 Elle possède une batterie de 24 kW.h

Quelle autonomie en km permet-elle ?

 Elle permet à la leaf de parcourir 120 km.

7 :00

16

Quel problème se poserait si tous les véhicules électriques étaient équipés de batteries comme celle de la Tesla ?

 Il y a environ 800kg de batterie, et dans 20 ans, 2 milliards de véhicules. On risquerait donc d’épuiser toutes les ressources en lithium sur terre.

7 :40

17

Quel est l’inconvénient de ce type de batterie ?

 Le cout de 8à10k dollars et le temps de recharge : quelques heures.

La sécurité n’est pas garantie en cas d’accident grave car le lithium peut s’enflammer

8 :18

18

De quel type de batteries sont équipées la Blue car à Paris et les vélos pixi à Montréal ?

 Ce sont des batteries au Lithium Métal Polymère (LMP)

10 :11

19

Qu’apportent-elles de plus par rapport aux batteries au Lithium ?

 Elles apportent plus de sécurité.

Aucun liquide et sans entretien

LMP = 4xplus que l’accu au plomb

9 :00

20

Quels inconvénients a –t-elle ?

 Elle ne peut équiper les appareils du quotidien car elle ne fonctionne correctement que si sa température est portée à 80°C. C’est la batterie qui créer sa chaleur pour fonctionner l’hiver !

Elle ne permet pas non plus un grand nombre de cycle : 1500 cycles alors qu’il en faudrait 5000 pour une voiture classique qu’on utilise tous les jours.

10 :54

À

11 :32

21

Dans quel cas particulier ce type de batterie peut être envisagé ? Donner un exemple.

 Pour équiper une voiture qui n’effectue que des petits trajets et doit être rechargée tous les 3 jours, comme la blue-car avec ces 300 kg de batterie. Leur durée de vie est alors portée à   10-12 ans

11 :30

22

Pour quelles raisons la société HydroQuebec s’est-elle finalement tournée vers le développement de batterie LiIon ?

        Des milliers de recharges et rapidement

                Température ambiante

                Pour tout type d’appareils

12 :00

23

Comment appelle-t-on les électrodes d’une batterie ?

 Cathode(+) en déficit d’électrons et Anode(-) chargée d’électrons.

12 :19

24

Quel phénomène se produit entre ses deux électrodes lorsque ce nouveau type de batterie se décharge ?

 Les atomes de lithium quitte l’anode pour rejoindre la cathode en traversant une membrane et les électrons passent de l’anode à la cathode par les fils.

12 :29

25

Comment expliquer que les batteries ne sont pas rechargeables à l’infini ?

 Même dans le cas de la batterie LiIon, les atomes de Lithium se déposent mal et ne peut plus servir pour libérer un électron. La durée de vie de la batterie diminue.

26

Quels nouveaux matériaux les chercheurs ont-ils mis au point pour augmenter la durée de vie des batteries LiIon ?

 Le fer phosphate noir abondant et peu couteux

Le nano titanate qui peut être cycler presque à l’infini

14 :30

27

Quels avantages possède-t-elle par rapport aux autres batteries ?

 Elle ne brule ni n’explose

Elle peut supporter de très basse température -40°C

Elle peut être rechargée jusqu’à 30000 fois

Elle peut se charger en 5 minutes

15 :30

28

Quels sont ses inconvénients ?

 Elle est 40 % plus lourde mais son meilleur cyclabilité fait qu’on n’est pas obligé d’installer autant de batterie dans le véhicule.

29

Quelles prévisions fait-on dans ce reportage sur l’utilisation des différentes technologies de batterie ?

 Hybride-elec pour les grandes distances

Total électrique dans les villes

Travail à effectuer   et à déposer sur le serveur dans l’espace de restitution.

1. Remplir le questionnaire à télécharger depuis l’espace de consultation.

2.5 H

B) Réaliser en binôme 1 diaporama de 5 pages maxi au travers duquel vous exposerez durant 5 minutes :

• 2 pages libres expliquant ce que vous avez appris dans ce reportage.
• 1 page pour expliquer visuellement le principe de fonctionnement de la dernière génération de batterie vue dans ce reportage.(minute 12 :00)
• 1 page montrant un tableau comparatif des batteries vues dans ce reportage. Ce tableau précisera les points suivants : sécurité/capacité de stockage/durée de vie (capacité de cyclabilité)/prix/impact environnemental
• 1 page pour conclure et répondre à la question : Quel est selon vous, à l’heure actuelle, le type de batteries électrique qui équipera les véhicules de demain ?

2H

Critères d’évaluation de la présentation du diaporama :

Précision technique, justesse de l’exposé                                                                 5pts

Lisibilité (qualité, taille et choix) des images, illustrations, tableaux et textes                                5pts

Précision et emploi du vocabulaire technique                                                                3pts

Lecture ou non des notes                                                                                3pts

Respect du timing                                                                                        2pts

Respect du nombre de pages                                                                                1pt

Partage du temps de parole                                                                                1pt