L’industrie chinoise des véhicules à énergie nouvelle (VEN) est entrée dans une phase d’expansion axée sur le marché, et le parc de VEN continue de croître à un rythme soutenu. Cette croissance témoigne non seulement du succès de la transition vers une mobilité durable dans le pays, mais aussi de la nécessité impérieuse de renforcer les mesures de sécurité relatives à l’infrastructure de recharge et de remplacement de batteries. La sécurité, considérée comme le socle même du développement industriel, englobe de multiples dimensions : celle des équipements de recharge, des interfaces de connexion, des véhicules et des batteries, ainsi que la sécurité des données.
Une réglementation et des normes en constante évolution
La mise en place d’un cadre réglementaire solide constitue la première pierre d’une stratégie de sécurité efficace. Dès 2020, les stations de remplacement de batteries ont été intégrées au champ des infrastructures nouvelles dans le rapport gouvernemental, avec un nouvel élan en 2021. Cette même année, la norme nationale GB/T 40032-2021 Exigences de sécurité pour le remplacement de batteries de véhicules électriques est entrée en vigueur, marquant la première norme nationale de base et universelle pour le secteur du remplacement de batteries dans l’industrie automobile chinoise. Elle a permis d’améliorer significativement les niveaux de sécurité des véhicules électriques utilisant cette technologie, notamment en termes de résistance mécanique, de sécurité électrique et d’adaptabilité environnementale.
En 2023, le Conseil d’État a publié les Lignes directrices pour renforcer la construction d’un système d’infrastructure de recharge de haute qualité, qui précisent les responsabilités principales et les systèmes de gestion de la sécurité en matière de recharge. Parallèlement, depuis 2019, l’Association chinoise des constructeurs automobiles, l’Alliance chinoise pour la recharge des véhicules électriques et l’Alliance des batteries élaborent annuellement le Guide de sécurité des véhicules électriques, offrant des références précieuses aux développeurs, professionnels et personnel de service des VEN.
Ces initiatives s’inscrivent dans une dynamique visant à encadrer un secteur en pleine expansion. En effet, le parc de VEN continue de s’accroître : selon les données des autorités, à la fin du premier semestre de cette année, leur nombre a atteint 24,72 millions d’unités, représentant 7,18 % du parc automobile total du pays. Cette croissance rapide impose de renforcer les dispositifs de sécurité pour éviter les incidents qui pourraient freiner l’adoption des VEN.
La sécurité des batteries : cœur du problème
La batterie, souvent qualifiée de « cœur » du véhicule électrique, est un composant critique pour la sécurité globale du véhicule. Ces dernières années, des incidents liés à la sécurité des batteries ont alerté l’industrie, soulignant la nécessité d’une gestion stricte. Selon l’Alliance chinoise pour l’innovation dans l’industrie des batteries pour véhicules électriques, la capacité de batteries installées sur les véhicules domestiques a atteint 203,3 GWh au premier semestre de cette année, en hausse de 33,7 % par rapport à la même période de l’année précédente. Cette augmentation sous-tend l’importance de maîtriser les risques associés à l’utilisation des batteries.
Les experts définissent trois types de risques majeurs pour la sécurité des batteries :
- L’abus thermique, causé par des environnements extérieurs à haute température ;
- L’abus électrique, comme une recharge excessivement rapide, qui peut entraîner la formation de dendrites de lithium perforant la membrane séparatrice ;
- L’abus mécanique, résultant de collisions ou de compressions de la batterie.
Ces risques peuvent se combiner : par exemple, une recharge rapide (notamment en mode ultra-rapide) induit à la fois un abus électrique et thermique, car l’augmentation de la résistance interne de la batterie pendant le processus génère de la chaleur, élevant la température interne.
Pour faire face à cela, l’industrie adopte une stratégie globale articulée autour de quatre étapes : contrôle des limites de sécurité, alerte préalable, évaluation des risques en cours et stratégies de réponse post-incident. Les constructeurs sont encouragés à progresser étape par étape dans la maîtrise des technologies de recharge rapide : d’abord stabiliser la recharge 3C (batterie complètement chargée en 20 minutes), puis passer à la 4C (15 minutes), avant de développer des solutions encore plus efficaces. Cette approche progressive garantit que la sécurité n’est pas sacrifiée sur l’autel de la commodité.
L’infrastructure de recharge : un enjeu majeur
Les équipements de recharge des véhicules électriques ne sont plus des dispositifs isolés, mais des composants clés d’un réseau d’infrastructure interconnecté. Ils jouent un rôle de hub énergétique et informationnel dans la convergence de trois réseaux : le réseau véhiculaire, le réseau de recharge et le réseau électrique. Cette fonction centrale impose des exigences de sécurité plus strictes.
Malgré les progrès, des incidents persistent : échauffement excessif des véhicules pendant la recharge, courts-circuits ou fuites électriques dans les bornes de recharge mettant en danger les utilisateurs, ou encore piratages de plateformes de gestion entraînant des interruptions de service. Pour y remédier, les experts préconisent une approche multidimensionnelle couvrant la sécurité des personnes, des véhicules, des équipements, de l’énergie stockée et des données.
Les connecteurs de recharge, composants vulnérables des bornes, sont soumis à des contraintes spécifiques : capacité à transporter de forts courants (exigeant une haute sécurité), fréquence des branchements (nécessitant une grande durabilité) et interaction directe avec l’utilisateur (imposant une ergonomie optimale). Pour améliorer leur fiabilité, des innovations comme l’utilisation d’algorithmes d’intelligence artificielle pour prédire leur durée de vie restante permettent une maintenance préventive, réduisant les risques d’incidents.
