Test de performance RTCA DO-311A pour les batteries au lithium rechargeables

La norme « RTCA DO-311A : Essai de performance des batteries au lithium rechargeables », élaborée par la Commission technique radio aéronautique (RTCA), décrit les exigences relatives aux batteries au lithium rechargeables et aux systèmes de batteries installés de façon permanente sur les aéronefs. Aux fins de cette norme, une batterie ou un système de batteries est considéré comme un équipement installé de façon permanente lorsqu’il est intégré à la conception type de l’aéronef (ou à sa conception type révisée). Cette norme s’applique également aux batteries au lithium rechargeables contenues dans les appareils électroniques portables faisant partie de la conception type . Toutefois, elle ne s’applique pas aux piles au lithium primaires (non rechargeables).

Les batteries au lithium rechargeables des appareils électroniques portables non conformes à la définition de type sont exclues du champ d'application de la présente norme. Ces appareils relèvent de la compétence de la division des normes de vol de la Federal Aviation Administration (FAA) et sont régis par les règles opérationnelles du Titre 14 du Code of Federal Regulations (CFR). Les appareils électroniques portables non conformes à la définition de type, notamment ceux chargés dans le poste de pilotage, présentent des risques similaires à ceux des équipements connectés en permanence.

Cette norme n'exige pas de tests au niveau de chaque cellule ni de caractérisation du vieillissement des cellules/batteries. D'autres normes internationales peuvent être utilisées pour réaliser des tests au niveau de chaque cellule ou caractériser les effets du vieillissement des cellules/batteries.

La norme RTCA DO-311A concerne les batteries et systèmes de batteries au lithium rechargeables installés en permanence dans les aéronefs. Elle fournit des conseils pour la conception, l'analyse, les essais et l'installation des batteries et systèmes de batteries au lithium rechargeables. Les essais définis dans cette norme fournissent une méthode standardisée pour vérifier (c.-à-d. réussite/échec) et caractériser (c.-à-d. communication des résultats) la sécurité et les performances des batteries et systèmes de batteries.

Cette norme s'adresse aux concepteurs et fabricants de batteries et de systèmes de batteries au lithium rechargeables, aux constructeurs aéronautiques, aux installateurs d'équipements aéronautiques et aux utilisateurs du secteur aéronautique. Le respect des exigences de cette norme permet de garantir que les batteries et les systèmes de batteries rempliront en toute sécurité leurs fonctions prévues dans les conditions d'exploitation aéronautique. Pour garantir la sécurité d'utilisation des aéronefs, il est impératif que les utilisateurs de cette norme comprennent parfaitement les exigences de performance des aéronefs, ainsi que les capacités et les limites des batteries et des systèmes de batteries. Les installateurs d'équipements sont responsables de la conformité des batteries et des systèmes de batteries aux exigences de certification et d'installation de l'aéronef. Toute mise en œuvre réglementaire de cette norme relève de la responsabilité de l'organisme gouvernemental compétent.

Les batteries lithium-ion (Li-ion) sont des batteries secondaires rechargeables composées d'une anode et d'une cathode en graphite, capables de libérer rapidement et de manière répétée des ions lithium. La plupart des aéronefs modernes utilisent des batteries pour alimenter des équipements tels que les groupes auxiliaires de bord, l'éclairage de secours et les balises de détresse.

Les constructeurs aéronautiques doivent concilier puissance et fiabilité des batteries avec une conception sûre. Les batteries secondaires rechargeables peuvent fuir, court-circuiter et subir des surcharges ou des décharges excessives, ce qui peut dégrader leur qualité. Divers modes de défaillance et réactions chimiques exposent également l'appareil à des risques d'incendie, d'explosion et d'exposition à des vapeurs dangereuses et à des produits chimiques corrosifs.

La norme DO-311 de la RTCA est une norme minimale de performance opérationnelle qui guide la conception, les tests et l'analyse efficaces des batteries installées en permanence dans les avions. Cette norme standardise les méthodes de test de performance pour la validation et la caractérisation des batteries, permettant aux fabricants de garantir la conformité de leurs produits aux exigences réglementaires et de sécurité. Des laboratoires de pointe peuvent réaliser des tests mécaniques et électriques sur des prototypes de batteries afin d'identifier les risques potentiels avant la commercialisation du produit. La RTCA effectue des tests mécaniques conformément à la norme DO-311 pour simuler les forces et conditions réelles susceptibles de compromettre le fonctionnement et la sécurité des batteries, telles que les tests de chute, d'éclatement, de force de préhension et de résistance aux chocs électriques. Ces tests contribuent à garantir le fonctionnement sûr de la batterie et du système de batterie malgré diverses formes de chocs électriques.

Des tests de sécurité et de performance électriques sont également effectués conformément à la norme RTCA/DO-311. Ces tests comprennent : test de capacité, acceptation de charge, maintien de charge, décharge à tension constante, résistance d'isolement, surcharge, décharge excessive, décharge rapide et court-circuit.

En résumé, la norme RTCA DO-311 est importante car elle établit des normes minimales de performance opérationnelle pour les systèmes de batteries au lithium rechargeables utilisés dans l'aviation civile. Ces batteries sont généralement utilisées dans les systèmes aéronautiques pour l'alimentation de secours, l'éclairage de secours et d'autres fonctions critiques. Cette norme est considérée comme importante pour les raisons suivantes :

• Assurance de sécurité : Les batteries au lithium peuvent présenter des risques d'incendie, d'explosion et d'emballement thermique. Cette norme spécifie des protocoles de tests de sécurité rigoureux pour garantir le bon fonctionnement de ces batteries en conditions normales et de panne. Cela comprend des tests de surcharge, de court-circuit, de résistance aux températures extrêmes, etc.
• Assistance à la certification des aéronefs : La conformité à cette norme est généralement exigée par les autorités aéronautiques telles que la FAA et l'AESA dans le cadre du processus de certification des aéronefs. Elle aide les fabricants à démontrer que leurs systèmes de batteries répondent aux exigences de sécurité et de performance requises pour une utilisation en aéronef.
• Normalisation sectorielle : Fournit un cadre uniforme pour la conception, les tests et la certification des systèmes de batteries au lithium. Cela réduit la variabilité et améliore la fiabilité entre les différentes plateformes aéronautiques et les différents constructeurs.
• Mise à jour avec l'évolution technologique : Cette norme est régulièrement mise à jour pour tenir compte des nouvelles chimies et technologies, ainsi que des enseignements tirés des événements passés. Cela démontre que la norme évolue avec l'expérience concrète et les progrès technologiques.
• Réduire le risque d’incidents en vol : cette norme comprend des dispositions visant à contrôler l’emballement thermique et la gestion de la fumée et des incendies, qui sont essentiels à la sécurité des passagers et de l’équipage.

Notre organisation, qui accompagne depuis des années des entreprises de tous secteurs grâce à un large éventail d'activités de tests, de mesures, d'analyses et d'évaluations, dispose d'une équipe performante qui suit de près les avancées scientifiques et technologiques mondiales et s'améliore constamment. Dans ce contexte, nous proposons également des services de tests aux entreprises conformément à la norme RTCA DO-311A « Test de performance des batteries au lithium rechargeables ».