Estimation De L Tat Interne D Une Batterie Lithium Ion L Aide D Un Mod Le Lectrochimique
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Estimation de l'état interne d'une batterie lithium-ion à l'aide d'un modèle électrochimique
En 30 ans, les batteries Li-ion ont littéralement colonisé notre environnement depuis et leur déploiement s'accélère. Puissante, efficace, légère et compacte, cette technologie présente des problèmes de sécurité. C'est pourquoi la plupart de ces batteries sont équipées de systèmes de gestion. Ils nécessitent l'accès à certains états internes qui ne sont pas tous mesurables. Cette thèse se propose d'estimer les variables en question à l'aide d'observateurs non-linéaires. Un observateur permet d'estimer des états inaccessibles à la mesure, à partir des mesures disponibles et d'un modèle mathématique des dynamiques mises en jeu. Les transports électrochimiques à l'œuvre dans les batteries sont responsables de leur comportement. Nous en proposons un modèle électrochimique adapté à l'observation. Celui-ci repose sur la discrétisation spatiale des équations aux dérivées partielles décrivant ces phénomènes et sur une série d'hypothèses. Présenté comme un système sous forme de représentation d'état, les dynamiques sont affines et l'équation de sortie est non-linéaire. Parmi les observateurs de systèmes à sortie non-linéaire dont nous avons connaissance, aucun ne peut s'appliquer directement au modèle proposé. Nous en avons donc développé de nouveaux dont la stabilité est garantie lorsqu'une inégalité matricielle est satisfaite. Nous avons ensuite confronté ces observateurs à des données expérimentales d'éléments commercialisés. Le comportement de l'observateur est encourageant et semble être un bon compromis entre sens physique et complexité numérique.
Contribution à l'estimation de l'état de santé en vue de la prédiction de la durée de vie utile résiduelle des batteries au lithium ion. Application
Les batteries au lithium ion sont considérées comme un des vecteurs principaux de la transition énergétique. Elles sont dotées d'une importante densité d'énergie, combinée avec un faible effet de mémoire. Grâce à ces avantages, la technologie Li-ion est largement privilégiée pour des applications de stockage embarqué, notamment à bord des véhicules électriques. Cependant, l'intégration réussite des batteries Li-ion est confrontée à un défi majeur qui est le vieillissement de ces éléments. En effet, les performances de ces batteries se dégradent au fil du temps et d'usage. Ceci se traduit par la diminution de la quantité d'énergie et la perte de la puissance délivrée par la batterie. Dans ce cadre, deux objectifs principaux sont visés à travers ce travail. D'une part, l'étude expérimentale du comportement ainsi que du vieillissement des batteries Li-ion sous différentes conditions d'opération. Et d'autre part, l'élaboration d'une nouvelle approche pour l'estimation de l'état de santé des batteries. Ainsi, une intense activité de caractérisation est conduite après la prise en main d'un nouveau dispositif expérimental d'une échelle industrielle. Ensuite, la question de l'estimation du SoH est abordée. D'abord, une synthèse exhaustive des méthodes existantes est réalisée. Puis, deux solutions sont proposées afin de répondre au mieux aux exigences d'une application en ligne.La première campagne expérimentale a été menée pour étudier le comportement d'un paramètre clé des batteries qui est la tension en circuit ouvert. Ce dernier rentre en jeu lors de l'élaboration des modèles de simulation. Ainsi, deux technologies de batteries ont été testées à plusieurs niveaux de températures. Cette étude a permis d'apporter une nouvelle évaluation de l'impact des variations de l'OCV sous l'effet de la température sur le comportement des éléments du circuit équivalent de la batterie. La deuxième campagne expérimentale était consacrée à la mise en place du