{"id":23754,"date":"2021-10-01T09:31:29","date_gmt":"2021-10-01T09:31:29","guid":{"rendered":"https:\/\/www.takomabattery.com\/?p=23754"},"modified":"2023-12-06T08:14:06","modified_gmt":"2023-12-06T08:14:06","slug":"why-battery-thermal-management-system-is-important","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/why-battery-thermal-management-system-is-important\/","title":{"rendered":"Pourquoi le syst\u00e8me de gestion thermique de la batterie est-il important ?"},"content":{"rendered":"
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Pourquoi le syst\u00e8me de gestion thermique de la batterie est-il important ?<\/h1>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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Cet article aborde la question de la syst\u00e8me de gestion thermique de la batterie<\/strong> mentionn\u00e9 dans l'article pr\u00e9c\u00e9dent. Les cellules au lithium-ion pr\u00e9f\u00e8rent une plage de temp\u00e9rature tr\u00e8s similaire \u00e0 celle des humains, autour de 23 \u2103. Le syst\u00e8me de gestion thermique de la batterie r\u00e8gle la cellule \u00e0 la bonne temp\u00e9rature en la refroidissant ou en la r\u00e9chauffant.<\/p>

Un syst\u00e8me simple de gestion thermique de la batterie consiste \u00e0 installer un \u00e9changeur de chaleur dans la batterie pour maintenir la cellule dans une plage de temp\u00e9rature constante. Il existe de nombreuses fa\u00e7ons d'y parvenir, mais la m\u00e9thode la plus courante consiste \u00e0 transf\u00e9rer la chaleur de la cellule vers l'ext\u00e9rieur de la cellule par l'interm\u00e9diaire d'un m\u00e9dium.<\/p>

\"Le<\/p>

\u00a0<\/p>

  1. Pourquoi un syst\u00e8me de gestion thermique de la batterie est-il important ?<\/a><\/li>
  2. Consid\u00e9rations relatives au syst\u00e8me de gestion thermique de la batterie<\/a>
    1. Trois facteurs\uff1atype de batterie, environnement d'exploitation, \u00e9tat de la cellule<\/a><\/li>
    2. Trois types d'\u00e9change de chaleur : conduction, convection et radiation<\/a><\/li><\/ol><\/li>
    3. R\u00e9gler la temp\u00e9rature du syst\u00e8me de gestion thermique de la batterie<\/a><\/li>
    4. L'\u00e9volution de l'emballement thermique<\/a><\/li>
    5. Termes relatifs au syst\u00e8me de gestion thermique de la batterie<\/a>
      1. Adiabatique<\/a><\/li>
      2. R\u00e9actions exothermiques et r\u00e9actions endothermiques<\/a><\/li><\/ol><\/li><\/ol><\/div>

        Pourquoi un syst\u00e8me de gestion thermique de la batterie est-il important ?<\/h2>

        Pour la cellule, la temp\u00e9rature la plus appropri\u00e9e est d'environ 23\u2103. Dans une batterie, il existe \u00e9galement une diff\u00e9rence de temp\u00e9rature entre les cellules de la batterie. En g\u00e9n\u00e9ral, le syst\u00e8me de gestion thermique de la batterie doit maintenir la diff\u00e9rence de temp\u00e9rature entre les cellules de la cha\u00eene de batteries entre deux et trois degr\u00e9s, et dans les pires conditions, la diff\u00e9rence de temp\u00e9rature doit \u00eatre contr\u00f4l\u00e9e entre 6 et 8\u2103.<\/p>

        La gestion thermique est tr\u00e8s importante, car une temp\u00e9rature \u00e9lev\u00e9e est une condition sensible qui acc\u00e9l\u00e8re le vieillissement de la cellule. Lorsque la diff\u00e9rence de temp\u00e9rature entre les cellules \u00e0 l'int\u00e9rieur du bloc-batterie est trop importante, la vitesse de vieillissement de chaque cellule est \u00e9galement tr\u00e8s diff\u00e9rente. Une cellule chaude vieillit g\u00e9n\u00e9ralement plus vite qu'une cellule froide, et la dur\u00e9e de vie d'un bloc-batterie d\u00e9pend de la cellule la moins performante, de sorte qu'un d\u00e9s\u00e9quilibre de temp\u00e9rature r\u00e9duit la dur\u00e9e de vie pr\u00e9vue du bloc-batterie.<\/p>

