General Motors réduit le câblage de la batterie de 90 %

Alors que General Motors Co. se rapproche du lancement de la production de véhicules électriques utilisant les batteries Ultium de nouvelle génération de l’entreprise, il révèle des détails techniques supplémentaires sur ces prochaines batteries.

La dernière révélation est le partenariat de GM avec Analog Devices, Inc., pour incorporer un système de gestion de batterie sans fil dans les blocs-batteries Ultium. Cette solution élimine non seulement 90 pour cent du câblage dans les packs, mais permet également une efficacité et une flexibilité accrues de ces packs.

De plus, étant donné que l’élimination des fils dans les paquets laisse plus d’espace à l’intérieur pour des cellules supplémentaires, cela peut créer une autonomie supplémentaire. Un facteur important est que non seulement le câblage occupe de l’espace, mais son installation et sa connexion sont un processus manuel, et il doit y avoir de l’espace pour que les travailleurs puissent effectuer l’installation, a souligné la directrice technique d’Analog Devices pour l’automobile, Gina Aquilano. « Il y a un assemblage manuel où vous devez laisser de la place à quelqu’un pour faire les connexions », a-t-elle déclaré.

La possibilité d’installer des cellules supplémentaires dans un bloc-batterie de même taille est un exemple de « résultat tangible pour l’utilisateur final » de l’utilisation de la technologie de gestion sans fil, a poursuivi Aquilano.

L’autonomie est également avantageuse car le système de gestion sans fil peut mieux optimiser l’utilisation des cellules individuelles, ce qui augmente également l’autonomie. « Votre pack est aussi bon que votre batterie la plus faible », a-t-elle observé. « Cela permet de tester les cellules de manière plus automatisée pour une meilleure correspondance. »

Cette surveillance est effectuée par des capteurs plus précis, qui non seulement facilitent la gestion des cellules Nickel-Cobalt-Manganèse-Aluminium d’Ultium, mais fourniront la précision nécessaire pour les futures chimies encore plus délicates telles que le phosphate de fer et de lithium, a ajouté Aquilano. « Il est important de disposer des capteurs dont vous avez besoin pour des chimies de batteries plus durables », a-t-elle déclaré.

Comme GM l’a décrit précédemment, avoir l’intelligence intégrée dans chaque pack signifie que non seulement les futures chimies peuvent être gérées à l’aide de cette même technologie, mais que ces futurs packs seront rétrocompatibles avec la technologie d’aujourd’hui. Cela permettra aux véhicules électriques alimentés par Ultium d’échanger des batteries plus avancées plus tard s’ils ont besoin d’un remplacement de batterie à un moment donné de leur vie.

Cette modularité permet de connecter les packs en série ou en parallèle, quel que soit le nombre requis par l’application, de six à vingt-quatre packs, a expliqué le directeur mondial des cellules de batterie et de l’électrification de GM, Tim Grewe. « C’est ce que permet cette technologie sans fil », a-t-il déclaré. « Vous pouvez faire n’importe quelle tension ou combinaison parallèle que vous voulez faire. Il n’y a aucune limitation pratique sur le nombre que vous pouvez mettre en série ou en parallèle.

L’élimination du câblage du circuit de gestion présente un autre avantage : il n’est pas sujet aux pannes de câblage. « L’un des énormes avantages est la gestion des pannes », a expliqué Grew. « Sur les systèmes câblés, un court-circuit est un gros problème. Un système sans fil se reconfigurera pour obtenir des informations des nœuds non affectés du pack. »

Mais la communication filaire n’offre-t-elle pas une résistance aux interférences électromagnétiques ? « Il y a beaucoup de [electromagnetic] bruit là-bas », a reconnu Grewe. « Il saute sur une fréquence qui n’a pas le bruit. »

Lorsque Analog Devices a proposé sa technologie sans fil comme solution potentielle pour GM, « nous étions très curieux à propos de ces mêmes questions », se souvient-il. « La nature de celui-ci est que vous pouvez changer de fréquence », a déclaré Grewe. « Il offre des capacités d’évitement qui m’ont surpris. Il sautera simplement sur un canal où l’interférence n’existe pas.

Tout aussi important, le système documente ses réglages, offrant aux ingénieurs une meilleure compréhension des performances du système. « Cela vous donne également les rapports en cours de route pour dire ce qui s’est passé », a-t-il déclaré. « Il a vraiment beaucoup de capacités qui sont entièrement validées par les normes GM. »

Ce sont ces capacités dans ses produits de réseau sans fil IP SmartMesh pour les applications industrielles qui ont conduit Analog Devices à réfléchir à l’orientation de la technologie dans la gestion des batteries pour les véhicules, selon Aquilano. « Il a une fiabilité de cinq neuf (99,999%), ils étaient donc très intéressés à l’appliquer à la batterie », se souvient-elle.

Pour les batteries Ultium, « nous fournissons le système sous forme de silicium et le logiciel », a-t-elle déclaré. Naturellement, ces avantages sont également attrayants pour d’autres constructeurs automobiles, et nous en apprendrons davantage sur les clients supplémentaires d’Analog Devices pour cette technologie à l’avenir, a déclaré Aquilano. « Ce n’est pas exclusif [to GM]. C’est certainement le premier système de gestion de batterie sans fil à faire ses débuts sur le marché, mais vous en verrez plus, à l’échelle internationale, entrer en jeu. »

Mais d’abord, nous verrons les SUV électriques Cadillac Lyriq et Hummer utiliser cette technologie sophistiquée pour fournir à GM un avantage dans la course naissante à l’électrification.