La charge en cinq minutes nécessite la bonne cellule et le bon profil de charge de la batterie

Un profil de charge de batterie définit le courant de charge en fonction du temps, généralement sur une plage d'état de charge à une température donnée. Il peut s'agir d'un courant constant suivi d'une tension constante, d'un profil en paliers ou d'un profil contrôlé par une limite physique. Le profil détermine la vitesse de charge d'une cellule et son vieillissement au cours de ce processus. Le profil optimal évolue avec le vieillissement de la cellule et dépend de manière non linéaire de la température, du mode de refroidissement et de l'état de charge initial. C'est ce qui rend la tâche si difficile, et pourquoi des approches basées sur la simulation sont utilisées pour la maîtriser de façon méthodique.

Cinq limites : la puissance du réseau, le courant du chargeur, la température de la cellule, la tension de la cellule et l'anode. Les deux premières proviennent du système, les deux suivantes du vieillissement induit par la température et par la tension de la cellule. La cinquième est le lithium plating à l'anode. Le dépassement d'une limite de cellule accélère le vieillissement ou crée un risque pour la sécurité.

Si le potentiel à la surface de l'anode descend en dessous de zéro par rapport au lithium, du lithium métallique se dépose sur l'anode (lithium plating). Bien que le processus soit partiellement réversible, la capacité est définitivement perdue et un problème de sécurité peut se développer. Le potentiel de surface de l'anode constitue donc une limite importante pour la charge rapide. Aucun capteur n'atteint la surface de l'anode dans une cellule finie ; cette limite doit donc être calculée.

Utilisez un modèle de cellule physique paramétré et validé, intégrez-le dans votre modèle de module et exécutez des simulations par lots qui maintiennent le courant de charge dans les cinq limites. Un ensemble délibérément restreint d'expériences de validation confirme ensuite le résultat. Dans un exemple de projet, le profil validé était prêt en environ trois mois au lieu de sept.

Dans un exemple documenté sur une cellule cylindrique 4680 actuelle, un profil en paliers optimal reste environ 20 % en deçà de l'optimum physique. Augmenter le courant par paliers par tâtonnement n'atteint jamais l'optimum, car cette méthode ne permet pas de visualiser les cinq limites simultanément ni d'optimiser pour chacune d'elles.

Sur 198 cellules validées, l'écart médian du Batemo Cell Model est de 0,8 %, mesuré par rapport aux expériences de validation. Batemo garantit ses modèles : si vous pouvez nous montrer un autre modèle de cellule de batterie plus précis, nous vous remboursons. Nous publions la précision de chaque modèle sur sa propre page de cellule sur ce site, et pour chaque modèle nous fournissons des rapports Excel détaillant sa précision dans les conditions de validation. Batemo propose également d'autres moyens de vérifier la précision avec laquelle le potentiel de l'anode est simulé.