Prévenir les pannes de batterie

Battery burnLes batteries rechargeables sont utilisées aujourd'hui dans de nombreuses applications allant de l'alimentation des téléphones portables personnels à l'alimentation de secours des équipements de télécommunications et industriels.
Les pannes de batterie peuvent poser des problèmes de sécurité et entraîner la défaillance d'équipements critiques.
Des exemples connus sont le Samsung Galaxy note 7 et le Boeing 787 Dreamliner, mais de nombreux incidents similaires se sont produits dans diverses industries.
Selon la base de données des modes de défaillance, la probabilité qu'une panne de batterie soit due à un court-circuit est de 2,9% et la probabilité de panne due à une batterie étendue est de 3,1%. Ces modes de défaillance ont le potentiel de provoquer une explosion.
Par conséquent, il est important d'installer et de manipuler les batteries conformément aux recommandations du fabricant.
Malheureusement, de fausses pannes peuvent se produire même si les piles sont correctement installées. Cela soulève la question :

 

Comment calculer le taux de panne de batterie ?

Le calcul du taux de défaillance de la batterie n'est pas aussi simple que le calcul du taux de défaillance d'une résistance. Alors que l'équipement électronique standard est supposé avoir un taux de défaillance constant, les batteries sont connues pour vieillir. Cela signifie que le taux d'échec augmente avec le temps. Une distribution de Weibull est généralement utilisée pour modéliser le vieillissement de la batterie.

Exemple:

Considérons une batterie avec le paramètre de forme Weibull β = 5 et MTBF = 100 000 heures de fonctionnement.
Le taux d'échec suit la courbe suivante :

Battery failure rate example

Comment réduire le taux de panne de batterie ?

Afin de maintenir le taux de défaillance suffisamment faible, un remplacement périodique de la batterie est conseillé. Par exemple, remplacez la batterie toutes les 20 000 heures. La courbe suivante présente le taux de panne avec remplacement périodique de la batterie :

Battery maintenance - periodic replacement

Le taux de défaillance constant effectif qui donne la même probabilité de défaillance que le cas ci-dessus après 20 000 heures est de 1,044e-8 (1/heure), et le MTBF effectif est de 95 778 382 heures, soit un MTBF multiplié par un facteur de 957,783 !

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