Cette TechLetter présentera les tests réels d'une batterie WATTALPS montée sur une voiture de circuit. Non seulement la puissance est deux fois supérieure à celle d'une Porsche Taycan, mais cette puissance être délivrée tout au long de la décharge de la batterie, même avec une température extérieure de 30 °C, et ce avec un simple échangeur d'air pour refroidir la batterie. Pas besoin de système de climatisation. Le véhicule effectue une série de tours à pleine puissance, en alternance avec des charges rapides !
Contexte
L'objectif principal est de pouvoir utiliser le véhicule sur la piste à sa puissance maximale puissance la batterie soit complètement déchargée, puis d'effectuer une recharge rapide et de continuer à faire des tours de circuit, tout en maintenant la température de la batterie dans sa plage de performance maximale.
La batterie de 55 kWh se décharge en 8 tours de circuit à une vitesse moyenne supérieure à 140 km/h, avec une accélération régulière à 375 kW suivie d'un freinage régénératif à 100 kW, comme l'illustrent les figures suivantes.
Les différentes étapes du projet
La première phase du projet a débuté en mai 2023 par une étude de préfaisabilité, qui a comparé les simulations thermiques de la conception préliminaire avec des tests électrothermiques sur un seul module de batterie. Les tests effectués en juillet ont montré un excellent comportement thermique, permettant puissance la puissance maximale de la batterie de 350 kW à 375 kW.
La deuxième phase du projet a été lancée en septembre 2023 avec des développements spécifiques visant à garantir le bon fonctionnement et la sécurité de la batterie à ces puissance très élevés. Le boîtier de jonction, en particulier, a été entièrement revu et adapté pour ce projet. D'autres développements ont été réalisés en collaboration avec notre client afin d'alléger certains composants de la batterie. Un système de chauffage spécifique de la batterie a également été développé afin de pouvoir répondre aux environnements nécessitant un fonctionnement dans des conditions de froid extrême, jusqu'à -20 °C.
La batterie complète avec son système de thermisation a été livrée pour une première intégration dans le véhicule en février 2024. Des essais surpuissance ont été réalisés début avril et ont corroboré les approches théoriques. Les essais en circuit ont eu lieu au cours du mois de mai.
Comparaison avec une batterie automobile existante
Le pack batterie WATTALPS utilisé pour cette application se compose de 42 modules, d'une pompe de circulation de fluide diélectrique, d'un système de chauffage et d'un échangeur de chaleur fluide-air. L'énergie embarquée dans la batterie WATTALPS est de 55 kWh, pour une puissance de 375 kW. Nous n'avons pas trouvé de véhicules électriques présentant les mêmes caractéristiques sur le marché. Nous proposons donc de comparer avec un véhicule de la marque emblématique Porsche, qui dispose d'une plus grande capacité de batterie. Pour une comparaison équitable et afin de compenser les différences d'énergie transportée par les batteries, nous utiliserons lepuissance , qui est représentatif des contraintes électrothermiques exercées sur la batterie.
Tableau comparatif
| Batterie | Énergie | Puissance | Puissance |
| Porsche Taycan | 89 kWh | 300 kW | 3.37 |
| WATTALPS | 55 kWh | 375 kW | 6.82 |
| Écart | -38% | +25% | +102% |
Remarque : WATTALPS n'a pas eu l'occasion de tester une Porsche Taycan sur circuit afin d'étudier la stabilité des performances au fil des tours. Un système de refroidissement moins efficace que celui de WATTALPS entraînerait automatiquement une diminution des performances de la batterie à mesure que celle-ci chauffe.
Résultats
Les essais réalisés sur le banc d'essai ont démontré la capacité de la batterie à fournir l'énergie et puissance pour effectuer 8 tours de circuit, comme prévu initialement.
Les limites du banc d'essai n'ont pas permis de simuler une vitesse d'air suffisante à travers le radiateur de refroidissement (inférieure à la vitesse moyenne du véhicule de 140 km/h). Malgré cela, l'augmentation de température est conforme aux attentes, comme le montre la figure ci-dessous, avec une bonne capacité de refroidissement de la batterie pendant la charge (phase pendant laquelle la vitesse de l'air est régulée par un ventilateur intégré à l'échangeur de chaleur).
Les tests effectués sur le circuit montrent une bien meilleure performance de refroidissement, comme l'illustre la figure ci-dessous, qui représente une décharge complète à très haute puissance. On observe une différence moyenne de 2 °C sur l'ensemble de la batterie et un maximum de 4 °C lorsque des pics de décharge très importants sont atteints. L'augmentation moyenne de la température sur l'ensemble de la décharge est de 2 °C, ce qui confirme la meilleure efficacité du refroidissement lorsque le radiateur est soumis à des vitesses d'air réelles (jusqu'à 240 km/h).
Remarque : les lignes verticales correspondent à des interruptions de transmission dans le système de mesure.
Conclusion
Malgré une température ambiante élevée (>30 °C) et des contraintes extrêmes, le système de refroidissement breveté WATTALPS a permis de maintenir les performances tout au long de la décharge de la batterie, tout en permettant des charges rapides, directement après utilisation. Même en cas de charge rapide, notre système de refroidissement innovant refroidit la batterie grâce à son extrême efficacité.
Une fois de plus, WATTALPS prouve que sa technologie brevetée de refroidissement par immersion directement au niveau des cellules permet d'utiliser toute puissance de la batterie, même dans des conditions extrêmes. Les batteries WATTALPS sont particulièrement bien adaptées aux conditions les plus exigeantes du sport automobile ou des véhicules tout-terrain. Pour toute information sur les produits WATTALPS, vous pouvez remplir le formulaire sur notre site web https://www.wattalps.com/, onglet « CONTACT ».
