La montée en popularité des véhicules électriques suscite des inquiétudes croissantes concernant la sécurité, tant des véhicules que de leurs batteries.
Le secteur des véhicules électriques (VE) se distingue en constamment repoussant les limites de l’ingénierie automobile et de la durabilité environnementale, le positionnant ainsi en tant que pionnier des progrès technologiques. Dans un contexte de développement rapide, la sécurité thermique, avec notamment le risque d’emballement thermique, est devenue une préoccupation centrale pour les fabricants de batteries de véhicules électriques ainsi que pour les consommateurs, en raison des risques d’incendie potentiels.
Grâce à des entreprises comme FLIR, nous bénéficions d’une technologie d’imagerie thermique révolutionnaire qui transforme radicalement notre approche de la gestion des risques d’incendie et de la prévention des incendies dans les véhicules électriques. La technologie infrarouge révolutionne notre capacité à protéger les systèmes de batteries des véhicules électriques et à renforcer la sécurité globale des véhicules.
Cet article explore l’impact de l’imagerie thermique sur l’industrie des véhicules électriques, mettant en lumière comment cette technologie renforce les mesures de sécurité thermique. Il démontre également son rôle crucial dans la détection précoce des problèmes de prévention des incendies, tout en assurant la protection de l’environnement et des occupants des véhicules grâce à une meilleure gestion des batteries électriques.
Comprendre les bases des batteries au lithium-ion
Il est crucial de comprendre les principes fondamentaux des batteries lithium-ion avant d’aborder l’application de l’imagerie thermique sur le marché des véhicules électriques. Les batteries lithium-ion sont largement préférées dans ce domaine en raison de l’électronégativité élevée et de la faible densité du lithium, leur permettant de générer une quantité importante d’électricité
Une batterie lithium-ion classique est composée d’une anode, généralement constituée d’un composé à base de carbone, et d’une cathode en oxyde de lithium. La cellule rechargeable se forme grâce au flux continu d’électrons entre l’anode et la cathode à l’intérieur de la batterie.
Fabrication de batteries au lithium-ion
D’après la source de FLIR, le processus de fabrication des batteries lithium-ion comprend généralement les étapes suivantes :
- Tri : Les cellules sont soumises à une inspection manuelle afin de détecter toute déformation visible, dommage, fuite ou variation de résistance interne, assurant ainsi la qualité du produit final.
- Fabrication d’un bloc : Les cellules sont assemblées par soudage les unes aux autres pour former un bloc, disposées en série ou en parallèle selon les spécifications de production nécessaires.
- Assemblage des blocs de batteries : Les blocs de batteries sont reliés les uns aux autres à l’aide de circuits et d’un système de contrôle pour finaliser la fabrication d’une batterie lithium-ion.
- Test : Le produit fini est soumis à des cycles de charge et de décharge afin de vérifier le comportement de la batterie dans le contexte d’un véhicule électrique.
Principes de base de l’imagerie thermique
L’imagerie thermique repose sur le principe du rayonnement infrarouge émis par un objet. Bien que ce rayonnement soit invisible à l’œil humain, les caméras spécialement calibrées pour cette longueur d’onde sont capables de le détecter. Ces caméras thermiques s’avèrent précieuses pour les essais et les contrôles non destructifs et sans contact, offrant une précision de mesure de la température allant jusqu’à 0,1°C.
Lumière visible et infrarouge
Les signatures thermiques des objets ne sont généralement visibles qu’à des températures atteignant 1000°C. Cependant, les caméras infrarouges peuvent détecter ces signatures thermiques même à des températures aussi basses que -60°C.
Contrairement aux caméras de vision nocturne, qui amplifient de faibles niveaux de lumière, les caméras thermiques sont spécialement conçues pour capturer les signatures thermiques dans le cadre de la sécurité thermique. Elles fonctionnent efficacement même en l’absence totale de lumière, ce qui les rend essentielles pour la détection des incendies.
Applications des caméras thermiques
Les caméras thermiques ont été largement adoptées dans tous les secteurs d’activité, couvrant une multitude d’applications :
- Applications en maintenance prédictive pour les équipements électriques ;
- Industrie pétrolière et gazière pour la maintenance prédictive, la visualisation des composés organiques volatils (COV), l’inspection des fours et la surveillance des torchères.
- Industrie manufacturière pour la maintenance prédictive, l’assurance qualité et la recherche et le développement (R&D).
Nous avons déjà exploré diverses applications des caméras thermiques dans des articles précédents, allant des centres de données à l’économie d’énergie, voire à l’utilisation de l’imagerie thermique pour détecter les fantômes. Aujourd’hui, notre attention se porte sur l’application de l’imagerie thermique dans le domaine des véhicules électriques.
Applications de l’imagerie thermique dans l’industrie des véhicules électriques
Pour prévenir les risques de surchauffe et d’incendie potentiels, l’imagerie thermique est déployée pour surveiller en continu la température des batteries des véhicules électriques. Cette approche est cruciale pour repérer les points chauds ou les écarts de température, révélateurs de risques potentiels tels quedes cellules défectueuses ou des soudures de qualité insuffisante.
Soudage
Le soudage joue un rôle crucial dans l’assemblage des batteries de véhicules électriques, nécessitant une précision et une intégrité structurelle optimales. Pour garantir la solidité d’un bloc de batterie de véhicule électrique, les cellules de lithium doivent être soudées entre elles avec minutie. Cependant, des soudures de mauvaise qualité peuvent introduire des défauts dans le produit final. En recourant à l’imagerie thermique pour inspecter les batteries, les techniciens peuvent rapidement repérer les soudures défectueuses en surveillant les variations subtiles de température le long du cordon de soudure, renforçant ainsi les mesures de prévention des incendies.
