Réduire de 99,9% le courant nécessaire pour diagnostiquer les batteries

L’évolution rapide des véhicules électriques soulève de nombreuses questions concernant la gestion et la durabilité de leurs batteries. La capacité à évaluer avec précision l’état de ces composants essentiels devient un enjeu crucial pour l’industrie automobile. Une équipe de chercheurs sud-coréens vient de franchir une étape importante dans ce domaine en développant une technologie innovante permettant de diagnostiquer l’état des batteries avec une grande précision, tout en utilisant un courant minimal.

Le 17 octobre, l’Institut coréen des sciences et technologies avancées (KAIST) a annoncé le développement d’une technologie de spectroscopie d’impédance électrochimique (EIS) par une équipe de recherche dirigée par les professeurs Kyeongha Kwon et Sang-Gug Lee de l’École d’ingénierie électrique. Leur méthode vise à améliorer la stabilité et les performances des batteries à haute capacité utilisées dans les véhicules électriques.

L’EIS se présente comme un outil d’analyse puissant qui mesure l’amplitude de l’impédance et les changements dans une batterie. La technique permet d’évaluer l’efficacité et les pertes énergétiques des batteries. Les chercheurs la considèrent comme un élément clé pour évaluer l’état de charge (SOC) et l’état de santé (SOH) des batteries. De plus, son utilisation s’étend à l’identification des caractéristiques thermiques, des changements chimiques et physiques, à la prédiction de la durée de vie de la batterie et à la détermination des causes des défaillances.

Dépasser les limites des systèmes conventionnels

Les équipements EIS traditionnels présentent plusieurs inconvénients majeurs. Leur coût élevé et leur complexité rendent difficiles leur installation, leur exploitation et leur maintenance. De plus, en raison de limitations de sensibilité et de précision, l’application de perturbations de courant de plusieurs ampères (A) à une batterie peut engendrer un stress électrique important, augmentant ainsi les risques de défaillance ou d’incendie.

Pour relever ces défis, l’équipe de recherche du KAIST a conçu et validé un système EIS à faible courant pour diagnostiquer l’état et la santé des batteries à haute capacité des véhicules électriques. Ce système mesure avec précision l’impédance de la batterie avec de faibles perturbations de courant (10mA), réduisant ainsi les effets thermiques et les problèmes de sécurité pendant le processus de mesure.

Bénéfices et applications potentielles

Le système développé par l’équipe du KAIST offre plusieurs avantages significatifs. La minimisation des composants volumineux et coûteux facilite son intégration dans les véhicules. Son efficacité a été démontrée dans l’identification des propriétés électrochimiques des batteries dans diverses conditions de fonctionnement, incluant différentes températures et niveaux de SOC.

Le professeur Kyeongha Kwon, auteur principal de l’étude, a ajouté : «Ce système s’intègre aisément au système de gestion de la batterie (BMS) des véhicules électriques. Il a démontré une grande précision de mesure tout en réduisant considérablement le coût et la complexité par rapport aux méthodes EIS traditionnelles à fort courant. Son application s’étend au diagnostic des batteries et à l’amélioration des performances, non seulement pour les véhicules électriques, mais aussi pour les systèmes de stockage d’énergie (ESS)».

Cette innovation pourrait avoir des répercussions importantes pour l’industrie automobile électrique, en permettant une gestion plus efficace et plus sûre des batteries. Elle ouvre également de nouvelles possibilités pour l’optimisation des systèmes de stockage d’énergie à grande échelle.

Légende illustration : diagnostique de batterie automobile

Article : ‘Small-Perturbation Electrochemical Impedance Spectroscopy System With High Accuracy for High-Capacity Batteries in Electric Vehicles’ / ( 10.1109/TIE.2024.3436676 ) – The Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) – Publication dans la revue IEEE Transactions on Industrial Electronics