Le déploiement de robots dans des environnements dangereux ou spécialisés comporte des risques importants. L'utilisation de batteries génériques expose vos opérations à des défaillances telles que des incendies et des emballements thermiques. Par exemple, des robots ont pris feu à cause de batteries et de chargeurs défectueux, provoquant des incidents durant plusieurs jours et entraînant des perturbations majeures.
En 2018, un incendie de robot a été provoqué par une batterie défectueuse.
En 2019, un incendie d'entrepôt a duré quatre jours suite à un dysfonctionnement du système de charge des batteries.
En 2021, des défauts de batterie ont entraîné un rappel massif.
Vous avez besoin d'exigences personnalisées en matière de batteries pour garantir la sécurité, la conformité et la fiabilité. Packs de batteries au lithium personnalisés Fournir une protection avancée et des performances sur mesure pour répondre aux exigences uniques des robots AGV et d'inspection spéciaux.
Points clés à retenir
Solutions de batteries personnalisées Améliorer la sécurité et la fiabilité des robots en environnements dangereux. Adapter les batteries aux besoins opérationnels spécifiques.
Respectez des normes de certification strictes telles que ATEX, IECEx et UL pour garantir la conformité et la sécurité. Vérifiez toutes les certifications avant de déployer des systèmes de batteries.
Surveillez les performances de la batterie grâce à des fonctionnalités avancées. Systèmes de gestion de batterie (BMS)Ces systèmes permettent un diagnostic en temps réel et préviennent la surchauffe.
Mettre en œuvre des stratégies efficaces de gestion thermique pour éviter les risques tels que l'emballement thermique. Utiliser des technologies d'isolation et de refroidissement pour maintenir des températures de fonctionnement sûres.
Choisissez des fournisseurs appliquant des mesures de contrôle qualité rigoureuses. Privilégiez les pratiques éprouvées pour garantir la fiabilité et la sécurité des batteries dans les applications exigeantes.
Partie 1 : Exigences relatives aux batteries personnalisées
1.1 Normes de certification
Vous devez respecter scrupuleusement les règles. normes de certification Lors du choix des batteries pour les robots d'inspection spéciaux et les robots antidéflagrants, il est essentiel de respecter certaines normes afin de garantir la sécurité et la conformité en environnements dangereux. Parmi les normes internationales les plus reconnues figurent ATEX, IECEx et UL. Chaque norme traite d'aspects spécifiques liés à la sécurité et aux performances des batteries.
Norme de certification | Description |
|---|---|
ATEX | Les équipements et systèmes de protection destinés à être utilisés en atmosphères explosives doivent être conformes à cette norme. |
IECEx | Norme internationale pour les équipements utilisés en atmosphères explosives, garantissant sécurité et conformité. |
UL | Norme de sécurité pour les appareils fonctionnant sur batterie, garantissant un fonctionnement sûr dans divers environnements. |
À noter: ExRobotics détient 27 certifications Ex, dont les certifications ATEX et IECEx. La norme UL 2593 est une norme de sécurité essentielle pour les appareils fonctionnant sur batterie en atmosphères explosives.
Les normes régionales jouent également un rôle crucial :
Dans l'UE, vous devez vous conformer à la directive Machines et CEM, en suivant les normes EN ISO 10218-1 et EN ISO 10218-2.
En Amérique du Nord, la norme ANSI/RIA R15.06 définit les exigences de sécurité pour les robots industriels et les systèmes robotisés.
Vous trouverez plus d'informations sur les normes de certification internationales dans des publications scientifiques telles que : Nature.
exigences personnalisées en matière de batterie Exigez que vous vérifiiez toutes les certifications avant le déploiement. Cette étape réduit les risques et garantit que vos robots répondent aux normes de sécurité internationales.
