NXP améliore la surveillance de l’état des batteries grâce à un procédé inédit
En intégrant la fonction de spectroscopie d’impédance électrochimique dans un jeu de circuits dédié aux systèmes de gestion des batteries (BMS), NXP affirme obtenir une analyse plus précise de l’état et du comportement des batteries pour véhicules électriques et systèmes de stockage d’énergie.
Afin de faire réellement décoller le marché des voitures électriques, les constructeurs automobiles se doivent de proposer des véhicules avec une meilleure autonomie et capables de se recharger rapidement, tout en maîtrisant les coûts et la sécurité des utilisateurs. Un sacré défi qui passe notamment par une amélioration des systèmes BMS de surveillance et de gestion des batteries.
Car aujourd’hui, les méthodes traditionnelles de surveillance des batteries, basées sur des logiciels, peinent souvent à détecter avec précision les événements dynamiques, de l’ordre de la milliseconde, qui constituent des indicateurs précoces de défaillance. Sans compter que pour garantir une charge sûre et rapide, ces systèmes nécessitent fréquemment des capteurs et des logiciels supplémentaires.
NXP Semiconductors estime avoir résolu le problème avec le lancement d’un jeu de circuits pour systèmes BMS intégrant, et c’est une première, selon le Néerlandais, une fonction de spectroscopie d’impédance électrochimique (SIE) et une synchronisation matérielle précise (à la nanoseconde) de toutes les mesures des cellules d’une seule batterie haute tension, ce qui permettrait de réaliser une analyse plus précise de l’état et du comportement des batteries et ainsi d’améliorer la sécurité, ainsi que la durée de vie et les performances des véhicules électriques et des systèmes de stockage d’énergie.
Ce jeu de circuits comprend le capteur de cellules BMA7418, la passerelle BMA6402 et le contrôleur de boîtier de jonction de batterie BMA8420. Selon NXP, il permet une surveillance en temps réel et à haute fréquence de la batterie, sans composants supplémentaires ni refonte coûteuse du système BMS. Cette solution matérielle fonctionne avec une synchronisation très précise afin de fournir des mesures d’impédance d’une grande exactitude grâce à la transformation de Fourier discrète intégrée directement sur la puce. De quoi aider les équipementiers à mieux gérer, et de manière sûre, la charge rapide, à détecter les premiers signes de défaillance de la batterie et à réduire la complexité du système.
© NXP Semiconductors
« La fonctionnalité SIE intègre un outil de diagnostic puissant, de qualité laboratoire, directement dans le véhicule. Elle simplifie la conception du système en réduisant le besoin de capteurs de température supplémentaires et favorise une recharge plus rapide, plus sûre et plus fiable, sans compromettre la santé de la batterie. Le chipset offre également une évolutivité aisée, grâce à des modules compatibles broche à broche pouvant être directement mis à niveau vers les unités de contrôle des modules de cellules et des boîtiers de jonction de la batterie », explique Naomi Smit, vice-présidente et directrice générale de la division Drivers and Energy System de NXP Semiconductors.
La technologie de spectroscopie d’impédance électrochimique repose sur l’envoi de signaux d’excitation électrique contrôlés à travers l’ensemble de la batterie. Concrètement, la solution de NXP comprend un générateur de signaux d’excitation électrique qui précharge le circuit haute tension et produit le signal d’excitation. Cette configuration permet aux condensateurs du bus DC de servir de stockage d’énergie secondaire, en complément de la batterie, ce qui améliore l’efficacité énergétique du processus d’excitation.
En mesurant la réponse des cellules à différentes fréquences sous l’effet du courant d’excitation, il est possible, selon NXP, de détecter des variations subtiles de leur état interne, telles que des gradients de température, des effets du vieillissement ou des micro-courts-circuits. Contrairement aux mesures temporelles classiques, ce procédé permet d’évaluer rapidement et de manière fiable l’impédance de chaque cellule et de la distinguer de la perte de capacité, afin d’estimer l’état de la batterie, même lors de variations dynamiques comme la charge ou les fluctuations de la consommation.
La solution complète devrait être disponible début 2026, avec un logiciel d’activation fonctionnant sur le microcontrôleur automobile S32K358 de NXP.
