[Revue technique] Pourquoi les batteries des VE ont-elles besoin d'un test de courant d'ondulation ?

22 Jan 2021

L'ondulation désigne le plus souvent une fluctuation indésirable de la tension alternative sur l'alimentation en courant continu. Pendant la recharge du véhicule et la conversion de l'alimentation, les batteries des VE doivent constamment faire face à ces ondulations de courant perturbatrices. À long terme, cela peut accélérer la dégradation de la batterie, en particulier dans les environnements difficiles à basse température. Les batteries des VE doivent donc être soumises à des tests de courant d'ondulation pour garantir leur qualité.

Lorsque le courant est converti, il est induit par des dispositifs tels que le pilote du moteur, le chargeur intégré et la station de recharge CC, ainsi que la recharge des freins, qui sont les principales sources de courant d'ondulation. Lorsque la batterie est entièrement rechargée ou a une faible capacité, une surcharge ou une décharge excessive transitoire peut se produire. Les mécanismes de protection BMS actuels, compris entre 10 mS et 1 mS, ne peuvent pas garantir la protection de la tension avec un blocage externe de la surcharge et de la surdécharge transitoires à des fréquences supérieures à 100 Hz-1 kHz.

Chaque surcharge ou surdécharge transitoire peut n'être qu'une légère détérioration, mais l'accumulation au fil du temps entraînera une dégradation de la capacité. En conséquence, la durée de vie de la batterie du véhicule sera plus courte que le kilométrage garanti ! De nombreuses études ont prouvé qu'une surcharge de la batterie pouvait déclencher le dépôt du lithium métallique sur la surface de l'électrode négative. Une partie du lithium métallique devient du lithium mort et ne pourra plus aider avec le processus d'oxydoréduction, ce qui cause une dégradation de la capacité. Un dépôt important de dendrites de lithium pourrait même générer un court-circuit interne dans la batterie. D'autre part, une surcharge de la cellule de la batterie peut avoir pour effet de décomposer la couche SEI. Lors de la recharge suivante, la couche SEI se régénère et consomme des ions lithium, ce qui cause aussi une perte de lithium. Cela peut également induire l'émanation de cuivre de la cathode, et le dépôt de bavures métalliques sur l'électrode positive augmente le risque de court-circuit.

Figure: Impact of Current Ripple on Li-Ion Batteries 
▲ Figure : Impact de l'ondulation du courant sur les batteries Li-Ion. 

Le test de courant d'ondulation évalue l'endurance des batteries aux utilisations transitoires et excessives.

La solution de test du courant d'ondulation de Chroma peut augmenter la tolérance de la batterie à une utilisation transitoire dépassant ses spécifications et, grâce à l'onde sinusoïdale, peut simuler l'ondulation de l'alimentation électrique de la recharge du véhicule. Si vous souhaitez réduire la durée des tests, les méthodes les plus courantes sont d'augmenter l'amplitude du courant d'ondulation ou d'effectuer les tests dans un environnement à basse température. La solution de test de Chroma a les caractéristiques suivantes :

  • 100 Hz~20 kHz avec une amplitude allant jusqu'à 150 Ap-p pour l'analyse de l'impact de l'ondulation sur une diversité de batteries de VE.
  • Circuits CA/CC indépendants pour un impact minimal sur la décision de coupure de la recharge et de la décharge CC.
  • Superposition du courant d'ondulation sur différents modes de charge/décharge CC, CV, CP.
  • Contrôle intégré programmable de la chambre

Les principaux fabricants européens de batteries ont récemment adopté avec succès la solution de test de recharge/décharge de courant de Chroma. Pour de plus amples informations sur les produits Chroma, veuillez visiter notre site Web et nous faire part de vos besoins en matière de tests par le biais d'une demande de renseignements. Nous sommes heureux de vous rendre service.

Système de test de recharge & de décharge de cellules de batterie