1.2 Tension et capacité
Choisir la tension et la capacité appropriées pour vos batteries lithium-ion est essentiel pour des performances optimales. Différentes applications robotiques requièrent des plages de tension et de capacité spécifiques. Le tableau ci-dessous compare les chimies de batteries les plus courantes utilisées dans les robots d'inspection spécialisés :
Type de pile | Gamme de tension (V) | Plage de capacité (mAh) |
|---|---|---|
Lithium Polymère (LiPo) | 3.6-3.7 (nominal) | 1500 – 5200 |
Phosphate de fer lithium (LiFePO4) | 3.2-3.3 (nominal) | 2100 – 4200 |
Nickel Métal Hydrure (NiMH) | 1.2 – 0.9 (nominal) | 3000 – 5000 |
Vous devez adapter la batterie aux besoins opérationnels de votre robot. Une densité énergétique élevée augmente l'autonomie, tandis qu'une longue durée de vie garantit la fiabilité. Le tableau ci-dessous illustre l'impact de la capacité de la batterie sur les performances :
Fonctionnalité | Impact sur les performances des robots |
|---|---|
haute densité d'énergie | Augmente la durée de fonctionnement grâce à une capacité de stockage d'énergie accrue. |
Longue durée de vie | Garantit la fiabilité et la longévité de l'alimentation électrique en fonctionnement. |
Capacité de décharge à courant élevé | Prend en charge les opérations à haute intensité sans perte de performance. |
Conception de sécurité | Prévient les accidents et assure un fonctionnement sûr en environnements dangereux. |
Un test de capacité de batterie permet de vérifier que vos robots peuvent fonctionner pendant la durée requise. Il est important de toujours prendre en compte à la fois la tension et la capacité lors de la définition des exigences spécifiques des batteries pour votre application.
1.3 Débit de décharge et BMS
Le taux de décharge est un facteur critique pour les performances des batteries, notamment pour les robots AGV hautes performances. Les batteries lithium-ion doivent fournir un courant élevé de manière sûre et efficace. Le tableau ci-dessous récapitule les taux de décharge requis pour différents types de batteries :
Type de pile | Courant de décharge nominal | Courant de décharge maximum |
|---|---|---|
Exigence générale | ≥ 27 ans | ≥ 47 ans |
Li-ion (haute énergie) | 30A | 50A |
Li-Poly (haute sécurité) | 27A | 54A |
ROSbot XL (12V) | ≥ 5.4 ans | ≥ 9.0 ans |
Vous avez besoin d'un système de gestion de batterie (BMS) performant pour surveiller et contrôler les batteries lithium-ion. Les BMS modernes intègrent des protocoles de communication intelligents, une charge adaptative et une conception structurelle résistante à la poussière, aux chocs et à l'humidité. Ces caractéristiques améliorent la sécurité, la fiabilité et l'efficacité opérationnelle. Pour en savoir plus sur la technologie BMS, consultez [lien manquant]. Large Battery BMS et PCM.
Avancement | Description |
|---|---|
BMS intelligent | Améliore la sécurité, la fiabilité et l'efficacité opérationnelle grâce à la mise en place de protocoles de communication et de techniques d'équilibrage. |
Charge adaptative | Régule les vitesses de charge afin d'éviter les situations dangereuses pendant le fonctionnement. |
Design structurel | Garantit la résistance des batteries à la poussière, aux chocs et à l'humidité, améliorant ainsi leur fiabilité dans les environnements dangereux. |
Test de sécurité | Les prototypes subissent des tests rigoureux pour répondre aux normes de sécurité avant la production en série. |
Vous devez également vous assurer que vos batteries réussissent des tests de performance rigoureux. Cela inclut la simulation d'altitude, la résistance aux vibrations, les tests d'impact et l'étanchéité IP68. Le tableau suivant présente les principaux protocoles de test des batteries personnalisées :
Code de test | Description |
|---|---|
T1 | Simulation d'altitude : Basse pression simulant une soute non pressurisée à 15 000 mètres. |
T2 | Test thermique : Températures extrêmes en maintenant les batteries pendant 6 h à -40 °C et +75 °C. |
T3 | Vibrations : Le test simule les vibrations pendant le transport à des fréquences de 7 Hz à 200 Hz pendant une durée maximale de 3 heures. |
T4 | Choc : Le test simule un impact pendant le transport à des forces G données, liées à la taille de la batterie. |
T5 | Court-circuit externe : avec fusible, appliquer un court-circuit à 50 °C. Le boîtier ne doit pas dépasser +170 °C. |
T6 | Impact : Les cellules cylindriques de plus de 20 mm ont été testées pour l'impact ; tous les types de cellules de moins de 20 mm ont été testés pour l'écrasement. |
T7 | Surcharge : Charger à deux fois le courant recommandé pendant 24 heures (batteries secondaires uniquement). |
T8 | Décharge forcée : Identique au T7, décharge forcée avec cellules primaires et secondaires. |
Astuce: L'étanchéité IP68 est essentielle pour les robots sous-marins et ceux évoluant dans des environnements dangereux. Elle garantit l'étanchéité de la batterie contre les infiltrations d'eau, évitant ainsi les courts-circuits et les problèmes thermiques. Cette conception augmente le temps moyen entre les pannes et assure un fonctionnement sûr en milieu marin.
