Une radiographie révèle ce qui arrive à la batterie d’une voiture électrique après un accident.

Un nouveau système développé par l’institut allemand Fraunhofer permet d’analyser l’intérieur des batteries des voitures électriques sans avoir besoin de les démonter. Cette technologie a été testée sur des véhicules endommagés, dont un Volkswagen ID.3, et les résultats ouvrent de nouvelles possibilités en matière de réparation et de réutilisation.

L’un des grands problèmes qui se posent lorsqu’une voiture électrique est impliquée dans un accident concerne son batterie. Même si elle ne semble pas endommagée en apparence, un choc important peut provoquer des déformations internes impossibles à détecter de l’extérieur. Vérifier cela n’est pas toujours simple, surtout lorsqu’il s’agit de batteries de grande taille, installées sous le plancher du véhicule et protégées par une coque métallique.

Jusqu’à présent, déterminer si une batterie endommagée peut encore être utilisée nécessitait de combiner différentes tests et, dans certaines circonstances, de démonter des composants pour accéder à son intérieur. Mais un projet développé en Allemagne pourrait considérablement faciliter ce travail, permettant aux techniciens d’observer l’intérieur d’une batterie au moyen de rayons X et de détecter automatiquement d’éventuels dommages structurels.

Cette technologie a été développée par l’Institut Fraunhofer des circuits intégrés (IIS), en collaboration avec l’Université des sciences appliquées de Munich, dans le cadre du projet AIR. Son objectif est de fournir un outil capable d’évaluer l’état mécanique des batteries, que ce soit celles de voitures accidentées ou celles utilisées qui pourraient être réutilisées à d’autres fins.

Le système utilise des radiographies bidimensionnelles qui sont ensuite analysées à l’aide d’un programme informatique développé spécifiquement pour cette tâche. Celui-ci est capable d’identifier automatiquement les cellules de la batterie, qu’elles soient cylindriques, prismatiques ou de type poche, et de vérifier s’elles présentent des déplacements, des déformations ou des gonflements pouvant indiquer l’existence de dommages internes.

Ce qui est intéressant, c’est qu’il n’est pas nécessaire d’ouvrir la batterie ni de démonter ses composants. Selon l’équipement utilisé, le dispositif peut examiner directement le pack ou même la voiture entière, en faisant passer l’ensemble à travers le système de rayons X.

De plus, selon les tests menés par les chercheurs, le processus d’analyse des images peut être achevé en environ cinq minutes. Il s’agit bien sûr du temps nécessaire pour évaluer les radiographies d’une batterie, et non de la durée totale de l’inspection, qui dépendra de la taille du ensemble et du nombre d’images requises.

Un Volkswagen ID.3 accidenté démontre les possibilités du système

L’un des tests les plus intéressants du projet a vu participer un Volkswagen ID.3 qui avait précédemment été soumis à un essai de choc mené par DEKRA. Ce véhicule électrique allemand a été projeté à 79 km/h contre l’arrière d’un Volkswagen Tiguan immobile, causant de graves dommages à sa structure avant.

Cet accident a permis aux chercheurs de vérifier dans quelle mesure la batterie, installée sous le plancher de l’habitacle, avait subi les conséquences du choc. C’est là que l’une des surprises de cette étude est apparue.

Malgré les importantes dégâts visibles sur la carrosserie, les radiographies n’ont révélé aucune anomalie structurelle critique dans la batterie. L’analyse de ses neuf modules a montré que les cellules présentaient une disposition uniforme, sans déplacements, gonflements ou déformations significatifs sur les images examinées.

Le logiciel a identifié automatiquement les cellules de type poche utilisées dans cette batterie et a comparé la courbure de leurs bords afin de détecter d’éventuelles altérations. Les résultats n’ont montré aucune déviation critique indiquant des dommages structurels internes.

Cependant, les chercheurs ne se sont pas contentés des radiographies. Ils ont également analysé les données enregistrées lors de l’accident, vérifié les informations stockées dans le système de gestion de la batterie et effectué diverses tests électriques conformément aux procédures de sécurité de DEKRA.

Avec toutes ces informations, la batterie du Volkswagen ID.3 a été classée au niveau de risque EUCAR 0, le plus bas de cette échelle, et a obtenu l’autorisation de continuer à être utilisée.

Il est important de préciser que cette conclusion concerne exclusivement l’unité examinée. Cela ne signifie pas que toutes les batteries d’un ID.3 puissent résister à un accident similaire sans subir de dommages, car le résultat dépendra de nombreux facteurs tels que la direction du choc, la déformation de la structure ou les forces exercées sur l’ensemble.

Les chercheurs ont également testé le système avec une batterie composée de cellules cylindriques ayant subi un accident. Dans ce cas, les radiographies ont révélé une situation très différente.

Le programme a détecté automatiquement la position des cellules et a constaté qu’une partie de l’ensemble présentait des déformations importantes. Plusieurs cellules s’étaient déplacées par rapport à leur position initiale, ce qui a pu être identifié en comparant les images avec une référence.

Bien qu’aucun signe de gonflement n’ait été détecté, les chercheurs ont conclu que la batterie ne devait pas être réutilisée en raison des dommages mécaniques constatés. Cela prouve qu’il ne suffit pas de vérifier que une batterie conserve sa capacité ou semble fonctionner normalement pour garantir qu’elle puisse continuer à être utilisée en toute sécurité.

Cette technologie pourrait également avoir des applications importantes sur le marché de l’occasion et dans la réutilisation des batteries. Actuellement, l’un des principaux indicateurs pour évaluer leur état est ce qu’on appelle le SOH, qui permet d’estimer la capacité qu’elles conservent par rapport à leur état neuf.

Cependant, cette donnée ne renseigne pas nécessairement sur d’éventuels dommages physiques à l’intérieur. Une batterie peut conserver une capacité élevée tout en présentant des déformations qui rendent sa réutilisation déconseillée.

Le système développé par Fraunhofer permettrait de compléter les essais électriques par une évaluation de l’intégrité mécanique. Cela pourrait faciliter l’identification des batteries aptes à une seconde vie en tant que systèmes de stockage stationnaire, que ce soit dans les logements, les installations industrielles ou les réseaux électriques.

Il peut également s’avérer particulièrement utile pour les entreprises de transport, les assureurs, les ateliers et les centres de recyclage, qui doivent déterminer quoi faire des batteries provenant de voitures accidentées. Une évaluation plus précise aiderait à décider quelles peuvent être réutilisées, lesquelles nécessitent des essais supplémentaires et lesquelles doivent être retirées définitivement.

Cependant, les chercheurs insistent sur le fait que les radiographies ne remplacent ni les vérifications électriques ni une évaluation individuelle de la sécurité. Il s’agit d’un outil complémentaire qui fournit des informations sur l’état physique des composants internes.

À l’avenir, Fraunhofer travaille à développer davantage ces possibilités grâce au projet Giant-Eye-CT, un système de tomodensitométrie qui permettrait d’obtenir des images tridimensionnelles de voitures électriques complètes. Une évolution qui pourrait offrir un niveau de détail encore plus élevé et faciliter l’identification des dommages difficiles à détecter avec les radiographies conventionnelles.

Même si nous sommes encore face à une technologie en développement, ses applications potentielles sont nombreuses. De l’amélioration de l’évaluation des voitures électriques endommagées à la facilitation du recyclage des batteries qui disposent encore de nombreuses années d’utilisation. Et surtout, éviter que une batterie ne finisse prématurément en recyclage simplement parce qu’il est trop compliqué de déterminer ce qui s’est passé à l’intérieur.