La sécurité des VE repose sur une gestion de batterie avancée

L'expansion rapide des trottinettes électriques et autres véhicules électriques à basse vitesse (VE) redessine la mobilité urbaine, mais elle exige aussi des systèmes de gestion de batterie plus sophistiqués pour garder les conducteurs en sécurité et les véhicules fiables.

Alors que les VE à grande vitesse comme les voitures, camions et SUV dominent les gros titres, le segment à basse et moyenne vitesse — motos électriques, trottinettes, planches à roulettes électriques et quads — connaît un boom alimenté par des packs de batteries plus durables et plus légers. Selon un récent rapport de Global Market Insights, le marché de la moto électrique et de la trottinette était évalué à 30 milliards de dollars en 2019 et devrait croître à un taux de croissance annuel composé de plus de 4 % pour atteindre 40 milliards de dollars d'ici 2026.

Le cercle du LiFe

Historiquement, la chimie plomb-acide (PbA) alimentait de nombreux petits véhicules électriques et vélos électriques. Cependant, la recherche de chimies de batterie plus légères, plus vertes et plus sûres a accéléré le passage vers des solutions à base de lithium — Li-ion et LiFePO₄ — particulièrement dans les VE légers (LEV). Ces chimies offrent une densité d'énergie plus élevée, un poids réduit et une sécurité améliorée, se traduisant par des vélos électriques et trottinettes plus agiles et réactifs.

Les ventes de trottinettes électriques sont en plein essor.

En Chine, la norme GB 17761-2018 a été officiellement adoptée en avril 2019 pour couvrir la sécurité complète des vélos, y compris les composants électroniques. L'Inde et d'autres marchés développent des normes analogues qui fixent des limites à l'enregistrement des vélos électriques — plafonnant la vitesse à 25 km/h, imposant des batteries lithium et exigeant une fixation de pédale — pour améliorer la sécurité des conducteurs.

En regardant vers un avenir avec des voitures volantes et des hoverboards, les batteries à base de lithium définiront la norme de l'industrie. Assurer leur fonctionnement sûr est donc essentiel, et une surveillance robuste de la batterie est le facteur clé.

Surveillance avec un but

Une solution de surveillance de batterie qui fournit des données en temps réel sur la tension de cellule, le courant et la température donne la confiance nécessaire pour concevoir des packs plus sûrs et à plus grande capacité. Une détection précise permet au système de déclencher des actions protectrices — comme désactiver la charge ou la décharge — avant que les paramètres ne dépassent les limites sûres.

La température est un facteur critique. À des températures inférieures à 5 °C, les batteries à base de Li perdent en performance et peuvent être empêchées de fonctionner ou de charger. Au-dessus de 45 °C, la charge est limitée pour éviter la surchauffe, et la décharge est restreinte à mesure que les températures augmentent. Ces limites aident à prévenir l'emballement thermique — une condition qui peut causer le gonflement de la batterie, voire son explosion.

Par exemple, les BQ76942 et BQ76952 de Texas Instruments surveillent les températures internes du die ainsi que les lectures de thermistance externes. Leurs fonctionnalités intégrées de protection thermique coupent automatiquement la charge ou la décharge lorsque des extrêmes sont détectés.

Vélo électrique alimenté par une batterie à base de lithium.

Au-delà de la température, la surveillance de la tension et du courant permet un contrôle fin de la santé de la batterie. Si la tension à circuit ouvert d'une cellule dépasse sa tension de charge nominale, le moniteur signale une sur-tension et arrête la charge supplémentaire, dissipant l'énergie excédentaire sous forme de chaleur. De même, les conditions de sur-courant déclenchent des FETs de commutation protecteurs pour sauvegarder le pack.

En combinant des données précises de tension, courant et température, les concepteurs obtiennent les informations nécessaires pour optimiser l'efficacité énergétique, prolonger la durée de vie cyclique et garantir la sécurité du conducteur.

Perspectives d'avenir

Choisir une solution de surveillance de batterie qui priorise la sécurité et la longévité devrait être une pratique de conception standard pour tous les fabricants de vélos électriques. Une surveillance avancée, couplée à des processus de production raffinés, n'améliorera pas seulement la sécurité mais amplifiera aussi les bénéfices environnementaux du transport électrique.

Nous n'aurons peut-être pas besoin de routes à l'avenir, mais nous aurons certainement besoin de batteries qui sont sûres, fiables et efficaces.

Ressources supplémentaires :

• Moniteurs de batterie de nouvelle génération : comment améliorer la sécurité de la batterie tout en améliorant la précision et en prolongeant l'autonomie
• Améliorer la précision de la mesure de température dans les systèmes de surveillance de batterie
• Améliorer la précision de la mesure de tension dans les systèmes de surveillance de batterie
• Remettez-vous en question la précision de votre moniteur de batterie ? Améliorez la sécurité et la précision de la batterie avec ces conseils

– Vikram Sundaram, Ingénieur Marketing Produit, Texas Instruments.

>> Cet article a été publié à l'origine sur notre site sœur, EE Times.

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