Le développement des véhicules électriques a commencé en 1832 lorsqu’un ingénieur anglais, Robert Anderson, a réalisé le premier dessin d’un « chariot électrique ». Pendant un certain temps, les gens ne pensaient pas que l’électricité pouvait être pratique pour alimenter des véhicules.
Points clés à retenir
- Les véhicules électriques sont antérieurs aux voitures à essence — les premiers véhicules électriques pratiques sont apparus dans les années 1880 et ont dominé les transports urbains au début des années 1900.
- L'essor de l'essence bon marché et du démarreur électrique (qui a éliminé le démarrage manuel) a propulsé la combustion interne au sommet dans les années 1920.
- La renaissance moderne des véhicules électriques a véritablement commencé avec le mandat californien ZEV de 1990 et s'est rapidement accélérée après la baisse des coûts des batteries lithium-ion après 2010.
- Les véhicules électriques d'aujourd'hui représentent la convergence d'une chimie lithium-ion mature, d'une infrastructure de recharge généralisée et d'une gestion des batteries pilotée par logiciel — autant d'éléments qui n'existaient pas lors de la première ère des véhicules électriques.
- Le passage à l'électrification redéfinit les besoins en matière de services : les systèmes 12 V restent essentiels et le diagnostic des batteries haute tension devient une compétence fondamentale pour les concessionnaires et les ateliers indépendants.
Les luttes et le succès
Les trois décennies suivantes ont connu des tentatives infructueuses pour commercialiser des voitures alimentées à l’électricité. Cependant, ils finirent par connaître le succès avec l’invention du démarreur électrique en 1912. Charles Kettering et Henry M. Leland furent les inventeurs de ce démarreur.
Dans les années qui ont suivi, ces véhicules ont connu une popularité aux États-Unis et en Europe, en particulier les véhicules électriques de quartier (NEV). Au milieu des années 1990, ces voitures ont recommencé à atteindre des niveaux de popularité plus élevés.
Cela est principalement dû aux préoccupations liées à la diminution des ressources en combustibles fossiles et au réchauffement climatique. Cela a conduit à un regain d’intérêt pour les options de transport durables telles que les véhicules électriques. Même si toutes les régions ne sont pas exemptes de combustibles fossiles, les véhicules électriques jouent un rôle plus important dans le monde automobile.
Développement de véhicules électriques par General Motors
En 1939, Lyle B. Copp et Ray W. Herrick développèrent l'électrovette de General Motors. Ce fut l’une des premières voitures électriques produites en série aux États-Unis. Il utilisait des batteries au plomb similaires à celles trouvées dans les hybrides modernes tels que la Toyota Prius.
La voiture a été construite avec un moteur électrique et un moteur à combustion interne. Ils servaient de générateur pour charger les batteries. Cependant, l'entreprise n'a pas développé ces véhicules après l'Exposition universelle de New York en 1940. Cela était dû à la faible demande de véhicules à carburant alternatif pendant la Seconde Guerre mondiale.
En 1960, General Motors a introduit une flotte de véhicules expérimentaux. Ils les appelaient « Electric Carriage and Wagon Company ». Ils les ont utilisés à Edison, dans le New Jersey, pour promouvoir l'électricité comme source de carburant alternative.
L'année suivante, General Motors introduit le système Electrovair. Il s’agissait d’une berline Pontiac de 1959 qui utilisait des batteries au plomb placées sous son siège avant. L'entreprise a produit ces voitures jusqu'en 1964 et a établi de nombreux records de vitesse pour des véhicules sans moteur à combustion interne.
L'adhésion de la Ford Motor Company
En 1966, Ford Motor Company a présenté le Ford Electron, son premier véhicule électrique. Harold Chassin a créé le design, qui est alimenté par des batteries nickel-cadmium de 1,000 50 volts. Il avait une autonomie de 45 milles et une vitesse de pointe de XNUMX mph.
