Comment les batteries au lithium-ion pour voitures électriques réagissent-elles à la chaleur, au froid et aux changements rapides de température ? C'est ce qui est sans cesse testé lors de leur développement et de leur production afin de garantir la sécurité des accumulateurs d'énergie. Weiss Technik a livré 22 chambres d'essai pour le centre de compétence des systèmes de batteries de Volkswagen à Braunschweig. Celles-ci disposent d'un équipement de sécurité selon le niveau de risque 6 et ont une empreinte carbone particulièrement faible grâce à un nouveau concept de chambre.
Des capacités de test impressionnantes mises en place
Avec plus de neuf millions de véhicules immatriculés en 2023, le groupe Volkswagen est l'un des principaux constructeurs automobiles mondiaux. Dans le centre de compétence des systèmes de batteries à Braunschweig, Volkswagen a désormais regroupé le développement et la production en présérie de systèmes de batteries à haute tension. Pour y parvenir, 22 chambres d'essai au total ont nécessité de vastes capacités d'essai pour les tests de température et de climat. Celles-ci ont dû, d'une part, offrir suffisamment d'espace pour des packs lithium-ion complets et, d'autre part, avoir une empreinte aussi réduite que possible. Étant donné que les tests sont effectués sur des échantillons sous tension, elles devaient en outre disposer d'un équipement de sécurité adéquat.
La sécurité avant tout : l'équipement Hazard Level
Les packs, modules et cellules de batteries au lithium-ion ont une haute densité énergétique. Lors de l'essai d'objets à tester alimentés et stressés par la température et le climat, l'augmentation de la densité énergétique peut entraîner des surcharges et des dysfonctionnements susceptibles de provoquer la destruction des batteries. Afin de protéger de la meilleure manière possible le personnel et les chambres d'essai par des mesures techniques, ces dernières ont été équipées de dispositifs de protection pour le niveau de risque 6, conformément à l'évaluation des risques selon les normes EUCAR Hazard Level. Il s'agit entre autres de chambres d'essai soudées étanches à la vapeur et d'isolations en matériau non inflammable, de dispositifs d'air de balayage, d'installations de détection de gaz pour le CO et le HC, d'inertages à l'azote en cas d'incendie, de chambres d'essai protégées contre la surpression et de détections d'incendie par mesure de la température.
Équipement de base et variantes spéciales
Ces chambres d'essai permettent de répondre aux normes d'essai courantes, comme par exemple la norme VW PV1200. Dix-huit des chambres d'essai conviennent pour des tests de température de -40 à +90 °C avec une vitesse de variation de 3 K. Trois autres chambres sont conçues avec une plage de température étendue de -40 à 150 °C. Afin de pouvoir réaliser des tests spéciaux de changement de température, l'une des chambres d'essai a été dotée d'une vitesse de changement élevée allant jusqu'à 10 K. En plus des chambres d'essai mentionnées, Weiss Technik a également mis à disposition, dans le cadre du projet, une chambre d'essai climatique spéciale avec table vibrante multiaxiale (MAST) ainsi que deux installations de construction identique pour les tests de corrosion avec une salle des machines commune.
Un concept à faible empreinte carbone
Afin de concrétiser l'empreinte la plus petite possible exigée et de réaliser l'installation peu encombrante des chambres d'essai, Weiss Technik a tout d'abord remanié la structure de la chambre, qui avait fait ses preuves à maintes reprises, et a développé un nouveau concept de chambre. La chambre d'essai a été placée sur un châssis surélevé, de sorte que la partie de la machine habituellement placée latéralement puisse être positionnée sous la chambre d'essai. Les chambres d'essai ont été installées séparément et protégées par des enceintes allant jusqu'au plafond, afin d'éviter, en cas de survenance d'un incident dans une chambre, que les autres installations d'essai du hall ne soient affectées.
Équipement de base et particularités
Toutes les chambres d'essai sont équipées d'un hublot à vitrage multiple et chauffé ainsi que d'une porte à double battant permettant un chargement facile. Afin de pouvoir tester simultanément deux échantillons plus petits au lieu d'un seul grand, la moitié des chambres disposent d'un support d'essai à deux niveaux. La chambre d'essai est commandée par le système de mesure et de régulation numérique éprouvé SIMPAC et le logiciel WEBSeason. L'unité de commande, de programmation et de surveillance avec Web-Panel est fixée sur la porte de la chambre d'essai.
Avec ses 22 chambres d'essai, le centre de compétence de Volkswagen pour les systèmes de batteries dispose d'une technique d'essai ultramoderne et peu encombrante, avec un équipement de sécurité répondant aux normes les plus strictes, ce qui en fait la base optimale pour le contrôle et le développement des batteries lithium-ion.