Informations complètes : incendies de batterie et défauts de batterie

connaissances sur les incendies de batterie et les défauts de batterie

Nikolaus Mayerhofer, Patrick Schabus, Peter Bednarik

Lorsque l'on s'adresse à des personnes qui n'ont que peu d'expérience avec les véhicules électriques, nous sommes toujours confrontés, tôt ou tard, à la question des dangers liés aux batteries, en particulier les explosions ou les incendies inextinguibles. Mais dans notre blog, vous pourrez découvrir à quel point de tels scénarios sont réalistes, contrairement aux films hollywoodiens. Nous expliquons également quels risques de sécurité peuvent réellement survenir et quelles mesures chaque conducteur de VE peut prendre pour minimiser le risque de défaillance de la batterie. Les premières choses d’abord : beaucoup plus important que la question : « Ma batterie va-t-elle brûler ? » La question est la suivante : « Comment puis-je éviter d'endommager ma batterie pour réduire tous les risques potentiels pour la sécurité ? » En effet, la probabilité d'un incendie est nettement plus faible qu'avec un moteur à combustion.

Comment un incendie peut-il se produire ?

Avant qu'une batterie ne prenne feu, elle doit toujours être précédée d'un « emballement thermique », c'est-à-dire d'une surchauffe de la cellule hors de contrôle. Ce phénomène peut être provoqué par différents déclencheurs, tels que des courts-circuits, des surcharges et des surcharges thermiques. Les courts-circuits peuvent être déclenchés par des dommages mécaniques (p. ex., une pointe métallique passant à travers la cellule), des défauts de fabrication et des processus chimiques (p. ex., la formation de dendrite). Une surcharge thermique peut survenir en cas de manque ou de défaillance du refroidissement, ou de charges extrêmes à des températures ambiantes élevées. Au cours de cet « emballement thermique », les composants de la cellule commencent à se décomposer de manière exothermique, c'est-à-dire que de plus en plus de chaleur est générée. Dès que cette chaleur ne peut plus être dissipée, la pression dans la cellule dépasse la limite de charge et le « dégazage » se produit. L'électrolyte vaporisé s'échappe et si la température dépasse son point d'éclair, il peut s'enflammer. En réalité, cependant, les batteries sont très bien protégées contre de tels « emballements thermiques ». Le Battery Management System (BMS) protège de manière fiable la batterie contre les surcharges et les surcharges thermiques (par ex., réduction des performances lors d'une charge rapide). Grâce aux contrôles finaux les plus précis effectués en cours de la production, le taux de défauts est faible et la batterie est si bien protégée par des renforts structurels appropriés qu'aucun dommage mécanique menaçant ne se produit, même en cas d'accident. Mais plus les batteries et leurs unités de contrôle vieillissent, plus il est important de les contrôler régulièrement.

Une explosion comme dans un film d'action : la plus grande des peurs
Tout le monde connaît la scène : la voiture est soufflée dans une gigantesque explosion. En réalité, cependant, il n'y a pas de telle détonation : lorsque les électrolytes situés dans la cellule commencent à brûler, il y a d'abord beaucoup de fumée, et seulement quelques minutes plus tard apparaissent les premières flammes, qui peuvent se développer en un puissant incendie, mais le véhicule n'est pas soufflé par une explosion.

Quelles mesures peuvent être prises pour contrer ce problème ?

Le BMS a un certain nombre de tâches, dont celle de s'assurer que les cellules ont le même état de charge à tout moment. Si ce n'est pas le cas, l'autonomie sera réduite, mais cela peut aussi indiquer un problème avec l'unité de contrôle ou la batterie. Si un élément vieillit plus vite que les autres, à un moment donné, les différences ne peuvent plus être compensées par le BMS. Une autonomie réduite ou une puissance de charge plus faible sont les premiers signes que quelque chose ne va pas avec la batterie. Et quels sont les autres signes ?

Indications claires d'un défaut de cellule
Il existe trois façons de détecter les défauts de cellule ou de batterie sans avoir à ouvrir la batterie en laboratoire.

• Des différences dans les tensions cellulaires : en fonction de la température, de l'état de charge et du SoH de la batterie, nous pouvons détecter des anomalies dans la batterie ou le BMS sur la base des écarts des tensions de la batterie.
• Écarts du SoH :

• • SoH faible : une perte notable de SoH peut également être le signe d'un défaut de cellule (p. ex., un placage au lithium). Les cellules dont l'état de santé est trop inférieur à la spécification du fabricant (p. ex., le fabricant garantit 70 %, mais le SoH est inférieur à 60 %) peuvent présenter un risque pour la conduite, en particulier si le SoH ne correspond pas à l'âge ou au kilométrage du véhicule.
  • Variation du SoH : si l'état des cellules diffère considérablement, cela peut indiquer des défauts de fabrication dans les nouveaux véhicules. Dans les véhicules plus anciens, d'autre part, cela peut indiquer une charge déséquilibrée sur les cellules et donc un risque accru de surcharge des cellules vieillissantes.
• Écarts de résistance interne :
  • Résistance interne accrue : selon la température, l'état de charge de la cellule et
    l'âge de la batterie, les défauts peuvent être identifiés en déterminant la résistance interne de la cellule.
  • Écarts de résistance interne : lorsque les cellules vieillissent de manière optimale, elles vieillissent de manière uniforme en termes de perte de capacité et d'augmentation de la résistance interne. Si une augmentation significative de la résistance interne peut être détectée dans des cellules individuelles, cela indique des défauts de fabrication.

Toutefois, des défauts cellulaires qui ne peuvent pas être détectés par des signaux électriques se produisent également. Ceux-ci ne peuvent être identifiés qu'en laboratoire, en coupant la cellule en deux et en l'analysant sous un microscope.

Risque pour la sécurité avec les nouveaux VE
Il est extrêmement peu probable qu'une nouvelle cellule se mette à brûler. Toutefois, il est possible qu'une cellule défectueuse se produise pendant la production et ne soit pas détectée lors des tests de fin de ligne du fabricant. Si la cellule défectueuse est alors soumise à une charge extrême, comme une charge rapide, l'énorme chaleur peut provoquer un court-circuit à l'intérieur de la cellule.

« Et que dois-je faire maintenant? »

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Test PREMIUM 1x par an - pour examiner la batterie en détail
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L'analyse jusqu'au niveau de la cellule est d'une importance cruciale pour le diagnostic des batteries, car la performance globale dépend en grande partie du lien le plus faible dans la chaîne. Un faible niveau dans une seule cellule entraîne une baisse de la performance globale de la batterie. Le test PREMIUM et le test FLASH d'AVILOO comprennent tous deux des analyses détaillées jusqu'au niveau de la cellule, en plus d'autres catégories, et détectent les défauts des batteries de manière extrêmement efficace.

L'extinction des incendies de batteries électriques : un problème massif
Si l'incendie a déjà été éteint, il peut se raviver lui-même. C'est parce qu'il y a encore suffisamment d'énergie stockée dans la cellule pour que le processus reprenne sa propre vie et recommence de plus belle. En cas d'incendie, les véhicules doivent donc être stockés dans un réservoir d'eau, par exemple, jusqu'à ce que toutes les cellules soient complètement déchargées et qu'il n'y ait plus d'énergie disponible.
Une autre méthode consiste à laisser délibérément la batterie se consumer de manière contrôlée, mais complète. L'avantage décisif de cette méthode est qu'elle empêche la batterie de se détériorer et que le véhicule qui brûle n'a pas besoin d'être surveillé en permanence.