{"id":28322,"date":"2026-07-30T02:27:50","date_gmt":"2026-07-30T02:27:50","guid":{"rendered":"https:\/\/trumonytechs.com\/?p=28322"},"modified":"2026-07-30T09:07:15","modified_gmt":"2026-07-30T09:07:15","slug":"refroidissement-de-la-batterie-ev","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.trumonytechs.com\/fr\/ev-battery-cooling\/","title":{"rendered":"Refroidissement des batteries de v\u00e9hicules \u00e9lectriques\u00a0: adapter la m\u00e9thode \u00e0 la charge thermique et \u00e0 l\u2019uniformit\u00e9 de la temp\u00e9rature des cellules"},"content":{"rendered":"

Le refroidissement des batteries de v\u00e9hicules \u00e9lectriques maintient un pack lithium-ion dans une plage de temp\u00e9ratures de fonctionnement optimale tout en limitant les \u00e9carts de temp\u00e9rature entre les cellules. La m\u00e9thode permettant d'atteindre ces deux objectifs d\u00e9pend de la mesure de la g\u00e9n\u00e9ration de chaleur des cellules, de l'uniformit\u00e9 requise et du type de conditionnement disponible. L'air, les plaques froides \u00e0 liquide indirect, le r\u00e9frig\u00e9rant direct, l'immersion, les caloducs et le refroidissement par changement de phase atteignent chacun une limite physique diff\u00e9rente. La g\u00e9n\u00e9ration de chaleur doit \u00eatre d\u00e9termin\u00e9e \u00e0 partir des donn\u00e9es au niveau des cellules, pour l'ensemble de la plage de courant, d'\u00e9tat de charge et de temp\u00e9rature pr\u00e9vue. La capacit\u00e9 du pack multipli\u00e9e par le taux de charge\/d\u00e9charge (C-rate) d\u00e9crit le d\u00e9bit \u00e9lectrique, mais ne constitue pas un indicateur fiable.<\/p>\n

Comment fonctionne le refroidissement des batteries des v\u00e9hicules \u00e9lectriques et ce qu'il contr\u00f4le r\u00e9ellement<\/h2>\n

Un syst\u00e8me de refroidissement de batterie de v\u00e9hicule \u00e9lectrique \u00e9vacue la chaleur du pack tout en respectant deux objectifs distincts\u00a0: une plage de temp\u00e9rature absolue pour les cellules et une limite de d\u00e9rive thermique entre elles. L\u2019objectif prioritaire d\u00e9pend du circuit de refroidissement, du conditionnement et de l\u2019interface cellule-liquide de refroidissement.<\/p>\n

La g\u00e9n\u00e9ration de chaleur \u00e0 l'int\u00e9rieur de la batterie a plusieurs causes. La chaleur irr\u00e9versible provient des pertes ohmiques et de polarisation dans les cellules, tandis que la chaleur entropique r\u00e9versible est due \u00e0 l'\u00e9lectrochimie elle-m\u00eame. Les barres omnibus, les languettes et les r\u00e9sistances de contact contribuent \u00e9galement \u00e0 cette g\u00e9n\u00e9ration de chaleur, si bien que les jonctions deviennent souvent des points chauds avant les corps de cellules. Tous ces \u00e9l\u00e9ments sont sensibles au courant, \u00e0 la r\u00e9sistance interne, \u00e0 l'\u00e9tat de charge, \u00e0 la temp\u00e9rature, au vieillissement et au sens de la charge. Il est donc essentiel de dimensionner le syst\u00e8me de refroidissement en tenant compte des besoins, en se basant sur la calorim\u00e9trie, une cartographie de la g\u00e9n\u00e9ration de chaleur fournie par le fabricant ou un mod\u00e8le \u00e9lectrothermique valid\u00e9, ex\u00e9cut\u00e9 sur le cycle de fonctionnement r\u00e9el.<\/p>\n

