L’acteur de la semaine : Power Up prédit les incidents sur les batteries des mois à l’avance

Issue de l’institut de recherche CEA-Liten, la start-up française PowerUp a développé un algorithme qui détecte et interprète les déséquilibres cellulaires dans les modules de batteries, afin d’anticiper d’éventuels emballements thermiques et incendies jusqu’à un an avant.

février 27, 2023 Gwénaëlle Deboutte

PowerUp est une spin-off de l'institut de recherche CEA-Liten spécialisée dans l'analyse du vieillissement des batteries.

Image : PowerUp

La start-up française PowerUp a été fondée en 2017 avec pour mission de capitaliser sur les recherches sur le vieillissement des batteries lithium-ion menées depuis 15 ans par l’Institut sur les technologies énergétiques CEA-Liten. « Avec la multiplication des batteries aujourd’hui, évaluer la durabilité et la sécurité des batteries est un paramètre primordial et très peu de sociétés dans le monde disposent de notre recul de plus d’une décennie sur cet aspect », assure Philippe de La Fortelle, Chief Revenue Officer (CRO) de la spin-off, dans une interview à pv magazine France.

Détecter les signes avant-coureurs

A l’horizon 2025, le cabinet d’analyses SMP Global estime en effet que 300 GWh de capacités de batteries Li-ion seront installés dans le monde, dont un tiers en colocation avec des parcs photovoltaïques, contre 25 GWh aujourd’hui. « Aujourd’hui, les solutions de sécurité se focalisent surtout sur le design des batteries pour éviter la propagation de feu ou encore la détection de gaz pour détecter un emballement thermique peu de temps avant l’incendie, décrit le CRO. Tout ceci est indispensable, mais notre approche, via un algorithme que nous avons développé, est d’anticiper encore davantage et de repérer les signes avant-coureurs jusqu’à 12 mois avant que l’incident ne se produise ».

En mai 2022, PowerUp, qui compte parmi ses références Enedis, EDF ou encore Scheinder Electric, a ainsi lancé sa solution d’analyse des batteries en nuage PowerUp : Battery Insight. Celle-ci s’applique à tous types de stockage lithium-ion (mobilité, BESS, batteries résidentielles…). « Les trois causes principales qui peuvent entraîner un emballement thermique sont la hausse de la température, une surtension ou une augmentation trop importante de courant, analyse Philippe de La Fortelle. Et ces causes ont elles-mêmes une origine qui est liée à un déséquilibre au niveau des cellules qui se produit des mois auparavant ».

Deux niveaux d’alarme

Un tel déséquilibre entraîne surtout une perte de l’efficacité énergétique et la plupart du temps, il peut être compensé par le système d’équilibrage du BMS (Battery Management System). Mais il arrive que le déséquilibre soit trop important, au point que le BMS ne soit plus en mesure de le compenser. « C’est ce déséquilibre qui peut à terme entraîner des augmentations de température ou des surtensions », souligne Philippe de La Fortelle.

C’est pourquoi, à partir des données envoyées par les batteries toutes les minutes, Battery Insight va être capable de détecter et d’interpréter au niveau de chaque module des dispersions d’état de charge, de résistance ou de capacités et d’en tirer deux niveaux d’alarme : une alarme moyenne et une alarme critique. « La première donne le temps d’attendre la prochaine fenêtre de maintenance planifiée pour aller voir ce qui se passe au niveau du module défectueux et de le changer si besoin, sans éteindre la centrale, complète le CRO. La seconde en revanche nécessite une intervention immédiate et d’éteindre la partie du système concernée pour éviter tout incident ».

La solution Battery Insight comprend deux niveaux d’alarme, une moyenne (orange) et un niveau critique (rouge).
*Image : PowerUp*

L’achat de la solution basée sur le Cloud se fait sous la forme d’un abonnement en fonction de la capacité (au MWh). « Pour nous, l’un des enjeux au niveau de nos clients est de les sensibiliser sur le transfert de données, témoigne toutefois Philippe de La Fortelle. En effet, de nombreux opérateurs d’infrastructures découvrent après coup que leur contrat leur interdit de transmettre les données de leurs batteries à des tiers. Il faut donc être vigilent sur ce point ».

Le cas des batteries de seconde vie

Pour éprouver ses algorithmes, PowerUp, labellisée Solar Impulse en 2021, a notamment analysé un an et demi de données d’un parc de stockage de 35 MWh au Royaume-Uni qui a connu une avarie en octobre 2020. « Avec notre algorithme, nous avons été en mesure de détecter cet incident neuf mois qu’il ne se produise. Cela leur aurait permis d’éviter une interruption du fonctionnement de la centrale », assure le directeur.

Avec un acteur au Japon, la jeune entreprise basée en Savoie a également testé sa solution sur un parc de stockage BESS de 1 MWh constitué d’anciennes batteries de bus. « Le site avait des problèmes de performances et notre logiciel a montré que les déséquilibres étaient démultipliés du fait que les cellules venaient d’usages différents et n’étaient pas homogènes, se souvient Philippe de La Fortelle. Pour le stockage avec des batteries de seconde vie, il faut donc être prudent dans la caractérisation des batteries utilisées pour ces usages, afin d’éviter les problème d’hétérogénéité et de mettre ensemble des batteries qui auraient eu un usage antérieur à peu près équivalent ».

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