Les défis et solutions pour les tests de conception de batteries < 200W

Les tests de conception de batteries sont essentiels pour garantir les performances, la sécurité et la longévité des produits. Ils permettent de s’assurer que les batteries répondent aux exigences spécifiques des applications pour lesquelles elles sont destinées.

La variabilité des courants de décharge

Les dispositifs modernes, tels que les smartphones, les drones et les appareils portables, nécessitent des courants de décharge fluctuants en raison de leurs fonctionnalités avancées et de leur utilisation intermittente. Cette fluctuation rapide de la demande en courant nécessite une mesure précise pour éviter les problèmes de surcharge et de décharge complète. Ces dernières sont en effet susceptibles de compromettre la performance et la longévité des batteries. Les ingénieurs doivent donc s'assurer que leurs solutions de test peuvent capturer et analyser ces variations avec une grande précision.

La durabilité et la longévité des batteries

Les cycles répétés de charge et de décharge affectent inévitablement la durée de vie des batteries. Pour garantir qu’elles résistent à des cycles d’utilisation prolongée sans dégradation significative, il faut simuler les conditions réelles. Les ingénieurs ont ainsi la possibilité de comprendre comment les batteries se comportent sur le long terme afin d’optimiser la conception en vue d’une meilleure durée de vie.

L’efficacité énergétique : un défi critique

Optimiser les circuits tout en réduisant les pertes d’énergie obligent les ingénieurs à concevoir des batteries qui stockent efficacement l’énergie et la délivrent de manière optimale. Pour cela, ils doivent comprendre les profils de consommation d’énergie des dispositifs et tester les paramètres de conception pour les ajuster en conséquence.

Garantir la sécurité et la conformité aux normes

La sécurité des batteries ne peut être compromise. Les risques de surchauffe, de courts-circuits et d'autres problèmes de sécurité doivent être rigoureusement testés et évalués pour assurer la conformité aux normes de sécurité en vigueur. Les ingénieurs doivent donc pouvoir simuler des conditions extrêmes pour s'assurer que les batteries peuvent fonctionner de manière sûre dans toutes les situations possibles.

La durée de vie d’une batterie contribue de manière significative au prix de revient et à la fiabilité d’une infrastructure IoT (internet des objets). Pour le grand public, la durée de vie d’une batterie est un critère de choix important*. « Une méthode pour mesurer la longévité de la batterie des appareils IoT consiste à diviser sa capacité en ampères-heures par la fuite de courant moyenne en ampères afin d’obtenir un temps en heures. Mais dans le monde réel, ce calcul est trop simpliste et peut générer des résultats inexacts ».* En effet, les appareils utilisent différents modes de puissance (actif, veille, hibernation...) qui modifient la longévité réelle.

À chaque phase de développement d’une batterie, les tests permettent de vérifier que la batterie fonctionne. Ils déterminent notamment si les performances attendues sont présentes et régulières tout au long du cycle de vie de la batterie. Or, il est impossible de tester en conditions réelles sur une période aussi longue. C’est là que les logiciels de test et d’émulation de batterie comme BV9211B PathWave BenchVue de Keysight entrent en jeu.

Keysight est un des leaders dans le domaine des solutions de tests et mesures pour les industries technologiques. Grâce à une expertise approfondies et des innovation constantes, elle fournit des outils et des logiciels de pointe qui aident les ingénieurs à relever les défis complexes. Le logiciel BV9211B est une solution puissante pour émuler et profiler les courants utilisés par les appareils afin de faciliter la conception et les tests de batteries de faible puissance : « Le produit permet en effet aux ingénieurs de recréer des conditions d’utilisation réalistes, de mesurer avec précision les données et d’optimiser les performances ».

Identifier rapidement l’impact des facteurs critiques

Le logiciel de test et d'émulation de batterie Keysight BV9211B permet d'identifier rapidement l'impact des facteurs critiques sur la durée de vie de la batterie. Ces facteurs comprennent :

• les changements de matériel ;
• les mises à jour de logiciels et de micrologiciels ;
• la température ambiante ;
• l'âge de la batterie.

Une connaissance poussée de ces informations aide à améliorer la conception de la batterie <200W afin de prolonger sa durée de vie.

Analyser précisément les informations

Un autre avantage du logiciel Keysight est sa capacité à valider les informations relatives à la durée de vie de la batterie. Il analyse la durée de vie en en simulant l'épuisement de la batterie à partir d’un modèle de batterie unique.

Il est possible de tester et d’émuler des batteries jusqu’à 200 kW et 2 kV, en profilant des cycles de charge/décharge. Le logiciel peut aussi réaliser des tests d’usure et de cycle de la batterie. « Grâce à un émulateur-testeur et profileur de batterie et le logiciel, vous pouvez émuler, profiler et cycler vos batteries pour maîtriser efficacement votre batterie. L’émulateur permet de créer des modèles de batteries basés sur des courants dynamiques et des courants statiques qui donnent une idée précise de l’état de charge de la batterie. »

Le logiciel BV9211B fonctionne sur l'analyseur de puissance CC haute performance Keysight N6705C et sur l'émulateur et le profileur Keysight E36731A optimisés pour les applications à faible consommation. « Vous pouvez émuler les performances en vous connectant à un élément en test réel, comme un détecteur de monoxyde de carbone. Grâce à l’association de l’instrument et du logiciel, on peut effectuer des tests de cycle de charge et de décharge de la batterie pour savoir à partir de quel moment une batterie rechargeable perd sa capacité initiale de charge ou peut tomber en panne. »

En complément, l’appareil donne la possibilité d’avoir une alimentation de table, une charge électronique, une vue oscilloscope, un mode liste et un enregistreur de données. « Cette solution matérielle et logicielle regroupe des fonctionnalités multiples dans un instrument puissant et versatile. C’est un outil indispensable pour vos tests de durabilité de batterie afin de développer et tester vos dispositifs IoT sous batterie avec une grande précision. »