Directives publi\u00e9es sur les r\u00e9partitions absolues des bandes. Fonctionnalit\u00e9 E-Mobility Engineering sur le refroidissement des batteries de v\u00e9hicules \u00e9lectriques<\/a>, un titre professionnel d'ing\u00e9nieur, situe les meilleures performances et la dur\u00e9e de vie la plus longue \u00e0 environ 20-25 \u00b0C. Comparaison des refroidissements par liquide et par air r\u00e9alis\u00e9e par Saur Energy<\/a> Ce graphique d\u00e9crit une plage de temp\u00e9ratures de fonctionnement optimales, plus proche de 20 \u00e0 40 \u00b0C. Les deux valeurs r\u00e9pondent \u00e0 des questions diff\u00e9rentes\u00a0: la plus \u00e9troite correspond \u00e0 une dur\u00e9e de vie optimale, la plus large \u00e0 une tol\u00e9rance de fonctionnement. Une conception qui prend en compte cette tol\u00e9rance r\u00e9ussira son propre test d'acceptation, mais vieillira plus vite que ne le pr\u00e9voit la fiche technique de la cellule. Il s'agit de g\u00e9n\u00e9ralisations industrielles\u00a0; la sp\u00e9cification de cellule approuv\u00e9e pr\u00e9vaut.<\/p>\n

Il est judicieux de d\u00e9finir rapidement une limite. La gestion thermique normale contr\u00f4le la temp\u00e9rature de fonctionnement, la dispersion, le vieillissement et la consommation d'\u00e9nergie auxiliaire. Emballement thermique<\/a> La s\u00e9curit\u00e9 en mati\u00e8re de propagation est une discipline distincte\u00a0: d\u00e9tection, ventilation, isolation, avertissement des occupants et r\u00e9sistance \u00e0 la propagation de cellule \u00e0 cellule. Pour les v\u00e9hicules routiers, elle est prise en charge par ISO 6469-1:2019\/Amd 1:2022<\/a>, Cette norme traite de la gestion de la s\u00e9curit\u00e9 de la propagation thermique des syst\u00e8mes de stockage d'\u00e9nergie rechargeables. Un circuit de refroidissement dimensionn\u00e9 pour un fonctionnement normal ne constitue pas une strat\u00e9gie de propagation, et aucune version de cette norme ne prescrit de m\u00e9thode de refroidissement, de dimensions de plaque ou de temp\u00e9rature optimale de cellule.<\/p>\n

Pourquoi le refroidissement liquide ne surpasse pas automatiquement le refroidissement par air<\/h2>\n

Le choix entre refroidissement par air et refroidissement liquide pour une batterie de v\u00e9hicule \u00e9lectrique d\u00e9pend du flux thermique de surface, du d\u00e9bit disponible et de l'objectif d'uniformit\u00e9. La capacit\u00e9 de la batterie et la cat\u00e9gorie du v\u00e9hicule, prises isol\u00e9ment, ne permettent donc pas de pr\u00e9dire correctement ce choix. La capacit\u00e9 du refroidissement par air est influenc\u00e9e par le d\u00e9bit massique d'air, l'\u00e9l\u00e9vation de temp\u00e9rature admissible, la temp\u00e9rature d'entr\u00e9e, la surface de contact entre les cellules et l'air, le contournement des conduits et la distribution du flux, la pression statique du ventilateur, les conditions ambiantes et le conditionnement pr\u00e9alable de l'air. La capacit\u00e9 du refroidissement liquide d\u00e9pend quant \u00e0 elle de la surface des plaques, de la r\u00e9sistance de contact, du d\u00e9bit, de la temp\u00e9rature d'entr\u00e9e, de la g\u00e9om\u00e9trie des canaux, de la perte de charge et de la puissance du refroidisseur. Aucune de ces listes ne se r\u00e9sume \u00e0 un seuil de puissance unique. Les seuils publi\u00e9s correspondent g\u00e9n\u00e9ralement \u00e0 la plage de fonctionnement d'un seul fournisseur.<\/p>\n

