Explication du nom

Le calcul du percentile statistique est une méthode d'analyse de données permettant de diviser un ensemble de données en plusieurs segments de pourcentage et d'identifier sa position dans la distribution globale. Par exemple, le 90e percentile indique que 90 % des valeurs des données sont inférieures à cette valeur.

Dans l’industrie des batteries, cette méthode est largement utilisée dans les scénarios suivants :

Contrôle qualité : en analysant la distribution de paramètres tels que la capacité de la batterie, la résistance interne et la durée de vie, les cellules anormales peuvent être identifiées ou la cohérence peut être évaluée.

Évaluation de la durée de vie : dans une grande quantité de données sur la dégradation des batteries, les performances de la durée de vie sous la

Les supercondensateurs, également connus sous le nom de condensateurs à double couche ou condensateurs électrochimiques, sont un type de dispositif de stockage d'énergie qui se situe entre les condensateurs traditionnels et les batteries chimiques, avec les caractéristiques suivantes :

Densité de puissance élevée (charge et décharge rapides)

Durée de vie ultra-longue (jusqu'à un million de cycles)

Bonnes performances à basse température

Faible densité énergétique (par rapport aux batteries)

Dans les systèmes de batteries, les supercondensateurs sont généralement utilisés pour :

Démarrage auxiliaire : prise en charge du démarrage instantané à courant élevé des véhicules électriques

Récupération d'énergie de freinage : absorption et libération rapides de l'énergie pour améliorer l'efficacité du système

Prolonger la durée de vie de la batterie : atténuer l'impact de la charge sur la batterie principale et réduire sa vitesse de vieillissement

L'énergie excédentaire désigne l'électricité excédentaire non consommée lorsque la production d'électricité dépasse la demande de charge actuelle, ce qui est courant dans les systèmes d'énergie renouvelable tels que l'éolien et le solaire. Dans le secteur des batteries, l'utilisation de l'énergie excédentaire est directement liée à : la capacité nominale des systèmes de stockage d'énergie : ces systèmes doivent avoir une capacité suffisante pour absorber l'énergie excédentaire afin d'éviter le phénomène de « gaspillage de vent et de lumière ». La stratégie d'écrêtement des pointes et de comblement des creux : stocker l'énergie excédentaire pendant les heures creuses et la restituer pendant la période de pointe de consommation d'électricité afin d'équilibrer le réseau. L'amélioration des avantages économiques : en captant l'énergie excédentaire grâce aux systèmes de stockage d'énergie et en la vendant ou en l'utilisant pour d'autres charges, il est possible d'optimiser les revenus.

La durabilité dans l'industrie des batteries est une dimension d'évaluation complète qui couvre l'ensemble du cycle de vie du produit, notamment :
Disponibilité des ressources : par exemple, si le lithium, le cobalt et d’autres métaux clés sont facilement accessibles et s’ils sont substituables
Empreinte carbone du processus de fabrication : existe-t-il des mesures de réduction du carbone dans les processus à forte consommation d'énergie tels que le frittage à haute température et l'extraction de métaux ?
Recyclage et réutilisation : l'efficacité du recyclage et la capacité de régénération des matériaux une fois que la batterie a rempli sa fonction
Responsabilité sociale et politique : si elle respecte les réglementations environnementales internationales et les normes du commerce équitable
Atteindre les objectifs de développement durable (tels que le règlement européen sur les batteries) est devenu une condition nécessaire à la conformité et à la concurrence de la chaîne industrielle des batteries.

La conception du système fait référence à la planification intégrée du processus complet d'un système de batterie (tel qu'un bloc-batterie de véhicule électrique, un système de stockage d'énergie), couvrant les aspects suivants : sélection et configuration des cellules : telles que le nombre de connexions en série et en parallèle, l'adaptation de la capacité ; système de gestion thermique : conception de matériaux de refroidissement par air, de refroidissement liquide ou de changement de phase ; intégration BMS : intégration de la logique de contrôle de tension, de courant, de température et de communication ; mécanismes de protection de sécurité : protection contre les surcharges, les décharges excessives, les courts-circuits et autres protections ; conception de la structure mécanique et de l'emballage : pour répondre aux exigences de résistance aux chocs, d'étanchéité et d'ignifugation.

