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Forgez, Christophe (1970-....).

Works: 37 works in 46 publications in 2 languages and 50 library holdings
Roles: Other, Thesis advisor, Opponent, Author
Classifications: TK1001, 620
Publication Timeline
Most widely held works by Christophe Forgez
Méthodologie de modélisation et de commande par réseaux de neurones pour des dispositifs électrotechniques non linéaires by Christophe Forgez( Book )

3 editions published between 1998 and 2013 in French and held by 3 WorldCat member libraries worldwide

Le domaine de l'electrotechnique recele differents types de phenomenes non lineaires de par la construction et la constitution des machines ou leurs alimentations. Bon nombre de methodes capables de les traiter existent, mais souffrent de ne pas apporter de solutions universelles tant en modelisation qu'en commande les travaux rassembles dans ce memoire proposent un formalisme de modelisation et de commande de systemes electrotechniques en utilisant les reseaux artificiels de neurones. Nous nous sommes efforces d'appliquer les proprietes d'apprentissage des reseaux neuronaux a differents phenomenes rencontres en genie electrique, notamment en electromecanique et electromagnetisme, tout en evoquant leurs avantages et leurs limites. L'apprentissage permet de modeliser des caracteristiques lineaires, non lineaires ou discontinues, a partir d'echantillons de celles-ci, en utilisant des methodes d'optimisation non lineaires dont la plupart souffrent d'un cout exorbitant en temps de calculs. Pour pallier cet inconvenient majeur nous avons propose une methode dite d'initialisation basee sur une regression non lineaire. Celle ci permet entre autre d'optimiser la structure mathematique du reseau neuronal en fonction de la caracteristique a apprendre ce qui permet de reduire considerablement les temps d'apprentissage et d'augmenter la qualite de modelisation. Cette technique demontree et formalisee a ete mise en pratique sur differentes applications. Nous l'avons tout d'abord testee sur la modelisation d'inductances saturables ce qui a permis de soulever les problemes lies au cout et a la qualite des modeles. Au vue des bonnes performances, nous l'avons appliquee sur la modelisation de cycles majeurs d'hysteresis, puis sur des couples de charges mecaniques
Conception optimale des moteurs à réluctance variable à commutation électronique pour la traction des véhicles électriques légers by Dan Ilea( Book )

2 editions published in 2011 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The interest for the electric traction applications has been growing in the last few years. The optimal design of the electric motor and of the inverter that powers it needs to consider a long list of restrictions and criteria. Because of the fact that the geometry of the motor and the switching strategy are closely linked, the optimization of the traction solution needs to consider both, at the same time.The objective of this thesis is the development of an optimization tool applied for the optimization of an electric traction solution that uses the switched reluctance motor (SRM) fed from a three phase full bridge inverter. The SRM is modeled using Permeance Network Analysis (PNA). The switching technique can be easily integrated in the model, which gives the possibility to run a dynamic analysis. The optimization tool created uses the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm, modified for multi-objective problems. The algorithms performances are compared with those of the Genetic Algorithm, using the NSGA-II multi-objective technique and with a classic version of multiple objective particle swarm optimizer (MOPSO).Finally, a SRM prototype is constructed and the drive solution using a full-bridge three phase inverter is implemented. The modeling and optimization tools are thus experimentally validated
Stockage d'énergie électrique par association de supercondensateurs et de batteries au plomb pour véhicule lourd by Stéphane Butterbach( Book )

2 editions published in 2012 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

This thesis presents a hybrid energy storage made of lead-acid batteries and supercapacitors for an urban waste collection electrical vehicle. The simulation of the waste collection vehicle takes into account a real-world driving cycle (daily cycle based on Artemis 400), a specific energy management and the sizing of the hybrid storage. Simulations show a 20% reduction of the consumed daily energy thanks to the brake recovered energy. The battery current clipping allows the reduction of battery losses with consequences on the battery lifetime. The battery cycling test bench developed in the laboratory confirmed the increase of the battery lifespan. An important part of the document was dedicated of the lead-acid battery model. This model is based on Randles equivalent circuit and takes into account the non linear relationship of the model parameters and the battery state of charge and the current. The charge acceptance was also modeled. The parameters identification is based on chronoamperometry and electrical impedance spectroscopy
Contribution à la conception optimale d'une motorisation hybride parallèle : Choix d'un modèle d'accumulateur by Emmanuel Kuhn( Book )

