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 choisir le format poche ?
Une cellule poche est contenue dans un emballage souple multicouche intégrant une barrière en aluminium. Sa géométrie plate facilite son intégration dans les appareils minces et les modules de batterie compacts.
Construction légère : une enveloppe à faible masse contribue à réduire le poids de la cellule.
Flexibilité d'intégration : a range of dimensions allows cells to fit the available space.
Options de performance : selon sa chimie et sa conception, une cellule peut privilégier l'énergie stockée, la puissance de sortie ou la longévité.
Le format poche qualifie l'enveloppe de la cellule, et non sa chimie. Les performances globales dépendent également du support mécanique, du refroidissement et de la protection du bloc-batterie.
Applications spatiales :
L'énergie au service de contraintes d'encombrement strictes
Exigences d'applications
Pour les petits satellites et les instruments embarqués, chaque gramme et chaque centimètre cube compte. Les cellules poches contribuent à une architecture de batterie légère et compacte, conçue sur mesure pour répondre aux contraintes d'intégration de la mission.
Les batteries fournissent l'énergie lorsque les panneaux solaires ne peuvent pas en générer suffisamment, par exemple lors des éclipses. Le dimensionnement de la batterie tient compte de l'énergie qui restera disponible en fin de mission.
La sélection des cellules requiert une qualification appropriée aux vibrations de lancement, à la durée de vie, à la gestion thermique et, selon l'installation, à l'exposition au vide. L'aptitude à l'utilisation spatiale doit être démontrée tant au niveau de la cellule que du système complet.
Smartphones et électronique portable :
Plus d'autonomie dans un espace réduit
Smartphones, tablettes, ordinateurs portables et appareils connectés doivent associer une longue autonomie à un design compact. La forme plate des cellules pouch favorise l'intégration dans des produits minces, avec des dimensions adaptées à l'espace disponible.
La densité énergétique volumétrique est un critère essentiel pour ces appareils : elle mesure la quantité d'énergie pouvant être stockée dans un volume donné. La batterie alimente l'écran, les communications, les capteurs et les fonctions de traitement tout au long de l'utilisation.
Exigences d'applications
La conception doit concilier autonomie, performances de charge et durée de vie. La gestion de la chaleur et des variations d'épaisseur de la cellule au fil du vieillissement de la batterie contribue à préserver la fiabilité de l'appareil.
Drones aériens :
Concilier autonomie 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 pouch permettent de concevoir des blocs-batteries qui équilibrent poids, énergie et puissance pour s'adapter au profil de vol.
Drones à voilure fixe : privilégient l'autonomie tout en répondant aux appels de puissance lors des phases de vol exigeantes.
Multirotors : fournissent une puissance soutenue pour le vol stationnaire et les manœuvres.
Drones à décollage et atterrissage verticaux (VTOL) et drones à forte charge utile : associent des phases de vol exigeantes à l'autonomie nécessaire pour mener à bien la mission.
Exigences d'applications
Le courant continu, la puissance de pointe, 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 :
Prolonger les missions d'exploration
Les véhicules sous-marins autonomes (AUV) embarquent l'énergie nécessaire à leur propulsion, leur navigation et leurs instruments. Les cellules poches (pouch cells) permettent de concevoir des batteries compactes destinées à l'inspection d'infrastructures, à la cartographie des fonds marins et aux missions scientifiques.
Deux architectures sont envisageables : la protection de la batterie dans un caisson résistant à la pression, ou le développement d'un assemblage spécifiquement conçu pour fonctionner sous pression. Le choix dépend de la profondeur d'immersion, de l'autonomie et des contraintes du véhicule.
Exigences d'applications
La pression, l'étanchéité, les basses températures et l'isolation électrique requièrent une validation spécifique. Une cellule souple standard ne peut être qualifiée pour un usage en eaux profondes sur la seule base de son format. Le poids et le volume doivent être évalués conjointement avec les composants de protection et de flottaison nécessaires.
Applications complémentaires dans les systèmes mobiles et industriels
Robotique et logistique autonome
Les robots mobiles, les robots mobiles autonomes (AMR) et les véhicules à guidage automatisé (AGV) utilisent des batteries pour alimenter leurs systèmes de traction, leurs capteurs et leurs ordinateurs embarqués. Les cellules souples permettent de réaliser des modules s'intégrant au cœur du châssis, en accordant une attention particulière à la durée de vie en cycles, aux profils de charge et à la disponibilité des équipements.
Équipements médicaux portables
Les moniteurs portables, les pompes et les appareils de diagnostic exigent des sources d'énergie compactes et une autonomie prévisible. La sélection des cellules et l'intégration des packs doivent répondre aux exigences de fiabilité propres à chaque dispositif.
Mobilité électrique
Les cellules poches peuvent être assemblées en modules pour constituer des batteries de traction. Leur intégration nécessite une gestion thermique adaptée, un maintien mécanique contrôlé et une protection en adéquation avec les conditions d'exploitation du véhicule.
Stockage d'énergie et alimentation de secours
Le format poche trouve également sa place 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 priment généralement sur la seule réduction de poids.
Choisir une cellule adaptée à votre application
Une solution sur batterie se définit d'abord par ses exigences opérationnelles réelles : besoin énergétique, courants continu et de pointe, encombrement disponible, température, durée de vie et environnement. Ces paramètres guident la sélection des cellules, la conception de l'assemblage et les essais requis.
Vous avez un projet ? Partagez votre profil opérationnel, vos contraintes d'intégration et vos objectifs de performance afin de définir un cahier des charges de batterie sur mesure pour votre application.
Les photographies illustrent des secteurs d'application. Elles ne constituent en aucun cas des références clients ni n'indiquent la technologie de batterie employée dans les équipements présentés.