Les essais abusifs se concentrent sur les limites de l’endurance des cellules, modules et packs de batterie. Comment un élément testé réagit-il aux courts-circuits, aux contraintes mécaniques ou aux incendies ? Compte tenu des exigences élevées en matière de sécurité, notamment en ce qui concerne l’approbation et l’homologation, le besoin de capacité d’essai a augmenté de façon spectaculaire dans le monde entier. FEV a tenu compte de ces développements dès que nous avons commencé à planifier notre nouveau centre de développement et d’essai de batteries (eDLP) et à créer une infrastructure unique pour chaque type de test abusif. Une aile distincte de 3 500 m2 a été construite pour les salles de test, y compris les zones de préparation et les ateliers, afin de garantir des tests sûrs et sans danger pour les employés et l’environnement. Les dimensions du bâtiment offrent un espace généreux. L’impressionnante salle des incendies, avec sa tour de chute et son système de test de résistance au feu, mesure à elle seule 300 m2 de surface et 12 mètres de hauteur. Elle permet à la fois d’effectuer divers « stress tests » et des essais tels que la combustion contrôlée d’éléments sans aucune restriction de temps ou d’ingénierie de sécurité. Quatre autres salles de stockage aux murs de 350 mm d’épaisseur et mesurant 8 x 8 x 8 mètres offrent des équipements d’essai installés en permanence, par exemple un broyeur, des bancs de court-circuit et une machine pneumatique d’essai de choc. Toutes les salles d’essai de l’aile sont reliées au système de traitement des fumées d’échappement composé par des systèmes fermés afin d’extraire et de purifier l’air pendant et après l’essai.
Ainsi, l’eDLP permet une gamme unique de tests abusifs, allant des tests d’homologation à la certification et aux normes internationales, en passant par des profils de test spécifiques au client et librement programmables. Sur demande, l’équipe assiste ses clients dans le développement, donne des conseils sur les spécifications des objectifs et des procédures appropriées, et, si nécessaire, s’occupe de la préparation des éléments de test pour les exigences individuelles. Des tests spéciaux peuvent être mis en place si nécessaire.
La gamme d’équipements de test comprend :
- Un système pour les essais de pression interne jusqu’à 7 bars
- Un système de court-circuit dans une cellule causé par un impact mécanique
- Un broyeur d’une force de 500 kN, possibilité de récupération des objets testés à l’aide d’une grue et d’un bassin sur le banc d’essai, extensible à 1 500 kN pour les essais de véhicules complets
- Un système d’essai de résistance au feu à double voie et une table d’assemblage fixe pour la mise à feu des composants, y compris l’allumeur, une table d’essai réglable en hauteur avec un fond en fil d’acier et un pare-feu modulaire pour couvrir les éléments d’essai de différentes tailles
- Tour de chute pour des hauteurs allant jusqu’à 12 mètres, pour effectuer des tests de chute qui répondent également à la norme coréenne de sécurité des véhicules à moteur (KMVSS), qui exige des chutes d’une hauteur extrême
- Une machine pneumatique d’essai de coups de marteau pour tester des composants, des éprouvettes de 1,7 kilogramme, une production d’énergie de 5 joules d’une hauteur allant jusqu’à 300 millimètres
- Un système pour effectuer des tests de court-circuit externe avec cinq bancs de résistance pouvant être connectés en parallèle et en série, des bancs isolés en acier inoxydable, une caméra infrarouge et deux caméras haute définition
Propagation thermique
L’essai de propagation thermique jouera un rôle particulier en ce qui concerne les normes mondiales d’homologation. Selon le GB/T 31467, le test sera exigé pour le marché chinois à partir de 2021. Le test est réalisé en fixant des capteurs de température et de pression à l’ensemble de la batterie et en la plaçant dans un bassin en acier à l’intérieur de la salle des incendies. Ensuite, un défaut est simulé – à l’aide d’un clou qui pénètre la cellule de manière contrôlée, déclenchant un court-circuit interne, ou en surchauffant la batterie à l’aide de plaques chauffantes préalablement fixées. Les données de mesure, telles que la charge électrique, la pression et la température, sont enregistrées pendant toute la durée du test, et la procédure de test est documentée à l’aide d’un système de caméras. Cette approche permet d’obtenir une image claire de la façon dont la chaleur se propage autour de la cellule endommagée et des temps de réponse des autres cellules. La génération de fumée et ses effets sur le fonctionnement de la batterie haute tension sont enregistrés tout comme l’intégrité fonctionnelle du couvercle de la batterie. Le test fournit non seulement un résultat clair – que la durée minimale prescrite de cinq minutes jusqu’à ce que le gaz ou le feu s’échappe du boîtier de la batterie soit respectée ou non – mais aussi des informations sur chaque facteur majeur conduisant à ce résultat, à savoir la stabilité et l’étanchéité du joint du boîtier ainsi que la fonctionnalité des unités de ventilation dans le bloc-batterie et leur activation correcte sous des pressions spécifiques.
