Focus : découvrir « l'art sombre » des batteries lithium-ion

«Je peux parler du lithium-ion toute la journée», déclare Nick Holland (directeur – division OEM marine EMEA chez Navico Groupe). « C'est un peu un art sombre pour beaucoup de gens. Ils disent qu'ils n'iront pas là-bas car cela « ressemble à une boîte de Pandore ». Eh bien, ce n'est pas le cas.

Holland est impliqué dans Mastervolt, qui fait partie du groupe Brunswick, depuis plus d'une décennie. L’entreprise a commencé son parcours vers les batteries lithium-ion en 2009.

« Depuis notre arrivée sur le marché, la courbe d'apprentissage pour nous – pour moi et l'équipe d'ingénierie – était verticale », explique Holland. "Nous utilisons désormais notre batterie de quatrième génération."

Holland note que la gamme actuelle (un certain nombre de tailles et de tensions différentes) est en développement depuis quatorze ans et que, pendant cette période, la technologie s'est concentrée sur la création de paramètres de sécurité au sein de la batterie elle-même. Ainsi, Mastervolt a créé un système de gestion de batterie qui permet à chaque appareil qui alimente le parc de batteries (et la batterie elle-même) de communiquer avec chacun individuellement.

Technologie de batterie intelligente

"Vous avez besoin d'une technologie vraiment intelligente qui fonctionne de manière entièrement automatisée, ainsi que d'une protection autour de l'installation et de la batterie pour la rendre sûre", explique Holland. « Cela signifie que la technologie doit être automatisée et qu’elle doit couvrir toutes les éventualités. Ainsi, en cas de surtension, la batterie doit pouvoir éteindre les sources de charge. Si vous avez une décharge très profonde (ce qui peut arriver si la batterie n'est pas correctement configurée), vous devez pouvoir déconnecter les charges de la batterie pour arrêter de tirer plus de courant d'une batterie déjà profondément déchargée. Vous devez pouvoir éteindre la batterie si vous constatez une surchauffe dans l’une des cellules.

« Nous pouvons déconnecter des charges », poursuit-il. « Nous pouvons envoyer une commande d'arrêt de charge pendant un certain temps – disons dix minutes, le temps que la température baisse ou que la batterie s'équilibre. Il y a beaucoup de choses intelligentes que nous pouvons faire.

« Pour y parvenir, vous avez besoin de produits supplémentaires, et c'est là que Navico Le groupe entre en jeu. Vous avez besoin de relais et de commutateurs de batterie supplémentaires ainsi que de moyens d'allumer certains de ces appareils externes. Nous avons une batterie qui peut le faire elle-même. Il parle aux chargeurs. Cela concerne les alternateurs, les chargeurs de batterie, les chargeurs solaires, tout ce qui génère de l'énergie qui alimente le parc de batteries lithium-ion.

« La batterie sait exactement ce qui se passe en elle-même et à l'intérieur des cellules. Ainsi, la batterie peut dire « attends une minute, je suis pleine, arrête de m'envoyer beaucoup d'énergie ». La batterie éteindra l'alternateur même si le moteur tourne encore. Si la batterie est chargée par un chargeur de batterie, c'est la même chose. S'il est plein, il peut dire au chargeur ou à dix chargeurs — il peut leur dire à tous : « Je suis plein, arrêtez de charger ».

Holland a déjà cité le développement de la batterie comme permettant à Fathom de se concrétiser, (un système complet de gestion de l'énergie électrique, essentiellement un système silencieux qui génère, stocke, convertit et distribue le courant alternatif), mais il note que toutes les batteries lithium-ion ne sont pas développées comme celles de Mastervolt.

« Les gens devraient s’inquiéter des batteries lithium-ion, selon l’endroit d’où ils les obtiennent. C'est une technologie qui existe depuis assez longtemps et il existe différents types de technologies lithium-ion. Une partie est de très haute densité mais très instable, une partie est complètement stable mais pas de très haute densité, et vous obtenez des éléments au milieu.

« Les fabricants responsables qui vendent cette technologie ont tendance à faire preuve de prudence quant aux types de lithium-ion qu’ils installent dans leurs batteries. Nous utilisons LifePO4 qui est une technologie qui a fait ses preuves. Il est relativement stable et possède d’assez bonnes propriétés de densité. Cela fait donc une belle batterie.

Même si les propriétés pourraient être prouvées, Holland met en garde contre de mauvaises installations.

« J'ai vu des problèmes se produire à maintes reprises au fil des années lorsque des gens installaient des batteries sans formation appropriée, sans aucune protection, ou parce qu'ils avaient fait des économies – peut-être par manque de connaissances ou par paresse.

« Normalement, lorsque vous rencontrez un problème sur un bateau équipé d'une batterie lithium-ion, dans 99 % des cas, cela ne se résume pas à une batterie défectueuse. Cela se résumera à une mauvaise installation qui ne dispose pas de la protection et de la sécurité nécessaires à l’extérieur pour empêcher qu’un événement ne se produise. Un événement pourrait être un incendie à bord d'un navire. Vous devez mettre en place des mesures avant d'avoir suffisamment de chaleur dans le système pour allumer un incendie.

Cette question a été soulignée dans MIN en juin 2022, comme certains les compagnies d'assurance refusaient d'assurer les bateaux équipés d'auto-installations rétro-équipées à bord.

« Tout le monde conduit ces Tesla et elles ne s’enflamment pas. Et nous avons tous des téléphones portables dans nos poches et ils ont tous des batteries lithium-ion et ils ne prennent pas feu, c'est parce que toutes ces choses ont une protection pour empêcher que cela se produise et c'est la même chose avec un navire. Si vous disposez de la bonne protection, qui a été mise en place par les bonnes personnes qui savent de quoi elles parlent, vous n'aurez aucun problème.

Maturité des installations

En raison de la richesse technologique interne de la batterie, Holland affirme que l'installation a mûri au fil des ans. Là où autrefois les installateurs devaient introduire une protection dans le système via un ordinateur portable, « les normes en termes de ce que nous voulons que la batterie fasse (si ceci alors faites cela) sont désormais automatisées au sein de la batterie elle-même. Les « événements » de batterie sont intégrés à . Mais il faut quand même un élément d’expertise pour les installer. C'est pourquoi nous proposons un programme de formation assez complet pour nos installateurs, nos partenaires techniques, nos revendeurs – afin qu'ils puissent installer des systèmes fiables et sûrs.

« Pour chaque installation lithium-ion, nous créerons un schéma pour le client – ​​tout y sera. Nous avons un ensemble de pratiques et passons par un certain nombre d'étapes pour installer les batteries, les mettre en service. Ensuite, nous avons un processus de test pour nous assurer que tous les aspects de sécurité fonctionnent. Nous créons de « faux » événements pour tester la batterie et pouvons éteindre les chargeurs, les alternateurs, les régulateurs solaires, les éoliennes, les générateurs hydroélectriques. C'est la première chose que nous faisons. Nous nous assurons que nous pouvons tout contrôler sur le réseau, puis nous nous assurons que nous pouvons faire d'autres choses comme rallumer les choses. Nous n'avons pas besoin de l'intervention de l'utilisateur pour commencer à agir si les choses tournent mal. Tous les aspects de sécurité et de sûreté sont intégrés.

« Il n'y a pas grand-chose que je n'ai pas vu sur le lithium-ion au fil des ans », conclut Holland. "Si vous le comprenez et savez comment le faire correctement, c'est vraiment sûr."