{"id":28322,"date":"2026-10-15T06:01:16","date_gmt":"2026-10-15T06:01:16","guid":{"rendered":"https:\/\/trumonytechs.com\/?p=28322"},"modified":"2026-10-15T06:01:16","modified_gmt":"2026-10-15T06:01:16","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 la d\u00e9rive thermique 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\n\n\n

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

Un syst\u00e8me de refroidissement de batterie de v\u00e9hicule \u00e9lectrique doit respecter deux objectifs simultan\u00e9ment\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 d\u2019\u00e9coulement, du conditionnement et de l\u2019interface cellule-liquide de refroidissement.<\/p>\n\n\n\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 fonction des donn\u00e9es calorim\u00e9triques, d'une carte de g\u00e9n\u00e9ration de chaleur fournie par le fabricant ou d'un mod\u00e8le \u00e9lectrothermique valid\u00e9, ex\u00e9cut\u00e9 sur votre cycle de fonctionnement r\u00e9el.<\/p>\n\n\n\n

Les plages de temp\u00e9ratures publi\u00e9es diff\u00e8rent, et la question utile est de savoir \u00e0 laquelle chaque figure correspond. Fonctionnalit\u00e9 E-Mobility Engineering sur le refroidissement des batteries de v\u00e9hicules \u00e9lectriques<\/a> On estime que les meilleures performances et la dur\u00e9e de vie la plus longue se situent aux alentours de 20 \u00e0 25 \u00b0C, un optimum en termes de long\u00e9vit\u00e9. Des tol\u00e9rances de fonctionnement plus larges sont \u00e9galement mentionn\u00e9es. Une conception qui prend en compte une tol\u00e9rance comme objectif peut r\u00e9ussir son propre test d'acceptation tout en vieillissant plus rapidement que ne le pr\u00e9voit la fiche technique de la cellule. Ces deux types de valeurs sont des g\u00e9n\u00e9ralisations industrielles\u00a0; la sp\u00e9cification de cellule approuv\u00e9e pr\u00e9vaut.<\/p>\n\n\n\n

La gestion thermique normale n'est pas une strat\u00e9gie de s\u00e9curit\u00e9 contre la propagation de l'emballement thermique, et la consid\u00e9rer comme telle constitue une erreur de conception fr\u00e9quente. Le refroidissement normal contr\u00f4le la temp\u00e9rature de fonctionnement, la diffusion de la chaleur, le vieillissement et la consommation d'\u00e9nergie auxiliaire. La s\u00e9curit\u00e9 contre l'emballement thermique et sa propagation est une discipline distincte\u00a0: d\u00e9tection, ventilation, isolation, avertissement des occupants et r\u00e9sistance \u00e0 la propagation entre cellules. Pour les v\u00e9hicules routiers, cette question est trait\u00e9e par la norme ISO 6469-1:2019\/Amd 1:2022, qui couvre la gestion de la s\u00e9curit\u00e9 de la propagation thermique pour les syst\u00e8mes de stockage d'\u00e9nergie rechargeables. Un circuit de refroidissement dimensionn\u00e9 pour un fonctionnement normal n'est pas une strat\u00e9gie de pr\u00e9vention de la propagation, et aucune version de cette norme ne prescrit de m\u00e9thode de refroidissement, de dimensionnement des plaques ou de temp\u00e9rature optimale des cellules.<\/p>\n\n\n\n

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

Le flux thermique de surface, le d\u00e9bit r\u00e9ellement disponible et l'objectif d'uniformit\u00e9 d\u00e9terminent cette comparaison, et non la capacit\u00e9 du pack ou la cat\u00e9gorie du v\u00e9hicule. La capacit\u00e9 de refroidissement par air d\u00e9pend du d\u00e9bit massique d'air, de l'\u00e9l\u00e9vation de temp\u00e9rature admissible, de la temp\u00e9rature d'entr\u00e9e, de la surface d'\u00e9change air-cellule, du contournement des conduits et de la distribution du flux, de la pression statique du ventilateur, des conditions ambiantes et du conditionnement pr\u00e9alable de l'air. La capacit\u00e9 de refroidissement par liquide d\u00e9pend 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, et un seuil publi\u00e9 correspond g\u00e9n\u00e9ralement \u00e0 la plage de fonctionnement d'un seul fournisseur.<\/p>\n\n\n\n