        \"La<\/p>

        Consid\u00e9rations relatives au syst\u00e8me de gestion thermique de la batterie<\/h2>

        Trois facteurs\uff1atype de batterie, environnement d'exploitation, \u00e9tat de la cellule<\/h3>

        Les syst\u00e8mes complexes de gestion thermique des batteries d\u00e9pendent fortement de trois facteurs. Le premier facteur est le type de batterie utilis\u00e9. Une batterie de grande puissance produira beaucoup de chaleur, tandis qu'une batterie d'\u00e9nergie en produira beaucoup moins. Le deuxi\u00e8me facteur est l'environnement dans lequel la batterie est utilis\u00e9e.<\/p>

        Si la batterie est utilis\u00e9e \u00e0 des temp\u00e9ratures plus \u00e9lev\u00e9es, cela signifie qu'elle est d\u00e9j\u00e0 chaude lorsqu'elle commence \u00e0 fonctionner. Le troisi\u00e8me facteur est l'\u00e9tat de la cellule elle-m\u00eame. Les batteries de diff\u00e9rents syst\u00e8mes de mat\u00e9riaux ont des temp\u00e9ratures diff\u00e9rentes.<\/p>

        Ces trois facteurs doivent donc \u00eatre pris en compte lors de la conception d'un syst\u00e8me de gestion thermique de la batterie.<\/p>

        Trois types d'\u00e9change de chaleur : conduction, convection et radiation<\/h3>

        Entre-temps, trois types d'\u00e9change de chaleur doivent \u00eatre pris en compte dans la conception de la batterie et du syst\u00e8me de gestion thermique de la batterie : la conduction, la convection et le rayonnement. La conduction est le transfert direct de chaleur entre deux objets en contact ; la convection est le transfert de chaleur \u00e0 travers un fluide en mouvement vers un dispositif d'absorption de chaleur.<\/p>

        Le rayonnement fait r\u00e9f\u00e9rence \u00e0 la diffusion vers l'ext\u00e9rieur de l'\u00e9nergie sous forme d'ondes \u00e9lectromagn\u00e9tiques ou de particules, g\u00e9n\u00e9ralement \u00e0 travers un gaz ou le vide. Ces trois modes de transfert de chaleur doivent \u00eatre pris en compte dans la conception du syst\u00e8me, mais la conduction et la convection de la chaleur sont les principaux facteurs \u00e0 prendre en compte dans la conception du syst\u00e8me de gestion thermique de la batterie.<\/p>

        \"Trois<\/p>

        La cellule lithium-ion de la poche est mont\u00e9e avec l'unit\u00e9 de refroidissement \u00e0 droite et l'\u00e9tag\u00e8re adjacente \u00e0 gauche. La chaleur de la cellule est transmise \u00e0 la plaque de refroidissement, puis au canal de refroidissement, par conduction thermique. Le fluide circulant dans le canal de la plaque de refroidissement \u00e9vacue la chaleur par convection thermique.<\/p>

        La chaleur de la cellule est transmise au bus par conduction. Le cadre utilis\u00e9 pour le support m\u00e9canique sur le c\u00f4t\u00e9 gauche de la cellule n'a pas de contact direct avec la cellule, et la chaleur dans la cellule est transf\u00e9r\u00e9e par radiation thermique.<\/p>

        Lorsque la cellule se d\u00e9charge, elle g\u00e9n\u00e8re de la chaleur qui est transf\u00e9r\u00e9e au bus et aux autres composants connect\u00e9s \u00e0 la cellule par conduction thermique. Les syst\u00e8mes de gestion thermique des batteries qui utilisent des liquides les chauffent ou les refroidissent par convection. De la m\u00eame mani\u00e8re, la cellule peut \u00eatre refroidie par convection en utilisant du gaz froid.<\/p>

