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LI An soutient sa thèse le 04 février 2013 - UCB Lyon 1

Titre :

Analyse expérimentale et modélisation d’éléments de batterie et de leurs assemblages - Applications aux véhicules électriques et hybrides

Jury :

• Directeurs de thèse : VENET Pascal ; PELISSIER Serge
• Rapporteurs : FORGEZ Christophe ;VINASSA Jean-Michel
• Examinateurs : GYAN Philippe ; PERA Marie-Cécile ;

Résumé :

Dans le cadre du développement des véhicules électriques et hybrides, la connaissance et la gestion de l’énergie du pack de batteries est une problématique majeure. Pour cela, les constructeurs automobiles ont besoin de modèles numériques pour représenter le comportement dynamique des batteries. L’objectif de cette thèse est de développer, d’une part une méthodologie de caractérisation du comportement dynamique des cellules de batterie et de leurs assemblages et d’autre part des modèles numériques associés qui soient simples, rapides, robustes, présentant le meilleur compromis précision/simplicité.
La première partie du travail de la thèse a consisté à développer une nouvelle méthode de caractérisation expérimentale avec un modèle de circuit électrique équivalent, qui permet de s’appliquer facilement à différentes batteries et de calibrer la complexité du modèle (nombre de circuits utilisés) en fonction de la durée des mesures de la phase de repos après une sollicitation. Le modèle généré est capable de suivre les évolutions rapides et lentes de la tension de la batterie, ce qui peut améliorer l’estimation de la tension dans les applications BMS (Battery Management System). Des essais de validations sur différentes batteries ont montré que les modèles générés permettent une prédiction précise du comportement dynamique de la batterie.
Ensuite, le manuscrit aborde les assemblages des cellules en série avec la méthode de caractérisation élaborée. Elle commence par une définition énergétique de l’assemblage. Puis, la modélisation de l’assemblage avec la méthode de caractérisation est discutée. Les essais de validation ont été menés sur différents assemblages et ont montré que le comportement dynamique de l’assemblage peut aussi être bien représenté avec les modèles identifiés.
Mots clés
Batterie, cellule de batterie, assemblage de cellules, module de batterie, pack batterie, modélisation, caractérisation, modèle de circuit électrique équivalent, véhicule électrique.