Les voitures électriques (VE) ont révolutionné l'industrie automobile, offrant une alternative plus propre et durable aux véhicules à moteur à combustion. Au cœur de cette technologie se trouvent les batteries lithium-ion, qui nécessitent une gestion thermique efficace pour fonctionner de manière optimale. Cet article explore le fonctionnement des systèmes de refroidissement des batteries, leur importance et les technologies innovantes qui les sous-tendent.

Pourquoi le refroidissement des batteries est-il crucial ?

Les batteries génèrent une quantité significative de chaleur pendant leur fonctionnement et leur chargement. Si cette chaleur n'est pas gérée correctement, elle peut entraîner une diminution des performances, une réduction de la durée de vie et des risques de sécurité, tels que le phénomène de "thermal runaway" (surchauffe) .Un système de refroidissement efficace maintient la batterie dans une plage de température optimale, généralement entre 20 °C et 40 °C, assurant ainsi une performance constante et une longévité accrue.

Types de systèmes de refroidissement

Refroidissement par air

Le refroidissement par air utilise des ventilateurs pour faire circuler l'air autour des composants. Bien que ce système soit simple et peu coûteux, il est moins efficace que d'autres méthodes, surtout dans des conditions climatiques extrêmes. Par exemple, le Nissan Leaf a initialement utilisé un système passif qui a montré ses limites en cas de températures élevées.

Refroidissement par liquide

Le refroidissement par liquide est devenu la norme dans les véhicules électriques modernes. Ce système utilise un mélange d'eau et d'éthylène glycol comme fluide caloporteur. Le liquide circule à travers des tuyaux intégrés aux cellules de la batterie, absorbant la chaleur générée pendant le fonctionnement. Cette chaleur est ensuite dissipée via un radiateur ou un échangeur de chaleur .

Avantages du refroidissement par liquide

  • Efficacité thermique : Le transfert de chaleur est plus efficace qu'avec l'air.
  • Uniformité : Il permet un contrôle plus précis de la température au sein du pack de batteries.

Innovations dans le refroidissement des batteries

Refroidissement immersif

Cette méthode consiste à plonger les cellules de la batterie dans un liquide non conducteur. Cela permet un transfert direct de chaleur et une distribution uniforme de la température, minimisant ainsi les risques liés à la surchauffe.

Matériaux à changement de phase (PCM)

Ces matériaux absorbent la chaleur en changeant d'état (de solide à liquide), offrant une solution potentielle pour améliorer la gestion thermique en réduisant les fluctuations de température.

Conclusion

Les systèmes de refroidissement des batteries sont essentiels pour garantir la performance, la sécurité et la durabilité des véhicules électriques. Avec l'évolution rapide des technologies, nous pouvons nous attendre à voir encore plus d'innovations qui amélioreront l'efficacité thermique et prolongeront la vie utile des batteries.