En réduisant continuellement les émissions des véhicules, la technologie des batteries joue un rôle clé dans le développement de produits dans tous les secteurs de l'industrie automobile. En particulier dans le domaine de la mobilité électrique, le besoin de stockage d'énergie est d'une importance primordiale. Conscients de ces défis, nous développons des concepts intelligents pour la production très complexe de modules et de packs de batteries pour l'industrie automobile.
Afin de développer des concepts d'automatisation innovants et efficaces, il est très important pour nous de connaître le produit final jusque dans les moindres détails. Par exemple, les propriétés des matériaux, les spécifications des composants techniques ou les propriétés spéciales du produit final sont des informations importantes. En tant que partenaire fiable pour le développement de concepts de production techniquement sophistiqués pour les modules et les packs de batteries, nous connaissons une grande variété de concepts de batteries jusque dans le moindre détail.
Joachim Döhner, vice-président de la division Batterie de KUKA, nous a posé cinq questions sur les batteries des véhicules électriques et hybrides.
Qu'est-ce qui rend les batteries si spéciales dans les véhicules électriques et hybrides ?
Contrairement aux batteries de faible puissance et de faible capacité, que nous utilisons pendant nos temps libres dans la cuisine ou dans une lampe de poche, par exemple, les véhicules électriques et hybrides exigent des batteries hautes performances qui se caractérisent par des exigences particulières en termes de performances, de capacité, de poids, de taille et de fiabilité. Pour obtenir les paramètres électriques souhaités, tels que la tension, la capacité, la densité d'énergie et la densité de puissance, vous avez besoin d'un paquet d'un maximum de batteries identiques ou de cellules de batteries individuelles : un paquet de batteries.
Pour l'instant, tout va bien. Maintenant wird est plus complexe : en quoi consiste une batterie ?
Les batteries sont composées de différents composants. Ce sont des cellules connectées en série ou en parallèle pour générer la tension et la capacité désirées. En plus des cellules, les batteries comprennent un système de refroidissement, un système de gestion de batterie (BMS), des barres omnibus d'alimentation, des câbles, des connexions auxiliaires, du câblage, des capteurs pour surveiller les batteries et un boîtier robuste et étanche.
Les barres omnibus relient électriquement les éléments, tandis que le câblage relie les capteurs de température et de tension des éléments au système de gestion de batterie (BMS), qui contrôle la batterie. Le câble de traction est un câble haute tension à courant élevé qui relie les modules cellulaires entre eux et transporte le courant principal autour de la batterie. Pour connecter la batterie et le véhicule, il faut une interface véhicule qui transmet les informations via CAN-BUS, un protocole automobile standard. Ce protocole nous fournit des informations sur l'état de charge, la tension, la température et l'intensité du courant et donc sur la consommation électrique ou la puissance de la batterie. Pour mesurer la quantité de courant pendant le processus de décharge et de charge, un dispositif de mesure doit être intégré. Afin de réduire le risque de choc électrique causé par la batterie, le dispositif de surveillance de l'isolement surveille en permanence la mise à la terre de la batterie. Enfin, chaque batterie nécessite un interrupteur principal qui déconnecte les connexions positives et négatives, ce qui rend la batterie sûre. Ce composant est appelé contacteur principal.
Quel est le cœur d'une batterie ?
Définitivement les cellules ! Ce sont les composants de base des batteries. Une cellule est une source d'énergie fermée dans laquelle l'énergie est stockée chimiquement. Cette énergie est stockée ou libérée par des réactions électrochimiques internes telles qu'un flux d'électrons à travers un circuit externe. Les piles au lithium-ion sont généralement utilisées dans les véhicules électriques. Les cellules au lithium-ion ont une densité énergétique significativement plus élevée que les produits chimiques utilisés précédemment. Ils sont donc particulièrement adaptés aux applications de l'industrie automobile. Ils sont également considérés comme plus sûrs, moins toxiques et offrent une plus grande efficacité énergétique et une durée de vie beaucoup plus longue.