Ce que l'on peut affirmer, c'est l'ampleur de l'\u00e9cart. Pour une m\u00eame quantit\u00e9 de chaleur \u00e9vacu\u00e9e et une m\u00eame \u00e9l\u00e9vation de temp\u00e9rature du fluide, l'air n\u00e9cessite un d\u00e9bit volumique environ 3\u00a0000 fois sup\u00e9rieur \u00e0 celui de l'eau. Le calcul est simple\u00a0: \u00e0 environ 25\u00a0\u00b0C, l'air transporte approximativement 1,005\u00a0kJ\/kg\u00b7K pour une densit\u00e9 proche de 1,225\u00a0kg\/m\u00b3, soit environ 1,2\u00a0kJ par m\u00e8tre cube et par kelvin, tandis que l'eau transporte environ 4,18\u00a0kJ\/kg\u00b7K pour une densit\u00e9 d'environ 1\u00a0000\u00a0kg\/m\u00b3, soit environ 4\u00a0180\u00a0kJ par m\u00e8tre cube et par kelvin. 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 souvent les limites du volume de conduit et de la puissance du ventilateur autoris\u00e9es par l'encombrement, et dans ce cas, l'uniformit\u00e9 du refroidissement peut \u00eatre compromise avant m\u00eame que la temp\u00e9rature moyenne ne diminue.<\/p>\n\n\n\n

Ces deux voies se combinent \u00e9galement. Un mat\u00e9riau \u00e0 changement de phase peut amortir les pics de tension \u00e0 l'int\u00e9rieur d'une enceinte refroidie par air, et un syst\u00e8me principalement refroidi par air peut comporter une petite boucle de liquide alimentant uniquement les modules \u00e0 flux le plus \u00e9lev\u00e9. Stockage stationnaire<\/a> Elle est soumise \u00e0 des contraintes d'emballage et de service diff\u00e9rentes, et fait l'objet d'une comparaison distincte.<\/p>\n\n\n\n

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

Aucune m\u00e9thode ne se distingue syst\u00e9matiquement par la seule gestion de la chaleur. La m\u00e9thode qui atteint sa limite en premier parmi les six d\u00e9pend du flux thermique de surface, du volume d'encapsulation et de la possibilit\u00e9 pour le fluide d'entrer en contact sans danger avec les cellules vivantes.<\/p>\n\n\n\n

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

La maturit\u00e9 de ces technologies est in\u00e9gale. Le refroidissement par air et le refroidissement liquide indirect sont bien \u00e9tablis en production, et les syst\u00e8mes \u00e0 base de fluide frigorig\u00e8ne apparaissent dans les v\u00e9hicules de s\u00e9rie. Les syst\u00e8mes \u00e0 immersion et les syst\u00e8mes \u00e0 changement de phase (PCM) \u00e0 grande \u00e9chelle restent plus courants dans les programmes pilotes et les phases de d\u00e9veloppement avanc\u00e9, le refroidissement liquide indirect \u00e9tant aujourd'hui la solution la plus r\u00e9pandue pour les batteries haute \u00e9nergie des v\u00e9hicules de tourisme. L'immersion pr\u00e9sente toutefois une limite pratique, d\u00e9j\u00e0 visible dans le tableau\u00a0: certains fluides di\u00e9lectriques \u00e9valu\u00e9s sont suffisamment visqueux pour augmenter sensiblement la puissance de la pompe\u00a0; c'est donc le choix du fluide, et non le transfert de chaleur, qui tend \u00e0 constituer le facteur limitant.<\/p>\n\n\n\n

Format de cellule<\/a> Cela modifie les limites de ces param\u00e8tres. La surface de contact disponible, le chemin de conduction interne et la direction optimale du refroidissement sont \u00e9galement modifi\u00e9s. La comparaison n\u00e9cessite donc de prendre en compte les dimensions r\u00e9elles des cellules et les surfaces de contact thermique disponibles. La configuration du flux est tout aussi importante. 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\u00a0; les configurations \u00e0 entr\u00e9es parall\u00e8les ou multiples permettent de r\u00e9duire ou de redistribuer ce gradient.<\/p>\n\n\n\n

