L‘équilibrage des batteries de traction

Les véhicules électriques modernes dépendent de batteries de traction puissantes composées de centaines, voire de milliers de cellules. Ces cellules sont connectées en série et en parallèle afin de fournir la tension et la capacité nécessaires à la propulsion du véhicule. Alors qu'une seule cellule ne fournit qu'environ 3,0 à 4,25 volts, les véhicules électriques ont besoin d'une tension système de 300 volts ou plus. Pour atteindre cette tension, de nombreuses cellules sont connectées en série. Pour obtenir l'autonomie souhaitée, plusieurs cellules sont également connectées en parallèle afin d'augmenter la capacité totale.
Lorsque les cellules sont connectées en parallèle, leur état de charge s'équilibre automatiquement, mais ce n'est pas le cas lorsqu'elles sont connectées en série. C'est là qu'intervient une technologie décisive : le « balancement », qui désigne l'égalisation des états de charge (State of Charge, SoC) des différents niveaux de cellules dans un bloc-batterie. Sans « balancement », les différences d'état de charge ne peuvent pas s'équilibrer d'elles-mêmes. Même des écarts minimes lors du premier raccordement ou dus à des facteurs tels que les tolérances de fabrication, les différences thermiques, les effets du vieillissement et les charges inégales entraînent un déséquilibre au fil du temps. Conséquence : certaines cellules se chargent ou se déchargent plus tôt que d'autres, et la cellule la plus faible détermine l'énergie utilisable de l'ensemble du pack.
Un système de batterie déséquilibré peut avoir des conséquences importantes : un déséquilibre réduit non seulement l'autonomie, mais peut également entraîner un état de charge incorrect et donc une surestimation significative de l'autonomie. Plus important encore, cela peut accélérer le vieillissement de la batterie et entraîner des dommages consécutifs, voire des défauts de cellules avec un risque accru d'incendie.

Dans le domaine de la mobilité électrique, le «top balancing» est la norme : à la fin du processus de charge, les états de charge des cellules sont équilibrés afin de garantir un calcul précis de l'autonomie et un prélèvement d'énergie maximal. Sans ce processus, les performances des véhicules électriques modernes diminueraient continuellement. L'importance de l'équilibrage augmente avec la complexité des systèmes. Dans les architectures 800 volts, deux fois plus de cellules sont connectées en série que dans les systèmes 400 volts, un défi qui ne peut être relevé que grâce à un équilibrage fiable.

Source: Aviloo
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