L’électrification des véhicules entraîne une transformation massive dans l’industrie automobile et au-delà. Un facteur critique dans la réalisation de cette transformation réside dans la disponibilité et la production de batteries plus performantes. Jamais un composant n’a eu des répercussions aussi importantes sur la qualité, la sécurité et les performances du produit final. Conscients de cela, NI et le Battery Innovation Center (BIC) collaborent pour améliorer la qualité et le rendement des batteries par le biais de la recherche sur l’utilisation des tests dans le processus de fabrication des batteries et la gestion efficace des données de test tout au long du cycle de vie des batteries.
Les batteries présentent un défi unique en matière de test en raison de leurs exigences de couverture distinctes. « On pourrait dire que tester une batterie est plus proche de tester un corps humain que de tester un circuit imprimé », explique Ben Wrightsman, PDG du BIC, lors de la conférence NI Connect 2023. « Comme les humains, les batteries sont très dynamiques car leurs conditions changent en fonction de notre utilisation dans leur environnement et chacune se comporte quelque peu différemment. » De plus, les batteries sont disponibles dans une grande variété de facteurs de forme, de tailles, de chimies et de capacités, ce qui nécessite des systèmes de test non seulement très performants, mais aussi extrêmement flexibles.
Afin de véritablement comprendre le fonctionnement interne d’une cellule pour répondre aux objectifs de qualité et de minimiser les défauts, des solutions de mesure plus avancées sont nécessaires. L’industrie a traditionnellement eu recours à d’anciennes méthodes de test qui peuvent être caractérisées comme hautement manuelles, limitées en termes de couverture et en fin de chaîne. En fin de compte, ces méthodes fournissent des informations insuffisantes et nécessitent des délais de test importants. Pour surmonter ces défis et produire des batteries plus performantes, NI a développé une solution de test de qualité des cellules basée sur la plateforme matérielle PXI modulaire et des environnements logiciels ouverts. En établissant un profil plus précis et plus complet de l’impédance de la cellule, à l’aide de techniques telles qu’AC-IR, DC-IR et SIE, cette solution aide les ingénieurs à mieux comprendre le comportement d’une cellule avec plus de précision, à des vitesses plus rapides et dans un encombrement global réduit.
Cependant, les méthodologies de test avancées seules ne suffisent pas. La mise à l’échelle de ces techniques de laboratoire à l’environnement de production pose sa propre série de défis. La fabrication de batteries peut prendre beaucoup de temps et s’étendre sur plusieurs jours, voire plusieurs semaines, avec de nombreuses étapes susceptibles d’introduire des défauts. L’objectif est de réduire le délai de fabrication de quelques semaines à quelques heures ou jours, tout en minimisant les points de défaillance. Pour y parvenir, il faut cesser de se fier uniquement aux tests en fin de chaîne. « En collaborant avec le BIC, nous recherchons des moyens innovants de tester les batteries tout au long du processus de fabrication afin de trouver les défauts plus tôt et plus près de leur point d’introduction », explique Eli Kerry, responsable de la stratégie de batteries pour véhicules électriques chez NI.
Eli Kerry, responsable de la stratégie de batteries chez NI, présente une solution NI de test de cellules de batterie lors de la conférence NI Connect 2023.
Compte tenu de l’ampleur de la production de batteries, l’intégration de capacités de test et de mesure à grande échelle devient complexe. Des milliers de nœuds de test et de mesure sont requis, ce qui nécessite une gestion simplifiée des équipements de test. Les systèmes de test connectés et intelligents fournissent la solution, permettant une orchestration, un contrôle et une gestion efficaces de tous les points de terminaison. Cela signifie que n’importe quelle personne au sein d’une organisation, n’importe où dans le monde, peut accéder aux ressources de test et les gérer ou mettre à jour. En tirant parti des systèmes connectés, de nouvelles techniques de mesure de test peuvent être déployées, qui extraient des données précieuses dans différents processus de fabrication.
Nous recherchons des moyens innovants de tester les batteries tout au long du processus de fabrication afin de trouver les défauts plus tôt et plus près de leur point d’introduction.
— Eli Kerry, responsable de la stratégie des batteries pour véhicules électriques, NI
En fin de compte, la clé pour la construction de batteries plus performantes réside dans les données produites et leur valeur tout au long du cycle de vie de la batterie. Les fabricants de batteries et les OEM se concentrent de plus en plus sur l’exploitation de la puissance des données, en reconnaissant qu’elle s’étend bien au-delà des résultats d’un test unique. La véritable valeur réside dans les données complètes obtenues tout au long du cycle de vie de chaque batterie et dans l’ensemble des activités de fabrication. L’utilisation de ces données dans des techniques de modélisation avancées permet aux fabricants de mieux comprendre les caractéristiques de chaque élément de batterie. Ces évaluations sont essentielles pour améliorer le rendement et la qualité. Elles ouvrent la voie à la prochaine génération de batteries hautes performances.
La collaboration entre le BIC et NI ouvre la voie à la fabrication de batteries plus performantes.
