Le battery swapping est une alternative aux bornes pour recharger sa voiture électrique. Cette technologie permet de repartir avec une batterie pleine en seulement 5 minutes. Intéressante en théorie, cette solution souffre cependant de limitations.
Plutôt que de brancher soi-même sa voiture électrique pour faire le plein d’électricité, pourquoi ne pas directement échanger sa batterie actuelle vide avec une autre, déjà chargée ? L’idée est assez intéressante, et même alléchante, afin d’éviter de trop patienter à la recharge.
D’ailleurs, elle n’a rien de nouveau, puisque les précurseurs de la voiture électrique au 20e siècle y songeaient déjà : « Une voiture électrique n’aurait donc qu’à débarrasser sa caisse de ses accumulateurs vides, comme une voiture à pétrole rend ses bidons d’essence vides, et à les échanger, moyennant un prix fixe qui représenterait le coût de la charge électrique, contre des accumulateurs pleins » pouvait-on lire en 1908 dans Éléments d’Automobile – La voiture électrique.
Dans cette définition, nous allons décrypter cette fameuse technologie de battery swap, aussi appelée battery swapping, traduisez : « échange de batterie. » Fonctionnement, coût, avantages, inconvénients, constructeurs la proposant… Voici tout ce qu’il y a à savoir.
Qu’est-ce que le battery swap ?
Le battery swap (ou swapping) est une méthode de recharge pour les voitures électriques qui consiste à retirer le pack batterie vide par un pack déjà chargé. L’opération se fait au sein d’une station baptisée « swap station », de façon totalement automatisée, sans aucun technicien nécessaire.
L’objectif de la batterie échangeable est de réduire considérablement le temps d’immobilisation pendant la recharge, en s’approchant de la durée d’un plein de carburant sur une voiture thermique. En l’occurrence, le changement d’une batterie demande en règle générale moins de cinq minutes.
Comment se déroule un échange en station ?
Dans la pratique, la voiture électrique se place dans une station qui ressemble à une sorte de gros conteneur. Ensuite, des bras robotisés décrochent la batterie du châssis, l’extraient, puis installent une batterie entièrement chargée, après quoi le véhicule repart immédiatement avec 100 % d’autonomie. La manipulation aura duré moins de 5 minutes, tandis que le conducteur n’a même pas besoin de sortir de son véhicule.
Chaque station gère la recharge, l’équilibrage et la surveillance de l’état de santé des batteries déchargées qui sont collectées. Un point d’échange peut contenir plus d’une dizaine d’accumulateurs.
Les avantages du battery swap par rapport à la recharge rapide
Un temps considérablement réduit
La différence majeure entre un échange de batterie et une recharge rapide est son plus grand atout : le temps d’immobilisation. Quand la voiture électrique moyenne demande entre 20 et 30 minutes pour passer de 10 à 80 % sur une borne rapide (puissance supérieure à 100 kW), un changement de batterie prend au maximum 5 minutes, soit une opération six fois plus rapide.
L’écart est encore plus parlant dans le cas où il faudrait recharger « manuellement » jusqu’à 100 %, puisque vous pouvez dans de très nombreux cas doubler le temps d’attente, les derniers 20% étant long à récupérer (ce qui est de toute manière déconseillé). Contrairement à la recharge rapide, il est donc possible de profiter de l’autonomie complète de sa voiture électrique après un passage en station. De quoi rassurer les automobilistes craignant la panne sèche.
Une santé des batteries mieux préservée et moins de tensions sur le réseau
Le battery swapping préserverait également mieux la santé des batteries, grâce une gestion plus fine de la recharge des accumulateurs déchargés. Enfin, les stations de swap rechargent leurs packs de manière plus lissée, pouvant étaler l’appel de puissance et réduire ainsi les contraintes sur le réseau électrique. La recharge rapide, quant à elle, impose des puissances de crête élevées et une forte variabilité de la demande.
Qui propose le battery swap aujourd’hui ?
Automobile : Nio en a fait sa spécialité
Dans le secteur des voitures électriques, les acteurs qui proposent aujourd’hui un système d’échange de batterie « battery swap » sont NIO, Ample (en partenariat notamment avec Stellantis), et CATL via son système modulaire baptisé Choco-SEB.
Sur le sujet depuis 2018, le constructeur chinois NIO est d’ailleurs la première marque à qui l’on pense lorsque l’on évoque le battery swapping. Pour cause, c’est véritablement la seule à posséder un réseau d’échange de batteries, avec plus de 3 300 stations en Chine et environ 60 en Europe (Norvège, Allemagne, Suède, Pays-Bas et Danemark).
