Une tension constante de 800 volts, quel que soit le niveau de charge ou l'âge de la batterie. Pas de chargeur embarqué distinct pour convertir le courant alternatif en courant continu. Et peut-être même des cellules de compositions chimiques différentes au sein d'un même pack. Mercedes-Benz a dévoilé le « Power Converter », un projet de recherche visant à réinventer la batterie de traction des voitures électriques.

Une batterie de véhicule électrique de 800 volts ne fournit pas toujours sa tension maximale. Dans une batterie classique, les cellules sont connectées en série pour augmenter la tension, qui varie en fonction du niveau de charge restant.

Le vieillissement peut également avoir des conséquences néfastes, en réduisant la capacité et les performances. Et tout comme la résistance d'une chaîne dépend de celle de son maillon le plus faible, une seule cellule qui se détériore peut freiner l'ensemble d'un bloc-batterie.

Une configuration parallèle

Mercedes mène depuis quelque temps des recherches visant à déterminer comment la batterie de demain pourra surmonter ses faiblesses habituelles et a dévoilé « Power Converter », un concept qui introduit une technologie de pointe pour les batteries de traction. 

Pour commencer, les ingénieurs allemands ont complètement bouleversé le principe des cellules connectées en série. Ils les relient désormais en parallèle. Parallèlement, un ensemble de micro-convertisseurs programmables, montés directement sur les cellules ou sur des paires de cellules, gère le flux d'énergie.

Ensemble, elles fournissent une tension de sortie stable pouvant atteindre 800 volts, quels que soient l'état de charge (SoC), l'état de santé (SoH) ou la composition chimique des cellules. Le nombre de cellules ne détermine plus la tension, mais uniquement la puissance et la capacité du pack.

À jeter : chargeur intégré séparé

Selon certaines informations, Mercedes pourrait même ajuster la tension de ce système ultérieurement via une mise à jour logicielle, sans intervenir sur le matériel de la batterie. Ainsi, le bloc-batterie s'apparente moins à un système de stockage d'énergie fixe qu'à un système contrôlé par logiciel.

Elle propose une vision différente de ce qu'est une batterie : il ne s'agit plus d'un ensemble fixe de cellules, mais d'un module flexible qui gère la tension, la charge et les flux d'énergie en fonction de chaque situation.

Mais l’une des fonctionnalités les plus prometteuses de ce pack concerne la recharge. Le convertisseur de puissance prend en charge à la fois le courant alternatif (CA) et le courant continu (CC). Cela signifie que le chargeur embarqué séparé, qui, dans tous les véhicules électriques actuels, convertit le courant alternatif provenant de la borne murale, disparaît. Cela permet également de réduire la taille d’autres composants haute tension, voire de s’en passer complètement, ce qui permet de gagner du poids et de l’espace.

Avantages en matière de production

Un autre aspect – bien que plutôt évident – de cette conception est la recharge bidirectionnelle, qui permet à l’énergie de circuler en sens inverse depuis la batterie vers un appareil, le domicile ou le réseau électrique. De plus, Mercedes met en avant une recharge plus rapide, des pertes de charge réduites et une durée de vie prolongée, chaque cellule étant contrôlée individuellement. Quant au problème du maillon faible : une cellule défectueuse peut être mise hors circuit ou contournée, ce qui évite de ralentir l’ensemble du pack.

Cela présente également des avantages en termes de production. Chaque cellule étant adressée individuellement, des tolérances plus larges entre les cellules deviennent acceptables, et le nombre de cellules rejetées sur la chaîne de production diminue.

Mais le principal avantage réside sans doute dans le fait qu'une fois la tension dissociée de la composition chimique des cellules, il est possible de combiner différentes compositions chimiques. Mercedes évoque explicitement cette possibilité.

Une batterie pourrait associer des cellules LFP, à la fois économiques et robustes, à des cellules NMC à haute densité énergétique, ou plus tard à des cellules à électrolyte solide, grâce à un logiciel sélectionnant les cellules les mieux adaptées à chaque situation. Les ingénieurs ont déjà présenté des prototypes fonctionnels sur banc d'essai. Cela ouvre de nouvelles perspectives pour les modèles AMG qui cherchent à allier puissance maximale et autonomie.

C'est assez bon marché ?

Cette nouvelle approche en matière de batterie, qui n'en est pour l'instant qu'à l'état d'expérience en laboratoire, arrive alors même que Mercedes passe progressivement à une tension de 800 volts pour ses modèles électriques. Cependant, la plupart de ces voitures, de la nouvelle CLA à la Classe C, nécessitent un convertisseur optionnel de 400 volts pour pouvoir se recharger rapidement sur les anciennes bornes à grande vitesse.

Une batterie dont la tension serait réglable par logiciel rendrait ces compromis inutiles. Mieux encore, selon Mercedes, le système pourrait également fonctionner à des tensions supérieures à 800 volts. Reste à savoir si le « Power Converter » s'avérera finalement moins cher que les solutions actuelles.