Sécuritéet fiabilitédes batteries · Microsoft PowerPoint - Ppt0000012 [Lecture seule] Author...
Transcript of Sécuritéet fiabilitédes batteries · Microsoft PowerPoint - Ppt0000012 [Lecture seule] Author...
![Page 1: Sécuritéet fiabilitédes batteries · Microsoft PowerPoint - Ppt0000012 [Lecture seule] Author Sophie Created Date 9/25/2014 3:41:33 PM ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051921/600f052951c1d433fc739f7e/html5/thumbnails/1.jpg)
Journée ‘Batteries et systèmes de management : Etat de lEtat de l’’art, technologies et perspectivesart, technologies et perspectives’’, 23, 23‐‐SeptembreSeptembre‐‐20142014
Serma TechnologiesSavoie Technolac, 50 Avenue Lac Léman, BP 332, F-73370 Le Bourget du Lac, FranceT: +33 (0)4 79 60 15 30, M: +33 (0)6 46 60 45 18, e-mail: [email protected]://www.serma-technologies.com/
Sécurité et fiabilité des batteries
Pascal Gouérec, Ph.D.Energy Project Leader
![Page 2: Sécuritéet fiabilitédes batteries · Microsoft PowerPoint - Ppt0000012 [Lecture seule] Author Sophie Created Date 9/25/2014 3:41:33 PM ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051921/600f052951c1d433fc739f7e/html5/thumbnails/2.jpg)
Journée ‘Batteries et systèmes de management : Etat de lEtat de l’’art, technologies et perspectivesart, technologies et perspectives’’, 23, 23‐‐SeptembreSeptembre‐‐20142014
Déroulé de la présentation
• Les conséquences de l’instabilité des batteries– Batteries Lithium
– Batteries Plomb VRLA
• Maitriser les risques associés à l’utilisation des batteries– Electronique de Contrôle (PCB/PCM/ BMS – Battery Management System)
– ‘Built‐in safety devices’
– Sélection des chimies et fournisseurs
– Plan de Qualification – Un exemple typique
– Normes et certifications internationales
• Conclusions
• Questions
![Page 3: Sécuritéet fiabilitédes batteries · Microsoft PowerPoint - Ppt0000012 [Lecture seule] Author Sophie Created Date 9/25/2014 3:41:33 PM ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051921/600f052951c1d433fc739f7e/html5/thumbnails/3.jpg)
Journée ‘Batteries et systèmes de management : Etat de lEtat de l’’art, technologies et perspectivesart, technologies et perspectives’’, 23, 23‐‐SeptembreSeptembre‐‐20142014
La batterie: Le maillon faible?Le cas Boeing 787 Dreamliner
![Page 4: Sécuritéet fiabilitédes batteries · Microsoft PowerPoint - Ppt0000012 [Lecture seule] Author Sophie Created Date 9/25/2014 3:41:33 PM ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051921/600f052951c1d433fc739f7e/html5/thumbnails/4.jpg)
Journée ‘Batteries et systèmes de management : Etat de lEtat de l’’art, technologies et perspectivesart, technologies et perspectives’’, 23, 23‐‐SeptembreSeptembre‐‐20142014
La batterie: Le maillon faible?Le cas UPS Cargo Jet
![Page 5: Sécuritéet fiabilitédes batteries · Microsoft PowerPoint - Ppt0000012 [Lecture seule] Author Sophie Created Date 9/25/2014 3:41:33 PM ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051921/600f052951c1d433fc739f7e/html5/thumbnails/5.jpg)
Journée ‘Batteries et systèmes de management : Etat de lEtat de l’’art, technologies et perspectivesart, technologies et perspectives’’, 23, 23‐‐SeptembreSeptembre‐‐20142014
Accroissement du marché auto EV: Gros besoin de fiabilisation
Tesla Model S: 5 stars au crash test mais pas infaillible !
![Page 6: Sécuritéet fiabilitédes batteries · Microsoft PowerPoint - Ppt0000012 [Lecture seule] Author Sophie Created Date 9/25/2014 3:41:33 PM ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051921/600f052951c1d433fc739f7e/html5/thumbnails/6.jpg)
Journée ‘Batteries et systèmes de management : Etat de lEtat de l’’art, technologies et perspectivesart, technologies et perspectives’’, 23, 23‐‐SeptembreSeptembre‐‐20142014
Mais aussi pour Applications Consumer / médicale
![Page 7: Sécuritéet fiabilitédes batteries · Microsoft PowerPoint - Ppt0000012 [Lecture seule] Author Sophie Created Date 9/25/2014 3:41:33 PM ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051921/600f052951c1d433fc739f7e/html5/thumbnails/7.jpg)
Journée ‘Batteries et systèmes de management : Etat de lEtat de l’’art, technologies et perspectivesart, technologies et perspectives’’, 23, 23‐‐SeptembreSeptembre‐‐20142014
Le lithium instable …les batteries Plomb Acide aussi
Observations: Gonflement d’éléments Plomb dans APUConséquences: Risques fonctionnels et sécuritaire,
Maintenance plus fréquente.