Fuite des cellules
Que ce soit des fuites physiques d’électrolyte ou des fuites d’énergie dues à des dysfonctionnements électriques, les fuites des cellules de batterie peuvent compromettre la sécurité et l’efficacité des véhicules électriques. La technologie d’imagerie thermique excelle dans l’évaluation des risques d’incendie en détectant rapidement et de manière non invasive ces fuites, en repérant les variations de température lorsque l’intégrité de la cellule est compromise. Cela facilite la mise en place de stratégies d’extinction des incendies efficaces
Chauffage irrégulier
Malgré des tests approfondis des batteries effectués lors de la fabrication, il arrive que des cellules défectueuses s’infiltrent dans la chaîne de production. Ces cellules présentent souvent des écarts de température mineurs lors des évaluations. Une caméra thermique, intégrée aux procédures de sécurité thermique, peut facilement détecter ces variations, garantissant ainsi un contrôle qualité efficace.
Chargement et déchargement
Le contrôle de la température revêt une importance capitale lors des phases de charge et de décharge des batteries des véhicules électriques, les températures pouvant augmenter de 5 à 6 °C. L’imagerie thermique simplifie la surveillance sans contact de la température des batteries lithium-ion, ce qui permet de mesurer avec précision la température de surface pendant ces phases critiques.
Caractéristiques de la technologie infrarouge
La technologie infrarouge revêt un rôle transformateur dans la protection contre les incendies, mais elle présente certaines limites, telles que son incapacité à pénétrer le verre. Cependant, elle peut traverser le brouillard, les plastiques minces et même les fenêtres d’inspection infrarouge spécialisées conçues pour les applications industrielles, tout en maintenant une sensibilité thermique élevée.
L’efficacité de l’imagerie thermique dans la surveillance de la température est influencée par plusieurs facteurs, notamment la résolution de la caméra infrarouge, la taille de l’objectif et le nombre de détecteurs, qui tous contribuent à déterminer la portée de la caméra.
Conclusion
L’émergence de l’industrie des véhicules électriques suscite des préoccupations croissantes en matière de sécurité incendie. Toutefois, l’utilisation de l’imagerie thermique permet d’atténuer considérablement bon nombre de ces risques d’incendie. Cette technologie est indispensable pour garantir la fiabilité et la sécurité des batteries des véhicules électriques, offrant une surveillance non destructive et sans contact des fluctuations de température.
Produits recommandés
Hublots IR, FLIR
Caméra thermique E96, FLIR
Caméra infrarouge E8 Pro, FLIR
Caméra thermique E54, FLIR
Source : FLIR
FAQ
Une gestion thermique efficace est cruciale pour assurer que les véhicules électriques sont équipés de batteries sûres et fiables. Ce système joue un rôle essentiel dans le stockage de l’énergie, en maintenant les températures des batteries dans des plages
optimales pour éviter la surchauffe, améliorant ainsi la longévité de la batterie tout en renforçant l’efficacité et la sécurité thermique du véhicule.
L’utilisation de systèmes avancés de gestion des batteries, l’emploi de matériaux résistants au feu et l’intégration de capteurs pour la détection précoce de la surchauffe sont des stratégies clés pour la prévention des incendies. La maintenance régulière et
les mises à jour logicielles renforcent également la protection contre les incendies. De plus, la technologie d’imagerie thermique permet de localiser rapidement les problèmes liés à la chaleur, ce qui facilite leur résolution rapide et améliore la sécurité des batteries des véhicules électriques.
La fuite thermique dans les véhicules électriques se produit lorsqu’un pic de température dans une cellule de batterie déclenche un cycle de chaleur auto-entretenu et rapidement intensifié. Cela peut entraîner des incendies ou des explosions. Elle met en évidence l’importance cruciale d’une gestion thermique efficace pour prévenir ces risques.
Grâce à la technologie de l’imagerie thermique, les pompiers peuvent efficacement détecter les incendies, localiser les points chauds, repérer les victimes et déterminer les origines des incendies, même dans des conditions de fumée et d’obscurité. Cette capacité s’avère essentielle dans la lutte contre les incendies de véhicules électriques, car elle permet de visualiser les disparités de température, facilitant ainsi la navigation
et la prise de décisions éclairées lors des opérations de sauvetage et d’extinction des incendies.
Le système de gestion thermique des véhicules électriques est crucial non seulement pour la santé de la batterie, mais également pour maintenir une température confortable à l’intérieur de l’habitacle. En régulant la température du moteur électrique, de l’électronique de puissance et de la batterie, ce système assure un environnement agréable aux passagers tout en préservant les composants essentiels du véhicule.
Le système de gestion thermique d’un véhicule électrique est un élément essentiel de son efficacité énergétique, car il veille à ce que la batterie et le moteur fonctionnent à des températures optimales. Cette optimisation contribue directement à préserver
la durée de vie de la batterie et à éviter la dégradation des performances, ce qui permet de maximiser l’autonomie du véhicule et de maintenir la santé de sa
batterie.
Pour obtenir les meilleurs résultats de charge de la batterie lithium-ion, il est recommandé d’utiliser le chargeur recommandé par le fabricant, de charger à
une température confortable pour la batterie et de maintenir le niveau de charge de la batterie entre 20 % et 80 %. Pour protéger la santé de la batterie et prolonger sa
durée de vie, il est recommandé de déconnecter la batterie une fois qu’elle est complètement chargée, afin d’éviter toute surcharge