Ce que l'on peut constater, c'est l'\u00e9cart important entre les deux fluides. \u00c0 environ 25 \u00b0C, l'air transporte approximativement 1,005 kJ\/kg\u00b7K pour une densit\u00e9 proche de 1,225 kg\/m\u00b3, soit environ 1,2 kJ par m\u00e8tre cube et par kelvin. L'eau, quant \u00e0 elle, transporte environ 4,18 kJ\/kg\u00b7K pour une densit\u00e9 d'environ 1\u00a0000 kg\/m\u00b3, soit environ 4\u00a0180 kJ par m\u00e8tre cube et par kelvin. Pour une m\u00eame quantit\u00e9 de chaleur \u00e9vacu\u00e9e et une m\u00eame \u00e9l\u00e9vation de temp\u00e9rature, l'air n\u00e9cessite donc un d\u00e9bit volumique environ 3\u00a0000 fois sup\u00e9rieur. Cet \u00e9cart permet la comparaison. Ces chiffres supposent uniquement la chaleur sensible, la pression atmosph\u00e9rique et de l'eau pure\u00a0; un m\u00e9lange de glycol transporte moins de chaleur. En pratique, un syst\u00e8me de refroidissement par air atteint ses limites en termes de volume de conduit et de puissance du ventilateur, et perd en uniformit\u00e9 avant de perdre en temp\u00e9rature moyenne.<\/p>\n

\"Comparaison<\/p>\n

Ces deux solutions se combinent. Les mat\u00e9riaux \u00e0 changement de phase peuvent amortir les pics de consommation dans une enceinte refroidie par air, et un syst\u00e8me principalement refroidi par air peut int\u00e9grer un petit circuit liquide alimentant uniquement les modules \u00e0 flux le plus \u00e9lev\u00e9. Le stockage stationnaire, soumis \u00e0 des contraintes d'emballage et de maintenance diff\u00e9rentes, fait l'objet d'une comparaison distincte.<\/p>\n

Six m\u00e9thodes de refroidissement et la limite que chacune atteint en premier<\/h2>\n

Six approches de refroidissement sont actuellement utilis\u00e9es dans la conception des batteries de v\u00e9hicules \u00e9lectriques, et celle qui atteint ses limites en premier d\u00e9pend du flux de chaleur de surface, du volume d'encapsulation et de la compatibilit\u00e9 du fluide avec les cellules vivantes.<\/p>\n

