Applications du BTMS refroidi à l'eau dans les véhicules commerciaux électriques et le stockage de l'énergie

Applications industrielles des systèmes de gestion thermique des batteries refroidies par eau

La technologie BTMS refroidie à l'eau sert diverses applications dans le domaine du transport commercial et du stockage stationnaire de l'énergie. Chaque application présente des défis uniques en matière de gestion thermique qui influencent la sélection et l'intégration des systèmes.

Gestion thermique des bus électriques

Les autobus électriques représentent une application mature pour les BTMS refroidis à l'eau. Les autobus urbains fonctionnent selon des schémas d'arrêt et de va-et-vient avec des accélérations et des décélérations fréquentes, ce qui génère une chaleur importante au niveau de la batterie. Simultanément, le confort des passagers nécessite le fonctionnement d'un système de chauffage, de ventilation et de climatisation qui affecte l'équilibre thermique global.

La gestion thermique des batteries dans les autobus vise à maintenir une température constante des cellules dans l'ensemble du pack. La non-uniformité de la température entraîne un déséquilibre entre les cellules, ce qui réduit la capacité utilisable et accélère la dégradation. Le BTMS doit assurer un refroidissement uniforme de l'ensemble de la batterie, qui peut contenir des centaines de cellules disposées en plusieurs modules.

L'intégration de la gestion de la charge est essentielle pour les autobus dotés de capacités de charge d'opportunité. La charge rapide génère une chaleur importante que le BTMS doit gérer pour permettre des fenêtres de charge courtes tout en protégeant la santé de la batterie.

Les considérations relatives à l'efficacité énergétique influencent la conception du système. Les lignes d'autobus disposent d'un budget énergétique limité pour la climatisation et la propulsion. Un fonctionnement efficace du BTMS minimise la consommation d'énergie parasite, prolongeant l'autonomie et réduisant les besoins de recharge.

Applications pour poids lourds

Les camions électriques sont confrontés à des défis différents de ceux des véhicules urbains. Les longs trajets impliquent une conduite soutenue sur autoroute avec une décharge continue de la batterie. La planification des itinéraires exige une autonomie prévisible, qui dépend des performances constantes de la batterie tout au long du cycle d'utilisation.

La gestion thermique des camions doit supporter les charges thermiques soutenues de l'exploitation autoroutière. Contrairement aux véhicules urbains qui disposent d'un temps de récupération entre les trajets, les camions longue distance peuvent fonctionner en continu pendant de nombreuses heures. La capacité du système de gestion thermique des camions doit supporter ces charges prolongées sans dégradation.

Le fonctionnement en climat froid est essentiel pour les camions des régions septentrionales. Le chauffage des batteries par des températures inférieures à zéro empêche la perte de capacité et protège contre le placage du lithium pendant la charge. Les réchauffeurs de liquide PTC intégrés dans les unités BTMS permettent un réchauffement rapide.

Les considérations relatives à l'intégration au réseau ont une incidence sur les opérations des flottes. Les camions dont le kilométrage journalier est élevé doivent être rechargés fréquemment, souvent à l'aide de chargeurs rapides à courant continu de grande puissance. Le BTMS doit gérer les charges thermiques des cycles de conduite et de charge.

Machines de construction et équipements miniers

Les équipements lourds présentent des défis extrêmes en matière de gestion thermique. Les véhicules de construction fonctionnent souvent dans des environnements poussiéreux et à haute température, avec un flux d'air limité pour l'évacuation de la chaleur. Les camions miniers sont confrontés à des défis supplémentaires liés aux vibrations, aux chocs et aux atmosphères potentiellement explosives.

Les considérations relatives au cycle de travail déterminent le choix de la capacité. Les équipements tels que les chargeurs sur roues fonctionnent avec une demande de puissance élevée pendant les cycles de creusement et de chargement, suivie d'un déplacement de moindre puissance entre les zones de travail. Le BTMS doit répondre aux changements rapides des charges thermiques tout en maintenant la température de la batterie.

Les unités d'une capacité de 16 kW sont spécialement conçues pour ces applications exigeantes. Une construction robuste, des composants électriques conformes à la norme IP67 et des tests complets garantissent un fonctionnement fiable dans des conditions difficiles.

Les considérations de sécurité sont primordiales dans les applications minières. Les unités BTMS ne doivent pas introduire de sources d'inflammation dans les zones où des atmosphères inflammables peuvent exister. La sélection des composants et les essais répondent à ces exigences.

Systèmes de stockage d'énergie

Les applications de stockage d'énergie stationnaire vont au-delà de la gestion thermique des véhicules. Les installations de stockage au niveau du réseau utilisent de grands ensembles de batteries qui nécessitent une gestion thermique coordonnée.

Les exigences d'évolutivité influencent l'architecture du système. Les installations de stockage d'énergie peuvent contenir des mégawattheures de capacité de batterie répartis sur des milliers de cellules. Le BTMS doit être dimensionné de manière économique tout en maintenant une distribution uniforme de la température.

Le fonctionnement autonome distingue les applications stationnaires de l'intégration dans un véhicule. En l'absence de systèmes d'alimentation du véhicule fournissant une infrastructure de gestion thermique, le BTMS doit être autonome et disposer d'alimentations et de commandes dédiées.

L'intégration avec les systèmes de gestion des bâtiments permet un fonctionnement coordonné avec les systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation et les systèmes d'alimentation électrique. Le système de gestion des bâtiments peut répondre aux signaux indiquant la demande du réseau, la tarification de l'énergie ou l'occupation des locaux afin d'optimiser les stratégies de refroidissement.

Infrastructure de recharge

Les stations de recharge de véhicules électriques bénéficient d'une technologie de gestion thermique. Les chargeurs rapides génèrent une chaleur importante qui doit être gérée pour garantir la fiabilité et l'efficacité.

La gestion thermique du chargeur protège les composants électroniques de la surchauffe, prolongeant ainsi leur durée de vie et maintenant l'efficacité de la charge. Le refroidissement actif par ventilateur ou par liquide maintient la température des composants dans les limites des spécifications.

Le conditionnement des batteries dans les stations de recharge permet de préchauffer ou de prérefroidir les batteries des véhicules avant la charge, ce qui accélère les sessions de charge et protège la santé des batteries. Certaines stations intègrent des systèmes de gestion thermique qui communiquent avec les véhicules pour coordonner le conditionnement.

Intégration des énergies renouvelables

Le stockage de l'énergie solaire et éolienne nécessite une gestion thermique des batteries afin de maximiser l'efficacité et la longévité du système. Les systèmes de stockage d'énergie atténuent l'intermittence de la production d'énergie renouvelable, en stockant l'énergie excédentaire pendant les pics de production pour la restituer pendant les périodes de forte demande.

Les effets de la température sur la durée de vie calendaire et cyclique des batteries sont importants. Une gestion thermique appropriée prolonge la durée de vie des batteries, améliorant ainsi l'économie des projets de stockage des énergies renouvelables.