Les nouvelles directives de conception visent à rendre les batteries plus sûres et plus durables

Image : Mercedes-Benz (image symbolique)

Dans le projet de recherche E-Track, l’Institut pour la sécurité des véhicules de l’université technique de Graz, en collaboration avec l’Institut des sciences des systèmes environnementaux de l’université de Graz ainsi que des partenaires industriels, a élaboré des directives de conception solides visant à rendre les systèmes de batteries plus sûrs, plus durables et plus économiques.

« Sans des normes de conception unifiées, les équipes d’intervention se trouvent souvent confrontées à de grandes difficultés en cas d’urgence, car la structure et le comportement des systèmes de batteries sont difficiles à évaluer. En même temps, nous perdons des ressources précieuses lorsque les batteries ne peuvent pas être réparées ou entièrement recyclées », explique Markus Fasching, responsable de projet à l’Institut pour la sécurité des véhicules de l’université technique de Graz. « Notre travail montre que la sécurité, l’économie et le recyclage peuvent être améliorés conjointement grâce à une conception bien pensée. »

Un défaut majeur des systèmes de batteries actuels réside dans leurs capacités limitées en matière de réparation et de recyclage. De nombreux fabricants recourent à des boîtiers collés avec des pastes thermiques pour réguler la température, ce qui présente certes des avantages en phase de production, mais oblige souvent au remplacement de l’ensemble du pack batterie en cas de panne. L’équipe a pris cette conception comme base pour ses recherches.

De plus, les chercheurs ont étudié deux autres configurations alternatives, dont une conception avec des couvercles de boîtier interchangeables grâce auxquels des pastes thermiques dissipent la chaleur, ainsi qu’un design refroidi par fluide. Dans ce cas, un huile isolante électriquement assure la dissipation de la chaleur et le boîtier est vissé à l’aide d’un joint. Cela facilite le démontage et permet un remplacement ciblé de cellules individuelles.

Une réparation plus simple en vaut la peine

Les analyses montrent que les cellules de batterie constituent à la fois le principal facteur de coût et l’élément déterminant pour la sécurité et la durabilité. Elles représentent environ 75 pour cent de la masse totale, ce qui fait que leur réutilisation après un accident est essentielle pour l’équilibre écologique et économique. Selon les chercheurs, les analyses du cycle de vie prouvent que des conceptions faciles à réparer en valent la peine dès lors que huit pour cent des cellules peuvent être réutilisées. De plus, une démontage simple favorise le recyclage des matériaux.

En complément, l’équipe de recherche a développé de nouvelles méthodes de diagnostic basées sur la spectroscopie d’impédance électrochimique. Selon les chercheurs, ces méthodes de diagnostic, associées à des modèles multiphysiques virtuels, permettent d’identifier de manière fiable des dommages internes tels que des micro-courants courts-circuit, qui pourraient sinon entraîner, avec un délai, des événements critiques comme des incendies de batteries.

« Bien que ces directives aient été conçues principalement pour les deux-roues électriques, les méthodes et les approches de simulation peuvent être directement transférées à des catégories de véhicules plus grandes telles que les voitures particulières ou les camions », expliquent les chercheurs. Ces résultats offrent ainsi une base solide pour de futurs standards industriels et pourraient également servir de point de départ à des cadres réglementaires.

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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 des voitures électriques, des technologies durables et des solutions de mobilité. En savoir plus.

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