Quickdrop : le fonctionnement technique du système robotisé d'échange de batterie

Un principe inspiré du rechargement des avions de chasse

Le système d'échange automatisé de batterie développé par Better Place, baptisé Quickdrop, repose sur un mécanisme robotisé installé au sol dans des stations dédiées. Le véhicule s'y avance et s'immobilise au-dessus d'une plateforme qui, une fois le contact coupé, vient saisir la batterie logée sous le plancher arrière, la retire, puis insère une batterie de remplacement pleinement chargée. Le principe d'ingénierie de ce bras robotisé aurait été inspiré, selon plusieurs sources, des systèmes de rechargement automatisé des munitions sur les chasseurs F-16, transposés à l'échange d'un pack de plusieurs centaines de kilos en quelques minutes seulement.

Une opération chronométrée à moins de trois minutes

Le temps de cycle affiché par Better Place pour une opération complète — immobilisation du véhicule, dépose de la batterie usagée, pose de la batterie chargée, redémarrage — est de l'ordre de trois minutes, un temps comparé par la communication de l'époque à celui d'un plein d'essence classique. Lors de démonstrations publiques organisées à Tokyo en 2010, la moyenne mesurée sur 2 122 échanges réalisés s'établit à 59,1 secondes, une performance nettement supérieure à l'objectif commercial affiché, illustrant la maturité technique atteinte par le mécanisme robotisé lui-même — la difficulté du projet Better Place se situera donc moins dans la prouesse technique de l'échange que dans son modèle économique et le coût de déploiement du réseau de stations (voir La faillite de Better Place (26 mai 2013) : 850 millions de dollars investis, moins de 1 500 véhicules vendus).

Une architecture de véhicule spécifiquement adaptée

Ce mécanisme impose des contraintes précises sur l'architecture du véhicule receveur : la batterie doit être logée à plat sous le plancher, dans un compartiment accessible par le dessous et dégagé de tout élément mécanique environnant, avec un système de verrouillage et de connectique électrique standardisé permettant une dépose et une repose fiables des centaines de fois par jour et par station. C'est cette contrainte technique précise, plus que la seule volonté de gagner en autonomie, qui explique l'allongement de caisse de la Fluence Z.E. par rapport à sa version thermique (voir Un châssis allongé de 13 centimètres pour loger le mécanisme d'échange de batterie) : le compartiment batterie doit être positionné et dimensionné pour rester compatible avec le bras robotisé de la station. Le même système Quickdrop avait été un temps envisagé, dès le cahier des charges initial du programme Z.E., pour la Zoe elle-même — projet finalement abandonné, la citadine de série n'ayant jamais été rendue compatible avec l'échange de batterie (voir Des modes de charge en évolution constante — et l'abandon du projet d'échange de batterie Quickdrop, dossier renault-zoe/). La Fluence Z.E. reste ainsi, dans toute la gamme Z.E., le seul modèle à avoir effectivement reçu l'architecture nécessaire à l'échange automatisé et à l'avoir déployée à l'échelle commerciale.

Un réseau de stations physiquement lourd à déployer

Chaque station Quickdrop représente un investissement d'infrastructure conséquent (génie civil, robotique, stock de batteries de rechange immobilisées en permanence, raccordement électrique haute puissance) très supérieur à celui d'une simple borne de recharge. Cette caractéristique structurelle explique pour partie pourquoi Better Place, malgré la fiabilité technique démontrée du système, n'a jamais pu déployer un maillage suffisamment dense pour rassurer une large clientèle sur la disponibilité du service en dehors des zones urbaines centrales d'Israël et du Danemark (voir Le déploiement en Israël : marché stratégique et premier réseau de stations d'échange (2011-2012) et Le déploiement au Danemark : le partenaire énergétique DONG Energy et un réseau plus modeste).

Voir aussi

• Un châssis allongé de 13 centimètres pour loger le mécanisme d'échange de batterie
• Une spécificité technique unique dans l'histoire de l'automobile de série
• Better Place : la fondation par Shai Agassi (2007) et un modèle économique calqué sur l'abonnement mobile
• Des modes de charge en évolution constante — et l'abandon du projet d'échange de batterie Quickdrop (dossier renault-zoe/)