2 editions published in 2004 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

This work deals with the dynamical and energetical modeling of a 42 V NiMH battery, the model of which is taking into account into a control law for an hybrid electrical vehicle. Using an inventory of the electrochemical phenomena, an equivalent electrical scheme has been established. ln this model, diffusion phenomena were represented using non integer derivatives. This tool leads to a very good approximation of diffusion phenomena, nevertheless such a pure mathematical approach did not allow to represent energeticallosses inside the battery. Consequently, a second model, made of a serie of electric circuits has been proposed to represent energetical transfers. This second model has been used in the determination of a control law which warrants an autonomous management of electrical energy embedded in a parallel hybrid electrical vehicle, and to prevent deep discharge of the battery
Mesure embarquée large bande de l'impédance électrique : application aux batteries by Hélène Piret( )

1 edition published in 2016 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

More andmore applications rely on batteries, for instance in the field of transport, of smart grid, of connected objects. Therefore, the development of battery has become a crucial issue. Unfortunately, a battery is a complex electrochemical system which depends of many parameters and whose performance deteriorates over time. Thus the development of an efficient battery management system (BMS) to avoid damages, to extend lifespan and to optimize the use of batteries is a priority. One way to obtain interesting information representative of the present state of the battery is to estimate its electrochemical impedance. This thesis presents time frequency impedance identification methods which can be easily embedded in vehiclesor nomad devices.The first developed method not only allows an accurate impedance estimation but also a tracking of its temporal evolution contrary to classical electrochemical spectroscopy techniques. This method based on Fourier transformrelies on recursive local average controlled by a single parameter, managing a trade-off between tracking and estimation performance. The ability of the method to monitor the impedance over time is demonstrated on a simulator, then on a real lithium ion battery, on which a repeatability study is carried out, and finally applied to follow the impedance evolution of a drone battery during a flight.The second method based on wavelet transformis developed to deal with long-range dependence phenomena such as ion diffusion-limited reactions which occur in the battery. Battery models using electrical equivalent circuit often include Constant Phase Elements (CPE) to account for these phenomena. After compared wavelet to Fourier method on a CPE simulator thanks to a Monte Carlo procedure, the wavelet approach and its irregular time-frequency tiling appears to be an interesting method, specificaly for its minor bias error.To develop a powerful BMS, different battery indicators or parameters are then estimated from the impedance to be able to follow the state of the battery in real time and avoid damages. To optimise the use of battery the state of charge, the CPE parameters, the maximum available power and the internal temperature of the cell are estimated
Charge rapide de batteries lithium-ion basée sur la compensation de chute-ohmique by Mohd Hilmi Noh( )

1 edition published in 2017 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The aim of this thesis is to study fast-charging of lithium-ion, battery using the ohmic-drop compensation method. The latter method theoretically will reduce the total charging of the batteries considered. In this thesis, the ODC method was implemented on three different types of 18650 battery cells. These batteries are C/LFP, C/NMC and LTO/LFP. This method show a good result for C/LFP and LTO/LFP batteries with a reduction of total charging time of about 70% in comparison with the classical method. Nevertheless, there are some issues regarding this method; the temperature elevation of the battery is high during fast-charging. Indeed, almost all fast-charging procedure experiences the same problem concerning that matter. Moreover, with ODC fast-charging method, high current rate and high voltage will worsen the situation. These complications of the ODC fast-charging method are key points for both performance and durability of the batteries. Particularly, we have demonstrated that C/LFP battery underwent internal degradation as a mechanical deformation of the active materials and degradation of electrolyte
Gestion et modélisation électrothermique des batteries lithium-ion by David Allart( )

