Page 34/35 - Magazine DeviceMed NOVEMBRE/DÉCEMBRE 2023

Technologies de batteries : comment sélectionner la cellule qu’il vous faut ?

Certifiée ISO 13485, ISO 14001 et ISO 9001, la PME tourangelle VLAD fait référence en France en matière de batteries médicales sur mesure. Son directeur industriel Stéphane Jaud expose ici les critères de choix d’une cellule composant la batterie d’un DM.

Fondée en 1985 au nord de Tours (37), VLAD compte aujourd'hui près de 90 collaborateurs qui produisent des packs batteries Premium avec des équipements de pointe, à destination de l'industrie et du médical. L'entreprise intègre également
un bureau d’études dédié à la conception de batteries sur mesure pour les applications de ses clients.

« La rigueur de nos processus et la qualité de nos batteries sont validées par une triple certification : ISO 9001:2015 pour la qualité, ISO14001:2015 pour l’environnement et surtout ISO 13485:2016 qui concerne les dispositifs médicaux », explique Stéphane Jaud. « Nous nous imposons ce niveau d’exigence qualité pour nos batteries car elles sont intégrées dans des appareils qui sauvent des vies. Il y a toujours un patient au bout de la chaîne. Les grands acteurs du DM, ainsi que les services techniques au plus proche des patients, comptent sur nous en termes de qualité et de disponibilité ».

DES POINTS ESSENTIELS À PARTAGER AVANT DE CHOISIR SA CELLULE

Rappelons qu'une batterie consiste en un assemblage de cellules, qui sont soit des piles (non rechargeables), soit des accumulateurs (rechargeables).
« Nous ne sommes pas fabricants de cellules mais de batteries, » précise Stéphane JAUD. « Nous gardons ainsi toute notre indépendance et objectivité pour proposer la technologie de cellule la plus adaptée à l’usage d'un dispositif donné ».
LiMNO2, Li-SOCl2, LiFePO4, NiMh, NCA, NMC… Il y a de quoi s’y perdre dans les compositions chimiques des cellules. Choisir la bonne, c’est commencer par bien comprendre le fonctionnement et l’usage de son appareil !
« Nous définirons ensemble, avec le fabricant, si nous partons sur une solution primaire (pile) ou secondaire (rechargeable). Nous identifierons 4 phases dans la vie de la batterie : la charge (si ce sont des accumulateurs), la décharge, le stockage et son recyclage (ou reconditionnement). Quelle que soit la cellule, il faut s’attendre à devoir faire des compromis : vais-je privilégier l’autonomie ou la puissance ? »

Toutes les technologies présentent des avantages et des inconvénients. Dans un premier temps, plusieurs paramètres seront comparés entre les postulants : la densité d’énergie volumique (Wh/l), la densité d’énergie massique (Wh/kg), la tension nominale (V), le nombres de cycles, la gamme de température (°C), l’autodécharge (%/mois), le courant maximum admissible en charge/décharge (A) et l’impédance interne (mΩ).
La batterie travaillera-t-elle en mode "Cyclage" ou "Backup" ? « Cela aura un impact sur le mode de charge à concevoir », explique Stéphane JAUD. « Il ne faut pas oublier de préciser si le dispositif disposera de plusieurs sources d’alimentation ».  

Il est également important de bien identifier les zones de commercialisation prévues pour les appareils car les exigences normatives peuvent varier.
Les règles de transport et d’emballage peuvent s’avérer plus ou moins contraignantes en fonction du mode de transport choisi, de l’électrochimie sélectionnée pour les cellules et du niveau d’énergie électrique de la batterie (Wh). « VLAD assure pour ses clients un accompagnement au plus près des législations », précise Stéphane JAUD.

DE L’IMPORTANCE DU PROFIL DE CONSOMMATION

Le profil de consommation de l'application doit rester compatible avec la technologie choisie. Une pile présentera une tension constante, une résistance interne élevée, des courants de décharge limités mais une autodécharge bien plus faible qu’un accumulateur. Pour sa part, un accumulateur présentera une tension variable ; il sera nécessaire de vérifier la cohérence technique avec la fenêtre de tension de l'étage d’entrée.
Plusieurs questions se posent : l'application fonctionnera t-elle dans un mode "puissance", "courant" ou "résistance", selon un profil constant ou pulsé ?
Avec des accumulateurs, en mode puissance, le niveau de courant débité variera en fonction de la tension de la batterie. Il faudra prendre le cas le plus défavorable pour dimensionner la cellule et les sécurités associées.

« Les fabricants d’accumulateurs ne donnent que l’impédance à 1 kHz », fait remarquer Stéphane JAUD. « Ce n’est pas forcément la fréquence correspondant à l'application en question. Mais, dans ce cas, nous savons apporter les éléments complémentaires. Les fabricants de cellules nous font confiance car nous prenons soin d’intégrer leurs exigences de sécurité électrique et leurs contraintes mécaniques », ajoute Stéphane JAUD.
« C’est la garantie d’un bon partenariat. Nous nous attacherons également à ne pas nous orienter vers une solution mono source. Nous sélectionnerons une référence de cellule en phase avec la durée d’exploitation du dispositif. Mieux vaut nous associer dès la genèse du projet car la forme du pack jouera sur ses performances et son industrialisation ».

Stéphane JAUD

Directeur Industriel VLAD

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