\"Sch\u00e9ma<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
M\u00e9thode<\/th>\nChemin thermique<\/th>\nPlus adapt\u00e9 lorsque<\/th>\nLimite atteinte en premier<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
Air puls\u00e9 ou conditionn\u00e9<\/td>\nSurface de la cellule vers l'air, puis conduit ou enceinte<\/td>\nLe flux thermique est faible, la circulation d'air est assur\u00e9e, une plus grande dispersion est tol\u00e9rable.<\/td>\nFaible capacit\u00e9 thermique volum\u00e9trique et mauvaise r\u00e9partition du flux d'air<\/td>\n<\/tr>\n
Liquide indirect, plaque froide<\/td>\nCellule pour interfacer le mat\u00e9riau avec la plaque et le liquide de refroidissement<\/td>\nUn flux de chaleur plus \u00e9lev\u00e9, ou une diffusion plus importante, doit \u00eatre serr\u00e9e<\/td>\nR\u00e9sistance d'interface, perte de charge, gestion des fuites<\/td>\n<\/tr>\n
R\u00e9frig\u00e9rant direct<\/td>\nCellule ou plaque pour l'\u00e9vaporation du r\u00e9frig\u00e9rant<\/td>\nL'emballage privil\u00e9gie l'int\u00e9gration du sachet au circuit de r\u00e9frig\u00e9rant.<\/td>\nDistribution du fluide frigorig\u00e8ne et contr\u00f4le de la surchauffe dans les branches parall\u00e8les<\/td>\n<\/tr>\n
Immersion, di\u00e9lectrique direct<\/td>\nsurface externe de la cellule au fluide di\u00e9lectrique<\/td>\nLe flux thermique de surface est \u00e9lev\u00e9 ou l'emballage est tr\u00e8s compact.<\/td>\nviscosit\u00e9 du fluide, puissance de pompage, compatibilit\u00e9, facilit\u00e9 d'entretien<\/td>\n<\/tr>\n
Caloduc<\/td>\nLa cellule subit un changement de phase \u00e0 l'int\u00e9rieur d'un tuyau scell\u00e9, puis est achemin\u00e9e vers un \u00e9vier.<\/td>\nLa chaleur doit se d\u00e9placer d'un endroit confin\u00e9 vers une r\u00e9gion plus froide.<\/td>\nLa limite capillaire, l'orientation et le puits doivent toujours exister.<\/td>\n<\/tr>\n
Mise en m\u00e9moire tampon PCM<\/td>\nStockage de chaleur latente \u00e0 partir de cellules<\/td>\nLes pics transitoires n\u00e9cessitent un lissage<\/td>\nLa chaleur stock\u00e9e n\u00e9cessite encore un processus de r\u00e9g\u00e9n\u00e9ration ou d'\u00e9vacuation.<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Le niveau de maturit\u00e9 varie selon les technologies pr\u00e9sent\u00e9es. Le refroidissement par air et le refroidissement indirect par liquide sont bien \u00e9tablis en production, et les syst\u00e8mes \u00e0 base de fluide frigorig\u00e8ne apparaissent dans les v\u00e9hicules de s\u00e9rie. Refroidissement par immersion<\/a> Les syst\u00e8mes \u00e0 changement de phase (PCM) \u00e0 grande \u00e9chelle restent pr\u00e9dominants dans les programmes pilotes et les phases de d\u00e9veloppement avanc\u00e9es, le refroidissement liquide indirect \u00e9tant aujourd'hui la solution la plus \u00e9prouv\u00e9e pour les batteries haute \u00e9nergie destin\u00e9es aux passagers. Le m\u00eame article souligne que les huiles de silicone \u00e9tudi\u00e9es comme fluides di\u00e9lectriques pr\u00e9sentent une viscosit\u00e9 suffisante pour augmenter sensiblement la puissance de la pompe, et qu'un fluide test\u00e9 a eu un comportement non newtonien sous charge de pompage.<\/p>\n

Le format des cellules modifie ces limites, car il influe sur la surface de contact disponible, le chemin de conduction interne et la direction optimale du refroidissement. Cette comparaison n\u00e9cessite de conna\u00eetre les dimensions r\u00e9elles des cellules et les surfaces de contact thermique disponibles. La configuration du flux est \u00e9galement importante pour la m\u00eame raison. Dans un canal serpentin \u00e0 passage unique, les cellules proches de la sortie peuvent chauffer davantage car le fluide de refroidissement a d\u00e9j\u00e0 absorb\u00e9 de la chaleur en amont, tandis que les configurations \u00e0 entr\u00e9es parall\u00e8les ou multiples permettent de r\u00e9duire ou de redistribuer ce gradient.<\/p>\n

Quelles variables de paquetage d\u00e9terminent la m\u00e9thode, et lesquelles d\u00e9finir en premier\u00a0?<\/h2>\n