Il est impératif d'inclure un test d'arrêt d'urgence et d'autres protocoles de contrôle de sécurité afin de respecter les normes de sécurité des batteries. Ces étapes garantissent que vos exigences personnalisées en matière de batterie correspondent aux attentes en termes de performance et de sécurité.
Partie 2 : Dispositifs de sécurité
2.1 Gestion thermique
La gestion thermique doit être une priorité absolue lors de la conception de batteries lithium pour robots antidéflagrants. Les fluctuations de température engendrent de graves problèmes de sécurité et peuvent provoquer des emballements thermiques ou des courts-circuits. Les basses températures peuvent entraîner la formation de dépôts de lithium, qui constituent des dendrites et augmentent le risque de courts-circuits internes. Les hautes températures accélèrent le vieillissement des batteries et peuvent déclencher des emballements thermiques, présentant ainsi des risques pour la sécurité dans les environnements contenant des matières dangereuses.
Des stratégies efficaces de gestion thermique contribuent à préserver les performances et la sécurité des batteries. Le tableau ci-dessous compare les technologies les plus performantes pour les robots antidéflagrants :
Catégories | Technologies/Stratégies |
|---|---|
Prévention | Systèmes de gestion de batterie (BMS), conception mécanique robuste, isolation thermique |
La détection précoce | Systèmes de détection de gaz, capteurs thermiques, surveillance de tension, capteurs acoustiques avec IA |
Suppression | Agents de suppression spécialisés (Novec 1230, FM-200), systèmes d'inondation |
Confinement | Compartiments à piles résistants au feu, barrières thermiques, systèmes de ventilation |
Il convient également d'envisager le refroidissement par changement de phase et le refroidissement liquide. Ces techniques limitent l'emballement thermique et réduisent la température de la batterie, améliorant ainsi la protection contre les incendies et la sécurité globale.
Conseil : Utilisez toujours des dispositifs d'extinction d'incendie et des agents extincteurs dans les compartiments à batteries afin de minimiser les risques d'explosion ou d'incendie.
2.2 Systèmes de surveillance
Vous avez besoin de systèmes de surveillance avancés pour suivre l'état des batteries dans les environnements dangereux. Les diagnostics en temps réel vous permettent de détecter les risques pour la sécurité avant qu'ils ne s'aggravent. Les principales fonctionnalités de surveillance sont les suivantes :
Estimation de l'état de charge (SOC) et de l'état de santé (SOH)
Gestion thermique et équilibrage des cellules
Protocoles de communication (CAN, UART, RS485)
Diagnostic et détection des pannes en temps réel
Les robots d'automatisation industrielle nécessitent une alimentation par batterie longue durée et à courant élevé, ainsi qu'un contrôle précis. Les robots médicaux doivent être sûrs et fiables afin d'éviter tout problème de sécurité. Les robots militaires et de sauvetage requièrent des dispositifs de sécurité avancés et une grande autonomie pour fonctionner dans des conditions dangereuses.
Vous pouvez en apprendre davantage sur systèmes de gestion de batterie.