La réaction en chaîne de propagation thermique peut également être provoquée lorsque de l’humidité pénètre dans le boîtier de la batterie, par exemple lorsque le système de refroidissement présente une fuite, et que cela déclenche un court-circuit dans une cellule. L’eDLP a la capacité d’effectuer un test approprié pour évaluer ce risque également. Dans ce cas, les taux d’accélération pour un profil de conduite typique sont simulés sur un élément de test sous contrainte sur un banc d’essai. On laisse l’humidité pénétrer progressivement, et l’élément testé et les mesures prises sont analysés pour déterminer sa fonctionnalité et/ou les dommages éventuels qu’il pourrait subir. La procédure est répétée plusieurs fois à certains intervalles jusqu’au volume maximum de liquide de refroidissement, même jusqu’à ce que le système de batterie soit potentiellement défaillant ou en court-circuit.
Flexibilité omnidirectionnelle
Lors d’expériences quasi-statiques, l’eDLP offre la possibilité d’utiliser des mesures géométriques et optiques. Différents systèmes de caméra et de mesure peuvent enregistrer en détail ce qui se passe pendant l’essai. Le client peut ensuite incorporer les données de mesure dans des simulations, ce qui réduit la nécessité d’effectuer des essais en situation réelle ainsi que les cycles de développement et les coûts qui y sont associés.
La capacité de l’eDLP à effectuer des tests d’abus et des tests de sécurité ne se limite d’ailleurs pas aux seules batteries haute tension. L’installation peut également être utilisée pour tester d’autres composants automobiles tels que les phares, les moteurs électriques, les unités de commande, les stations de charge, les pièces de carrosserie, ainsi que des éléments de test provenant d’autres secteurs, comme les appareils médicaux et l’électronique grand public.
Compte tenu des progrès rapides des véhicules électriques, les experts de l’eDLP prévoient que les batteries pourraient être utilisées différemment dans la production automobile à l’avenir. Par exemple, ces composants pourraient être intégrés dans la carrosserie du véhicule. L’infrastructure des installations d’essai a donc déjà été conçue en vue d’une éventuelle extension pour couvrir l’ensemble du véhicule, c’est-à-dire des opérations d’essai avec des ensembles beaucoup plus grands.
Dépannage et diagnostic
En plus des tests classiques, une partie de plus en plus essentielle du travail de l’installation consiste à dépanner et à diagnostiquer. Pourquoi un élément testé n’a-t-il pas réagi comme prévu ? Pourquoi un certain type d’erreur se répète-t-il et quelle en est la cause ? Le personnel de l’eDLP est spécialisé dans le démontage des modules et des batteries brûlés – en prenant toutes les précautions nécessaires selon les directives pour travailler sur des équipements motorisés – en déterminant la cause du dysfonctionnement et en la documentant. Les clients de FEV peuvent demander ce service séparément, par exemple après un accident avec une batterie à haute tension, après une tentative infructueuse dans un laboratoire incapable d’effectuer le dépannage lui-même, ou lorsqu’un incident s’est produit dans une installation de production. Une équipe mobile d’experts ressemblant à un groupe de médecins volants se rendra alors rapidement sur les lieux pour effectuer un diagnostic.
Stockage et élimination
Enfin et surtout, le centre complète sa gamme de services de test abusifs en proposant de stocker les éléments détruits une fois qu’un défaut a été localisé et que le rapport d’essai a été rédigé. L’eDLP dispose à cet effet de locaux de stockage séparés. À la demande de ses clients, l’équipe veillera également à ce que les articles soient éliminés correctement. Cela inclut la préparation d’un certificat de destruction.
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