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Normes de sécurité de la batterie lithium-ion : sachez tout ce qui compte

La plupart des fabricants de véhicules électriques préfèrent les batteries lithium-ion et, par conséquent, il était nécessaire d’élaborer des normes de sécurité afin d’accélérer l’adoption et de fournir des véhicules sûrs aux utilisateurs finaux.

Au cours des dernières décennies, la consommation d’énergie fossile a augmenté en Inde, ce qui a délibérément augmenté les émissions de dioxyde de carbone. Pour remplacer les effets négatifs des combustibles fossiles, il est nécessaire d’adopter des alternatives plus respectueuses de l’environnement et de passer à des solutions énergétiques vertes. Les transports, faisant partie intégrante du développement de la nation, représentent également un tiers des causes de pollution.

Cependant, pour endiguer ce problème, des transitions énergétiques propres sont déjà en cours en termes d’adoption des véhicules électriques (VE). Au cours des dernières années, les véhicules électriques ont augmenté en termes de disponibilité et de visibilité, grâce aux progrès technologiques, aux méthodes de fabrication de la nouvelle ère et aux politiques gouvernementales de soutien.

La plupart des fabricants de véhicules électriques préfèrent les batteries lithium-ion et, par conséquent, il était nécessaire d’élaborer des normes de sécurité afin d’accélérer l’adoption et de fournir des véhicules sûrs aux utilisateurs finaux. Avant d’approfondir le sujet, les avantages des batteries Li-ion pour soutenir l’adoption rapide des véhicules électriques doivent être reconnus.

Importance des batteries Li-ion pour les véhicules électriques

Les industries ont compris l’importance des batteries Li-ion et proposent des solutions innovantes pour augmenter leur efficacité afin de soutenir la cause du stockage de l’énergie propre et de la durabilité. Auparavant, les versions plus petites des batteries Li-ion étaient courantes dans les gadgets tels que les téléphones portables, les ordinateurs portables, etc. Elle est maintenant devenue la batterie la plus largement utilisée dans les véhicules électriques en raison de plusieurs avantages :

  • La principale raison pour laquelle les batteries Li-ion sont préférées est leur rapport puissance/poids élevé, qui rend les véhicules électriques plus économes en énergie.
  • Ils ont tendance à mieux fonctionner à des températures plus élevées par rapport à leurs autres homologues.
  • Les batteries Li-ion ont la densité d’énergie la plus élevée, qui varie entre 260 et 270 Wh/kg, ce qui les rend adaptées à une utilisation dans des espaces plus petits avec une efficacité maximale.
  • Ces batteries ont un faible niveau d’autodécharge et sont capables de maintenir leur charge pendant de plus longues périodes, ce qui prolonge leur durée de vie.
  • Les batteries Li-ion se chargent et se déchargent à un rythme plus élevé, ce qui minimise les temps d’arrêt et une parfaite rafale de puissance en cas de besoin. Une batterie Li-ion saine et de qualité dure environ 1000 cycles de charge complets.
  • Ces batteries nécessitent peu d’entretien et fournissent chaque bit de puissance, quelle que soit leur charge.
  • La tension des piles standard au nickel-cadmium, au nickel-hydrure métallique et même aux piles alcalines et plomb-acide standard a des tensions d’environ 1,5 et 2 volts par cellule, respectivement. Alors qu’une seule cellule d’une batterie Li-ion produit 3,6 volts, ce qui la rend efficace et nécessite moins de cellules pour les applications.
  • Ces batteries sont opérationnelles et prêtes à l’emploi en tant que produits finis même après avoir été laissées sans surveillance pendant une longue période.
  • La plupart des pièces des batteries Li-ion peuvent être recyclées, ce qui en fait le premier choix des constructeurs automobiles.
  • Cependant, pour intégrer avec succès ces batteries dans la production de véhicules électriques, elles doivent satisfaire aux critères du Bureau of Indian Standards et aux normes du ministère des Transports routiers et des Autoroutes. En conséquence, il est devenu obligatoire de suivre les étapes de la norme de sécurité afin de fournir un produit final sûr à l’utilisateur et d’éviter tout problème futur.

