Alors que la Chine continue de devancer le reste du monde en matière de ventes de véhicules électriques, qui représenteront 49 % des ventes de voitures neuves en 2024, selon une étude d'IDTechEx, elle est également en avance sur le reste du monde en matière de normes de sécurité.

La réglementation évolue et la Chine fixe les objectifs les plus stricts le plus rapidement. Source : IDTechEx

Nouvelles exigences de la Chine

La version 2025 de la norme chinoise 38031 comporte des modifications importantes. La plus marquante est l'exigence qu'aucun incendie ni explosion ne se produise pendant les deux heures suivant le début de la surchauffe dans une cellule. L'avertissement aux occupants du véhicule est maintenu, et aucune fumée visible ne doit pénétrer dans l'habitacle dans les cinq minutes suivant l'incident.

La norme ajoute également le chauffage interne comme mécanisme d'activation des essais, en plus du chauffage externe et de la perforation. Si aucune surchauffe n'est constatée avec l'une de ces méthodes d'essai, les autres doivent être testées.

Le marché chinois des véhicules électriques est de plus en plus dominé par la technologie LFP, ce qui facilite la résolution de ce problème par rapport aux technologies NMC à plus haute densité énergétique. Cependant, la situation reste complexe, car aucun système de stockage d'énergie n'est intrinsèquement sûr à 100 %.

Ce qui est clair, c'est que la réglementation chinoise progresse beaucoup plus rapidement en matière de surchauffe des véhicules électriques que celle d'autres régions qui en sont encore à la phase d'élaboration, de révision et de mise à jour, sans réglementation obligatoire en vigueur.

Que se passe-t-il en Europe ?

L'Europe attend la norme UN ECE R100 et ses amendements. La version R100-05 entrera en vigueur pour les nouveaux types de véhicules en septembre 2027 et pour tous les nouveaux types de véhicules en septembre 2029. Cela représente un retard important par rapport à la Chine, dont la mise en œuvre est prévue en 2026, et les exigences sont beaucoup plus proches de celles de la norme chinoise de 2020. Un avertissement de 5 minutes est requis pour les occupants du véhicule après un événement thermique, pendant lequel aucune situation dangereuse (incendie, fumée ou explosion) ne doit se produire.

Les dernières mises à jour semblent porter davantage sur les mécanismes de test que sur le résultat final en matière de sécurité.

Les États-Unis sont-ils encore plus en retard ?

Bien que les États-Unis s'appuient également sur les normes ECE, la NHTSA est l'organisme principal chargé de faire respecter la sécurité. Sa dernière version de la norme FMVSS 305a suit de près la réglementation ECE, mais a adopté une norme de sécurité moins stricte. Dans ce cas précis, elle n'exige pas la détection de la surchauffe d'une seule cellule, mais se base entièrement sur la température à l'intérieur du boîtier.

Alors que la norme GTR20 exige un avertissement de 5 minutes entre le début de la surchauffe d'une seule cellule et le danger pour les occupants, la NHTSA soutient que la détection d'une seule cellule serait « une contrainte de conception excessive » et ne serait pas pertinente dans toutes les conditions.

Au lieu d'une alerte déclenchée par la défaillance d'un seul élément, la NHTSA propose un système d'alerte qui s'active lorsque la température à l'intérieur du système de batterie dépasse significativement la température maximale de fonctionnement. Pour tester ce système, la batterie doit être ouverte et un élément chauffant capable d'atteindre 600 °C en 30 secondes doit être connecté à la ou aux cellules concernées, provoquant ainsi l'emballement thermique d'au moins une cellule. L'alerte doit se déclencher dans les 3 minutes suivant la mise en marche de l'élément chauffant.

Comment les constructeurs automobiles s'adaptent-ils ?

Lors de l'annonce de la norme chinoise de 2020, les constructeurs automobiles ont majoritairement adapté leurs plateformes de batteries existantes pour se conformer à la nouvelle réglementation. Cette fois-ci, ils ont intégré la sécurité incendie bien plus tôt dans le processus de conception et se sont efforcés de réduire le délai d'alerte à moins de 5 minutes.

Cependant, la nouvelle exigence chinoise de deux heures de charge constitue un obstacle majeur. Bien qu'il soit possible d'éviter la surchauffe entre les cellules et que diverses options de matériaux existent, il convient, comme toujours, de trouver un compromis entre les performances et le prix de chaque batterie. Tout cela survient à un moment où la réduction du coût des batteries est cruciale pour l'adoption future des véhicules électriques.

L'amélioration de la sécurité des véhicules représente indéniablement un progrès, mais elle constitue également un défi de taille pour les constructeurs automobiles et les concepteurs de batteries. Les constructeurs privilégient généralement une conception universelle, sans modifications majeures pour chaque marché.

Le rapport d'IDTechEx, intitulé « Matériaux de protection incendie pour batteries de véhicules électriques 2025-2035 : marchés, tendances et prévisions », prévoit un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 15 % pour le marché de ces matériaux, porté par la croissance du marché des véhicules électriques et l'importance accrue accordée à la sécurité incendie. La protection incendie restera sans aucun doute un critère essentiel dès les premières étapes de la conception, offrant ainsi d'importantes opportunités aux fournisseurs de matériaux capables d'aider les constructeurs automobiles à répondre à ces nouvelles exigences.

Auteur : Dr James Edmondson, vice-président de la recherche chez IDTechEx