Pour fonctionner, les véhicules électriques ont besoin d’une grande quantité d’énergie. Cette énergie est stockée dans des batteries à haute tension dont l’isolation électrique doit être parfaite, ce qui nécessite l’emploi de matériaux adaptés.


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Les différents composants d’une batterie de véhicule électrique

 

Dans les véhicules électriques, les batteries sont constituées de trois éléments imbriqués : les cellules, les modules et le pack batterie.

 

Les cellules

Les cellules sont au cœur de la batterie, car elles concentrent les substances qui seront utilisées pour transformer l’énergie chimique en énergie électrique. Ce sont des accumulateurs rechargeables à haute performance souvent de type Lithium-ion, Lithium-ion-polymère ou Lithium-métal-polymère.

 

Les modules

Une voiture électrique a besoin d’environ 1000 fois plus de puissance qu’un Smartphone. La puissance d’une cellule étant limitée, des dizaines voire des centaines ou des milliers de cellules entrent dans la conception d’une batterie. Pour mieux les protéger et faciliter leur remplacement en cas de panne, ces cellules sont regroupées en différents modules.

 

Le pack batterie

Le pack batterie est un assemblage de modules additionné d’un système de refroidissement. Le pack batterie est géré par un système de sécurité appelé BMS (Battery Management System) dont le rôle est de contrôler l’état de santé de la batterie : température, voltage, intensité, etc.

 

L’importance de l’isolation électrique dans les batteries

 

Dans une batterie de véhicule électrique, l’isolation diélectrique entre chaque composant doit être totale. Cela signifie qu’aucun arc électrique ne peut survenir entre les différents éléments qu’il s’agisse des cellules ou des modules.

 

Éviter les départs de feux

Les batteries utilisant la technologie Lithium-ion sont connues pour être instables et hautement inflammables, ce qui pose de nombreux problèmes de sécurité. On dénombre trois principaux facteurs d’embrasement sur ce type de batterie :

  • les chocs violents ;
  • les températures excessives ;
  • les courts-circuits internes ;

C’est donc pour limiter ces risques que :

  • les cellules sont isolées électriquement les unes des autres ;
  • les modules contiennent des barrières thermiques pour bloquer les départs de feu ;
  • les packs sont étanches et résistants aux chocs ;

 

Isoler pour protéger les opérateurs

L’assemblage des batteries et la fabrication des modules nécessitent une manipulation des cellules de la part des opérateurs. Un défaut d’isolation sur un élément chargé peut provoquer une décharge violente. La présence de matériaux isolants a donc également pour fonction de protéger les opérateurs.

 

Conclusion

Les packs de batteries qui équipent les véhicules électriques sont assemblés à partir de modules et de cellules dont l’isolation électrique est un élément clé. Il est ainsi primordial d’éviter la formation d’arcs électriques pouvant causer incendies et dommages corporels, en choisissant les matériaux isolants adaptés.

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