L’TU Graz élabore des directives pour des batteries de véhicules électriques réparables.
Des chercheurs de l’Université technique de Graz ont élaboré des directives de conception visant à rendre les batteries à traction plus sûres et plus faciles à réparer et à recycler. Leur analyse montre que des conceptions facilitant la réparation peuvent être avantageuses sur les plans économique et environnemental, même si seuls 8 % des cellules de batterie sont réutilisés.
Une équipe de recherche dirigée par l’Université technique de Graz a comparé trois conceptions de batteries afin de déterminer en quoi leur construction influence la sécurité, la réparabilité et la durabilité. La première reflète une approche courante utilisant des boîtiers collés et des pastes thermiquement conductrices. Bien que de telles conceptions présentent des avantages en termes de production, même des dommages limités peuvent nécessiter le remplacement de toute la batterie.
Les chercheurs ont comparé cela à deux conceptions visant à faciliter les réparations. L’une combine des couvercles de boîtier remplaçables avec des pastilles de dissipation thermique, tandis que l’autre utilise un huile isolante électriquement pour le refroidissement par liquide ainsi qu’un boîtier vissé et scellé. Ce dernier permet de démonter la batterie afin de remplacer les cellules individuelles.
Ces travaux ont été menés dans le cadre du projet de recherche E-Track et visent à remédier au manque de conceptions standardisées pour les batteries de traction.
Les cellules elles-mêmes sont particulièrement importantes pour déterminer si les réparations sont pertinentes. Elles représentent environ 75 % de la masse totale d’un pack batterie et constituent également son principal facteur de coût. Selon l’analyse du cycle de vie du projet, une conception facilitant les réparations s’avère déjà rentable si 8 % des cellules peuvent être réutilisées après un accident. Une désassemblage plus simple permet également de récupérer plus facilement des matériaux pour le recyclage.
« Sans normes de conception uniformes, les services d’urgence se heurtent souvent à de gros défis en cas d’urgence, car il est difficile d’évaluer la structure et le comportement des systèmes de batterie. En même temps, nous perdons des ressources précieuses si les batteries ne peuvent pas être réparées ou entièrement recyclées », a déclaré Markus Fasching, responsable de projet à l’Institut de sécurité des véhicules de la TU Graz. « Notre travail montre que la sécurité, l’efficacité et le recyclage peuvent être améliorés conjointement grâce à une conception bien réfléchie. »
E-Track a également étudié la manière de détecter les cellules endommagées avant qu’elles ne causent des problèmes. L’équipe a développé des méthodes diagnostiques combinant la spectroscopie d’impédance électrochimique avec des modèles multiphysiques virtuels. Cette approche permet de repérer des dommages internes tels que des micro-coupures, qui pourraient sinon provoquer un incendie de la batterie à un stade ultérieur.
Bien que le projet se soit principalement concentré sur les batteries pour deux-roues électriques, ses méthodes et approches de simulation sont également applicables à des véhicules plus gros, y compris les voitures et les camions. Les chercheurs affirment que ces résultats pourraient servir de base à des normes industrielles futures ainsi qu’à des cadres réglementaires potentiels.