Étude de cas Uni Wuppertal

La technologie des batteries a fait d’énormes progrès ces dernières années et joue un rôle toujours plus important dans le stockage des énergies renouvelables et le passage à l’électrique du trafic routier. Afin de suivre le rythme de ces évolutions et de consolider encore davantage son rôle futur dans la recherche sur les batteries au niveau des cellules et des modules, l’université de Wuppertal s’est dotée d’un laboratoire dédié aux batteries, dont l’activité a débuté en 2022 et qui dispose de vastes installations de test. Les chambres d’essais climatiques MK de BINDER jouent un rôle important dans ce processus.

Pour construire le laboratoire dédié aux batteries, des testeurs de batteries capables de tester des cellules et des modules ont d’abord été commandés. D’autres recherches ont ensuite déterminé quelles chambres d’essais climatiques étaient les plus compatibles avec les testeurs et l’université a choisi les modèles MK 115 et MK 720 de BINDER, avec un équipement de sécurité supplémentaire. En plus du haut degré de compatibilité, un changement rapide de la température et une vaste plage de température pour les tests à venir étaient des critères décisifs pour cette acquisition.

Les premières planifications partaient sur la base d’une plage de températures requise de -20 à +180 °C, mais il a été rapidement clair que les enceintes BINDER, avec leur plage de -40 à +180 °C, s’intégraient parfaitement dans le projet et représentaient un investissement nettement meilleur pour l’avenir. Lors des tests de batteries haute tension, différentes normes revêtent une grande importance, par exemple UN-ECE-R100, CEI 62660-1 ou ISO 62660-1. Ces normes fixent entre autres les exigences en termes de sécurité, de performances et de durée de vie des batteries lithium-ions, y compris des batteries haute tension.

Un aspect important dans le choix des appareils a bien entendu été le respect de toutes les normes nécessaires, afin d’assurer que les exigences pour une utilisation sûre et efficace soient remplies. Les enceintes BINDER ont également marqué des points sur ce critère.

Essais d’initialisation dans le laboratoire dédié aux batteries : tests commandés par logiciels au niveau des cellules

Dans l’histoire encore très récente du laboratoire dédié aux batteries, des essais d’initialisation ont d’abord été effectués. Pour ce faire, des processus commandés par des logiciels ont par exemple été créés et conçus pour les tests de batteries au niveau des cellules. Les profils de test/charge définis consistent sont composés de paramètres de test comme la vitesse de charge, la puissance de charge, la durée et la température ambiante souhaitée. Le logiciel gère l’interaction parfaite des appareils raccordés. Pour cette raison, comme mentionné plus haut, la compatibilité des appareils les uns avec les autres est d’une importance capitale.

UniZub : une nouvelle technologie doit révolutionner le recyclage de batteries de véhicules électriques

Un premier projet de recherche concret a déjà vu le jour sous le nom de « UniZub ». En arrière-plan de ce travail de recherche s’inscrit la coopération avec l’AWG Wuppertal qui gère entre autres un centre de recyclage de voitures. Le nombre croissant de véhicules électriques qui s’y trouvent crée un énorme défi pour le recyclage. En effet, comme avec une boîte noire, aucune information n’est disponible sur l’état d’une batterie haute tension d’un véhicule électrique.

À l’aide de simulations sur ordinateur et d’essais pratiques dans le laboratoire dédié aux batteries, les bases sont aujourd’hui développées pour créer un estimateur d’état universel, qui devra à l’avenir indiquer l’état actuel des batteries haute tension. Ce n’est que lorsque ces données cruciales seront disponibles qu’il sera possible de décider d’une possible réutilisation de la batterie (utilisation de seconde main ou recyclage des composants).

Les batteries du futur : plus d’énergie, une durée de vie prolongée et des alternatives plus respectueuses de l’environnement

Le développement de batteries lithium-ions garde l’objectif d’augmenter la densité énergétique et la durée de vie tout en réduisant les coûts de fabrication et en améliorant la sécurité. Dans ce but, de nouveaux matériaux tels que les batteries solides sont étudiés et développés. L’intégration de batteries dans différentes applications comme les véhicules électriques et les accumulateurs stationnaires continue d’être accélérée. En outre, le développement de méthodes de recyclage des batteries lithium-ions gagne de plus en plus d’importance pour diminuer l’impact écologique et réduire au minimum les besoins en matières premières.

Outre la réutilisation des batteries lithium-ions, des technologies de batteries alternatives comme les batteries sodium-ions sont étudiées avec attention. Ces batteries sont capables de remplacer le lithium, matière première critique, et peuvent s’avérer plus rentables et plus écologiques que les batteries lithium-ions dans certaines applications.