Le modèle de force de gonflement est utilisé pour décrire quantitativement la contrainte mécanique causée par le changement de volume des matériaux actifs pendant le processus de charge et de décharge des batteries, ce qui est particulièrement important pour : les matériaux d'électrode négative des batteries lithium-ion/sodium-ion (tels que le silicium, l'étain) : leur expansion volumique pendant la charge peut atteindre plusieurs fois ; simulation structurelle des batteries à emballage souple : prédire si le film d'emballage peut résister à la pression interne ; conception de modules/cellules : aider à définir des structures de pré-tension et de tampon appropriées pour éviter les renflements, les fissures ou les défaillances.

La conception du système fait référence à la planification intégrée du processus complet d'un système de batterie (tel qu'un bloc-batterie de véhicule électrique, un système de stockage d'énergie), couvrant les aspects suivants : sélection et configuration des cellules : telles que le nombre de connexions en série et en parallèle, l'adaptation de la capacité ; système de gestion thermique : conception de matériaux de refroidissement par air, de refroidissement liquide ou de changement de phase ; intégration BMS : intégration de la logique de contrôle de tension, de courant, de température et de communication ; mécanismes de protection de sécurité : protection contre les surcharges, les décharges excessives, les courts-circuits et autres protections ; conception de la structure mécanique et de l'emballage : pour répondre aux exigences de résistance aux chocs, d'étanchéité et d'ignifugation.

Le temps d'arrêt du système désigne la durée totale pendant laquelle le système de batterie est arrêté en raison d'événements imprévus (pannes, anomalies, etc.) ou d'une maintenance planifiée. Dans le secteur des batteries (notamment pour les centrales de stockage d'énergie, les onduleurs de centres de données, les véhicules électriques, etc.), plus le temps d'arrêt est court, plus la disponibilité et l'efficacité économique du système sont élevées. Les stratégies pour réduire les temps d'arrêt comprennent : le choix de composants hautement fiables, une conception redondante (comme les batteries de secours), la prédiction des pannes et des systèmes d'alerte précoce (comme le suivi de l'état de santé), ainsi que la réparation rapide et la conception modulaire des remplacements.

La performance système mesure l'efficacité globale d'un système de batteries (tel que les systèmes de stockage d'énergie, les packs de batteries pour véhicules électriques, etc.) en conditions réelles de fonctionnement. Elle inclut principalement les aspects suivants :

Efficacité énergétique (efficacité aller-retour) : proportion de perte d’énergie dans les processus de charge et de décharge ;

Performances énergétiques : La vitesse de réponse du système à la charge et la puissance de sortie maximale ;

Fiabilité et stabilité : Le taux de défaillance et le temps disponible pendant le fonctionnement à long terme ;

Performance thermique et adaptabilité environnementale : capacité à maintenir les performances dans différentes conditions de température et d'humidité.

Dans les applications pratiques : les performances du système des véhicules électriques déterminent leur autonomie, leur sécurité et leur expérience de conduite ; dans le domaine du stockage d'énergie, les performances du système affectent les avantages économiques et les capacités de planification.

Les limites de température constituent la plage de températures de sécurité autorisée pour le fonctionnement de la batterie, généralement spécifiée par le fabricant des cellules ou le concepteur du système. Par exemple, la température de fonctionnement d'une batterie lithium-ion classique est la suivante :

Charge : 0℃ ~ 45℃

Décharge : –20℃ ~ 60℃

Le dépassement des limites de température peut entraîner :

Décomposition électrolytique
Décomposition du film SEI
Dommages à la structure matérielle
Emballement thermique

La gestion thermique est un moyen technique permettant de contrôler la température du système de batterie dans une plage sûre et efficace, couvrant des mesures telles que la dissipation de la chaleur, l'isolation et la réfrigération.

Dans l'industrie des batteries : la charge et la décharge des batteries génèrent de la chaleur. Si elle n'est pas maîtrisée à temps, elle peut entraîner une dégradation des performances, un vieillissement accéléré, voire un emballement thermique. Le système de gestion thermique assure une répartition uniforme de la température, améliorant ainsi la durée de vie et la sécurité.

