Applications des cellules à poche
Des appareils électroniques portables aux missions autonomes, une énergie adaptée à chaque application.
Légères et compactes, les batteries lithium-ion de type « pouch » répondent aux besoins des équipements pour lesquels le poids, l'encombrement et l'autonomie sont des critères essentiels. Des smartphones aux drones, en passant par la robotique, les systèmes spatiaux et l'exploration sous-marine, chaque application nécessite un équilibre spécifique entre énergie, puissance et durée de vie.
Pourquoi opter pour le format pochette ?
Une cellule de type « pouch » est logée dans un boîtier souple multicouche comportant une barrière en aluminium. Sa géométrie plate facilite son intégration dans des appareils fins et des modules de batterie compacts.
Construction légère : un boîtier de faible masse contribue à réduire le poids de la cellule.
Flexibilité d'intégration : grâce à une gamme de dimensions variées, les cellules s'adaptent à l'espace disponible.
Options de performance : en fonction de sa composition chimique et de sa conception, une cellule peut privilégier l'énergie stockée, la puissance délivrée ou la durée de vie.
Le format « pouch » fait référence à l'enveloppe de la cellule, et non à sa composition chimique. Les performances globales dépendent également du support mécanique, du refroidissement et de la protection du bloc-batterie.
Applications spatiales :
L'énergie dans des espaces très restreints
Conditions de candidature
Pour les petits satellites et les instruments embarqués, chaque gramme et chaque centimètre cube comptent. Les cellules de type « pouch » peuvent contribuer à la mise en place d’une architecture de batterie légère et compacte, adaptée aux contraintes d’intégration de la mission.
Les batteries fournissent de l'énergie lorsque les panneaux solaires ne peuvent pas en produire suffisamment, par exemple lors d'éclipses. Le dimensionnement des batteries tient compte de l'énergie qui restera disponible à la fin de la mission.
La sélection des cellules nécessite une qualification appropriée en matière de vibrations au lancement, de durée de vie, de gestion thermique et, selon l'installation, d'exposition au vide. L'aptitude à l'utilisation spatiale doit être démontrée tant au niveau de la cellule qu'au niveau du système complet.
Smartphones et appareils électroniques portables :
Plus d'autonomie dans un espace réduit
Les smartphones, tablettes, ordinateurs portables et appareils connectés doivent allier une grande autonomie à un design compact. La forme plate des cellules de type « pouch » facilite leur intégration dans des produits fins, leurs dimensions s'adaptant à l'espace disponible.
La densité énergétique volumétrique est un critère essentiel pour ces appareils : elle indique la quantité d'énergie pouvant être stockée dans un volume donné. La batterie alimente l'écran, les systèmes de communication, les capteurs et les fonctions de traitement tout au long de l'utilisation.
Conditions de candidature
La conception doit trouver un équilibre entre l'autonomie, les performances de recharge et la durée de vie. La gestion de la chaleur et des variations d'épaisseur des cellules au fur et à mesure du vieillissement de la batterie contribue à préserver la fiabilité de l'appareil.
Drones aériens :
Trouver le juste équilibre entre endurance et puissance
Qu'il soit utilisé pour l'inspection, la cartographie, la surveillance ou le transport, la batterie d'un drone influe directement sur son autonomie et sa capacité de charge utile. Les cellules de type « pouch » permettent de concevoir des packs de batteries qui offrent un équilibre entre poids, énergie et puissance, adapté au profil de vol.
Drones à voilure fixe : privilégier l'autonomie tout en répondant aux besoins pendant les phases de vol à forte consommation.
Multirotors : fournissent une puissance constante pour le vol stationnaire et les manœuvres.
Drones à décollage et atterrissage verticaux (VTOL) et à forte capacité de charge : allier des phases de vol exigeantes à l'autonomie nécessaire pour mener à bien la mission.
Conditions de candidature
Le courant continu, la puissance de crête, la chute de tension et la température doivent être évalués dans des conditions de vol réelles. L'énergie utilisable à la puissance de mission est plus représentative que la capacité mesurée uniquement à faible courant.
Drones sous-marins :
Prolongation des missions d'exploration
Les véhicules sous-marins autonomes, ou AUV, emportent l'énergie nécessaire à leur propulsion, à leur navigation et à leurs instruments. Les cellules de type « pouch » peuvent contribuer à la conception de batteries compactes destinées à l'inspection des infrastructures, à la cartographie des fonds marins et aux missions scientifiques.
Deux architectures sont envisageables : protéger la batterie à l'intérieur d'un boîtier résistant à la pression, ou mettre au point un ensemble spécialement conçu pour fonctionner sous pression. Le choix dépend de la profondeur d'exploitation, de l'autonomie et des contraintes propres au véhicule.
Conditions de candidature
La pression, l'étanchéité, les basses températures et l'isolation électrique nécessitent une validation spécifique. Une pile-sachet standard n'est pas adaptée à une utilisation en eaux profondes, ne serait-ce qu'en raison de son format. Le poids et le volume doivent être évalués conjointement avec les éléments de protection et de flottabilité nécessaires.
Autres applications dans les systèmes mobiles et industriels
Robotique et logistique autonome
Les robots mobiles, les robots mobiles autonomes (AMR) et les véhicules à guidage automatique (AGV) utilisent des batteries pour alimenter leurs systèmes de propulsion, leurs capteurs et leurs ordinateurs de bord. Les cellules de type « pouch » permettent de concevoir des modules qui s'intègrent dans le châssis, en accordant une attention particulière à la durée de vie, aux programmes de recharge et à la disponibilité des équipements.
Matériel médical portable
Les moniteurs portables, les pompes et les appareils de diagnostic nécessitent des sources d'alimentation compactes et une autonomie prévisible. Le choix des cellules et l'intégration des modules doivent répondre aux exigences de fiabilité de chaque appareil.
Mobilité électrique
Les cellules de type « pouch » peuvent être assemblées en modules destinés aux batteries de traction. Leur intégration nécessite une gestion thermique adaptée, un support mécanique contrôlé et une protection adaptée aux conditions d'exploitation du véhicule.
Stockage d'énergie et alimentation de secours
Le format « pouch » peut également être utilisé dans les modules de stockage d'énergie et d'alimentation de secours. Pour ces applications, la durée de vie, la sécurité, la maintenance et le coût global revêtent généralement plus d'importance que le simple gain de poids.
Choisir une cellule adaptée à votre application
La conception d'une solution de batterie commence par l'analyse de ses exigences opérationnelles réelles : besoins énergétiques, courant continu et courant de pointe, espace disponible, température, durée de vie et environnement. Ces paramètres orientent le choix des cellules, la conception de l'assemblage et les essais requis.
Vous préparez un projet ? Faites-nous part de votre profil d'exploitation, de vos contraintes d'intégration et de vos objectifs de performance afin de définir un cahier des charges de batterie adapté à votre application.
Les photographies illustrent différents domaines d'application. Elles ne constituent pas des références clients et ne donnent aucune indication sur la technologie de batterie utilisée dans les équipements présentés.