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Briat, Olivier (1972-....).

Overview
Works: 13 works in 14 publications in 2 languages and 14 library holdings
Roles: Opponent, Thesis advisor, Author, Other
Publication Timeline
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Most widely held works by Olivier Briat
Contribution à la conception et à l'intégration d'un accumulateur cinétique d'énergie dans une plate-forme de test pour véhicules électriques à source hybride by Olivier Briat( Book )

2 editions published in 2002 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Ces travaux portent sur l'étude et l'intégration d'un ACE dans un banc de test pour VE à source hybride. L'ACE qui fournit/absorbe la puissance crête lors des démarrages/freinages est associé à une batterie qui fournit la puissance moyenne. L'objectif est d'évaluer l'intérêt de cette hybridation pour des VE lourds de collecte. Un simulateur logiciel a été mis en place pour l'analyse des VE. Les modèles ont été validés par des essais sur véhicule. Un banc de test à échelle réduite des puissances a ensuite été réalisé. Sa représentativité a permis dálimenter et de préciser les modèles. Un module ACE allié à une stratégie d'hybridation a été intégré puis associé à un module batterie pour valider la source hybride dans sa globalité. L'exploitation de ces outils a démontré l'efficacité de la limitation de la puissance batterie et l'intérêt d'une récupération systématique de l'énergie de freinage par cette source. Au vu de ces résultats, une augmentation de la charge utile est envisageable
Performance and ageing quantification of electrochemical energy storage elements for aeronautical usage by Yuanci Zhang( )

1 edition published in 2019 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

In the context of progress in the electrochemical energy storage systems in the transport field, especially in the aeronautics, the issues of performance, reliability, safety and robustness of these elements are essential for users. This thesis is focused on these issues for the more electric aircraft. The technologies studied correspond to the latest generation commercial elements of Lithium-ion batteries (NMC/ graphite + SiO, NCA/graphite, LFP/graphite, NMC/LTO), Lithium-Sulfur (Li-S), Supercapacitor and Lithium-ion capacitors. The first part of this manuscript is dedicated to the performance quantification of the different electrochemical energy storage elements in aeronautical environment [-20°C, 55°C] and usage. An efficient and accurate electro-thermal model is developed and validated. The second part is devoted to the calendar and power cycling ageings as well as to the presentation of abuse testing results. A State Of Health (SOH) estimation based on incremental capacity analysis method is proposed. Finally, the robustness of the storage elements during accelerated ageing tests with a specific profile for the aeronautical usage is evaluated. The ageing models and SOH estimation methods proposed in the previous sections are used here to evaluate the impact of temperature on the degradation rate and to estimate the SOH of the cells with this aeronautical profile
Intégration et fiabilité d'un disjoncteur statique silicium intelligent haute température pour application DC basse et moyenne tensions by Raphaël Roder( )

1 edition published in 2015 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

This thesis presents a study about a smart solid state circuit breaker which can work at 200°C forlow and medium voltage continuous applications. Some applications in aeronautics, automotive,railways, petroleum extraction push power semiconductor devices to operate at high junctiontemperature. However, current commercially available Si-IGBT and Si-CoolMOS have basically amaximum junction temperature specified and rated at 150°C and even 175°C. Indeed, the main problemin conventional DC-DC converters is the switching losses of power semiconductor devices (linked to thetemperature influence on carrier lifetime, on-state voltage, on-resistance and leakage current) whichdrastically increase with the temperature rise and may drive to the device failure. Then, the use of wideband gap semiconductor like SiC or GaN devices allows higher junction temperature operation (intheory about 500°C) and higher integration (smaller heatsink, higher switching frequency, smallconverter), but are still under development and are expensive technologies. In order to keep theadvantage of low cost silicon devices, a solution is to investigate the feasibility to operate such devicesat junction temperature up to 200°C.Before starting the first starting chapter is a stat of the art of protectives circuit technics as well asmechanics as statics in order to identify essentials elements to develop the protective circuit. Hybridprotective circuits are approached too.From the precedent chapter, a smart and low power solid state circuit breaker is realized to identifyproblems which are linked with this type of circuit breaker. Solid state circuit breaker is developed withanalog components in a way that is autonomous and low cost. It's follow that stray inductance andtemperature have an important impact when a default occurs.Chapter III give an analyze on different silicon power semiconductor dice towards temperature5relying on statics and dynamics characteristics in order to find the best silicon power switch which beused in the chapter IV. It has been shown that super junction MOSFET has the same behavior at lowpower than silicon carbide MOSFET.Solid state circuit breaker (400V/63A) has been studied and developed, in order to use all theknowledge previously acquired and to show the competitively of the silicon for this power range
Modélisation de l'influence de la rapidité de recharge totale ou partielle sur les performances électro-thermiques et la durée de vie des batteries pour applications automobiles by Romain Mathieu( )

