La sécurité des voitures électriques

Les voitures électriques représentent une nouvelle technologie, introduisant des composants électriques à bord du véhicule, et les différents risques associés doivent être rigoureusement recensés. Pour la sécurité reliée aux voitures électriques, plusieurs aspects sont à prendre en considération

• La sécurité du système électrique
• La sécurité de la partie opérationnelle
• La sécurité des opérations de chargement des batteries
• La maintenance, l’exploitation et le niveau de formation

La majorité des normes traitant de la sécurité des voitures électriques sont en phase d’élaboration. À titre d’exemples, on cite :

• IEC TC 69
• CENELEC TC 69X
• ISO TC22/SC21
• CEN TC 301

Le cadre réglementaire est également en retard par rapport à l’évolution technologique des voitures électriques. Dans le présent article, seuls les risques électriques, chimiques et d’explosion seront traités.

1. La sécurité du système électrique du véhicule : protection contre les chocs électriques
   • Protection contre le contact direct : Protection des personnes contre tout contact direct avec les parties électriques actives du système de traction qui doit être assuré par une isolation adéquate et par une position inaccessible de ces parties.
   • Protection contre le contact indirect Le problème de contact indirect est souvent lié aux problèmes de structure. Un contact entre le circuit de traction et la structure peut conduire à des situations dangereuses telles que :
     • Les court-circuit
     • Électrocution
     • Comportement imprévu et/ou incontrôlé du véhicule

2. La sécurité de la batterie Pour une voiture électrique, la batterie représente le composant le plus important, mais elle est à l’origine de plusieurs phénomènes dangereux tels que des phénomènes dangereux électriques, mécaniques, chimiques, sans oublier le risque d’explosion.

3. Risque électrique :
   • Protection contre électrocution : Le boîtier des batteries doit être renforcé en cas de besoin
   • Protection contre les court-circuits : Les batteries de traction ont des courants de court-circuit considérablement élevé, or, des dispositifs de sécurité tel que des fusibles sont à mettre en place, notamment au centre électrique de la batterie. La disposition de la batterie doit être conçue pour éviter tout risque de contact ingérable ou de court-circuit. Pour minimiser les courants de fuite, surtout pour les batteries ventilées, un calcul de ligne de fuite est nécessaire.

4. Risque chimique
   • Les batteries au plomb Pour ce type de batteries, le danger majeur provient de l’électrolyte (acide sulfurique), or des précautions supplémentaires doivent être prises durant la maintenance. En cas d’accident, il faut porter une attention particulière à ce que l’électrolyte ne soit pas renversée sur les passagers ou toute autre personne à proximité.
   • Les batteries au nickel-cadmium Pour ce type de batteries, l’électrolyte est une solution d’hydroxyde de potassium. Les précautions à prendre durant la maintenance sont les mêmes que les batteries au plomb. Les opérations de manutention et de maintenance de ce type de batteries doivent absolument être séparées.
   • Les batteries au sodium-soufre C’est un type de batteries totalement scellées, un contenant de sécurité thermique renferme les réactifs (sodium et soufre). Cette batterie contient généralement plusieurs petites cellules ce qui limite et minimise la quantité de matière dangereuse libérée en cas d’accident.
   • Les batteries au sodium-chlorure de nickel Ce type de batteries est similaire à celles au sodium-soufre, sauf que le chlorure de nickel est un sel, donc, moins réactif que le soufre.
   • Les batteries au zinc bramine La sécurité intrinsèque de ce type de batteries est généralement élevée. La solution de bramine est hautement toxique, mais elle est caractérisée par un faible degré de réactivité. Le danger majeur associé à ce type de batteries est la libération de bramine ou de composant de bramine en cas d’incendie.

5. Risque d’explosion : Les batteries ayant un électrolyte aqueux émettent de l’hydrogène résultant de l’électrolyse de l’électrolyte, surtout durant la fin de charge, donc des précautions particulières doivent être prises :
   • La concentration d’hydrogène ne doit pas dépasser 0.8 % durant le fonctionnement normal et 3.5 % en cas de défaillance n’importe où dans le véhicule.
   • Les dispositifs susceptibles de produire de la chaleur ou des étincelles ne doivent pas être disposés dans des endroits ou un éventuel mélange air /gas peut avoir lieu.
   • Les fumées des batteries doivent être ventilées, et ne jamais atteindre l’intérieur du véhicule. En cas d’utilisation des batteries au plomb à recombinaison de Gas (VRLA), il faut prendre en considération qu’une libération d’hydrogène est possible en cas de surcharge.

6. La sécurité des opérations de chargement des batteries Durant le chargement de la batterie, la voiture se trouve connectée au réseau principal d’électricité, donc des mesures de prévention doivent être prises pour éviter le risque d’électrocution. Ces mesures de prévention dépendent principalement du type de chargeurs :
   • Chargeur externe
   • Chargeur embarqué

7. La maintenance Pour les voitures électriques, il y a trois niveaux de maintenance à considérer :
   • Maintenance premier niveau : par l’utilisateur Exemples : nettoyage de véhicule
   • Maintenance deuxième niveau : dans un atelier par des personnes qualifiées Exemples : maintenance mécanique, remplacement des contrôleurs
   • Maintenance niveau 3 : dans l’atelier du fabricant Exemples : des réparations électriques majeures, à faire par des personnes qualifiées seulement