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

La d\u00e9cision est d\u00e9termin\u00e9e par sept variables. Chacune d'elles trouve son origine dans l'une des trois sources suivantes\u00a0: une fiche technique de la cellule, une exigence de validation ou le cycle de service r\u00e9el du pack.<\/p>\n\n\n\n

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Variable<\/th>D'o\u00f9 provient la valeur<\/th>Ce qu'il contraint<\/th><\/tr>\n
g\u00e9n\u00e9ration de chaleur par cellule<\/td>Calorim\u00e9trie, carte de g\u00e9n\u00e9ration de chaleur du fournisseur ou mod\u00e8le \u00e9lectrothermique valid\u00e9<\/td>Chaque \u00e9tape de dimensionnement en aval<\/td><\/tr>\n
Limite de propagation intercellulaire<\/td>Exigences de validation des cellules et des paquets, \u00e9nonc\u00e9es avec les conditions de mesure<\/td>L'air reste-t-il une option ?<\/td><\/tr>\n
augmentation de la temp\u00e9rature du liquide de refroidissement<\/td>D\u00e9bit, surface de la plaque, configuration du canal<\/td>Un terme du budget \u00e9tal\u00e9<\/td><\/tr>\n
r\u00e9sistance d'interface<\/td>\u00c9paisseur de la ligne de collage, conductivit\u00e9 du mat\u00e9riau de remplissage, plan\u00e9it\u00e9 de la surface<\/td>Temp\u00e9rature cellulaire atteignable \u00e0 une temp\u00e9rature de plaque donn\u00e9e<\/td><\/tr>\n
Enceinte et circuit d'air<\/td>Indice de protection, accessibilit\u00e9 pour la maintenance, volume d'emballage<\/td>Faisabilit\u00e9 de l'air conditionn\u00e9<\/td><\/tr>\n
Fluide de travail<\/td>Conductivit\u00e9 \u00e9lectrique, viscosit\u00e9 \u00e0 basse temp\u00e9rature, compatibilit\u00e9 des mat\u00e9riaux<\/td>Cons\u00e9quences des fuites et r\u00e9gime de service<\/td><\/tr>\n
Seuil de r\u00e9duction de charge et d'arr\u00eat<\/td>Sp\u00e9cifications approuv\u00e9es des cellules et concept de s\u00e9curit\u00e9 du BMS<\/td>Comportement de charge rapide soutenu<\/td><\/tr>\n<\/table>\n<\/figure>\n\n\n\n

Deux des sept param\u00e8tres m\u00e9ritent d'\u00eatre verrouill\u00e9s en priorit\u00e9. La g\u00e9n\u00e9ration de chaleur par cellule est primordiale, car elle influe directement sur la surface des plaques, le nombre de canaux, le d\u00e9bit et le choix de la pompe. Vient ensuite la limite d'espacement entre les cellules\u00a0; elle est fix\u00e9e par les exigences de validation des cellules et du pack, et non par les pr\u00e9f\u00e9rences du concepteur, ce qui explique pourquoi il est difficile de la modifier ult\u00e9rieurement. Le type d'enceinte, le circuit d'\u00e9coulement et le fluide caloporteur peuvent \u00eatre revus, mais cela a un co\u00fbt\u00a0: toute modification de ces param\u00e8tres entra\u00eene une modification du r\u00e9seau de r\u00e9sistances thermiques, du d\u00e9bit et des pertes de charge, du choix de la pompe, de la compatibilit\u00e9 des mat\u00e9riaux et du comportement \u00e0 basse temp\u00e9rature. Le dimensionnement doit donc \u00eatre rev\u00e9rifi\u00e9 et non consid\u00e9r\u00e9 comme d\u00e9finitif.<\/p>\n\n\n\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\n\n\n

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

Le choix du liquide de refroidissement est devenu plus exigeant, et les anciennes sp\u00e9cifications ne refl\u00e8tent pas n\u00e9cessairement cette \u00e9volution. Deux contraintes sont \u00e0 prendre en compte lors du choix d'un fluide.<\/p>\n\n\n\n