1 edition published in 2020 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

La charge rapide des batteries est un enjeu majeur pour le développement de l'automobile électrique. Côté infrastructure, un déploiement de chargeurs de haute voire très haute puissance est en cours. Ces hautes puissances motivent une recherche sur les batteries, dans l'objectif de réduire significativement leurs durées de charge.Pour une cellule de batterie de caractéristiques données, la puissance de charge est limitée par des considérations électriques, thermiques et de durée de vie. Cette thèse souhaite alors apporter une contribution à la réduction du temps de charge, par une approche numérique de modélisation, simulation et optimisation. Elle compare également 4 références de cellules de différents matériaux et différentes densités d'énergie.Tout d'abord, des modèles du comportement électrique, thermique et de vieillissement d'une cellule sont développés séparément, puis couplés. De manière systématique, les modèles sont présentés, leurs procédures de calibration sont décrites, et ils sont comparés à des résultats expérimentaux. Une attention particulière est portée à l'effet des forts régimes de courant dans différentes conditions thermiques. Ceci a permis d'étendre leurs domaines de validité respectifs.Ensuite, une campagne de vieillissement accéléré est réalisée sur 3 références de cellules. Elle compare l'effet du courant de charge, de la tension de fin de charge et de différentes conditions thermiques sur la dégradation, dans le cadre d'un protocole de charge référence. Les résultats ont permis d'identifier plusieurs stratégies pour la réduction du temps de charge, au niveau du choix d'une référence de cellule, de la gestion thermique, et de l'optimisation du protocole de charge.Enfin, cette dernière stratégie est étudiée. Une méthode de définition par optimisation numérique d'un protocole de charge à plusieurs niveaux de courant constant est développée. Elle se base sur le modèle électro-thermique mis en place. La méthode est utilisée pour définir 5 protocoles de charge optimisés qui sont soumis à des essais de vieillissement accéléré. La dégradation est ensuite comparée à celle observée pour le protocole de charge référence. Dans des conditions comparables au protocole référence, les protocoles optimisés permettent de réduire le temps de charge et/ou la dégradation
Étude du vieillissement calendaire des supercondensateurs et impact des ondulations de courant haute fréquence by Ronan Louis German( )

1 edition published in 2013 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Les travaux de recherche sont consacrés au vieillissement des supercondensateurs (SC) à double couche électrique dans un réseau électrique embarqué soumis à des ondulations de courant de haute fréquence (par exemple celui d'un véhicule hybride). Les SC étudiés sont des composants commerciaux représentatifs de la technologie la plus utilisée (acetonitrile / charbon actif) dans les applications de transport. Les travaux présentent des résultats d'essais de vieillissement calendaires (c'est-à-dire à tension et à température constantes). Le suivi de l'état de santé des SC s'effectue à l'aide de l'évolution de leur impédance au cours des essais de vieillissement. Plusieurs modèles d'impédances classiques sont présentés (modèle CPE et modèle simple pore) ainsi qu'un modèle récent (modèle multipore). Les paramètres de chaque modèle d'impédance sont systématiquement liés à des grandeurs électrochimiques des SC représentatives de l'état de leurs électrodes. Grâce au modèle multipore, les pores des électrodes du SC peuvent être classés selon leur constante de temps électrique (liée sous certaines hypothèses au diamètre d'ouverture des pores). L'application du modèle multipore aux résultats du vieillissement calendaire permet de mettre en évidence un effet drastique du début de vieillissement sur les pores possédant un faible diamètre d'ouverture. Les ondulations de courant haute fréquence semblent quant à elles transparentes en ce qui concerne le vieillissement c'est-à-dire qu'elles influencent très peu le vieillissement des SC. On note enfin un effet non négligeable des arrêts de vieillissement sur l'état de santé des SC
Prise en compte des modes de vieillissement dans la modélisation des performances de batteries lithium-ion pour l'évaluation de leur durée de vie en usage automobile by Issam Baghdadi( )

1 edition published in 2017 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

