TU Graz élabore des directives pour des batteries de propulsion faciles à réparer
Des chercheurs de l’TU Graz ont défini, dans le projet de recherche « E-Track », des directives de conception visant à rendre les batteries plus sûres, plus faciles à réparer et recyclables. Leur analyse montre que des configurations de batteries favorisant la réparation sont avantageuses tant sur le plan économique que écologique.
Les chercheurs ont comparé ce boîtier standard à deux conceptions destinées à faciliter les réparations. L’une combinait des couvercles de boîtier interchangeables avec des pastilles thermiques, tandis que l’autre utilisait un huile isolante électriquement pour le refroidissement par fluide, ainsi qu’un boîtier vissé et étanche. Ce dernier permet de démonter la batterie et d’échanger les cellules individuelles.
Les cellules elles-mêmes jouent un rôle particulièrement important dans la décision de savoir s’une réparation est utile : elles représentent environ 75 % de la masse totale d’un pack batterie et constituent en outre son principal facteur de coût. Selon l’analyse du cycle de vie menée par l’équipe de projet de Graz, un design favorable à la réparation s’avère déjà rentable lorsque huit pour cent des cellules peuvent être réutilisées après un accident. Une démontage plus simple facilite en outre le recyclage des matériaux.
« 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. »
Dans le cadre du projet E-Track, on a également étudié la manière de détecter les cellules endommagées avant qu’elles ne causent des problèmes. L’équipe de recherche a développé à cette fin des outils de diagnostic qui combinent la spectroscopie d’impédance électrochimique avec des modèles multiphysiques virtuels. Selon les responsables, cette approche permet de « repérer 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 le projet se soit principalement concentré sur les batteries destinées aux deux-roues électriques, ses méthodes et ses approches de simulation peuvent également être appliquées à des véhicules plus gros tels que les voitures particulières et les camions. Selon les chercheurs, ces résultats pourraient servir de base à des normes industrielles futures et éventuellement à des réglementations légales.