Comment maximiser la durée de vie de la batterie

 

Sean Silvey

Les systèmes de batteries sont essentiels dans les systèmes de gestion de l’énergie. Pour les systèmes qui utilisent des batteries au plomb-acide, la maintenance et les tests doivent être effectués régulièrement afin de garantir que la capacité attendue est celle qui est disponible en cas de besoin.

Les installations telles que les centres de données, les hôpitaux, les aéroports, les services publics, les installations pétrolières et gazières et les chemins de fer ne peuvent pas fonctionner sans une alimentation de secours à 100 %. Même les installations commerciales et de fabrication standard ont des systèmes d’alimentation de secours pour leurs systèmes d’urgence, alarmes et commandes, éclairage de secours, systèmes de contrôle de la vapeur et des incendies.

Bien que la plupart des batteries utilisées aujourd’hui soient « sans entretien », elles sont toujours sensibles à la détérioration due à la corrosion, aux courts-circuits internes, à la sulfatation, au dessèchement et à la défaillance des joints. Une batterie en bon état doit conserver au moins 90 % de sa capacité, selon la note du fabricant. Si la capacité tombe en dessous de 80 %, la plupart des fabricants recommandent de remplacer la batterie.

Il existe deux principaux indicateurs de la santé de la batterie : la résistance interne et la décharge.

Résistance interne de la batterie

L’un des meilleurs moyens de mesurer l’état de santé d’une batterie est de mesurer l’impédance de la batterie. Au fil du temps, la résistance de la batterie reste relativement plate, puis commence à augmenter à mesure que la durée de vie de la batterie touche à sa fin. Pendant ce temps, la capacité de la batterie diminue. La mesure et le suivi de cette valeur permettent d’identifier le moment où une batterie doit être remplacée.

Les valeurs ohmiques internes (résistance CA) peuvent être utiles en tant qu’outil de tendance et peuvent aider à indiquer la santé globale de la batterie mesurée. Cette résistance AC peut être mesurée à l’aide d’une « méthode d’injection » où un petit courant, 1000 Hz AC par exemple, est injecté dans la batterie. Ensuite, toutes les variations sont calculées en utilisant la loi d’Ohm :

Tension = courant x résistance ou E = I x R

Une résistance interne inférieure indique généralement une capacité supérieure ou une dégradation. La mesure de la tendance au fil du temps (trimestriellement) indiquera quelles cellules sont les plus faibles ou anormales.

La première fois que vous testez l’impédance d’une batterie, vous n’aurez pas de référence avec laquelle comparer les données. Dans ces cas, comparez chaque cellule aux autres cellules de la chaîne. En faisant cela, les cellules faibles se démarqueront et indiqueront qu’un examen plus approfondi est probablement nécessaire.

Test de décharge

C’est le moyen ultime de découvrir la véritable capacité disponible d’une batterie, mais cela peut être un test compliqué à réaliser. Lors des tests de décharge, une batterie est connectée à une charge et déchargée pendant une période spécifiée. Pendant la période de test, le courant est régulé et un courant constant connu est tiré tandis que la tension est mesurée périodiquement. Les détails du courant de décharge, la période spécifiée pour les tests de décharge et la capacité de la batterie en ampères-heures peuvent être calculés et comparés aux spécifications du fabricant.

Selon IEEE, les tests de décharge doivent être effectués à un intervalle ne dépassant pas 25% de la durée de vie prévue de la batterie, ou deux ans, selon la moindre des deux. Cependant, les tests de décharge doivent être effectués chaque année une fois qu’une batterie a atteint 85 % de sa durée de vie prévue ou a chuté de plus de 10 % de sa capacité.

Test de tension et de courant

Des tests de tension et de courant doivent être effectués chaque mois pour s’assurer que la capacité de la batterie est égale ou supérieure à 90 % de la valeur nominale du fabricant. Ces tests doivent être effectués sur toutes les batteries, qu’elles soient ou non utilisées.

• Tension d’entretien globale mesurée aux bornes de la batterie : isolez la ou les batteries du système de charge et de la charge. Mesurez la tension ou la chaîne de chaque cellule à l’aide d’un multimètre numérique ou d’un analyseur de batterie.
• Courant et tension de sortie du chargeur : Mesurez la sortie du chargeur aux bornes de sortie du chargeur à l’aide d’un multimètre numérique ou d’un analyseur de batterie. Observez le courant de sortie indiqué sur le compteur de courant du chargeur ou utilisez une pince ampèremétrique CC appropriée.
• Courant d’entretien CC par chaîne : reportez-vous aux spécifications du fabricant pour connaître les valeurs approximatives des courants d’entretien attendus. Utilisez une pince ampèremétrique CC appropriée pour mesurer le courant d’entretien attendu.

Test de température

Les batteries sont sensibles. Elles fonctionnent mieux entre 15 et 35 degrés C et nécessitent un contrôleur de charge pour recevoir une quantité spécifique de courant. À basse température, l’électrochimie est ralentie et à haute température, la corrosion interne est augmentée.

La température ambiante doit être mesurée tous les mois. Connectez les fils d’un analyseur de batterie aux bornes négatives et positives et tournez le commutateur sur milliohms (mΩ). L’écran lira simultanément la tension de la batterie et la résistance interne. Une basse tension indique un faible état de charge et une résistance interne élevée signifie une détérioration interne.

Quand effectuer des tests de batterie standard

L’Institut des ingénieurs en électronique et en électricité (IEEE) est la principale source de pratiques standard pour l’entretien des batteries. Au cours de la durée de vie de la batterie, l’IEEE recommande d’effectuer une combinaison de tests sur une base périodique.

Il n’y a pas de test unique qui vous donnera une image globale de la santé de la batterie. Pour cette raison, plusieurs tests sont nécessaires pour examiner les différents composants et facteurs qui ont un impact sur la santé de la batterie. Lorsque ces tests sont effectués selon un calendrier régulier et que les données sont suivies, les informations peuvent être utilisées pour déterminer non seulement la santé de la batterie, mais également si la batterie doit être remplacée. Pour les entreprises qui exigent une fiabilité à 100% de leurs systèmes de sauvegarde, une bonne maintenance et des tests de batterie sont non seulement importants, mais essentiels.

A propos de l’auteur

Sean Silvey est un spécialiste des applications de produits chez Fluke depuis cinq ans. Auparavant, il était technicien CVC résidentiel / commercial et, plus récemment, directeur des services sur le terrain. L’accent de Sean est sur la sensibilisation aux applications et l’éducation aux produits.