L'électrification des moyens de transport est de plus en plus importante. Sa mise en œuvre nécessite des systèmes de stockage de l'énergie plus performants, moins coûteux, et plus sûrs. Actuellement, les batteries lithium-ion équipent la majorité de ces véhicules innovants. Toutefois, ces systèmes sont complexes, onéreux, et leur performance se dégrade au cours du temps. Leur durabilité constitue donc un enjeu majeur.Son estimation est complexe car elle ne dépend pas que des kilomètres parcourues mais des conditions d'usage. Actuellement, les outils de prédiction de durée de vie des batteries sont simplificateurs ou pas compatible avec l'usage automobile.L'objet de ces travaux consiste à développer un outil de simulation capable de reproduire le comportement électrique, thermique, et de vieillissement d'un pack batteries au cours de sa vie. Cet outil doit permettre l'optimisation de la conception et l'usage des packs afin d'augmenter leur durabilités. Des campagnes d'essais ont permis de calibrer et de valider des modèles électrothermiques au niveau de la cellule puis à l'échelle de l'assemblage. De même, la mise en place et l'analyse de tests de vieillissement accélérés ont permis de développer une loi de vieillissement et de mettre en avant un optimum d'usage.Le comportement du pack a été par la suite testé dans différentes conditions d'usage par l'intermédiaire d'un simulateur de scénario. Des stratégies de conception et de recharges ont été donc proposées et vérifiées par simulation
Étude et modélisation du vieillissement des supercondensateurs en mode combiné cyclage/calendaire pour applications transport by Mohamed Ayadi( )

1 edition published in 2015 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

The study of the behavior of supercapacitors during ageing is required in orderto integrate them in transportation applications. The aim of this thesis is tounderstand and model ageing phenomena observed on supercapacitors. For thispurpose, electrical characterization methodologies and original experimentalprotocols combining various constraints of ageing have been implemented.Measurements of leakage current and combined ageing tests were conducted. Theobtained results were used for developing models allowing the monitoring of theevolution of supercapacitors performance during ageing
Influence de la recharge rapide sur les performances des accumulateurs lithium des véhicules électriques dans le cadre de l'utilisation postale by Habib Al jed( )

1 edition published in 2014 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

This thesis aims to study the influence of fast charging on the aging of lithium batteries, and its impact on the performances of electric vehicles as part of a postal use. The first part is devoted to the modeling of lithium batteries with an equivalent electric circuit model, whose parameters could be identified using linear characterization tests. The second part is dedicated to the study of aging, and results in an aging estimator using data collected from accelerated aging tests programs. Then the postal usage is studied, and a power profile representative of the actual load on the battery is provided. The latter was used to validate the model of the battery in the field of postal use. Then the postal use is studied, and a current profile representative of the real behavior of the battery is provided. This profile was used to validate the model of the battery in the postal use domain. Then a model of electric vehicles is presented, it integrates the battery model, which can simulates the aging state of the battery using the ageing estimator. Finally, the various possible strategies of recharge are listed and compared, which leads to conclusions about their influences on aging of batteries, and the vehicles performance
Étude du vieillissement des batteries lithium-ion dans les applications "véhicule électrique" : combinaison des effets de vieillissement calendaire et de cyclage by Eduardo Redondo Iglesias( )

1 edition published in 2017 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

L'étude du vieillissement des batteries est nécessaire car la dégradation de leurs caractéristiques détermine en grande partie le coût, les performances et l'impact environnemental des véhicules électrifiés, notamment des véhicules 100 % électriques. La méthodologie choisie pour cette thèse consiste en deux étapes bien différenciées, à savoir la caractérisation et la modélisation. Pour la première étape, on s'appuie sur des essais de vieillissement accéléré d'éléments de batterie. Malgré leur caractère accéléré, les campagnes d'essais de vieillissement sont très coûteuses en moyens humains comme matériels : une connaissance à priori des facteurs de vieillissement est nécessaire, soit par le moyen d'études bibliographiques, soit par la réalisation de précampagnes d'essais. Ces études préalables conduisent à la conception d'un plan d'expériences composé d'un certain nombre d'essais dont les résultats permettront de révéler comment les conditions d'utilisation influencent la dégradation des batteries. Dans la seconde étape, grâce à la connaissance apportée par l'étape de caractérisation, on procède à la modélisation du vieillissement. Celle-ci permet de mettre en évidence des lois de vieillissement qui sont généralisées pour prédire l'évolution des performances d'une batterie soumise à des conditions d'utilisation variables dans le temps. Le modèle de vieillissement qui en résulte peut être utilisé pour concevoir et utiliser d'une manière optimale les batteries des véhicules pour minimiser à la fois la consommation d'énergie et de ressources naturelles. En sachant que la dégradation d'une batterie se produit différemment selon si elle est au repos ou si elle est parcourue par un courant, une difficulté majeure est celle de déterminer comment se combinent les effets du vieillissement calendaire et de cyclage pour un véhicule électrique. Dans les applications "véhicules électriques", les batteries passent une part importante de leur temps au repos et les niveaux de courant pendant leur utilisation sont relativement faibles. Les résultats des essais de vieillissement accéléré réalisés dans cette thèse confirment le caractère non-linéaire de la combinaison des vieillissements calendaire et en cyclage lorsque les batteries suivent des profils d'utilisation similaires à l'application considérée. Le modèle de vieillissement qui est proposé dans le dernier chapitre se veut simple mais efficace. Ainsi il repose sur un faible nombre d'équations (2) et de paramètres (6) et il permet de simuler l'évolution de la capacité d'une cellule soumise à un vieillissement qui combine des périodes de cyclage et de repos. Les exemples d'application de ce modèle démontrent son utilité pour l'établissement de stratégies d'utilisation de batteries dans le but de prolonger leur durée de vie
Modélisation des performances et du vieillissement des assemblages parallèles de cellules lithium-ion pour la détermination de l'état de santé et de la durée de vie des batteries by Matthieu Maures( )