Sept variables d\u00e9terminent la d\u00e9cision relative au refroidissement d'une batterie de v\u00e9hicule \u00e9lectrique, et chacune d'elles a une origine l\u00e9gitime\u00a0: une fiche technique de la cellule, une exigence de validation ou le cycle de service r\u00e9el de la batterie.<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Variable<\/th>\nD'o\u00f9 provient la valeur<\/th>\nCe qu'il contraint<\/th>\n<\/tr>\n<\/thead>\n
g\u00e9n\u00e9ration de chaleur par cellule<\/td>\nCalorim\u00e9trie, carte de g\u00e9n\u00e9ration de chaleur du fournisseur ou mod\u00e8le \u00e9lectrothermique valid\u00e9<\/td>\nChaque \u00e9tape de dimensionnement en aval<\/td>\n<\/tr>\n
Limite de propagation intercellulaire<\/td>\nExigences de validation des cellules et des paquets, \u00e9nonc\u00e9es avec les conditions de mesure<\/td>\nL'air reste-t-il une option ?<\/td>\n<\/tr>\n
augmentation de la temp\u00e9rature du liquide de refroidissement<\/td>\nD\u00e9bit, surface de la plaque, configuration du canal<\/td>\nUn terme du budget \u00e9tal\u00e9<\/td>\n<\/tr>\n
r\u00e9sistance d'interface<\/td>\n\u00c9paisseur de la ligne de collage, conductivit\u00e9 du mat\u00e9riau de remplissage, plan\u00e9it\u00e9 de la surface<\/td>\nTemp\u00e9rature cellulaire atteignable \u00e0 une temp\u00e9rature de plaque donn\u00e9e<\/td>\n<\/tr>\n
Enceinte et circuit d'air<\/td>\nIndice de protection, accessibilit\u00e9 pour la maintenance, volume d'emballage<\/td>\nFaisabilit\u00e9 de l'air conditionn\u00e9<\/td>\n<\/tr>\n
Fluide de travail<\/td>\nConductivit\u00e9 \u00e9lectrique, viscosit\u00e9 \u00e0 basse temp\u00e9rature, compatibilit\u00e9 des mat\u00e9riaux<\/td>\nCons\u00e9quences des fuites et r\u00e9gime de service<\/td>\n<\/tr>\n
Seuil de r\u00e9duction de charge et d'arr\u00eat<\/td>\nSp\u00e9cifications approuv\u00e9es des cellules et concept de s\u00e9curit\u00e9 du BMS<\/td>\nComportement de charge rapide soutenu<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Ces sept \u00e9l\u00e9ments convergent, bien que deux d'entre eux m\u00e9ritent d'\u00eatre d\u00e9finis d\u00e8s le d\u00e9part. La g\u00e9n\u00e9ration de chaleur dans la cellule est primordiale\u00a0: la surface des plaques, le nombre de canaux, le d\u00e9bit et le choix de la pompe en d\u00e9pendent tous\u00a0; une modification \u00e0 ce niveau se r\u00e9percute donc sur toutes les d\u00e9cisions ult\u00e9rieures. Vient ensuite la limite de diffusion, la moins n\u00e9gociable des deux. Elle est inh\u00e9rente \u00e0 la cellule, ce qui la rend largement hors du contr\u00f4le du concepteur. Le type d'enceinte et le fluide caloporteur peuvent g\u00e9n\u00e9ralement \u00eatre revus ult\u00e9rieurement sans qu'il soit n\u00e9cessaire de recalculer les dimensions.<\/p>\n

M\u00eame si cela va \u00e0 l'encontre de nos propres int\u00e9r\u00eats\u00a0: lorsqu'une dissipation thermique mesur\u00e9e est modeste et que l'emballage permet l'utilisation d'air conditionn\u00e9, un circuit de liquide engendre des co\u00fbts suppl\u00e9mentaires (pompes, raccords, entretien du liquide de refroidissement et d\u00e9tection des fuites) pour des besoins qui ne seront peut-\u00eatre jamais exploit\u00e9s. Un budget pr\u00e9visionnel d\u00e9taill\u00e9 le d\u00e9montrera plus rapidement qu'une simple comparaison de fournisseurs.<\/p>\n

Limites de conductivit\u00e9 du liquide de refroidissement qui ont chang\u00e9 en 2025<\/h3>\n

Deux documents d\u00e9plac\u00e9s s\u00e9lection du liquide de refroidissement<\/a> Les sp\u00e9cifications r\u00e9centes et les sp\u00e9cifications plus anciennes du liquide de refroidissement peuvent ne pas refl\u00e9ter l'une ou l'autre.<\/p>\n