Gestion thermique : la clé de l'optimisation des batteries au lithium

La gestion thermique des batteries est un facteur essentiel pour garantir les performances et la durée de vie optimales des batteries au lithium. Le maintien d'une température appropriée est essentiel pour éviter la dégradation de la batterie et garantir sa sécurité. Nous verrons ci-dessous en quoi cela est important pour les véhicules électriques alimentés par des batteries au lithium.

Effets de la température sur les piles au lithium

La gestion thermique de la batterie est essentielle à son bon fonctionnement. La température à laquelle la batterie fonctionne est déterminante pour sa durée de vie et ses performances, il est donc important de la maintenir dans la bonne fourchette. 

• Si la température est trop basse, la capacité de la batterie peut être réduite.
• S'il est trop élevé, il risque de se dégrader et de réduire sa durée de vie. 

Pour garantir les meilleures performances de la machine à toutes les températures et dans toutes les conditions environnementales sans compromettre l'autonomie de la batterie, quelle est la solution ? Des batteries au lithium-ion dotées d'une technologie gestion de la batterie (BMS). En outre, dans certains cas, il peut même être utile de disposer de systèmes de chauffage et de refroidissement.

Chez NCPOWER, nous avons intégré la gestion thermique dans notre système de batterie afin de garantir une performance optimale de la batterie dans des conditions extrêmes, que ce soit à des températures aussi basses que -30°C ou aussi élevées que +45°C. 

Cela permet non seulement de garantir l'efficacité et la durée de vie de la batterie au lithium, mais aussi de la protéger contre tout dommage pouvant survenir dans des conditions défavorables.

Types de systèmes de chauffage et de refroidissement en batterie

Il existe deux méthodes différentes pour mettre en place des systèmes de chauffage par batterie : 

• Au moyen de résistances électriques appliquées aux cellules 
• Par le biais d'un circuit de fluides 

D'autre part, il existe trois méthodes différentes pour mettre en œuvre les systèmes de refroidissement : 

• Par ventilation forcée
• Refroidissement par air à l'intérieur de l'emballage
• Par refroidissement liquide à l'intérieur de l'emballage

Le choix de la meilleure solution dépendra de l'utilisation prévue de la batterie, de la tension du bloc-batterie et de l'importance de la production de masse envisagée.

Le système de chauffage des piles au lithium

Le système de chauffage des piles au lithium est un élément essentiel de la gestion thermique des piles au lithium. Il maintient la température de fonctionnement optimale des cellules de la batterie, les empêchant ainsi d'être endommagées ou de perdre de la capacité. En bref, il est important de garantir la sécurité et les performances optimales de la batterie dans des conditions de température extrêmes. 

Chez NCPOWER, nous installons un système de chauffage dans la plupart de nos batteries au lithium pour véhicules électriques et hybrides. 

Les batteries au lithium ne peuvent pas être chargées à des températures inférieures à 0°C, et si elles sont stockées à des températures inférieures, leur efficacité diminue. Par conséquent, en équipant la batterie d'un système de chauffage, la température est maintenue à un niveau approprié, ce qui garantit des performances constantes même par temps froid. 

En outre, ce système n'augmente pas de manière significative le coût total de la batterie et permet d'utiliser le véhicule ou la machine quelles que soient les conditions météorologiques.

AVANTAGES DU SYSTÈME DE CHAUFFAGE

→ Aucune diminution des performances de la batterie
→ Augmentation de l'efficacité globale du véhicule ou de la machine
→ Le véhicule ou la machine peut être utilisé immédiatement après une période d'inactivité à basse température.
→ Faible impact sur le coût total de la batterie

Le système de refroidissement des piles au lithium

Le choix d'inclure ou non un système de refroidissement dans une batterie au lithium peut s'avérer plus compliqué. Il peut augmenter de manière significative le coût final de la batterie et, dans certains cas, être inutile. Il est donc important d'évaluer les exigences opérationnelles de l'application spécifique avant de prendre une décision.

Si la batterie est censée être utilisée pendant de courtes périodes et ne subit pas plusieurs cycles de charge et de décharge au cours d'une même journée, un système de refroidissement peut ne pas être nécessaire. C'est le cas, par exemple, d'une balayeuse qui ne fonctionne que quelques heures par jour. Dans ce cas, si la batterie se refroidit mais que le véhicule reste inactif le reste de la journée, le système de refroidissement ne sera pas efficace.

Dans quels cas, cependant, un système de refroidissement des batteries au lithium serait-il utile ? Pour les applications lourdes, où le stock d'énergie est très sollicité. Avec les charges et décharges constantes, la température interne augmente de manière significative. Si un système de refroidissement n'est pas utilisé dans ces conditions, la durée de vie de la batterie sera considérablement réduite. Cela peut s'appliquer, par exemple, à l'utilisation de véhicules utilitaires fonctionnant 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, en particulier dans les climats chauds.

AVANTAGES SYSTÈME DE REFROIDISSEMENT

→ Parfait pour les applications lourdes avec des temps de charge et de décharge courts.
→ Convient aux véhicules dont la charge de la batterie est élevée

INCONVÉNIENTS DU SYSTÈME DE REFROIDISSEMENT

→ Le coût n'est pas négligeable
→ Peu pratique pour les applications qui ne fonctionnent que quelques heures par jour

Quelle est la solution optimale pour votre véhicule ?

Chaque application a ses propres exigences. Il n'existe pas de solution unique, optimale et adaptée à tous les véhicules en termes de systèmes de chauffage et de refroidissement des batteries au lithium. 

Le choix de la bonne solution dépend d'un certain nombre de facteurs, tels que le type de véhicule, l'utilisation prévue, la tension de la batterie, le climat et l'ampleur de la production de masse envisagée. 

Il est donc important d'étudier soigneusement les exigences opérationnelles de l'application pour déterminer la solution la plus appropriée. 

Conclusion

Une gestion thermique efficace est essentielle pour que votre batterie au lithium fonctionne au maximum de ses capacités. Si la batterie est à une température en dehors de la plage de fonctionnement optimale, cela peut entraîner une baisse des performances et une réduction de la durée de vie de la batterie. En outre, si la batterie devient trop chaude, cela peut augmenter le risque de sécurité. 

Il est donc important de choisir le bon système de gestion thermique pour votre batterie, qui peut inclure le chauffage et le refroidissement en fonction des besoins de l'application. De cette manière, vous pouvez vous assurer que la batterie fonctionne correctement et avec une efficacité énergétique maximale, ce qui prolongera sa durée de vie et améliorera sa sécurité.