1 edition published in 2021 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Ce travail de thèse s'inscrit dans la problématique de la transition énergétique. Depuis quelques années, les cellules lithium-ion sont de plus en plus utilisées pour alimenter les véhicules électriques et soutenir les réseaux d'énergie. Devant les niveaux de puissance et d'énergie mis en jeu, les cellules sont assemblées en série et en parallèle sous forme de batteries pour répondre aux besoins de ces applications. Différents mécanismes de dégradation affectent les cellules. De plus, ils sont modulés par la température, l'état de charge, ou le type de sollicitation électrique. Assemblées en série, les cellules souffrent d'autres contraintes en raison de leurs différentes caractéristiques et points de fonctionnement. Pour limiter les écarts de dégradation et pour des raisons de sécurité, ce type d'assemblage est associé à un système de gestion de batterie, dont le rôle est d'assurer l'équilibrage en tension des cellules.Cette approche n'est cependant pas utilisée dans les assemblages parallèles. Ce manuscrit vise donc à évaluer et modéliser les écarts de courants liés à la mise en parallèle, et à déterminer si un équilibrage est nécessaire. Cette étude est réalisée de façon expérimentale et en simulation, sur deux technologies de cellules prisées dans les applications de puissance.En premier lieu, une étude est consacrée au fonctionnement de la cellule individuelle. Celle-ci permet de construire des modèles électriques, thermiques, et de vieillissement, ainsi que leurs différentes interactions. Compte-tenu du besoin des applications visées, l'approche utilisée dans ce manuscrit permet d'étendre les modèles empiriques et semi-empiriques (souvent utilisés pour des besoins de simplicité) à des domaines de validité plus larges, en particulier en température, où la modélisation est réalisée sur l'ensemble de la plage de fonctionnement recommandée des cellules.En second lieu, les effets de la mise en parallèle de trois cellules sont étudiés. Il s'agit ici d'évaluer les différentes causes (résistance, capacité, température) et effets de déséquilibres sur la répartition des courants à court-terme. Grâce aux modèles construits dans la partie précédente, un outil de simulation permet de comparer la validité des modèles proposés face aux données expérimentales, mais également d'analyser des comportements inaccessibles en pratique, notamment en ce qui concerne les effets résistifs.En dernier lieu, les effets à long-terme de la mise en parallèle sont analysés. Dans cette partie, l'accent est mis sur le déséquilibre thermique, et deux assemblages de trois cellules sont vieillis avec des protocoles différents pour en comparer les effets. A l'instar de la partie précédente, l'étude est réalisée expérimentalement ainsi qu'en simulation. De plus, une étude succincte met en évidence que certains outils de diagnostic d'état de santé ne fonctionnent plus lorsque l'on passe d'une cellule seule à un assemblage. Cette partie, conjointement aux autres, permet alors de conclure quant aux risques et besoins d'un équilibrage lors de la mise en parallèle
Advanced Control of Multilevel Power Converters for Weak Grid Applications by Samuel Jupin( )

