Fraunhofer EMI et PowerCo travaillent à la mise en service industriel d’un nouveau système d’imagerie à rayons X pour les tests de sécurité des batteries, donnant aux fabricants un aperçu du comportement des grandes cellules de batterie sous contrainte. Le système, développé par l’Institut Fraunhofer pour la dynamique à grande vitesse, Ernst-Mach-Institute (EMI), capture jusqu’à 1 000 images par seconde, révélant des processus auparavant cachés à l’intérieur d’une cellule.
Il combine la technologie des rayons X avec une chambre d’essai spécialement conçue et des capteurs mesurant la température, la pression, la tension et le débit de gaz, capturant la formation de gaz, le déplacement de matériau et la formation de fissures à haute résolution. L’un des principaux défis techniques consistait à construire une chambre capable de protéger les composants radiologiques des conditions d’emballement thermique.
Fraunhofer EMI a déjà utilisé cette technologie pour caractériser le comportement d’éjection et de propagation des matériaux dans des assemblages multicellulaires pour des constructeurs automobiles allemands, notamment Volkswagen et Audi, en affinant les modèles de simulation existants. Le système sera désormais utilisé à des fins industrielles et son installation est prévue sur le site de PowerCo à Salzgitter d’ici 2028.
Dans un communiqué, Sebastian Schopferer, responsable de la sécurité des batteries chez Fraunhofer EMI, a déclaré : « Grâce à notre méthode in situ, nous pouvons suivre ce qui se passe dans une cellule en fractions de seconde, en temps réel, avec la plus haute résolution. Cela change notre compréhension fondamentale de la conception et de la sécurité des batteries. » HW Vassen, directeur de la technologie chez PowerCo, a ajouté que ces travaux contribuent à renforcer la position de l’Europe dans l’industrie des batteries.
Pourquoi c’est important :
L’observation directe remplace l’inférence indirecte dans la conception des cellules. Les simulations et les tests destructifs laissaient auparavant largement inférer les mécanismes d’emballement thermique, de sorte que la visibilité en temps réel à 1 000 images par seconde pourrait modifier la rapidité avec laquelle les fabricants valident les modifications de conception plutôt que de les modéliser à l’aveugle.
Une date d’installation fixée à 2028 lie les gains de sécurité au calendrier de production de PowerCo. Les conceptions de cellules raffinées issues de cette recherche n’atteindront pas la production de masse à Salzgitter tant que le système n’y sera pas physiquement installé, ce qui signifie que les améliorations de sécurité à court terme dépendent autant du calendrier d’intégration que de la science sous-jacente.
L’infrastructure européenne de R&D sur les batteries cible un écart de capacité par rapport à ses concurrents asiatiques. Présenter cela comme un renforcement du rôle de l’Europe dans l’industrie des batteries suggère que VW considère la technologie exclusive de test de sécurité comme un moyen de se différencier techniquement des fabricants de cellules chinois et coréens qui sont actuellement en tête en termes de production.