La société a présenté un autre véhicule appelé Mercury Comet Cyclone. Il utilisait des batteries au plomb en acier inoxydable de 400 volts.
Ford a produit sa dernière voiture électrique en 1976 après avoir été incapable de rivaliser avec les véhicules de General Motors et Chrysler. Cela était dû à la puissance et à l’autonomie limitées des voitures.
Cependant, General Motors a conservé les batteries au plomb. C'est jusqu'à ce qu'elle présente son véhicule V1 électrique en 1996 en raison du succès retentissant de la Leaf de Nissan et de la Tesla Model S.
Le point de vue du gouvernement sur les véhicules électriques
Plusieurs pays d'Europe ont fixé des limites obligatoires d'émissions de gaz à effet de serre et des normes d'économie de carburant pour les véhicules électriques dans les années qui ont suivi. Des pays comme la Norvège, la France et l'Allemagne sont les leaders des véhicules électriques en raison de leur faible coût d'exploitation et de leur faible prix d'achat.
Les avantages et les rôles des batteries dans le développement des véhicules électriques
En 2015, les véhicules électriques ont parcouru 654 milliards de kilomètres avec la batterie. Cela représentait moins de 1 % du total des kilomètres (6 XNUMX milliards) parcourus en véhicule cette année-là.
L’année suivante, la Chine a dépassé l’Amérique en tant que plus grand marché pour les voitures électriques. En raison de ses incitations, telles que les subventions pour l’achat de véhicules électriques et les places de stationnement gratuites dans de nombreuses villes.
Selon l'AIE, le nombre de voitures particulières électriques devrait atteindre 1.8 million en 2020 et 4.4 millions en 2025. L'agence estime également qu'il y avait environ 16 millions de deux-roues électriques dans le monde en 2017. La croissance a été de plus de 50 % par an sur la période 2018-2025. .
Les voitures électriques présentent plusieurs avantages par rapport aux véhicules conventionnels propulsés par un moteur à combustion interne (ICE). La quantité de dioxyde de carbone émise par un véhicule électrique dépend du mix énergétique utilisé pour recharger ses batteries.
L'Energy Information Administration des États-Unis a indiqué que l'essence a une efficacité moyenne d'environ 35 %. Il s’agissait de la quantité d’énergie d’entrée nécessaire pour produire un son (électricité).
Les voitures électriques peuvent être moins coûteuses à entretenir que les véhicules conventionnels, car elles comportent moins de pièces mobiles et nécessitent moins d’entretien. Le moteur d’un véhicule électrique est également souvent plus simple et plus fiable qu’un moteur à combustion. Cependant, les batteries d’une voiture entièrement électrique ont besoin d’entretien. Cependant, cela devrait avoir lieu à des intervalles similaires ou meilleurs que ceux d'un véhicule conventionnel.
Le coût d’un véhicule électrique est souvent comparable à celui d’une voiture conventionnelle. En raison du coût élevé des batteries, qui représentent jusqu'à 35 % du prix total d'une voiture. Plusieurs efforts en cours comme le projet EV30@30, qui prévoit de réduire le coût des batteries de 30 % pour rendre les véhicules électriques plus compétitifs en termes de prix.
La source et la qualité des matériaux de batterie
Le coût des batteries des véhicules électriques dépend fortement de la source et de la qualité des matériaux utilisés. Cela constitue un défi pour les fabricants de batteries, car les sources de lithium sont rares et de qualité variable.
D'importantes réserves de lithium se trouvent en Australie, en Bolivie, au Chili, en Chine, au Congo (RDC) et en Argentine. Cependant, les gisements de certains de ces pays ne sont pas considérés comme rentables à exploiter aux prix actuels du lithium.
À mesure que la technologie des véhicules électriques progresse, les batteries fournissent généralement plus de puissance et d’énergie que leurs prédécesseurs. Les prototypes de voitures électriques tels que la Venturi Fetish en 2009 ont mis 6 heures pour se recharger complètement.