        Les effets de la chaleur rayonnante ne peuvent \u00eatre ignor\u00e9s. Bien que la cellule chauffante ne soit pas directement connect\u00e9e \u00e0 d'autres cellules ou composants, elle peut \u00eatre chauff\u00e9e par rayonnement. De m\u00eame, si le syst\u00e8me de gestion thermique de la batterie n'est pas bien con\u00e7u, le composant \u00e9lectronique chauffant peut \u00e9galement affecter la cellule par rayonnement.<\/p>

        R\u00e9gler la temp\u00e9rature du syst\u00e8me de gestion thermique de la batterie<\/h2>

        Les batteries au lithium-ion fonctionnent bien dans la plage de temp\u00e9rature 10-35 \u2103, ce qui signifie que le maintien de la temp\u00e9rature du syst\u00e8me de gestion thermique de la batterie doit \u00eatre r\u00e9gl\u00e9 dans cette plage de temp\u00e9rature. C'est \u00e9galement la temp\u00e9rature que le bloc-batterie doit maintenir dans la plupart des cas.<\/p>

        Dans cette plage de temp\u00e9rature, la batterie ne subit pas de r\u00e9actions secondaires suppl\u00e9mentaires d'oxydation-r\u00e9duction.<\/p>

        La plupart des batteries lithium-ion ne peuvent pas fonctionner en dessous de -20\u2103 ou au-dessus de 45\u2103. En dessous de -40\u2103, l'\u00e9lectrolyte se solidifie ou pr\u00e9cipite des sels de lithium, l'imp\u00e9dance de la cellule augmente alors de mani\u00e8re significative, la mobilit\u00e9 des ions est faible, la capacit\u00e9 et la puissance de la cellule diminuent de mani\u00e8re significative.<\/p>

        Lorsque la temp\u00e9rature de la batterie d\u00e9passe 60\u2103, les mat\u00e9riaux de l'anode et de la cathode en \u00e9tat de charge deviennent instables.<\/p>

        \"R\u00e9gler<\/p>

        La chaleur est un concept et un param\u00e8tre importants \u00e0 utiliser dans la conception du syst\u00e8me de gestion thermique des batteries. La chaleur est une sorte d'expression de l'\u00e9nergie. Chaque objet de masse dans le bloc-batterie peut absorber de la chaleur, y compris tous les composants de la cellule de la batterie et du bloc-batterie. La quantit\u00e9 de chaleur absorb\u00e9e par chaque objet est directement li\u00e9e \u00e0 sa masse et \u00e0 sa capacit\u00e9 thermique sp\u00e9cifique (caract\u00e9ristiques du mat\u00e9riau).<\/p>

        Par exemple, un bus en cuivre de m\u00eame masse peut absorber plus de chaleur qu'un bus en plastique. Si la quantit\u00e9 de chaleur absorb\u00e9e par l'objet d\u00e9passe le seuil d'un changement de phase ou d'une r\u00e9action, le mat\u00e9riau commence \u00e0 se transformer. Les plastiques fondent ou br\u00fblent, et les m\u00e9taux fondent ou s'oxydent. \u00c0 l'exception de certains composants \u00e9lectroniques en contact direct avec la source de chaleur, la chaleur n'est g\u00e9n\u00e9ralement pas un facteur important \u00e0 prendre en compte lors de la conception.<\/p>

        Toutefois, dans le cas d'une batterie refroidie passivement ou en l'absence de dispositif de refroidissement, l'effet de la chaleur doit \u00eatre estim\u00e9. S'il est appliqu\u00e9 dans des zones o\u00f9 les temp\u00e9ratures sont plus \u00e9lev\u00e9es, il peut s'av\u00e9rer utile. Dans cet environnement, la batterie absorbe la chaleur de son environnement, ce qui oblige le syst\u00e8me de gestion thermique de la batterie \u00e0 travailler dur pour maintenir la temp\u00e9rature \u00e0 un niveau bas.<\/p>