2.3 Mécanismes de protection
Vous devez respecter des normes strictes en matière de tests de sécurité afin de vous protéger contre les explosions et autres risques. Les organismes de réglementation imposent plusieurs mécanismes de protection pour les batteries au lithium utilisées en environnements dangereux. Le tableau ci-dessous récapitule les principales exigences de sécurité :
Type de test | Exigences de sécurité |
|---|---|
Test de court-circuit externe | La batterie ne doit pas s'enflammer ni se rompre lors de courts-circuits externes. |
Court-circuit interne forcé | La batterie ne doit pas s'enflammer ni se rompre en raison d'une contamination interne. |
Test de surcharge | La batterie ne doit pas s'enflammer ni se rompre en cas de surcharge. |
Test de décharge forcée | La batterie ne doit pas s'enflammer ni se rompre pendant la charge en polarité inversée. |
Test de durée de vie | La batterie doit conserver une capacité minimale après des cycles répétés. |
Essai d'écrasement | La batterie ne doit pas s'enflammer ni se rompre sous l'effet d'une déformation physique. |
Les systèmes de protection intégrés, tels que les barrières thermiques et le refroidissement actif, réduisent le risque d'emballement thermique. Il est impératif de toujours vérifier la conformité aux normes de sécurité internationales comme ATEX, IECEx et UL. Ces normes garantissent que vos batteries répondent aux exigences de sécurité les plus strictes pour les robots antidéflagrants. Pour plus d'informations, veuillez consulter… Nature.
Partie 3 : Applications spéciales personnalisées pour AGV
Les solutions de batteries personnalisées jouent un rôle essentiel pour alimenter différents types de robots AGV dans des environnements difficiles. Il est indispensable d'adapter la technologie de batterie à chaque application afin de garantir sécurité, fiabilité et conformité. Découvrons comment les batteries AGV sur mesure répondent aux besoins spécifiques des robots de lutte contre l'incendie, médicaux, sous-marins et industriels.
3.1 Robots de lutte contre les incendies et robots médicaux
Le déploiement de robots AGV dans les services d'incendie et d'urgence médicale est soumis à des exigences strictes. Les robots pompiers doivent fonctionner dans des zones à haute température et résister au feu, à la fumée et à l'eau. Ils ont besoin de batteries fournissant une alimentation stable et résistante à l'emballement thermique, même lors d'interventions intensives d'extinction d'incendie.
Les robots médicaux, notamment ceux utilisés en chirurgie ou dans les interventions d'urgence, nécessitent solutions de batteries de haute précision. Vous bénéficiez de batterie au lithium personnalisée paquets qui :
Garantir une alimentation électrique fiable aux robots chirurgicaux, réduisant ainsi le risque d'incendie lors des interventions critiques.
Améliorer l'efficacité opérationnelle et minimiser les temps d'arrêt en cas d'urgence.
Utilisez des batteries à semi-conducteurs pour une sécurité accrue, réduisant les risques d'incendie et prolongeant leur durée de vie.
Alimenter les défibrillateurs pendant une durée allant jusqu'à 7 ans, comme le montre le modèle Defibtech DBP-2800, qui surpasse les anciens modèles dont la durée de vie de la batterie n'était que de 4 ans.
Conseil : La personnalisation des batteries LiFePO4 offre une stabilité thermique et une sécurité améliorées, ce qui les rend idéales pour les robots AGV de lutte contre les incendies et les robots médicaux.
