Batterie pour applications de défense

Générer une énergie pulsée dynamique et à haute énergie est une chose. Le faire tout en préservant la fraîcheur et la sécurité des batteries en est une autre.

L'Université d'Auburn, basée en Alabama, et IntraMicron Inc., une société de développement de technologies d'ingénierie, ont présenté une façon de répondre aux exigences extrêmes des systèmes électriques à impulsions adaptés aux missions de défense de nouvelle génération lors d'une démonstration spéciale le 7 décembre. Les invités ont assisté à des décharges de charge de mission à impulsions émulées alimentées par une batterie lithium-ion de pointe de 1 000 volts, dans le cadre des efforts continus de l'équipe pour améliorer la sécurité nationale et la posture de défense du pays.

Batterie lithium-ion de 1 000 volts développée par l'Université d'Auburn et IntraMicron. (Photo : Université d'Auburn)

« Nous disposons de l'une des plus grandes batteries lithium-ion au monde, capable de se décharger en toute sécurité à des niveaux de puissance plus élevés ou plus rapides que tout autre système de batterie lithium-ion disponible », a déclaré Bruce Tatarchuk, cofondateur et PDG d'IntraMicron, qui est également directeur du Centre de fabrication de matériaux microfibres de l'Université d'Auburn et professeur titulaire de la bourse Charles Gavin III au département de génie chimique.

La batterie et le système de refroidissement d'IntraMicron, en conjonction avec d'autres systèmes de refroidissement développés pour la charge elle-même, sont couplés ensemble, grâce à Rocky Research/Honeywell.

« Lorsqu'on décharge une batterie à sa puissance maximale, la moitié de l'énergie est injectée dans la charge électrique et l'autre moitié est générée sous forme de chaleur à l'intérieur de la batterie », explique Tatarchuk. « Il s'agit d'une batterie de 1 000 volts et 800 ampères, soit une puissance de 800 kW. Notre technologie offre un moyen sûr et efficace d'évacuer cette chaleur, ce qui empêche une batterie de surchauffer au point d'exploser et de provoquer l'inflammation des 275 autres batteries du bloc. »

« Nous sommes leaders dans ce domaine et dans sa conception, et nous détenons des brevets américains et internationaux. C'est notre bébé », a déclaré Tatarchuk.

Le système est conçu avec des précautions de sécurité maximales pour prévenir les défaillances de la batterie, a expliqué Tatarchuk, tout en permettant aux cellules de fonctionner à leur courant et à leur puissance de pointe. Grâce à la gestion thermique, cette technologie thermique de batterie permet de multiplier par quatre la densité de puissance, ouvrant la voie aux besoins en énergie pulsée de nouvelle génération. Le stockage d'énergie thermique offre une capacité de refroidissement haute densité et constante pour les systèmes d'énergie dirigée ou autres systèmes de mission et pour les besoins en énergie.

« Du point de vue de la recherche, à l'Université d'Auburn, nous nous concentrons fortement sur l'impact sociétal et l'amélioration de la qualité de vie, la stimulation de notre économie et la sécurité de notre nation », a déclaré Steve Taylor, vice-président chargé de la recherche et du développement économique à l'Université d'Auburn. « Auburn mène une action importante en matière de sécurité nationale dans les domaines de l'ingénierie, des sciences, des mathématiques et de la médecine vétérinaire. IntraMicron participe à cet effort global dans le secteur manufacturier et contribue à garantir que nous disposons de la base industrielle adéquate pour défendre notre économie. Des investissements stratégiques dans le corps professoral et les infrastructures de recherche de notre campus, ainsi que dans les programmes de recherche, peuvent produire les technologies dont nous avons besoin pour nous défendre. Et, dans ce cas précis, continuer à faire progresser notre économie et à assurer la sécurité de l'Amérique. »

IntraMicron, fondée en 2001 pour commercialiser la technologie des matériaux microfibres développée à l'Université d'Auburn, a également développé des additifs conducteurs utilisés par l'industrie aéronautique pour éliminer la charge statique, des masques à gaz de pointe portés par les soldats de l'OTAN et des États-Unis, des systèmes de catalyseurs produisant des carburants renouvelables à partir de déchets, des filtres métalliques pour la production chimique et pharmaceutique et les batteries au lithium les plus puissantes et les plus sûres de la planète.

Tatarchuk a déclaré que le message principal ne se limite pas à IntraMicron ou à Auburn et à une nouvelle technologie. « Il s'agit plutôt d'un travail d'équipe collaboratif et d'une attention particulière aux besoins de nos parties prenantes. »

« Vous verrez des étudiants en alternance travail-études et des étudiants diplômés d'Auburn travailler côte à côte chez IntraMicron, ainsi que des ingénieurs qui sont d'anciens étudiants en alternance travail-études », a déclaré Tatarchuk. « L'armée se préoccupe du développement de la main-d'œuvre et de l'accès stratégique à des personnes compétentes en technologie. Le fait que nous puissions aligner l'expérience éducative des étudiants sur les besoins critiques de la main-d'œuvre de demain est un enjeu crucial. »

« Ici, une université et une petite entreprise dérivée collaborent. Nous ne nous contentons pas d'en parler. Nous le faisons réellement. Nous démontrons qu'il ne s'agit pas seulement d'une technologie spécifique et d'un groupe de personnes qui collaborent. Il s'agit aussi de la plateforme collaborative globale que nous abordons. Qui sera concerné ? Des cibles de recherche présentant un intérêt sociétal… en l'occurrence la défense nationale. »