Le remplacement de batteries : une solution prometteuse mais exigeante en matière de sécurité
Si le remplacement de batteries offre l’avantage d’une recharge ultra-rapide, comparable à un ravitaillement en carburant, sa sécurité est devenue un sujet de préoccupation croissante avec le déploiement massif des stations. Dans le secteur des camions lourds, par exemple, les ventes de camions électriques à remplacement de batteries ont dépassé 10 000 unités au premier semestre de 2024, en hausse de 82 % par rapport à la même période de 2023. Cette croissance souligne l’importance de renforcer la sécurité dans ce domaine.
Les stations de remplacement doivent prendre en compte quatre aspects clés : conception, choix du site, construction et exploitation. L’exploitation, en particulier, inclut la gestion des équipements, des opérations et des batteries, avec une attention particulière portée à leur transport et leur stockage sécurisés. Les experts résument la stratégie de sécurité en trois mots : « ne pas déclencher, détecter précocement, retirer rapidement ».
- « Ne pas déclencher » : garanti par la norme GB 38031-2020 Exigences de sécurité pour les batteries à accumulation pour véhicules électriques, qui interdit la perte de contrôle thermique des batteries.
- « Détecter précocement » : réalisé grâce à des systèmes de surveillance en temps réel avec double protection, associés à des analyses de mégadonnées (Big Data) via des plateformes cloud. Ces outils permettent de détecter les tendances de dégradation des performances de la batterie.
- « Retirer rapidement » : spécificité des stations de remplacement, qui permettent de détacher la batterie de la baie de recharge en cas de problème, couper l’alimentation externe et la transporter dans une zone sécurisée.
Par ailleurs, des protocoles réguliers sont mis en place : formations périodiques du personnel aux procédures d’urgence, service 24h/24 et mécanismes de coordination avec les services d’incendie.
Les normes : fondement d’une sécurité renforcée
La standardisation est un levier essentiel pour mitiger les risques liés à la recharge et à la décharge des batteries. En effet, la transmission de haute tension dans ces processus présente des dangers potentiels : chocs électriques, surchauffement des composants ou défaillances fonctionnelles. Le système chinois de normes pour les véhicules électriques couvre quatre domaines :
- Sécurité du véhicule : inclut la sécurité fonctionnelle, la protection contre les chocs électriques, les incendies et les conséquences des collisions. Elle est encadrée par des normes comme la GB 18384-2020 Exigences de sécurité pour les véhicules électriques, la GB 38032-2020 Exigences de sécurité pour les bus électriques et la GB/T 31498-2021 Exigences de sécurité pour les véhicules électriques après collision.
- Sécurité de la batterie : régit l’utilisation normale, la résistance aux abus, l’adaptabilité environnementale et la diffusion thermique en cas d’immersion. Elle est définie par la GB 38031-2020.
- Sécurité de la recharge : couvre la protection contre les chocs électriques, le surchauffement, l’adaptabilité environnementale et la sécurité fonctionnelle. Les normes clés sont la GB/T 43332-2023 Exigences de sécurité pour la recharge et la décharge conductrice des véhicules électriques, la GB/T 41578-2022 Exigences techniques et méthodes d’essai pour la sécurité des données des systèmes de recharge et la GB/T 39752-2021 Exigences de sécurité et spécifications d’essai pour les équipements d’alimentation.
- Sécurité du remplacement de batteries : concerne la sécurité structurelle et la sécurité des cellules. Elle est définie par la GB/T 40032-2021.
La publication en novembre 2023 de la GB/T 43332-2023 a marqué une étape importante, en précisant les exigences pour la recharge et la décharge conductrice dans différents états (hors recharge, en cours, terminée) et en fournissant des principes de conception pour prévenir les risques. Un autre jalon a été atteint en juillet de cette année avec la publication de la GB 44263-2024 Exigences de sécurité pour les systèmes de recharge conductrice des véhicules électriques, première norme nationale obligatoire dans ce domaine, qui entrera en vigueur le 1er août 2025. Elle complétera davantage le cadre réglementaire chinois.
Vers un développement durable de l’industrie
La sécurité de la recharge et du remplacement de batteries est un enjeu majeur pour le développement des infrastructures de recharge dans les prochaines années en Chine, et une condition sine qua non pour la généralisation des véhicules à énergie nouvelle. Les récentes Conseils sur l’accélération de la transformation verte complète du développement économique et social, publiés par le Comité central du Parti communiste chinois et le Conseil d’État, soulignent la nécessité de développer une infrastructure de transport verte, d’améliorer les réseaux de stations de recharge (et de remplacement), de postes à hydrogène (ou à alcool) et de systèmes de gestion intelligente du trafic urbain.
Grâce aux efforts conjugués du gouvernement, des acteurs de l’industrie et des innovateurs technologiques, la sécurité dans le domaine de la recharge et du remplacement de batteries en Chine est en constante amélioration. Cette progression permettra non seulement de protéger les utilisateurs et les biens, mais aussi de renforcer la position de la Chine en tant que leader mondial de la mobilité verte, établissant des normes de sécurité et de durabilité pour l’ensemble de l’industrie mondiale des véhicules électriques.
Auteur : Li Bin
Revue : An Tian Xia (Monde de la Sécurité)