Cependant, les voitures électriques se sont considérablement améliorées depuis. Les véhicules électriques modernes peuvent avoir la même autonomie que de nombreuses voitures conventionnelles avec une seule charge. Il dépasse souvent ses homologues en termes de performances et peut être complètement rechargé avant la fin d'une journée de travail typique.
En 2015, une Tesla Model S P85D avait une cote de consommation de carburant en cycle combiné meilleure que celle rapportée pour la berline à essence Audi A8. Vous pouvez recharger certaines voitures avec de l'énergie à partir d'une prise standard, de la même manière que les téléphones portables et les ordinateurs portables. D'autres nécessitent un équipement spécial installé à la maison ou sur le lieu de travail.
Questions fréquemment posées
Quand les véhicules électriques ont-ils été inventés pour la première fois ?
Les premiers véhicules électriques pratiques sont apparus dans les années 1880. Robert Anderson a construit une des premières voitures électriques vers 1832, mais les véhicules électriques commercialement viables n'ont émergé que dans les années 1880-1890. Dès 1900, les véhicules électriques se vendaient mieux que les voitures à essence aux États-Unis : ils étaient plus silencieux, plus faciles à démarrer et mieux adaptés aux trajets urbains de courte distance de l'époque.
Pourquoi les véhicules électriques ont-ils disparu au début du XXe siècle ?
Deux événements marquèrent la fin de la première ère des véhicules électriques : le pétrole bon marché issu des gisements texans rendit l’essence peu coûteuse, et le démarreur électrique de Charles Kettering (introduit sur la Cadillac de 1912) élimina le démarrage manuel dangereux qui constituait le principal inconvénient des véhicules à essence. Conjugué au prix abordable de la Ford T, ce facteur permit aux véhicules à moteur thermique de dominer rapidement le marché dès les années 1920.
Quand le renouveau des véhicules électriques modernes a-t-il commencé ?
Le renouveau moderne a débuté avec la loi californienne sur les véhicules zéro émission (ZEV) en 1990, qui a donné naissance à la GM EV1 et à d'autres véhicules électriques modernes de première génération. La Toyota Prius (1997) a démontré la viabilité commerciale de la technologie hybride. La Tesla Roadster (2008) et la Nissan Leaf (2010) ont inauguré la génération actuelle de véhicules électriques à batterie grand public, grâce à la maturité croissante de la technologie lithium-ion.
Qu’est-ce qui a rendu les batteries lithium-ion adaptées aux véhicules électriques modernes ?
Les batteries lithium-ion offrent une densité énergétique nettement supérieure à celle des batteries au plomb utilisées dans les premiers véhicules électriques, ce qui se traduit par une plus grande autonomie à poids égal. L'augmentation de la production suite à l'essor de l'électronique grand public a permis de réduire considérablement les coûts au cours des années 2010. Associées à des systèmes sophistiqués de gestion des batteries qui préservent la santé des cellules, les batteries lithium-ion ont rendu possibles l'autonomie et la longévité des véhicules électriques modernes.
Comment l'électrification des véhicules modifie-t-elle les besoins en matière d'entretien des batteries ?
Les véhicules électrifiés ajoutent le diagnostic des batteries haute tension à l'entretien conventionnel des batteries 12 V, qui a toujours fait partie de la maintenance automobile. La batterie auxiliaire 12 V demeure essentielle et, comme toujours, sa durée de vie reste inchangée. Les batteries haute tension nécessitent un équipement de diagnostic spécialisé. Solutions pour véhicules électriques Le portefeuille couvre les deux : Diagnostic 12V et service de pack haute tension.
Où puis-je en apprendre davantage sur l'histoire et le développement de la technologie des véhicules électriques ?
Bureau des technologies des véhicules du DOE Elle conserve des ressources historiques et techniques sur l'électrification des véhicules, la technologie des batteries et les tendances d'adoption des véhicules électriques. SAE International Les archives contiennent des décennies de documents techniques sur le développement des véhicules électriques et des groupes motopropulseurs hybrides.