Pourquoi une batterie au lithium peut-elle prendre feu ?
L’un des risques majeurs des batteries lithium-ion est l’emballement thermique. Ce phénomène se produit lorsque la température d’une cellule augmente de manière incontrôlée, pouvant entraîner un incendie voire une explosion. Comprendre ses causes et ses conséquences est essentiel pour garantir la sécurité des batteries.
⚠️ Sécurisez vos batteries dès maintenant ! L’emballement thermique est un risque réel, mais il peut être évité avec les bonnes technologies. Découvrez comment nos packs batteries LFP garantissent une protection optimale.
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Les causes de l'emballement thermique
L’emballement thermique peut être provoqué par plusieurs facteurs :
Causes électriques d'un emballement thermique
- Surcharge de la cellule : Un excès de charge peut provoquer une surchauffe interne.
Décharge profonde suivie d’une recharge : Une cellule trop déchargée puis rechargée peut subir un court-circuit.
- Court-circuit interne à la cellule : Cela peut résulter du vieillissement de la cellule ou d’un défaut de fabrication. Un fabricant de pack batterie doit impérativement prendre en compte ce risque dans son analyse de sécurité.
Causes thermiques d'un emballement thermique
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Auto-échauffement ou exposition à une source de chaleur externe : Une batterie soumise à des températures élevées peut entrer en emballement thermique. Certains scénarios, comme un incendie externe, rendent difficile la protection contre la chaleur excessive.
Causes mécaniques
- Chocs et vibrations : Un impact physique peut endommager la cellule et provoquer un court-circuit interne. La conception du pack batterie doit assurer une protection mécanique efficace.
Quelles sont les conséquences d'un emballement thermique ?
Lorsqu’une cellule entre en emballement thermique, la réaction chimique interne entraîne une augmentation rapide de la température. Ce phénomène peut se propager aux cellules voisines, déclenchant une propagation thermique. C’est lors d’un tel évènement qu’il est alors difficile d’arrêter cette réaction en chaîne.
Les effets possibles incluent :
Une émission de fumées toxiques (acide fluorhydrique – HF)
Un départ de feu
Une explosion
Comment éviter un emballement thermique ?
La prévention repose sur plusieurs niveaux de sécurité :
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Gestion électronique avec le BMS :
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Maintien des cellules dans une plage de température et de tension optimale.
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Surveillance des courants de charge et de décharge.
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Déconnexion du circuit en cas de surchauffe.
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Conception mécanique du pack batterie :
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Protection contre les chocs et vibrations.
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Mécanismes pour empêcher les courts-circuits inter-cellules.
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Protection contre les sources de chaleur externes.
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Comment prévenir la propagation thermique ?
Même en prévenant l’emballement thermique, un fabricant de pack batterie doit anticiper la possibilité qu’une cellule entre en réaction. Plusieurs solutions permettent de limiter la propagation thermique :
Réduction de l’apport en oxygène pour limiter la combustion.
Isolation thermique entre les cellules pour contenir la chaleur et éviter la réaction en chaîne.
Valve de sécurité pour dépressuriser le pack batterie afin d’éviter l’explosion.
Choix de la chimie des cellules : Les cellules LFP (Lithium Fer Phosphate) sont plus stables que les NMC (Nickel Manganèse Cobalt) et génèrent moins de chaleur en cas d’emballement thermique.
Diminution de la densité énergétique dans les applications critiques.
Détection de l’emballement thermique le plus tôt possible par le BMS pour alerter l’utilisateur et éviter une situation dangereuse.
La sécurité des batteries LFP CirculaCar
Nos packs batteries contiennent un ensemble de protection contre l’emballement et la propagation thermique qui les placent parmi les plus sûres et résistantes du marché.
Chez CirculaCar, nous concevons des packs batteries LFP intégrant un ensemble avancé de protections contre l’emballement thermique.
Aucun emballement thermique n’apparaît sur des essais de résistance au feu pendant plus de 2 minutes, de chocs mécaniques supérieurs à 20g ou d’écrasement de plus de 10 tonnes.
Résistance au feu pendant plus de 2 minutes
Tolérance aux chocs supérieurs à 20g
Résistance à un écrasement de plus de
10 tonnes
Nous mettons également en place des dispositifs de sécurité qui stoppe toute propagation thermique.
Lors de tests de pénétration de clou entraînant un emballement thermique d’une cellule, nos packs ont montré une résistance efficace de l’incident, limitant les conséquences d’un emballement thermique à de simples fumerolles, sans flammes ni explosion. Notre BMS détecte également le départ d’une cellule en emballement thermique, met la batterie en sécurité et communique au véhicule l’évènement pour prévenir le conducteur.
Nos packs de batteries sont spécialement conçus pour empêcher toute propagation thermique en cas d’emballement thermique d’une cellule. Cette performance assure un niveau de sécurité optimal pour les véhicules électriques, offrant ainsi une utilisation en toute tranquillité. Notre technologie dépasse largement les exigences des normes strictes telles que l’UN ECE R100-3, qui impose un délai minimum de 5 minutes entre la détection de l’emballement thermique par le BMS et l’apparition d’un événement dangereux (fumée importante, incendie ou explosion). Avec notre batterie, l’évènement dangereux n’apparaît jamais.
Comprendre et prévenir l’emballement thermique est essentiel pour garantir la sécurité des batteries lithium-ion. En intégrant des solutions avancées de protection, CirculaCar propose des batteries LFP sûres et fiables, minimisant les risques d’incendie et d’explosion.
Si vous êtes intéressés par nos packs batteries LFP ou si vous avez des questions, n’hésitez pas à nous contacter ici !