Les activités V2G vont-elles dégrader l'autonomie de la batterie de votre véhicule électrique ?

Malgré ses nombreux avantages, l'un des principaux doutes concernant le déploiement de la technologie V2G est que son fonctionnement pourrait augmenter le taux de dégradation de la durée de vie de la batterie du VE. Les utilisateurs pensent qu'en raison de l'augmentation du nombre de charges et de décharges, la dégradation de la batterie du VE pourrait être plus rapide que lors d'une utilisation normale. Même si le coût de production des batteries diminue continuellement, il représente encore jusqu'à 40 % du coût total d'un véhicule électrique (VEB). En tant qu'utilisateur, votre préférence immédiate sera d'allonger la durée de vie de la batterie de votre VE afin de réduire le coût de remplacement de la batterie. De plus, les fabricants de VE sont réticents à garantir leurs produits pour le service V2G par crainte de la dégradation de la batterie.de nombreuses recherches ont été effectuées pour prouver que le V2G dégrade la batterie ou autre. Par conséquent, j'écris du point de vue d'un fournisseur de solutions technologiques V2G et je répondrai à la question pour donner aux utilisateurs de VE la confiance nécessaire pour participer aux activités V2G.

Comprendre les services V2G et leurs avantages

L'interaction véhicule-réseau est une interaction bidirectionnelle entre un véhicule électrique et un réseau de distribution d'énergie. Cette interaction est possible grâce à un système de connexion qui permet un flux bidirectionnel d'énergie et d'informations. Cette interaction est possible grâce à un système de connexion qui permet le flux bidirectionnel d'énergie et d'informations. L'une des interfaces de communication les plus courantes est appelée ISO/IEC 15118 - "norme internationale définissant une interface de communication véhicule-réseau (V2G) pour la charge/décharge bidirectionnelle des véhicules électriques". Grâce à ces protocoles de communication V2G, un véhicule électrique peut envoyer son énergie stockée au réseau et vice versa lorsque la batterie du véhicule doit être rechargée. Les VE participant aux services V2G contribuent à accroître l'efficacité des réseaux et à améliorer la fiabilité et la stabilité du réseau grâce à des services tels que l'équilibrage de la charge, l'écrêtement des pointes, la régulation de la fréquence et l'aide à l'intégration des énergies renouvelables. Desrecherches ont montré que les conducteurs garent leur voiture jusqu'à 95 % de la journée. Ainsi, au lieu que les acteurs du secteur de l'énergie construisent des banques de batteries pour ces services, les VE disposent de batteries impressionnantes avec des capacités substantielles que nous pouvons exploiter. Mais à quel prix ?

Comment la durée de vie des batteries des VE se réduit.

Si l'on tient compte du prix et de la fiabilité, on peut dire que la batterie est l'un des composants les plus importants d'un VE. C'est pourquoi la conception de l'emballage et les matériaux des électrodes ont fait l'objet de recherches approfondies pour améliorer encore la longévité et les performances générales de la batterie.Lors d'une utilisation normale, il a été prouvé que la qualité et l'efficacité des batteries diminuent avec le temps en fonction du type de batterie en question. Les types de batteries adaptés à la technologie des véhicules électriques comprennent les batteries plomb-acide et nickel-métal-hydrure et les batteries lithium-ion, qui présentent des avantages substantiels en termes de densité d'énergie, de puissance, de respect de l'environnement et de propriétés de charge.Toutefois, la plus préférée des constructeurs de véhicules électriques est la batterie lithium-ion, qui présente une densité d'énergie élevée de plus de 220Wh/kg. Les déductions tirées des recherches menées à l'école d'ingénierie de l'université d'Aston et de nombreux autres articles montrent que le placage du lithium, la croissance de l'interphase de l'électrolyte solide (SEI) et la décomposition chimique sont des phénomènes microscopiques de dégradation des batteries. Parmi les facteurs ci-dessus, la formation de SEI est généralement acceptée comme le principal processus à l'origine de la dégradation des batteries. La SEI est générée à la surface de l'anode à la suite de la réduction électrochimique de l'électrolyte, et elle est essentielle pour la cyclabilité à long terme d'une batterie lithium-ion. La SEI est une couche de passivation qui se forme lorsqu'un électrolyte liquide entre en contact avec la surface conductrice d'électrons (NE) d'une électrode négative. Ces réactions électrochimiques indiquent une réduction de la capacité de la batterie ou de la puissance disponible, ainsi que des performances et de l'efficacité globales des batteries.