La masse thermique désigne la capacité d'un objet ou d'un système à absorber, stocker et restituer de l'énergie thermique. Elle reflète l'inertie thermique du matériau lors des variations de température, c'est-à-dire la lenteur de son réchauffement ou de son refroidissement.
Dans le système de batterie, la masse thermique détermine la vitesse de réponse de la batterie aux changements de température, affectant directement la sécurité de la batterie, la conception du système de gestion thermique et le contrôle des risques d'emballement thermique.
Les fonctions principales comprennent:

Modifications de température tampon : les matériaux à masse thermique élevée peuvent augmenter lentement en température lorsque la batterie est soumise à un choc thermique, ce qui contribue à retarder l'apparition d'un emballement thermique ;

Amélioration de la stabilité thermique du système : il peut réduire la différence de température à l'intérieur de la batterie, améliorer l'uniformité de la distribution de la température ;

Influencer les stratégies de refroidissement/chauffage : les systèmes à masse thermique élevée sont plus difficiles à chauffer ou à refroidir, ce qui oblige le système de gestion thermique à produire une puissance plus importante ou à préchauffer à l'avance ;

Détermination du taux de diffusion de la chaleur : il affecte, avec la conductivité thermique, le comportement de diffusion de la chaleur entre les modules/packages.

Un modèle thermique est un modèle mathématique qui décrit les changements de température et le comportement de transfert de chaleur des batteries dans différentes conditions de fonctionnement.

Dans le rôle de l’industrie des batteries :
Les modèles thermiques sont utilisés pour prédire la distribution de la température, optimiser les systèmes de gestion thermique et prévenir la surchauffe locale et l'emballement thermique.

La propagation thermique fait référence au processus de conduction thermique d’une cellule vers des cellules ou modules adjacents.

Dans l'industrie des batteries, son rôle est celui de mécanisme principal de la réaction en chaîne d'emballement thermique dans les packs de batteries, ce qui est directement lié à la sécurité du système.
Facteurs : espacement des cellules, conductivité thermique du matériau, ventilation structurelle ;

Les batteries subissent des réactions d'auto-échauffement dans des conditions telles que la surchauffe et la surcharge, ce qui entraîne une augmentation continue de la température et peut provoquer une combustion ou une explosion.

Dans le rôle de l'industrie des batteries : il s'agit de l'un des facteurs de risque les plus critiques pour la sécurité des batteries et doit être évité grâce à des stratégies structurelles, de gestion thermique et de contrôle.
Raisons de déclenchement : perçage de dendrite de lithium, court-circuit interne, surchauffe externe ;

Le titane est un matériau métallique léger, très résistant et résistant à la corrosion, qui est parfois utilisé dans les électrodes ou les composants structurels.

Dans l'industrie des batteries, son rôle comprend : agir comme matériau d'anode dans certaines batteries au titanate de lithium, avec des caractéristiques de sécurité élevées et de longue durée de vie ; il est également utilisé dans les structures de coque de batterie, les bandes de connexion, etc.

La dissolution des métaux de transition fait référence au phénomène selon lequel, pendant le fonctionnement ou le stockage de la batterie, les éléments des métaux de transition (tels que Mn, Ni, Co, Fe, etc.) dans le matériau de l'électrode positive sont séparés de l'électrode positive, pénètrent dans l'électrolyte et peuvent migrer vers la surface de l'électrode négative.

Il s’agit d’une réaction de dégradation irréversible qui se produit généralement dans des conditions de température élevée, de tension élevée ou de réactions secondaires entre l’électrolyte et le matériau de l’électrode positive.

L'analyse des tendances consiste à identifier la tendance et la direction de développement des variables au fil du temps grâce à une analyse statistique, de modélisation et graphique de séries de données historiques.
Il est utilisé pour identifier les changements des paramètres de performance de la batterie (tels que la capacité, la résistance interne, la température, la durée de vie du cycle, etc.) avec le temps ou les cycles de charge-décharge, identifier les problèmes potentiels à l'avance, optimiser les processus de fabrication et formuler des stratégies de maintenance prédictive.

La sous-performance d'une batterie fait référence à l'incapacité des batteries à répondre aux indicateurs de performance techniques ou commerciaux attendus pendant le fonctionnement réel, tels que la capacité, la puissance et la durée de vie.

Le rôle de la sous-performance dans l’industrie des batteries :
Les sous-performances affectent directement la fiabilité et l’acceptation des produits par le marché et constituent un objectif clé pour la gestion de la qualité, le service après-vente et l’optimisation du développement des produits.