1 edition published in 2020 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Avec l'avènement des micros-réseaux incorporant les sources d'énergie renouvelable, un nouveau paradigme apparaît dans la distribution de l'électricité. Ces nouvelles architectures interfacent des consommateurs non contrôlés à des sources d'énergie intermittentes, plaçant de fortes contraintes sur les étapes de conversion, stockage et gestion de l'énergie.Les convertisseurs de puissance s'adaptent avec en particulier le développement des convertisseurs multiniveaux, qui supportent à composants égaux des puissances plus importantes que leurs prédécesseurs et assurent une meilleure qualité de l'énergie, mais dont le contrôle gagne en complexité.Du fait de leur nature hybride, le contrôle des convertisseurs de puissance est traditionnellement scindé en deux parties. D'un côté les objectifs continus liés à la fonction principale d'interfaçage des convertisseurs, de l'autre le pilotage des interrupteurs quantifiés qui le forment, la modulation.Dans ce contexte, les exigences croissantes en rendement, fiabilité, polyvalence et performance imposent un gain conséquent d'intelligence de l'ensemble de l'architecture de contrôle. Pour répondre à ces exigences, nous proposons de traiter à la fois les objectifs liés à la fonction d'interface des convertisseurs et ceux rattachés à leur nature avec un unique contrôleur. Cette décision implique d'incorporer la non-linéarité des convertisseurs de puissance au contrôleur. Une approche de Contrôle à Modèle Prédictif (MPC) a été retenue pour traiter cette non-linéarité ainsi que la diversité d'objectifs de contrôle qui accompagne les convertisseurs.L'algorithme développé combine la théorie des graphes, avec divers algorithmes comme ceux de Dijkstra et A* à un modèle d'état spécialisé pour les systèmes à commutation, formant ainsi un outil puissant et universel capable de manipuler et la nature discrète des interrupteurs de puissance et celle continue de son environnement. L'étude du modèle d'état utilisé pour les convertisseurs de puissance comme systèmes commutants conduit à des résultats concernant la stabilité et la contrôlabilité de ces systèmes.Le contrôleur obtenu est éprouvé en simulation, face à des cas d'applications variés : onduleur isolé ou connecté à un réseau, redresseur et convertisseur bidirectionnel. La même structure de contrôle est confrontée à chacune de ces situations pour trois topologies multi-niveaux : Neutral Point-Clamped, Flying Capacitor et Cascaded H-Bridge. La capacité d'adaptation du contrôleur est regroupée dans deux étapes : la prédiction, qui utilise le modèle du convertisseur, et la fonction de coût, qui traduit le cahier des charges en un problème d'optimisation résolu par l'algorithme. Changer de topologie implique de modifier le modèle, sans impact sur la fonction de coût, tandis que modifier cette fonction suffit à s'adapter aux différentes applications.Les résultats montrent que le contrôleur pilote directement les interrupteurs de puissance en fonction des objectifs. Les performances générales de cette structure unique sont comparables à celles des structures multiples utilisées pour chacun des cas étudiés, à l'exception notable du fonctionnement redresseur, où la rapidité et l'étendue des possibilités sont tout particulièrement intéressants.En conclusion, le contrôleur développé est capable de traiter un grand nombre d'applications, topologies, objectifs et contraintes. Alors que les modifications du cahier des charges ou des conditions de fonctionnement impactent souvent profondément les structures de contrôle linéaire, ces altérations ne modifient pas l'architecture du contrôleur MPC développé. Cela illustre la polyvalence de la solution proposée ainsi que son universalité, démontrée davantage par la capacité à s'adapter à des convertisseurs de puissance différents et sans modifications. Finalement, la complexité de la modulation est toute incluse dans la structure, offrant un gain de simplicité et de flexibilité au design du contrôle
Evaluation et modélisation du vieillissement des supercondensateurs pour des applications véhicules hybrides by Ramzi Chaari( )

1 edition published in 2013 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

The integration of ultracapacitors in applications like hybrid requires knowledge of their behavior during aging. Thus, the objective of this thesis is the evaluation of aging and the definition of a model for predicting the health of supercapacitors. The aging results are presented focusing mainly on the evolution of performance during accelerated aging function of temperature, voltage and duration of stops in the case of cycling. An aging model is defined to describe the evolution of performance by focusing on the key mechanisms of aging
Modélisation du vieillissement et détermination de l'état de santé de batteries lithium-ion pour application véhicule électrique et hybride by Akram Eddahech( )

1 edition published in 2013 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

In this thesis, we focus on the reliability of lithium batteries used for automotive applications. For this purpose, electric and thermal characterization methodologies as well as aging tests under several modes (calendar, power cycling, calendar/power cycling) are carried out.In a first part of the work, battery modeling and battery state estimation (state-of-charge and state-of-health) are considered.Then, based on periodic characterization from electrochemical impedance spectroscopy, calendar aging is investigated. Next, we proposed an original process for precise battery state-of-health determination that exploits a full recharge and mainly constant-voltage charge step which allows easily its integration within a battery management system. Our experimental results, up to two years real-life data, confirm effectiveness of our technique.Finally, we study the capacity recovery phenomenon occurring due to combined battery aging (calendar/power cycling). This final part is almost dedicated to introduce strategies for battery use presenting at the same time a thermal behavior study
 
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