        Par exemple, en Arizona, la temp\u00e9rature ambiante en \u00e9t\u00e9 est de 38-44 \u2103 ou plus, et la batterie absorbe la chaleur de l'environnement. Un refroidissement actif est donc n\u00e9cessaire pour r\u00e9duire la temp\u00e9rature initiale \u00e9lev\u00e9e de la batterie \u00e0 23 \u2103, am\u00e9liorant ainsi les performances et la dur\u00e9e de vie du syst\u00e8me de batterie.<\/p>

        L'\u00e9volution de l'emballement thermique<\/h2>

        Si la temp\u00e9rature de la batterie est sup\u00e9rieure \u00e0 90\u2103, le s\u00e9parateur \u00e0 base de polym\u00e8re a commenc\u00e9 \u00e0 fondre et \u00e0 \u00eatre d\u00e9truit, et entre 90~130\u2103le s\u00e9parateur continuera \u00e0 \u00eatre d\u00e9truit, jusqu'\u00e0 ce que le court-circuit interne entre la cathode et l'anode, puis la cellule appara\u00eetra contr\u00f4le thermique.<\/p>

        En pratique, l'emballement thermique signifie que la cellule atteint une temp\u00e9rature suffisamment \u00e9lev\u00e9e pour produire sa propre chaleur, suivie d'une combustion ou d'une explosion (souvent appel\u00e9e \"d\u00e9sassemblage rapide\").<\/p>

        Une fois que le c\u0153ur d\u00e9passe le seuil, il n'y a plus aucun moyen d'emp\u00eacher la chaleur spontan\u00e9e et de provoquer un emballement thermique. Le seuil de temp\u00e9rature d'emballement thermique des diff\u00e9rentes batteries lithium-ion est diff\u00e9rent. Certaines batteries peuvent d\u00e9clencher un emballement thermique \u00e0 des temp\u00e9ratures basses, comme 120\u2103, tandis que d'autres peuvent d\u00e9passer 140\u2103.<\/p>

        \"Les<\/p>

        L'emballement thermique commence par la d\u00e9composition des produits chimiques \u00e0 l'int\u00e9rieur de la cellule, suivie d'une s\u00e9rie de r\u00e9actions secondaires de d\u00e9gagement d'oxyg\u00e8ne, qui acc\u00e9l\u00e8rent la combustion continue de la cellule. Si la cellule est suffisamment \u00e9tanche pour emp\u00eacher l'oxyg\u00e8ne de l'air d'entrer en contact avec les mat\u00e9riaux combustibles de la cellule, la combustion ne se poursuivra pas lorsque l'oxyg\u00e8ne \u00e0 l'int\u00e9rieur de la cellule sera \u00e9puis\u00e9.<\/p>

        Des \u00e9tudes montrent que la temp\u00e9rature maximale peut d\u00e9passer 600~800\u2103 lorsque la chaleur est incontr\u00f4lable. La temp\u00e9rature sp\u00e9cifique d\u00e9pend de la taille de la cellule et du nombre de cellules hors de contr\u00f4le. Il existe peu de moyens efficaces pour pr\u00e9venir la d\u00e9faillance des batteries lithium-ion caus\u00e9e par l'emballement thermique.<\/p>

        Les concepteurs essaient d'am\u00e9liorer la s\u00e9curit\u00e9 du bloc-batterie autant que possible par la conception du syst\u00e8me de gestion thermique de la batterie en isolant la cellule d\u00e9faillante ou en \u00e9vacuant le gaz g\u00e9n\u00e9r\u00e9 par la cellule d\u00e9faillante. Dans tous les cas, la gestion des d\u00e9faillances des cellules n\u00e9cessite une approche holistique du syst\u00e8me. Mais jusqu'\u00e0 pr\u00e9sent, il n'existe aucun moyen efficace de pr\u00e9venir la d\u00e9faillance d'une cellule.<\/p>

