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European Journal of Electrical Engineering
2103-3641
Revue des Systèmes
Revue Internationale de Génie électrique (1295-490X)
 

 ARTICLE VOL 13/1 - 2010  - pp.91-129  - doi:10.3166/ejee.13.91-129
TITRE
Analyse de la fiabilité des batteries au plomb par les arbres de défaillances et la spectroscopie d'impédance

TITLE
Reliability analysis of lead acid batteries based on fault-tree and impedance spectroscopy

RÉSUMÉ
Dans cet article les auteurs présentent une démarche de sûreté de fonctionnement (fiabilité, maintenabilité, disponibilité et sécurité), pour analyser la dégradation des batteries au plomb. L'adoption d'une démarche déductive pour la construction d'un arbre des causes consiste à rechercher les diverses combinaisons possibles d'événements conduisant à la perte de la capacité d'une batterie et de calculer sa probabilité d'occurrence. La description de la chaîne de causalité est complétée par un arbre de défaillance établi à partir des éléments de base du schéma électrique équivalent de la batterie. Les auteurs montrent que les modes de défaillances sont identifiés à partir des lieux limites de Nyquist issus de la spectroscopie d'impédance de la batterie. L'évaluation de la fragilité des branches de l'arbre de défaillances ainsi que la hiérarchisation des pannes sont effectuées à partir du calcul de la criticité issue de l'analyse des modes de défaillance, de leurs effets et de leur criticité (AMDEC).


ABSTRACT
In this paper the authors present an approach of RMAS (Reliability Maintenability Availability and Safety) to analyze lead-acid battery's degradation. The construction of causal tree analysis offers a powerful tool to the deductive analysis which consists in seeking the various possible combinations of events leading to the loss of batteries capacity. The description of the causality chain is completed by a fault tree analysis (FTA) established from the equivalent electric circuit of battery. The authors show that the failure modes are detected and quantified by impedance spectroscopy analysis. The failure modes, effect and criticality analysis (FMECA) is used to determine the Risque Priority Number to identify and to rank the potential lead-acid battery's failure modes with relatively high probability and severity consequences.


AUTEUR(S)
Kais BRIK, Faouzi BEN AMMAR

MOTS-CLÉS
batterie, arbre de cause, arbre de défaillance, sûreté de fonctionnement, AMDEC, impédance de diffusion, sulfatation, stratification, corrosion.

KEYWORDS
battery, causal tree analysis, fault tree analysis, reliability, FMECA, degradation, diffusion impedance, sulfating, stratification, corrosion.

LANGUE DE L'ARTICLE
Français

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