![Page 8: Sécuritéet fiabilitédes batteries · Microsoft PowerPoint - Ppt0000012 [Lecture seule] Author Sophie Created Date 9/25/2014 3:41:33 PM ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051921/600f052951c1d433fc739f7e/html5/thumbnails/8.jpg)
Journée ‘Batteries et systèmes de management : Etat de lEtat de l’’art, technologies et perspectivesart, technologies et perspectives’’, 23, 23‐‐SeptembreSeptembre‐‐20142014
Pourquoi ces évènements violents? Les spécificités des chimies Lithium
• Capacité de stockage par unité de volume importante• Tensions aux bornes: 4,5V• Potentiellement instable• Utilisation de solvants organiques
• Forte réactivité du Lithium avec H2O et humiditéContraintes environnement et conception (‘dry room’)
• Design des cellules en couches minces Nécessite une bonne maitrise des procédés de fabrication
![Page 9: Sécuritéet fiabilitédes batteries · Microsoft PowerPoint - Ppt0000012 [Lecture seule] Author Sophie Created Date 9/25/2014 3:41:33 PM ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051921/600f052951c1d433fc739f7e/html5/thumbnails/9.jpg)
Journée ‘Batteries et systèmes de management : Etat de lEtat de l’’art, technologies et perspectivesart, technologies et perspectives’’, 23, 23‐‐SeptembreSeptembre‐‐20142014
La qualité de la cellule: Cause principale des défaillances
Lithium Polymer Manufacturing process (source: MicroPower)Court‐circuits internes souvent mentionnés comme origine de l’emballement thermique.
Toutes les étapes de la fabrication sont potentiellement à risque.
Toutefois, ne pas oublier: L’utilisateur, Le système, L’électronique de contrôle
![Page 10: Sécuritéet fiabilitédes batteries · Microsoft PowerPoint - Ppt0000012 [Lecture seule] Author Sophie Created Date 9/25/2014 3:41:33 PM ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051921/600f052951c1d433fc739f7e/html5/thumbnails/10.jpg)
Journée ‘Batteries et systèmes de management : Etat de lEtat de l’’art, technologies et perspectivesart, technologies et perspectives’’, 23, 23‐‐SeptembreSeptembre‐‐20142014
La maitrise du procédé de fabrication est critique
Défauts pouvant mener à des court‐circuits internes (source: Fire Research Fondation)
Composants internes – cellule 18650
![Page 11: Sécuritéet fiabilitédes batteries · Microsoft PowerPoint - Ppt0000012 [Lecture seule] Author Sophie Created Date 9/25/2014 3:41:33 PM ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051921/600f052951c1d433fc739f7e/html5/thumbnails/11.jpg)
Journée ‘Batteries et systèmes de management : Etat de lEtat de l’’art, technologies et perspectivesart, technologies et perspectives’’, 23, 23‐‐SeptembreSeptembre‐‐20142014
• Les conséquences de l’instabilité des batteries– Batteries Lithium
– Batteries Plomb VRLA
• Maitriser les risques associés à l’utilisation des batteries– Electronique de Contrôle (PCB/PCM/ BMS – Battery Management System)
– Sélection des chimies et fournisseurs
– Plan de Qualification – Un exemple typique
– Normes et certifications internationales
• Conclusions
• Questions
![Page 12: Sécuritéet fiabilitédes batteries · Microsoft PowerPoint - Ppt0000012 [Lecture seule] Author Sophie Created Date 9/25/2014 3:41:33 PM ...](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022051921/600f052951c1d433fc739f7e/html5/thumbnails/12.jpg)
Journée ‘Batteries et systèmes de management : Etat de lEtat de l’’art, technologies et perspectivesart, technologies et perspectives’’, 23, 23‐‐SeptembreSeptembre‐‐20142014
Les différents niveaux de protection: Electronique de contrôle et Design cellules/packs
3 niveaux de protection‐Cellules (isolation, soupapes …)
Prévention surcharge Réaction vs. temp. et pression
‐PCM / PCBPrévention surcharge/sous‐dech Prévention forts courantsPrévention temp. hautes (PTC)
‐BMS (Battery Management System)Intelligence de la batterie (SOH, SOC)Contrôle tension / courant / temp.Equilibrage cellulesProfils charge / décharge