3.2 Robots sous-marins et de levés topographiques
Les robots AGV sous-marins nécessitent des systèmes de batteries capables de résister à la pression, de prévenir les incendies et d'offrir une longue autonomie. Plusieurs technologies de batteries sont utilisées dans ces robots :
Chimie de la batterie | Densité d'énergie | La densité de puissance | Caractéristiques |
|---|---|---|---|
Plomb | Low | Haute | Peu coûteux, longue durée de vie, adapté aux applications de courte durée et de forte puissance. |
Nickel-cadmium (NiCd) | Supérieur au plomb-acide | Inférieur au plomb-acide | Plus cher, durée de vie plus longue, plage de températures plus étendue. |
Nickel-hydrure métallique (NiMH) | Supérieur au NiCd | Inférieur au NiCd | Plus cher, durée de vie plus longue, plus respectueux de l'environnement. |
Lithium-ion (Li-ion) | Le plus élevé | Le plus élevé | Le plus coûteux, problèmes de sécurité liés à sa forte réactivité et au risque d'incendie. |
Vous bénéficiez d'une personnalisation des batteries qui améliore la profondeur et la durée d'utilisation. Les principaux fabricants s'associent désormais à des entreprises de technologies océaniques pour créer des systèmes de batteries hybrides. Ces innovations permettent aux robots AGV comme le HUGIN Endurance de fonctionner à des profondeurs de… 6000 mètres et courir jusqu'à 15 jours Sans recharge, grâce à l'utilisation de batteries au lithium résistantes à la pression, cette avancée ouvre de nouvelles perspectives pour l'inspection et la maintenance des infrastructures sous-marines.
Pour en savoir plus sur les solutions de batteries durables, visitez Notre approche de la durabilité.
3.3 Robots industriels et antidéflagrants
Les robots AGV industriels et antidéflagrants doivent fonctionner en toute sécurité dans des zones dangereuses où les risques d'incendie et d'explosion sont réels. Vous devez relever des défis tels que l'autonomie réduite, les risques thermiques et les contraintes d'espace. Le tableau ci-dessous met en évidence les principaux défis :
Challenge | Description |
|---|---|
Sécurité | Prévention des incendies et des explosions en milieu industriel. |
Gestion thermique | Gérer la chaleur pour éviter les risques d'incendie et les pertes de performance. |
Conformité réglementaire | Respect des normes de sécurité strictes pour les robots AGV industriels. |
Une durée d'exécution trop courte limite l'efficacité opérationnelle.
Les décharges à haute fréquence augmentent le risque d'incendie en raison de la surchauffe.
Les conceptions compactes limitent la taille de la batterie, ce qui affecte à la fois sa capacité et son poids.
Vous pouvez relever ces défis avec batteries au lithium personnaliséesLes batteries LiFePO4, notamment, offrent une sécurité et une gestion thermique améliorées. Ces solutions permettent à vos robots AGV personnalisés de répondre aux exigences réglementaires et de fonctionner de manière fiable même dans les environnements les plus exigeants.
Partie 4 : Évaluation du fabricant
4.1 Qualification des fournisseurs
Il est essentiel d'évaluer soigneusement les fournisseurs de batteries au lithium pour robots destinés aux environnements dangereux. Tous ne respectent pas les normes strictes requises pour les robots antidéflagrants et d'inspection. Il convient de vérifier que les fournisseurs utilisent les systèmes de classification reconnus pour les zones dangereuses. Le tableau ci-dessous compare les principaux systèmes :
Système | Type de classement | Description |
|---|---|---|
HAZLOC | Classe et division | En fonction de la présence de gaz, de poussière ou de fibres. |
IECEx | Basé sur les zones | Classification par zones numériques selon les risques. |
ATEX | Basé sur les zones | Nécessite une évaluation selon le lieu. |
Vous devez également vérifier que vos fournisseurs respectent les politiques d'approvisionnement éthique. Les fournisseurs responsables publient un déclaration sur les minerais de conflit pour faire preuve de transparence dans leur chaîne d'approvisionnement. Cette démarche vous permet d'éviter les risques juridiques et d'atteinte à votre réputation.