vieillissement accéléré des batteries. Le protocole des tests est élaboré en alternant des phases de sollicitions dynamiques émulant deux modes d'opération en véhicule tout électrique et hybride. Ensuite, un test de référence fut réalisé afin de mesurer les caractéristiques des batteries et ainsi quantifier leurs niveaux de dégradation.Une nouvelle méthode d'estimation de la dégradation est développée dans ce travail. Elle consiste en la combinaison d'un modèle de comportement sous forme de circuit équivalent et un modèle d'évolution de la dégradation qui est le processus de Wiener. Dans cette configuration, le premier modèle fourni au deuxième l'information sur l'état actuel des paramètres internes de la batterie. Ce dernier délivre une projection future de l'évolution de l'état de la batterie. Cette nouvelle combinaison permet de réaliser deux objectifs à la fois. D'abord, la RUL peut être prédite grâce à l'estimation de l'évolution de la dégradation qu'offre le processus de Wiener. Ce dernier a été toujours employé d'une façon hors ligne, où ses paramètres sont mis à jour en se basant sur une information qui n'est pas obtenue en temps réel. Grâce à la solution proposée, l'information sur la dégradation est acquise à travers le circuit équivalent pour mettre à jour le processus de Wiener en temps réel. Ceci est le deuxième objectif réalisé. En somme, les deux modèles se complètent pour tirer le maximum de profits de leurs propriétés respectives.Enfin, une amélioration des techniques d'apprentissage automatique pour l'estimation de la dégradation des batteries Li-ion est proposée. En particulier, l'attention a été protée aux caractéristiques qui représentent les signatures de la dégradation. D'abord, un grand nombre est extrait englobant pour la première fois toutes les caractéristiques citées en littérature dans un seul modèle d'estimation. Ensuite, nous avons intégré la méthode du « meilleur sous ensemble » pour tirer l'information la plus pertinente des caractéristiques.
Batterie Au Lithium-Air
Author: Fouad Sabry
language: fr
Publisher: One Billion Knowledgeable
Release Date: 2022-10-16
Qu'est-ce qu'une batterie lithium-air La batterie lithium-air, également connue sous le nom de batterie Li-air, est une sorte de cellule électrochimique métal-air ou de chimie de batterie. Il fonctionne en induisant un flux de courant par l'oxydation du lithium à l'anode et la réduction de l'oxygène à la cathode. Comment vous en bénéficierez (I) Insights et validations sur les sujets suivants : Chapitre 1 : Batterie lithium-air Chapitre 2 : Électrode Chapitre 3 : Lithium-ion batterie Chapitre 4 : Batterie zinc-air Chapitre 5 : Nanobatteries Chapitre 6 : Condensateur lithium-ion Chapitre 7 : Batterie lithium-soufre Chapitre 8 : Batterie lithium-ion à couches minces Chapitre 9 : Batterie à semi-conducteurs Chapitre 10 : Nanoarchitectures pour lithium-ion batteries Chapitre 11 : Cellule électrochimique métal-air Chapitre 12 : Batterie ion potassium Chapitre 13 : Séparateur (électricité) Chapitre 14 : Batterie sodium-ion Chapitre 15 : Peter Bruce Chapitre 16 : Batterie aluminium-ion Chapitre 17 : Recherche sur les batteries lithium-ion Chapitre 18 : Pile au magnésium Chapitre 19 : Pile en verre Chapitre 20 : C batterie alcium Chapitre 21 : Histoire de la batterie lithium-ion (II) Répondre aux principales questions du public sur la batterie lithium-air. (III) Réel exemples mondiaux d'utilisation de la batterie lithium-air dans de nombreux domaines. (IV) 17 annexes pour expliquer, brièvement, 266 technologies émergentes dans chaque industrie afin d'avoir une compréhension complète à 360 degrés des technologies de la batterie lithium-air. À qui s'adresse ce livre Professionnels, étudiants de premier cycle et des cycles supérieurs, passionnés, amateurs et ceux qui veulent aller au-delà des connaissances ou des informations de base pour tout type de batterie au lithium-air.