Au stade de pilote, Ample collabore avec la société d’auto-partage de Stellantis, Free2move, qui opère une flotte de 40 Fiat 500 électrique en Espagne. De son côté, CATL vise les 1 000 stations d’échanges d’ici à la fin de l’année 2025 et 10 000 stations dans trois ans.
Deux-roues : pourquoi ça marche ?
Grâce à son encombrement bien moindre, le battery swap est davantage développé dans le monde du deux-roues. Le système est porté par l’acteur taïwanais Gogoro possédant plus de 12 500 « GoStations » et plus de 1,4 million de batteries en circulation.
Le fonctionnement est encore plus simplifié : l’utilisateur ouvre un casier dans une station, dépose sa batterie déchargée et récupère une pile pleine, le tout en moins d’une minute. Pas besoin de bras robots pour réaliser l’échange, ce qui limite les coûts et le déploiement du réseau. Chaque station peut stocker des dizaines à des centaines de batteries et les recharge de manière intelligente, pour limiter la dégradation et les tensions sur le réseau électrique.
Modèles économiques : achat, BaaS et TCO
Les modèles économiques du battery swap reposent principalement sur l’abonnement « Battery‑as‑a‑Service » (BaaS), traduisez « la batterie en tant que service ». Ce dernier permet d’acheter la voiture sans sa batterie et de la louer. NIO propose notamment des options flexibles, comme une amélioration temporaire vers une batterie à plus grande capacité si l’on a besoin de plus d’autonomie, pour un grand voyage par exemple. Il existe aussi des forfaits d’échange facturés à la capacité de la batterie.
Dans le deux‑roues, le standard est l’abonnement de swap avec des paliers de consommation. Le principe est qu’il y ait donc un quota d’énergie inclus dans le forfait, puis une tarification à l’usage en cas de dépassement.
Quelles sont les limites du battery swap ?
Il est vrai que le battery swap est intéressant par sa flexibilité, sa facilité d’utilisation et surtout pour la rapidité avec laquelle on peut repartir avec une batterie chargée à bloc. Toutefois, il y a bien des raisons pour lesquelles ce système est loin d’être la norme de recharge.
Une standardisation obligatoire
La principale limitation du battery swapping est la standardisation. Chaque constructeur conçoit des packs avec des formats, interfaces électriques et logiciels ainsi que des systèmes thermiques qui leur sont propres, rendant impossible la compatibilité entre les marques sans normes communes. De plus, à l’heure où de plus en plus de voitures électriques passent au cell-to-body (quand les batteries deviennent une partie structurelle du véhicule), l’échange se complexifie davantage.
Attention au temps d’attente
Sur le principe, un échange de batterie ne demande que cinq minutes, au pire. Cependant, lors de forte affluence, le temps d’attente peut drastiquement augmenter, sachant qu’une station ne peut s’occuper que d’un véhicule à la fois. S’il y a 10 voitures avant vous, vous devrez donc attendre à minima près d’une heure pour faire le plein.
À l’inverse, une station de recharge traditionnelle peut accueillir une dizaine, voir une vingtaine d’autos simultanément. Faire la queue pour une borne existe déjà, mais dans une moindre mesure. Au vu des progrès fulgurants de la recharge rapide, 15 minutes suffisent pour récupérer plusieurs centaines de kilomètres afin de rallier un autre point.
Coûts et déploiement du réseau
Une station de battery swap est très coûteuse, puisqu’elle nécessite un stock tampon de batteries, l’ensemble mécanique servant à l’échange, sans parler de toute la partie de l’alimentation électrique suffisamment dimensionnée pour recharger en continu le stock.
Qui dit station onéreuse, dit déploiement au compte-goutte. Si la Chine revendique plusieurs milliers de stations, l’Europe est loin de rivaliser, alors que le maillage de bornes de recharge est plus dense d’année en année (175 000 points rien qu’en France).
Qu’en est-il de l’écologie ?
L’objectif du battery swapping est d’avoir toujours au minimum une batterie d’avance par voiture en circulation, ce qui oblige le constructeur à produire bien plus d’accumulateurs que de modèles. Quand on sait qu’il s’agit du composant crucial d’un point de vue environnemental, on peut se poser la question de la pertinence écologique d’un tel système.
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