L'architecture Cell-To-Pack
Plan de l'article :
La disposition Cell-to-Pack (CTP) est une manière de concevoir les batteries pour voitures électriques avec comme but d'améliorer leur densité énergétique, réduire les coûts de production et optimiser l'intégration dans les véhicules.
En phase de déploiement ?
La technologie Cell-to-Pack reste encore rare sur le marché. Elle a été introduite par quelques pionniers comme CATL, qui a lancé sa batterie Qilin CTP 3.0 en 2022, offrant une densité énergétique exceptionnelle et une autonomie pouvant dépasser 1 000 km. Tesla a également intégré une approche similaire avec ses batteries structurelles, utilisant directement les cellules dans la structure du véhicule porteuse. Enfin, Renault, par le biais de sa filiale Ampere, a annoncé l’adoption de cette technologie en partenariat avec LG Energy Solution pour 2026, avec l'utilisation de cellules poche (ce qui est inédit pour du CTP). Ces exemples montrent que la technologie CTP reste pour l'instant l'apanage de quelques acteurs précurseurs.
Notez cependant que les tout petits véhicules qui ont de toutes petites batteries, comme Kilow ("la Bagnole"), n'ont pas besoin d'utiliser des modules en raison du faible nombre de kWh embarqués. Le pack batterie est donc composé par un seul module ... Mais voyons ce qu'est exactement l'architecture Cell-to-pack pour que vous compreniez cette remarque.
Comment fonctionne la technologie Cell-to-Pack ?
Traditionnellement, une batterie est composée de plusieurs niveaux de structure :
- Les cellules : Les unités de base de stockage d'énergie.
- Les modules : Un ensemble de cellules regroupées dans une structure intermédiaire.
- Le pack : Un assemblage de modules intégré dans une enveloppe qui constitue la batterie complète.
A lire : comment sont architecturées les batteries de voitures électriques (pack, module etc.) ?
Avec l'architecture batterie Cell-to-Pack, l'étape des modules intermédiaires est supprimée. Les cellules sont directement intégrées dans le pack, ce qui réduit le poids et l'encombrement de la batterie tout en augmentant l'efficacité. On a donc moins de cloisons, moins de câbles et grosso modo on élimine un maximum de superflu pour alléger au maximum l'ensemble.
Il a fallu l'industrialisation massive de la voiture électrique pour que les constructeurs revoient la conception des batteries, qui était pour le moment des assemblages d'éléments achetés chez des fournisseurs (ce qui impliquait des montages et conceptions un peu moins optimaux, car il fallait faire avec le type de cellules qui étaient proposées par les équipementiers). Comme tout secteur, il se spécialise et s'optimise avec le temps.
Voici du cell to pack en cellules cylindriques en haut et en prismatiques en bas
Avantages de la technologie Cell-to-Pack
- Densité énergétique accrue : En éliminant les modules, il y a plus d'espace disponible pour intégrer des cellules, ce qui permet d’augmenter la capacité de stockage d'énergie dans un volume donné.
- Réduction des coûts : Moins de matériaux sont nécessaires pour les structures intermédiaires, ce qui diminue les coûts de fabrication.
- Simplification de la production : Avec un assemblage plus direct, le processus de fabrication devient plus rapide et moins complexe.
- Amélioration des performances thermiques : En intégrant directement les cellules, la gestion de la température peut être optimisée grâce à des systèmes de refroidissement plus efficaces.
Inconvénient ?
Le seul inconvénient qui semble émerger est celui de la réparabilité ... Il se peut, mais ce n'est pas forcément le cas (cela dépend du cahier des charges et de la volonté des constructeurs), que l'accès et les possibilités de changer un module interne défaillant soit ici plus complexe, voire impossible dans certains cas. Et donc si les possibilités de réparer ne sont pas forcément anéanties, cette manière de faire semble induire une contrainte supplémentaire qui ne devrait pas aider à la tâche. Toutefois, les marques comprennent avec le temps qu'il faut pouvoir réparer les batteries, et d'après les communiqués qu'on peut lire, ils veulent le prendre en compte et concevoir les batteries en ce sens. Cela découle de deux contraintes : écologiques et marketing (les gens achèteront plus facilement une voiture qui se répare).
Un pas de plus vers l'optimisation des batteries
Le Cell-to-Pack représente une nouvelle évolution dans la conception des batteries en intégrant la batterie dans la structure même de la voiture, elle sert donc désormais de pilier servant à la rigidité de la structure du châssis. CE n'est pa révolutionnaire mais c'est un pas de plus vers une optimisation des masses et un accroissement du nombre de kWh qui peut être embarqué ...
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