        Termes relatifs au syst\u00e8me de gestion thermique de la batterie<\/h2>

        Nous devons \u00e9galement aborder bri\u00e8vement certains termes li\u00e9s \u00e0 la conception et \u00e0 l'essai du syst\u00e8me de gestion thermique des batteries, en les d\u00e9crivant d'abord un peu pour mieux comprendre ces concepts.<\/p>

        \"Termes<\/p>

        Adiabatique<\/h3>

        Le premier terme est Adiabatique. Adiabatique est li\u00e9 \u00e0 la premi\u00e8re loi de la thermodynamique. Dans ce contexte, adiabatique signifie qu'il n'y a pas d'\u00e9change de chaleur entre le monde ext\u00e9rieur et la batterie. Dans le domaine des batteries lithium-ion, les caract\u00e9ristiques thermiques des cellules lithium-ion sont g\u00e9n\u00e9ralement test\u00e9es dans des conditions adiabatiques.<\/p>

        La m\u00e9thode consiste \u00e0 placer la cellule dans une chambre chaude qui change de temp\u00e9rature de mani\u00e8re \u00e0 rester \u00e0 la m\u00eame temp\u00e9rature que la cellule pendant le test. Il est ainsi possible de calculer avec pr\u00e9cision la quantit\u00e9 de chaleur g\u00e9n\u00e9r\u00e9e par la cellule dans un environnement donn\u00e9.<\/p>

        R\u00e9actions exothermiques et r\u00e9actions endothermiques<\/h3>

        On parle \u00e9galement de \"r\u00e9actions exothermiques\" et de \"r\u00e9actions endothermiques\". Une r\u00e9action exothermique est une r\u00e9action qui lib\u00e8re de l'\u00e9nergie dans l'environnement, ce qui le r\u00e9chauffe. La r\u00e9action endothermique est une r\u00e9action qui absorbe la chaleur du milieu environnant et abaisse la temp\u00e9rature ambiante.<\/p>

        La grande majorit\u00e9 des batteries lithium-ion se d\u00e9chargent (lib\u00e8rent de l'\u00e9nergie) par une r\u00e9action exothermique, ce qui n\u00e9cessite un syst\u00e8me de gestion thermique de la batterie pour traiter la chaleur g\u00e9n\u00e9r\u00e9e.<\/p><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

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        \n\t\t\t\t\t\"Image\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\n\t\t\t
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        \n\t\t\t\t\t\t\tverdoyant\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t
        \n\t\t\t\t\t\tBonjour, je suis Greeny. Titulaire d'une ma\u00eetrise en g\u00e9nie \u00e9lectrique, mon expertise porte sur l'exploration des batteries au lithium et l'\u00e9change de batteries au lithium. Je mets l'accent sur la combinaison de l'exp\u00e9rience pratique et des connaissances professionnelles. Gr\u00e2ce \u00e0 une \u00e9criture claire et concise, je m'engage \u00e0 vous pr\u00e9senter l'essence de la technologie des batteries au lithium et des stations d'\u00e9change de batteries.\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\n\t\t\t\t\t\tTous les articles\t\t\t\t\t<\/a>\n\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

        Why battery thermal management system is important? This article will discuss the battery thermal management system mentioned in the previous article. Lithium-ion cells prefer a temperature range very similar to that of humans, around 23 \u2103. The battery thermal management system in the battery pack adjusts the cell to the right temperature by cooling or […]<\/p>\n","protected":false},"author":6,"featured_media":23758,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_lmt_disableupdate":"","_lmt_disable":"","site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"default","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","ast-disable-related-posts":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-opacity":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[180,151],"tags":[7,117,146],"class_list":["post-23754","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-battery-thermal-management-system","category-lithium-ion-battery-knowledge","tag-battery","tag-battery-cell","tag-battery-system"],"modified_by":"tycorun666","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23754","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/6"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=23754"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/23754\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/23758"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=23754"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=23754"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.takomabattery.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=23754"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}