Vieillissement par calendrier et vieillissement par cycle dans une batterie de véhicule électrique.

Il existe deux perspectives principales utilisées pour mesurer la dégradation des batteries ;

1. le vieillissement du calendrier
2. les mécanismes de vieillissement du cycle.

Vieillissement du calendrier dans les batteries des VE

Le vieillissement calendaire désigne tout processus de vieillissement qui entraîne la dégradation d'une cellule de batterie sans qu'elle soit soumise à un cycle de charge-décharge. C'est un élément vital dans de nombreuses applications de batteries lithium-ion car les temps de fonctionnement sont beaucoup plus courts que les intervalles d'inactivité, comme dans les véhicules électriques. De plus, la dégradation due au vieillissement calendaire peut être proéminente dans les analyses de vieillissement par cycle, surtout lorsque les profondeurs de cycle et les taux de courant sont faibles. La formation de couches de passivation aux interfaces électrode-électrolyte est le schéma le plus courant du vieillissement calendaire. Elle se produit lorsqu'une batterie est au repos - c'est-à-dire lorsqu'aucun courant ne circule dans la batterie.

Vieillissement cyclique des batteries de véhicules électriques

Lorsqu'une batterie est chargée ou déchargée, elle subit un vieillissement cyclique. La déformation mécanique des matériaux de l'électrode active ou du placage de lithium peut entraîner une détérioration importante pendant le vieillissement cyclique. Les contraintes et les déformations mécaniques causées par l'insertion et l'extraction d'ions lithium provoquent principalement des désordres structurels. Le dépôt de lithium sur l'électrode négative (graphite) est le mécanisme de vieillissement le plus représentatif. Lorsque la batterie est chargée à des taux de courant élevés ou à des températures basses, une limitation de l'insertion du lithium par diffusion se produit. Au lieu de s'insérer dans le graphite, le lithium peut se déposer sur l'électrode négative dans cette situation. La fissuration des particules et la corrosion des collecteurs sont deux autres mécanismes de vieillissement par cyclage dans les batteries lithium-ion. Par ailleurs, ce type de mécanisme est plus courant dans des situations d'utilisation extrêmes, comme des taux de courant très élevés ou des décharges très profondes, plutôt que dans des conditions d'utilisation normales.Existe-t-il des relations entre les deux mécanismes de dégradation des batteries ?En outre, étant donné que la dégradation de la batterie diffère selon que la batterie est au repos ou qu'elle est traversée par un courant, il est difficile de déterminer comment les effets du vieillissement calendaire et du vieillissement cyclique interagissent. Lorsque les voitures électriques sont utilisées, elles passent la plupart de leur temps (95 % ou plus) en stationnement, et les taux de courant de leur batterie sont relativement faibles.

Le V2G va-t-il dégrader votre batterie ?

Selon une étude de l'université de Warwick, l'utilisation d'une batterie dans un scénario V2G ne nuit pas nécessairement à ses performances - elle peut même les augmenter. Après avoir effectué des simulations à l'aide d'un "modèle complet de dégradation de la batterie", les chercheurs ont conçu une technique V2G permettant de minimiser la dégradation de la batterie et ont découvert que, dans certaines circonstances, le transfert d'énergie vers le réseau pouvait prolonger la durée de vie de la batterie. "Les résultats d'une modélisation approfondie montrent que si un cycle de conduite quotidien consomme entre 21 % et 38 % de l'état de charge, le fait de décharger 40 % à 80 % de l'état de charge des batteries vers le réseau peut minimiser l'affaiblissement de la capacité d'environ 6 % et l'affaiblissement de la puissance de 3 % sur une période de trois mois", ont déclaré les chercheurs. Une étude de cas sur la demande d'électricité d'un immeuble de bureaux universitaire représentatif a été étudiée à l'aide de l'optimisation du réseau intelligent. Selon les résultats, la formulation du réseau intelligent peut réduire l'évanouissement de la capacité des batteries des VE de 9,1 % et l'évanouissement de la puissance de 12,1 %.

Conclusion :

On considérait auparavant que l'utilisation de la technologie V2G entraînait une dégradation plus rapide des batteries lithium-ion. Mais, d'un autre côté, la dégradation des batteries est plus complexe - et cette complexité peut être utilisée pour prolonger la durée de vie d'une batterie.Ce blog fait partie d'une série V2X. Continuez vers les autres blogs de la série.

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