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Le risque d’emballement thermique : la bombe à retardement des industriels dans l’amélioration de l’expérience utilisateur ?

 

L’emballement thermique est la crainte majeure de tous les industriels lorsque l’on sait qu’un rappel constructeur représente des milliards de dollars. Alors que les enjeux écologiques sont plus importants que jamais, la démocratisation du véhicule électrique devra être forte. Pourtant, l’adoption du véhicule électrique se fait encore lentement. Les consommateurs finaux cherchent un véhicule électrique qui leur offrira une expérience au moins à la hauteur de celles des véhicules thermiques. La balle est dans le camp des industriels pour répondre aux besoins des consommateurs : temps de charge, autonomie, puissance, longévité.

Cependant, augmenter l’expérience utilisateur nécessite d’augmenter en conséquence les performances et les efforts demandés à la batterie. Lorsque l’on connaît le risque d’emballement thermique d’une batterie surexploitée, on comprend la difficulté des industriels qui privilégient toujours la sécurité même au détriment de l’expérience utilisateur.

 

Le phénomène d’emballement thermique

 

La grande majorité des véhicules électriques et de nos appareils électroniques (téléphone ou ordinateur portable par exemple) utilisent le lithium-ion dans leurs batteries. Bien que cette technologie soit déjà utilisée depuis plus de vingt ans, c’est une chimie qui reste complexe à maîtriser avec toujours un risque d’emballement thermique.

Mais qu’est-ce que l’emballement thermique ? Un pack-batterie tel qu’on le retrouve dans nos véhicules électriques contient plusieurs modules, eux-mêmes composés de plusieurs cellules.  Assemblées entre elles, elles fournissent l’énergie nécessaire au véhicule.

Cependant, lorsque l’on demande un effort de puissance trop important à la batterie (accélération, charge lourde), un rechargement trop rapide ou encore dans des conditions d’exploitation extérieures trop élevées, les cellules peuvent très vite monter en température. Avec une élévation de température pouvant aller jusqu’à 470°C par minute, cette forte chaleur provoque la combustion interne des matériaux qui peut conduire à l’inflammation de la cellule. Montées en parallèle, la dégradation puis le départ de feu d’une cellule peut ainsi entraîner un phénomène d’emballement thermique auprès des cellules adjacentes. Phénomène régulièrement pointé du doigt dans l’actualité avec l’explosion de téléphones portables, l’emballement thermique peut se révéler encore plus impressionnant lorsqu’il s’agit d’un véhicule électrique. En effet, d’une simple cellule endommagée, c’est alors tout le pack-batterie qui peut s’embraser, exploser.

 

Problématique des industriels

 

Le trop plein de chaleur généré par les cellules doit donc être assurément maîtrisé. En plus du risque d’emballement thermique, une variation trop importante de température et une chaleur inappropriée endommagent également les cellules et nuit à leur longévité. Les industriels font donc face à deux problématiques : maîtriser la température émanant des cellules pour assurer leur sécurité et leur durée de vie mais aussi contenir l’emballement thermique en cas d’accident ou de surexploitation de la batterie.

 

Besoins des consommateurs pour l’adoption des VE

 

Paradoxalement, alors que les raisons de ce phénomène sont maintenant bien connues, nous n’avons jamais autant demandé d’efforts à nos batteries. En effet, parce que les industriels ont bien compris que la démocratisation du VE ne se fera qu’en proposant une offre au moins à équivalente à celle des véhicules thermiques, ceux-ci doivent répondre aux besoins des consommateurs. Performance, charge rapide, autonomie, longévité, les utilisateurs finaux veulent pouvoir bénéficier d’une expérience client complète et ne sont pas prêts à faire de concession. Face à des industriels qui se doivent de garantir avant tout la sécurité, l’utilisateur final lui ne perçoit pas forcément le danger que représente les batteries au lithium, pas plus en tout cas que l’inflammation du carburant de son véhicule thermique en cas d’accident. Lorsque l’on regarde les innovations de nos véhicules sur les vingt dernières années, il semble aussi difficile à croire que les géants du secteur ne soient pas encore parvenus à surmonter cette contrainte.

 

Difficulté des industriels avec les technologies actuelles

 

Alors que beaucoup pensent encore qu’il suffit de travailler sur la batterie et ses composants, c’est en réalité son système de refroidissement qui doit évoluer. La majorité des véhicules électriques est aujourd’hui refroidie à l’air ou par un système d’eau glycolée, aussi appelé refroidissement par plaque froide. Ce système de refroidissement, qualifié d’indirect, utilise l’eau-glycolée comme fluide conducteur. Ce fluide est injecté dans une plaque froide métallique qu’il refroidit et qui à son tour refroidit les cellules de la batterie.

Parce qu’économique et jugé jusqu’ici comme la meilleure solution sur le marché, ce système n’a que très peu évolué ces dernières années. Les besoins des consommateurs remettent pourtant aujourd’hui en question sa légitimité. Température non harmonisée entre les cellules, performance thermique limitée and gradient de température, l’eau glycolée présente certaines limites. Incapable de gérer des besoins en haute performance ou des rechargements rapides sans risquer l’emballement thermique, il ne répond plus aux nouveaux enjeux de l’électrique.

 

L’immersion comme barrière à l’emballement thermique

 

Faire évoluer le système de refroidissement est donc la piste la plus sérieuse à l’heure actuelle si l’on veut augmenter les capacités de la batterie tout en maintenant une température ambiante convenable et harmonieuse sans risque d’emballement thermique.

Le refroidissement par immersion se présente aujourd’hui comme la technologie innovante permettant de promouvoir le meilleur ratio sécurité – performance. Grâce à un liquide diélectrique directement au contact des cellules, le refroidissement par immersion ouvre la porte à des performances inégalées et à la charge ultra-rapide. En assurant le bon refroidissement et l’homogénéité de température entre les cellules, l’immersion répond aux deux problématiques majeures des industriels : assurer la durée de vie des cellules et éviter l’emballement thermique.

De plus, en cas d’accident ou de détérioration de la cellule, le liquide diélectrique vient contenir l’emballement thermique pour éviter la propagation de feu d’une cellule vers les cellules adjacentes.

 

E-MERSIV révolutionne le marché

 

Grâce à ses batteries haute-performance refroidies par immersion, E-MERSIV lève les barrières liées à l’adoption d’un véhicule électrique. Alors qu’il était inenvisageable jusqu’ici de réduire le temps de charge sous peine de réduire significativement la durée de vie des cellules, il est maintenant possible de recharger 80% d’une batterie en 10 minutes. Avec des batteries de haute performance et haute densité, une durée de vie allongée jusqu’à 30% et une batterie résistante aux environnements extérieurs extrêmes, E-MERSIV relève les défis de l’électrique tout assurant un niveau de sécurité inégalé. En s’attachant à augmenter l’expérience utilisateur tout en augmentant la sécurité, E-MERSIV répond à la fois aux besoins des consommateurs finaux et à ceux des industriels.

Parce que l’innovation a toujours été tiraillée par un besoin primaire de sécurité, les technologies actuelles ont brimé jusqu’à présent tout augmentation significative de l’expérience client dans les véhicules électriques. Grâce à la maîtrise du risque d’emballement thermique, le refroidissement par immersion permet enfin de répondre aux besoins des utilisateurs et d’envisager un avenir prometteur pour le véhicule électrique.

 

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