    Normes de sécurité des batteries Li-Ion pour véhicules électriques

    Les normes de sécurité sont généralement formulées dans l’intérêt de l’utilisateur final en déployant sur les routes des véhicules robustes et sûrs. Ces modifications se concentrent généralement sur les exigences de sécurité liées à la cellule de batterie, la conception des blocs de batterie, la propagation thermique et d’autres facteurs similaires. Ces normes sont généralement conçues et conceptualisées selon les conditions routières indiennes et sont obligatoires pour chaque fabricant de batteries et de véhicules électriques. Ces normes de sécurité ont été rendues obligatoires pour garantir la sécurité des produits, pour s’assurer que les produits et les matériaux sont adaptés et pour promouvoir l’interopérabilité des produits et des services tout en maintenant une compréhension commune d’un produit.

    Selon la dernière notification du ministère des transports routiers et des autoroutes de l’Inde (MORTH), les nouvelles modifications de sécurité des batteries ont été publiées et deviendront obligatoires en deux phases. La phase 1 sera déployée le 1er décembre 2022 et la 2ème phase débutera le 31 mars 2023. À l’heure actuelle, il existe trois normes majeures pour les batteries de traction, à savoir AIS 048 (l’ancienne norme), AIS 038 Rev 2 et AIS 156.

    AIS 048 (catégories EV L, M et N) : Cette norme principale traite des exigences de sécurité des batteries de traction pour les catégories L, M et N de véhicules électriques. Elle comprend généralement deux types de tests. L’un est un test d’abus électrique, qui est au niveau de la cellule et contient des tests de court-circuit et de surcharge. Un autre est un test d’abus mécanique au niveau du pack, qui comprend des vibrations et un test de choc mécanique.

    Il a été remarqué que pour les batteries à haute densité, il était difficile de se conformer aux exigences de pénétration des clous. De plus, à mesure que les véhicules électriques et les batteries évoluaient, de nouveaux défis et complications sont apparus. Par conséquent, pour surmonter ces problèmes, des modifications ont été apportées à ces normes dans les catégories suivantes.

    AIS 038 Rév. 2 (Catégorie M & N) : Avec l’aide du GTR 20V (Global Technical Regulation) et de l’ECE R100 Rev. 3, cette norme inclut une approche de sécurité au niveau du système. La norme s’adresse aux véhicules des catégories M et N et n’inclut pas les catégories 2W et 3W. Dans cette norme de sécurité, la batterie et le véhicule sont considérés comme une seule unité, et les tests sont effectués du point de vue de la sécurité fonctionnelle. Cette étape permet de s’assurer que la batterie et le véhicule se démarquent sur le niveau d’intégrité de sécurité automobile et sont protégés de tout emballement thermique.

    AIS 156 (catégorie L) : Cette norme de sécurité est strictement pour les véhicules de catégorie L, y compris les cycles 2W, 3W et quad. Les normes sont conçues pour répondre aux exigences de sécurité des groupes motopropulseurs des véhicules électriques et du SRSEE (Systèmes de stockage d’énergie électrique rechargeables). Cette norme comprend également deux tests. L’un est un test d’indice IPX7, qui répond à la protection contre les infiltrations d’eau, et un autre est un test de propagation thermique qui assure la sécurité de l’utilisateur et des passants en cas d’emballement thermique. Le critère d’évaluation de la capacité du SRSEE est qu’il ne doit pas y avoir d’incendie ou d’explosion pendant ou après l’essai.

    L’avenir des batteries Li-ion

    Le secteur du stockage de l’énergie a connu une modernisation et l’adoption de produits chimiques et de technologies nouveaux et avancés au cours des dernières années. Les batteries lithium-ion sont parmi les adopteurs les plus récents, et leurs performances et leurs caractéristiques en ont fait la technologie la plus préférée et la plus demandée. Ces batteries influencent déjà la façon dont les véhicules électriques sont conçus en ces temps modernes et seront un facteur crucial pour maintenir la croissance de cette industrie. Ces normes de sécurité sont essentielles pour accélérer la demande, l’innovation et les progrès technologiques et éliminer les émissions d’échappement.

    De nombreux progrès ont déjà été réalisés dans le domaine des batteries Li-ion dans le monde entier, et certaines entreprises indiennes sont déjà en passe de devenir les premières dans l’industrie. À l’avenir, il y aura de nouveaux défis et de nouvelles solutions, soutenus par des normes de sécurité compatibles avec les conditions routières indiennes et les besoins des utilisateurs finaux.

    — L’auteur, Sunil Gandhi, est le PDG de JLNPhenix Energy. Toutes les opinions exprimées sont personnelles.


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