Fenêtre de fonctionnement de la batterie
La fenêtre de fonctionnement de la batterie est la plage d’état de charge dans laquelle le système de gestion de la batterie autorise la batterie de traction à fonctionner. Ses limites supérieure et inférieure se situent à l’intérieur des seuils choisis pour les cellules, le pack et le véhicule.
Création de la fenêtre
La fenêtre de fonctionnement n’est pas un compartiment séparé ni un groupe de cellules. Le Battery Management System (BMS) la fait respecter en contrôlant la recharge, la puissance et le point auquel la propulsion s’arrête.
Une fenêtre simplifiée peut comprendre :
- Une marge supérieure inaccessible
- 100% affiché
- La plage normale affichée
- 0% affiché
- Une éventuelle réserve accessible sous zéro
- Arrêt de la propulsion
- Une marge inférieure inaccessible
Le tableau de bord transpose une estimation de State of Charge (SoC) sur une échelle destinée au conducteur. Les valeurs 100% et 0% affichées ne représentent donc pas nécessairement les limites électrochimiques absolues des cellules. Une limite de recharge quotidienne inférieure choisie par le conducteur, telle que 80%, est également différente de la limite supérieure intégrée par le constructeur.
Pourquoi les constructeurs la restreignent
Le BMS doit maintenir chaque groupe de cellules surveillé dans les limites approuvées de tension, de courant et de température. Restreindre la plage de fonctionnement peut laisser une marge pour les déséquilibres entre cellules et les erreurs d’estimation, éloigner l’utilisation normale des régions de tension exclues et contribuer à équilibrer l’autonomie, la puissance, les performances de recharge, la durabilité et les objectifs de garantie.
Il n’existe pas de pourcentage universellement correct pour la fenêtre de fonctionnement. Les limites appropriées dépendent de la chimie des cellules, de la conception des électrodes, de la température, du courant, de l’objectif de vieillissement, de la construction du pack et de la stratégie de contrôle. Les recherches sur des cellules lithium-ion commerciales montrent aussi que l’effet d’une fenêtre d’état de charge sur le vieillissement dépend des cellules et des conditions de fonctionnement.
Relation avec la capacité et le tampon
La fenêtre de fonctionnement détermine la part de l’énergie déclarée de la batterie qui est rendue accessible. Elle relie capacité brute, capacité nette, énergie affichée de 100-0% et éventuelle réserve accessible sous le 0% affiché.
Une fenêtre plus large ne prouve pas automatiquement qu’une batterie est meilleure, et une marge réservée plus importante ne prouve pas à elle seule une durabilité ou une sécurité supérieure. Les constructeurs peuvent parfois modifier par logiciel la fenêtre autorisée ou la correspondance de l’affichage sans changer le pack physique.
Voir Battery Buffer and Usable Capacity pour les définitions complètes de la capacité et la distinction entre une réserve accessible sous zéro et une marge de protection inaccessible.