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EL OUTMANI Sohaib

Modélisation thermodynamique pour la surveillance de l'état de santé des batteries

 

Directeur de thèse :     Olivier SENAME

Encadrant :     Pierre GRANJON

École doctorale : Electronique, electrotechnique, automatique, traitement du signal (EEATS)

Spécialité : Signal, image, parole, télécoms

Structure de rattachement : Grenoble-INP

Établissement d'origine : Université Paris VII

Financement(s) : contrat à durée déterminée ; Contrat doctoral ; Sans financement

 

Date d'entrée en thèse : 15/04/2015

Date de soutenance : 11/04/2019

 

Composition du jury :
M. SENAME Olivier - Professeur des Univesités Grenoble INP / Directeur de thèse M. GRANJON Pierre - Maître de conférences Grenoble INP / Examinateur Mme MAILHES Corinne - Professeur des Universités Institut National Polytechnique de Toulouse / Rapporteur M. SABATIER Jocelyn - Professeur des Universités Université de Bordeaux / Rapporteur pdf M. FORGEZ Christophe - Professeur des Universités Université de Technologie de Compiègne / Président

 

Résumé : Les batteries sont aujourd’hui utilisées dans de nombreuses applications pour le stockage d’énergie. Cependant, leurs performances et leur durée de vie résiduelle (ou état de santé) se détériorent avec leur âge et leur utilisation. En particulier, la température et le nombre et la sévérité des cycles charge / décharge ont une forte influence sur ces paramètres. Il est aujourd'hui bien connu que l’état de charge d'une batterie est une grandeur très importante pour évaluer l’énergie disponible qui peut être fournie par cette batterie. Cependant, son état de santé modifie les propriétés statiques et dynamiques de son état de charge. Par exemple la charge nominale d'une batterie ne fera que se détériorer en fonction de son vieillissement. Les grandes familles de méthodes actuelles pour l'estimation de l'état de santé des batteries reposent soit sur des modèles électrochimiques (précis mais complexes), soit des modèles électriques-équivalents (plus simples mais moins représentatifs). Récemment une méthodologie fondée sur l'analyse thermodynamique de la batterie (entropie, et enthalpie) est apparue comme particulièrement intéressante pour évaluer les phénomènes thermiques au sein des batteries, et en déduire leur dégradation en fonction de leur vieillissement [1-2]. Une telle méthode pourrait être adaptée afin d'estimer précisément l'état de santé des batteries, ou permettre par exemple une prédiction de l'emballement thermique des batteries. OBECTIFS DE l'ETUDE L'objectif majeur de cette thèse est de contribuer au développement de méthodologies pour l'estimation en-ligne de l'état de santé des batteries. Les études qui seront menées concernent : - L'analyse et la modélisation des phénomènes thermodynamiques. Des modèles de différentes complexités et comportements dynamiques pourront être proposés dans des objectifs d'analyse (dynamique lente) et d'estimation (dynamique plus rapide). - Le développement de plusieurs méthodes d’estimation de l’état de santé (SOH) d’une batterie à partir de techniques de type filtrage, observation ou détection. Ainsi on s'intéressera aux estimateurs de Kalman, observateurs adaptatifs, à des méthodes d'identification paramétriques (linéaires ou non-linéaires), des méthodes de détection (relations de parité), des observateurs LPV, …


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