Un consortium européen réunissant la TU Graz, la Vrije Universiteit Brussel et des partenaires industriels a dévoilé un système de gestion de batterie avancé dans le cadre du projet Nemo. Exploitant la spectroscopie d’impédance électrochimique, le BMS sonde l’intérieur des cellules pour détecter les dommages cachés et prédire les défaillances avant qu’elles ne présentent un danger. Une avancée par rapport aux systèmes conventionnels, limités aux relevés de tension, de courant et de température.
Identifier les signaux précurseurs d’une défaillance avant qu’un véhicule électrique ne s’embrase, voilà l’ambition qui a mobilisé un consortium de recherche européen durant trois années de travaux. Issu du projet Nemo, cofinancé par l’Union européenne, un système avancé de gestion de batterie (BMS) vient d’être dévoilé. Sa particularité consiste à scruter l’intérieur même des cellules, là où les dispositifs de surveillance classiques restent aveugles, cantonnés qu’ils sont aux seuls relevés de tension, de courant et de température.
La spectroscopie d’impédance comme pierre angulaire
Les BMS conventionnels fonctionnent depuis des années sur un triptyque éprouvé : tension, courant, température. Une approche qui, pour efficace qu’elle soit dans la gestion quotidienne, laisse de larges angles morts dès lors qu’il s’agit de détecter des amorces de dégradation interne. Le dispositif élaboré par l’Université de technologie de Graz (TU Graz), la Vrije Universiteit Brussel et leurs partenaires industriels (Infineon Technologies Austria, TTTech, le Centre suisse d’électronique et de microtechnique CSEM) franchit un cap en intégrant la spectroscopie d’impédance électrochimique, ou EIS. La technique mesure la résistance électrique au sein de chaque cellule, y compris lorsque le véhicule circule, et livre ainsi une image bien plus précise de l’état de santé réel de la batterie.
« Le système de gestion de batterie est un outil essentiel pour exploiter les véhicules électriques de manière plus sûre et plus durable », explique Christoph Drießen, chercheur à l’Institut pour la sécurité des véhicules de la TU Graz. Avant d’ajouter : « Si nous détectons précocement les défauts et les dommages des cellules de batterie individuelles via le BMS, de nombreux dangers peuvent être évités. »
Des chocs de stationnement aux courts-circuits internes
Pour entraîner leur système, les chercheurs du Battery Safety Center de Graz ont exploité des données issues de cellules mécaniquement déformées, reproduisant en laboratoire les dégâts typiques occasionnés par des manœuvres de stationnement malencontreuses. Le BMS détecte désormais les altérations de façon autonome et alerte lorsqu’une intervention de maintenance devient nécessaire, bien avant que la détérioration ne franchisse un seuil dangereux.
L’équipe autrichienne a également élaboré un modèle prédictif des variations du volume physique des cellules au fil des cycles de charge et de décharge. Une dilatation excessive peut accroître la pression interne du bloc-batterie et entraîner des fissurations, des courts-circuits internes, voire un emballement thermique. Autant de scénarios que le BMS enrichi peut anticiper, là où les systèmes antérieurs demeuraient impuissants.
Le vieillissement sous un jour nouveau
La Vrije Universiteit Brussel, qui coordonnait le projet sous la houlette du professeur Md Sazzad Hosen, a pris en charge le volet algorithmique lié au vieillissement et à la durée de vie. Jusqu’ici, les méthodes disponibles se bornaient à mesurer la perte de capacité par rapport à l’état initial de la batterie. Une vision parcellaire, qui occultait les phénomènes internes de dégradation progressive. « Les nouveaux modèles nous donnent également un aperçu des changements qui s’opèrent au sein des cellules au fil de leur vieillissement », précise Christoph Drießen. « Cela permet d’effectuer des ajustements bénéfiques pour les performances, la durée de vie et la sécurité. »
Un démonstrateur déjà opérationnel
Malgré ses fonctionnalités élargies, le BMS amélioré n’exigerait pas un encombrement ou un poids sensiblement supérieurs à ceux des systèmes actuellement en service. Il nécessite toutefois l’ajout de capteurs EIS dédiés et une intégration électronique adaptée. Un démonstrateur à l’échelle du module de batterie a d’ores et déjà été construit, et un projet complémentaire s’attache à transférer la technologie vers une application industrielle.
Les résultats des recherches ont été publiés dans le Journal of Power en début d’année. Le projet a bénéficié, outre le financement européen via le programme-cadre Horizon, du soutien du Secrétariat d’État suisse à la formation, à la recherche et à l’innovation.
Article : « Development of a P2D-based model for battery swelling prediction under mechanical constraints » – DOI : 10.1016/j.jpowsour.2026.240029
Source : Graz TU
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