Comment prévenir les incendies de batterie de véhicule électrique

Un capteur a révélé qu'il "détecte le danger" pour prévenir les incendies de batterie de véhicule électrique.

Les incendies de batteries de véhicules électriques sont rares mais peuvent être catastrophiques lorsqu’ils se produisent. Pour éviter qu'une panne de batterie lithium-ion ne conduise à un désastre, un nouveau capteur de sécurité de batterie a été développé, capable de détecter la ventilation des cellules en quelques secondes.

Metis Engineering a dévoilé la version bêta de son capteur de sécurité de batterie de production, conçu pour surveiller la santé d'une cellule de batterie au-delà des capacités d'un système de gestion de batterie (BMS).
Non seulement il offre une détection précoce de l'emballement thermique, donnant plus de temps au véhicule pour être évacué, mais les données du capteur donneront une image fidèle de l'état de santé de la batterie et des conditions à l'intérieur du pack.

Les versions bêta du capteur de sécurité de batterie de production sont les premières de la nouvelle conception simplifiée, optimisée pour la fabrication dans les volumes élevés requis par les équipementiers automobiles. Les unités sont déjà à l’essai auprès d’un certain nombre de constructeurs de véhicules électriques et de fabricants de batteries.

Ce capteur unique est conçu pour détecter une gamme de paramètres environnementaux, notamment les composés organiques volatils (VOCs), changement de pression, humidité, point de rosée et dispose également d'un accéléromètre en option pour enregistrer les charges de choc. Ces données peuvent être utilisées pour effectuer des recoupements avec d'autres entrées, telles que les températures des cellules, afin de vérifier la ventilation des cellules. Le capteur relaie les données via une interface CAN configurable vers une unité de commande, telle que l'ECU du véhicule, pour alerter le conducteur que la ventilation des cellules s'est produite. Le capteur peut également déclencher le processus de coupure du circuit menant à la batterie, lui donnant ainsi la possibilité de refroidir dans le but d'éviter un emballement thermique.

Les packs de batteries EV seront déjà équipés d'un système de gestion de batterie (BMS), mais ils ont des limites. En plus de gérer la charge et la décharge des packs, ils tentent également de surveiller la santé du pack de batteries, bien que cela se limite généralement aux capteurs de température, un pour quelques cellules et en surveillant les changements de tension. Ce système fonctionne bien si c'est la cellule avec le capteur de température qui tombe en panne, mais si la cellule est éloignée du capteur dans le pack, au moment où le capteur enregistre le changement de température, voire pas du tout, il il serait très probablement trop tard. Détecter les problèmes de cellules dus aux fluctuations de tension peut également être difficile à court terme car d'autres cellules en parallèlelel peut maintenir la tension, masquant les problèmes avec une cellule.

Metis Engineering Le directeur général Joe Holdsworth a déclaré : « La sortie des versions bêta de notre capteur de sécurité de batterie de production marque une autre étape clé, alors que nous déployons la technologie pour permettre une surveillance de l'état de santé inégalée des packs de batteries lithium-ion. Le capteur est déjà testé dans des voitures de sport électriques, des bus, des avions et des camionnettes et les retours ont été universellement très positifs. Mon équipe prévoit d'apporter une ou deux modifications mineures avant de signer les spécifications finales des capteurs de sécurité de batterie de production, prêts à être livrés au troisième trimestre de cette année ».

L’emballement thermique d’une cellule comporte plusieurs étapes. Premièrement, il y a une augmentation de la température, souvent provoquée lorsqu’une batterie est surchargée, présente un défaut de fabrication ou est vieillie. L’augmentation de la température entraîne une augmentation de la pression à l’intérieur de la cellule de la batterie. Finalement, cette pression, si elle est suffisamment élevée, provoque une ventilation de la cellule de batterie scellée. Si la charge n'est pas retirée de la cellule, un emballement thermique peut se produire.

Si une batterie tombe en panne après avoir été déchargée, elle peut prendre feu dans une réaction d'auto-oxydation, ce qui entraînera très probablement une réaction incontrôlée, déclenchant les cellules qui l'entourent et provoquant la perte totale du véhicule.

Le capteur de sécurité de batterie Metis comprend également un accéléromètre en option, ce qui lui permet de surveiller les charges de choc jusqu'à 24 G et la durée d'impact que la batterie peut subir. Si le véhicule électrique est impliqué dans une collision, le capteur indiquera si le pack a subi des charges supérieures aux niveaux de sécurité et pendant quelle durée. Cela peut éclairer les décisions quant à savoir si la batterie nécessite un entretien, une seconde vie dans un système de stockage d'énergie (ESS) domestique ou industriel, ou être envoyée au recyclage et à toute réclamation d'assurance ultérieure.

Les batteries chauffent lorsqu'elles sont chargées ou déchargées. Pour éviter la surchauffe, la plupart des packs sont refroidis d'une manière ou d'une autre. S'ils sont refroidis en dessous de la température ambiante, ils peuvent descendre en dessous du point de rosée (la température à laquelle l'air ne peut pas transporter l'humidité et se condense sur des surfaces plus froides), ce qui pourrait entraîner des courts-circuits et des incidents thermiques. Le capteur de sécurité de batterie Metis surveillera le point de rosée dans la batterie et déclenchera un avertissement avant que la condensation ne se dépose sur les bornes de la batterie.

Cet article a été rédigé par JAMES BILLINGTON et posté sur https://www.electrichybridvehicletechnology.com/