4.2 Contrôle de la qualité
Un contrôle qualité rigoureux est indispensable pour garantir la fiabilité et la sécurité des batteries. Des mesures de contrôle qualité efficaces permettent d'éviter les défaillances en environnements dangereux. Le tableau ci-dessous présente les pratiques les plus efficaces :
Mesure de contrôle de qualité | Description |
|---|---|
Planification du contrôle et de l'inspection | Planifier et optimiser la gestion des contrôles qualité. |
Analyse de la cause originelle | Utilisez des outils standardisés pour résoudre les problèmes et éviter qu'ils ne se reproduisent. |
Gestion des actions qualité | Mettre en œuvre les mesures correctives en temps voulu et gérer les escalades. |
Audit et évaluation | Rationalisez les processus en éliminant les activités redondantes. |
Techniques d'inspection rigoureuses | Tester les batteries en termes de performances environnementales, thermiques et électriques. |
L'automatisation pour l'efficacité | Utiliser des systèmes de fabrication avancés pour réduire les erreurs. |
Intégration de technologies avancées | Utiliser l'IA de vision pour l'inspection et la surveillance en temps réel. |
Amélioration continue grâce à l'analyse des données | Analysez les tendances pour identifier les points de blocage et améliorer les processus. |
Il est impératif de surveiller les défaillances courantes du contrôle qualité dans la fabrication des batteries. Celles-ci incluent :
Un mauvais alignement des électrodes, ce qui réduit les performances.
L'épaisseur variable des électrodes influe sur leur durée de vie.
Défaillances d'étanchéité provoquant des fuites ou une exposition à l'air.
Inadéquation des capacités entre les cellules, entraînant un déséquilibre.
Vous pouvez réduire ces risques en choisissant des fournisseurs dotés de systèmes de qualité éprouvés et faisant l'objet d'audits réguliers.
4.3 Assistance et maintenance
Formation de votre personnel à la manipulation sécuritaire des batteries.
Maintenance planifiée et contrôles de performance.
Disponibilité des pièces détachées et services de garantie.
Diagnostic à distance et mises à jour logicielles pour les systèmes de gestion de batterie.
Conseil : Choisissez des fournisseurs qui offrent un soutien continu et une communication transparente. Cela garantit le fonctionnement sûr et efficace de vos robots tout au long de leur durée de vie.
Utilisez le chargeur recommandé et évitez la surcharge.
Stockez les batteries chargées à 40–60 % dans un endroit frais et sec.
Inspectez régulièrement les batteries pour détecter tout dommage ou gonflement.
Surveillez l'état de la batterie grâce à des systèmes intelligents.
Privilégiez la conformité, la fiabilité et la diligence raisonnable technique lors du choix de vos fournisseurs et de la maintenance de vos systèmes de batteries.
QFP
Quelles certifications sont nécessaires pour les batteries au lithium destinées aux environnements dangereux ?
Les batteries au lithium doivent être certifiées ATEX, IECEx et UL. Ces normes garantissent la sécurité et la conformité en zones explosives ou dangereuses. Vérifiez toujours la certification avant utilisation.
Comment choisir la chimie de batterie au lithium adaptée à votre robot ?
Il convient de comparer les caractéristiques chimiques des batteries en fonction de la tension, de la capacité et de la sécurité. Le tableau ci-dessous présente les principales différences :
Tension (V) | Capacité (mAh) | Niveau de sécurité | |
|---|---|---|---|
LiFePO4 | 3.2-3.3 | 2100-4200 | Haute |
LiPo | 3.6-3.7 | 1500-5200 | Modérée |
NiMH | 1.2-0.9 | 3000-5000 | Modérée |
Pourquoi un système de gestion de batterie (BMS) est-il important pour les robots AGV ?
Un système de gestion de batterie (BMS) surveille l'état de la batterie, équilibre les cellules et prévient la surchauffe. Vous bénéficiez ainsi de diagnostics en temps réel et d'une sécurité accrue. Ce système vous aide à éviter les pannes et à prolonger la durée de vie de votre batterie.
Quelles sont les pratiques d'entretien qui permettent de maximiser la durée de vie d'une batterie au lithium ?
Il est recommandé de contrôler régulièrement les batteries, de les stocker avec une charge comprise entre 40 et 60 % et d'utiliser le chargeur préconisé. Un entretien régulier et un diagnostic à distance permettent également de prévenir les pannes et de garantir un fonctionnement sûr.
Comment s'assurer que les batteries au lithium répondent aux normes de qualité ?
Vous devez choisir des fournisseurs appliquant un contrôle qualité rigoureux. Privilégiez l'analyse des causes profondes, les processus d'audit et les techniques d'inspection avancées. Les fournisseurs fiables fournissent la documentation et l'assistance nécessaires au maintien de la conformité.
