Une gestion thermique efficace garantit des performances maximales à vos batteries lithium-ion.

Les effets de la température sur les batteries au lithium

Il est évident que la gestion thermique des batteries lithium-ion devient un aspect fonctionnel de première importance. Étant donné que la température à laquelle les batteries sont utilisées joue un rôle extrêmement important dans la durée de vie de ces dernières et dans leurs performances, il est conseillé de la maintenir à des niveaux appropriés.

Une température trop faible peut réduire la capacité de la batterie, tandis qu’une température trop élevée peut dégrader cette dernière et réduire ses cycles de vie.

C’est pour cette raison que les batteries au lithium dotées d’un système de gestion évolué (BMS) et de systèmes de chauffage et de refroidissement (lorsque cela est nécessaire) assurent à la machine des performances optimales quelles que soient les conditions climatiques et la température d’utilisation, sans affecter la durée de vie des batteries.

Chez Flash Battery, les systèmes de gestion thermique des batteries lithium-ion sont intégrés au sein même du système des batteries, garantissant ainsi leur bon fonctionnement même en cas de conditions extrêmes, par exemple à des températures minimales de -30 °C et maximales atteignant jusqu’à +45 °C, préservant de la sorte la durée de vie des batteries au lithium et leur efficacité.

Les types de systèmes de chauffage et de refroidissement

Les systèmes de chauffage peuvent être réalisés de deux manières différentes :

• Avec des éléments chauffants électriques appliqués aux cellules.
• Avec un circuit liquide.

Quant à lui, le refroidissement peut se faire de trois façons :

• Avec un système de ventilation forcée pour remplacer l’air à l’intérieur des batteries par de l’air extérieur.
• Avec un système de climatisation avec échangeur d’air à l’intérieur des batteries.
• Avec un système de climatisation avec échangeur liquide à l’intérieur des batteries.

Parmi ces propositions, la solution la plus adaptée peut être choisie en fonction du domaine d’application, de la sollicitation des batteries et de la production en série prévue.

Le système de chauffage des batteries au lithium

L’utilisation d’un système de chauffage au sein d’une batterie au lithium conçue pour un véhicule hybride ou électrique est une fonctionnalité grandement conseillée que Flash Battery adopte pour la quasi-totalité de ses batteries.

Pourquoi ?

Afin d’éviter les problèmes de sécurité au niveau de la batterie.

Les batteries au lithium ne peuvent pas se recharger en dessous de zéro degré. De plus, en restant exposées à des températures inférieures à 10 °C, leur résistance interne diminue, ce qui cause une baisse de la tension et, par conséquent, une diminution de l’efficacité.

Pour garantir un bon fonctionnement et des performances constantes même à des températures difficiles, il est donc très bénéfique d’insérer un système qui réchauffe la batterie au sein de cette dernière.

Grâce au système de chauffage, une machine branchée au réseau en phase de charge peut maintenir la température de la batterie au lithium par exemple à 15 °C et donc être prête à être utilisée en offrant des performances maximales.

Le système de chauffage a également un faible impact sur le coût global de la batterie et il permet à l’application de pouvoir rester en extérieur quelles que soient les conditions climatiques.

Le système de refroidissement des batteries au lithium

L’introduction d’un système de refroidissement à l’intérieur d’une batterie au lithium est un choix plus complexe étant donné qu’il s’agit d’une solution particulièrement onéreuse qui a un impact non négligeable sur le coût final de la batterie et qui ne s’avère pas toujours efficace.

L’étude préliminaire approfondie des exigences de fonctionnement de l’application est donc fondamentale : en règle générale, si l’équipement n’entraîne pas de temps de charge ou de décharge rapide et s’il ne faut pas procéder à plusieurs cycles au cours d’une même journée, le système de refroidissement n’est pas nécessaire.

L’exemple d’une balayeuse de voirie qui fonctionne que quelques heures par jour montre bien que l’adoption d’un système de refroidissement peut s’avérer peu efficace. En effet, si la batterie est refroidie mais que le véhicule n’est plus utilisé pendant le reste de la journée, la batterie restera exposée à la température extérieure pendant la plupart du temps et le système de refroidissement intégré s’avèrera donc inutile.

À l’inverse, les applications soumises à une utilisation intensive, qui sollicite énormément la batterie à cause des nombreuses charges et décharges rapides qui contribuent à l’augmentation de la température interne, sont mieux adaptées à l’adoption d’un système de refroidissement.

Prenons l’exemple des AGV et LGV employés dans les systèmes de logistique qui fonctionnent en continu, 24 h sur 24, 7 jours sur 7, dans des pays comme le Maroc, le Brésil ou encore le Qatar, où les conditions climatiques sont particulièrement difficiles : sans système de refroidissement, dans de telles conditions, la durée de vie des batteries utilisées au sein de ces applications diminuerait drastiquement.

Quelle est la solution idéale pour votre application ?

Chaque application présente des besoins spécifiques et, avant de faire un choix aussi important que celui de l’achat d’une batterie au lithium, il est essentiel de s’appuyer sur un fabricant compétent et spécialisé, en mesure de donner les bons conseils concernant le choix des fonctionnalités les plus adaptées aux équipements que l’on souhaite électrifier.

Les conditions atmosphériques et les températures d’utilisation, mais aussi le cycle de travail de l’application pourraient être déterminants lors du choix du système, de chauffage ou de refroidissement, à utiliser au sein de la batterie.

Le type d’application, sa consommation, sa taille, l’espace, le poids, l’environnement de travail et les modes d’utilisation sont des éléments essentiels afin que notre équipe technique puisse étudier votre projet d’électrification.