Comparaison technique et analyse des scénarios d'application du démarreur de secours à supercondensateur et à batterie au lithium

Face à la complexité croissante des systèmes électroniques automobiles, le marché des démarreurs de secours pour véhicules connaît une différenciation technologique. S’appuyant sur les données du livre blanc 2023 de l’Association chinoise des constructeurs automobiles (CAAM) consacré à l’alimentation de secours, cet article compare et analyse les paramètres clés et les scénarios d’application des deux principales technologies : les supercondensateurs et les batteries au lithium.

Le démarreur à supercondensateur : la solution à basse température pour un courant élevé instantané

• Principe technique

Le mécanisme de stockage d'énergie à double couche électrique (EDLC) permet le stockage physique de la charge grâce à des électrodes en carbone activé, et sa capacité de décharge instantanée peut atteindre 10 à 20 fois celle des batteries conventionnelles. Le brevet Ningde Times 2022 (CN114530630A) démontre que cette technologie a permis d'atteindre un courant de crête de 2 000 A.

• Avantage en matière de performance

Efficacité de charge et de décharge : à -40 °C, la capacité reste supérieure à 95 % (données de tests en environnement extrême de 2021 de l’Institut de physique de l’Académie chinoise des sciences).

Durée de vie : vérification en laboratoire par le groupe allemand BMZ, atténuation de capacité après 50 000 cycles

Caractéristiques de sécurité : mécanisme de stockage d’énergie entièrement physique, éliminant le risque d’emballement thermique des batteries lithium-ion (norme de certification de sécurité UL1642).

• Limites de l'application

Sa densité énergétique n'est que de 3 à 10 Wh/kg (environ 1/10 de celle des batteries au lithium), ce qui ne convient pas aux scénarios d'alimentation continue.

Démarreur de batterie au lithium : solution multi-scénarios à haute densité énergétique

• Évolution technologique

Cellule de batterie 21700 à charge rapide (technologie homologue Tesla), densité énergétique supérieure à 300 Wh/kg, compatible avec le protocole de charge rapide PD3.0

• Paramètre de performance

Capacité de démarrage : Conformément à la norme nationale GB/T 31485, 80 % de la capacité nominale doivent être maintenus à -20 °C.

Caractéristiques du cycle : La toute dernière technologie lithium-fer-phosphate de CATL atteint un taux de rétention de capacité ≥ 80 %

Après 2000 cycles, fonctionnalités étendues : module de charge sans fil intégré, prise en charge de la charge inversée des téléphones portables de 15 W (manuel technique Xiaomi Emergency Power Pro).

• Restriction d'utilisation

Lorsque le courant est déchargé en continu, la température interne peut s'élever à plus de 60℃ (Rapport de test d'imagerie thermique de l'Institut de recherche Tsinghua Su).

Suggestions d'achat basées sur des scénarios

Tendances de développement de l'industrie

Selon les données de recherche de High-Tech Lithium Battery (GGII), le marché national des démarreurs automobiles en 2023

• Le taux de pénétration des ultracondensateurs dans les véhicules commerciaux atteint 38%.
• Les produits à base de batteries au lithium représentaient 72 % de la part de marché du segment C, principalement concentrée dans les groupes de tourisme autonomes.
• Byd et d'autres entreprises ont lancé des batteries au lithium à supercondensateur Stockage d'énergie hybride système (brevet n° WO2023178799A1)

Conclusion

Dans le contexte de l'accélération du développement des nouvelles technologies énergétiques, il est recommandé aux consommateurs de faire des choix éclairés en fonction du climat régional, de la fréquence d'utilisation et d'autres facteurs. Il convient de noter que l'Institut chinois de normalisation des technologies électroniques élabore actuellement la « Norme de classification des systèmes d'alimentation de démarrage de secours pour véhicules », qui fournira des directives d'achat plus fiables au secteur.