Des chercheurs développent un système d’alerte précoce pour les batteries de voitures électriques

Image : Audi (illustration)

Une équipe de recherche internationale comprenant l’université chinoise Tongji et l’institut Fraunhofer Heinrich-Hertz a développé un nouveau système d’alerte précoce pour les batteries au lithium-ion. Cette étude combine des capteurs de température à fibres optiques avec une méthode de diagnostic en plusieurs étapes. L’objectif est de détecter plus tôt les variations de température critiques au sein des systèmes de batteries des véhicules électriques que ce qui est possible avec les systèmes de gestion de batterie traditionnels.

Le système d’alerte précoce analyse non seulement la température absolue, mais aussi sa vitesse de variation ainsi que ce qu’on appelle l’entropie de Shannon de la distribution de température. Cette grandeur mathématique décrit la répartition statistique des valeurs de température et est utilisée pour détecter des motifs thermiques anormaux. En combinaison avec des seuils d’alerte dynamiques, ces différentes mesures permettent de repérer des anomalies thermiques avant que les valeurs limites conventionnelles ne soient atteintes.

Lors d’essais en laboratoire, le système a obtenu un avantage temporel maximal de 706 secondes par rapport aux critères de référence des systèmes de gestion traditionnels de batteries utilisés dans l’étude, soit 11 minutes et 46 secondes. Lors de tests dans des conditions réelles de fonctionnement du véhicule, cet avantage maximal était de 554 secondes, soit 9 minutes et 14 secondes.

Ce système de détection doit permettre d’identifier tôt les anomalies pouvant indiquer un risque accru de ce qu’on appelle une défaillance thermique. Dans ce cas, les cellules de batterie peuvent se réchauffer fortement en raison de réactions chimiques incontrôlées. Une détection plus précoce pourrait donner au système de gestion de la batterie plus de temps pour mettre en œuvre des mesures de protection adaptées. Cependant, l’étude n’a pas prouvé que cela permettait réellement d’éviter les incendies de batterie.

Des scientifiques de l’Université Tongji à Shanghai et de l’institut Fraunhofer Heinrich-Hertz à Goslar ont participé à cette recherche. La méthode est encore en phase de développement. Pour une utilisation en série, il faudrait notamment étudier la durabilité à long terme des capteurs, leur intégration dans différentes configurations de batteries ainsi que les coûts supplémentaires. Aucun plan concret pour leur utilisation dans des véhicules de série n’a été mentionné.

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Au sujet de l’auteur

Thomas Langenbucher est un expert en mobilité électrique ayant travaillé dans l’industrie automobile et le secteur financier. Depuis 2011, il écrit sur ecomento.de à propos de voitures électriques, de technologies durables et de solutions de mobilité. En savoir plus.

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