2 editions published in 2017 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Ces travaux de thèse se focalisent sur la modélisation électrothermique des batteries Lithium-ion de grande puissance, appliquée pour les véhicules électriques et pour le stockage d'énergie intégré au réseau. Une approche plus particulière est donnée sur la modélisation thermique de la batterie et de ses connectiques dans le but d'anticiper les comportements thermiques sous des sollicitations dynamiques de courant. De nombreuses investigations ont été réalisées dans le but de déterminer les différents paramètres électriques et thermiques de l'accumulateur, nous avons également cherché à comparer plusieurs méthodes de caractérisation différentes.La première partie du manuscrit est consacrée à la caractérisation et à la modélisation électrique.La seconde partie présente la caractérisation thermique et le modèle thermique de la batterie. Nous proposons une approche couplée de différents modèles thermiques, dans le but de prédire les comportements thermiques au niveau de la surface et du cœur de la cellule, mais également au niveau des connectiques et des câbles.Enfin, la dernière partie présente la modélisation électrothermique d'un module assemblé de trois cellules en séries. Les résultats de simulations ont été validés sur des régimes à courant constant, ainsi que sur des régimes de courant dynamique.Le travail accompagne l'intégration des modèles thermiques dans une plateforme de simulation de systèmes énergétique et ouvre des pistes vers des outils d'aide à la conception de packs de batteries, sur l'aide au dimensionnement de systèmes de refroidissement et sur le développement d'outil de diagnostic thermique des batteries
Commande optimale de l'alterno démarreur avec prise en compte de la saturation magnétique by Pascal Ly( Book )

2 editions published in 2003 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

This report deals with a method to research optimal control laws of an induction starter generator. The developed method allows to seek the best references (voltage and slip frequency) in steady state in starter and generator modes in order to reach the objectives and respect constraints. This method allows also to reach the maximal working space of the machine: torque or power in relation to the speed. The sinusoidal drive is favorite but surmodulation drive is also considered for high speeêl in order to impose the flux even if limit voltage of the battery is reach. ln order to warrant the robustness of the control, an off line identification of the machine parameters is proposed taking into account magnetic saturation of the inductances
Détermination in-situ de l'état de santé de batteries lithium-ion pour un véhicule électrique by Elie Riviere( )

1 edition published in 2016 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Les estimations précises des états de charge (« State of Charge » - SoC) et de santé (« State of Health » - SoH) des batteries au lithium sont un point crucial lors d'une utilisation industrielle de celles-ci. Ces estimations permettent d'améliorer la fiabilité et la robustesse des équipements embarquant ces batteries. Cette thèse CIFRE est consacrée à la recherche d'algorithmes de détermination de l'état de santé de batteries lithium-ion, en particulier de chimie Lithium Fer Phosphate (LFP) et Lithium Manganèse Oxyde (LMO).Les recherches ont été orientées vers des solutions de détermination du SoH directement embarquables dans les calculateurs des véhicules électriques. Des contraintes fortes de coût et de robustesse constituent ainsi le fil directeur des travaux.Or, si la littérature actuelle propose différentes solutions de détermination du SoH, celles embarquées ou embarquables sont encore peu étudiées. Cette thèse présente donc une importante revue bibliographique des différentes méthodes d'estimation du SoH existantes, qu'elles soient embarquables ou non. Le fonctionnement détaillé ainsi que les mécanismes de vieillissement d'une batterie lithium-ion sont également explicités.Une partie majoritaire des travaux est consacrée à l'utilisation de l'analyse incrémentale de la capacité (« Incremental Capacity Analysis » - ICA) en conditions réelles, c'est-à-dire avec les niveaux de courant présents lors d'un profil de mission classique d'un véhicule électrique, avec les mesures disponibles sur un BMS (« Battery Management System ») industriel et avec les contraintes de robustesses associées, notamment une gamme étendue de température de fonctionnement. L'utilisation de l'ICA pour déterminer la capacité résiduelle de la batterie est mise en œuvre de façon totalement innovante et permet d'obtenir une grande robustesse aux variations des conditions d'utilisation de la batterie.Une seconde méthode est, elle, dédiée à la chimie LMO et exploite le fait que le potentiel aux bornes de la batterie soit représentatif de son état de charge. Un compteur coulométrique partiel est ainsi proposé, intégrant une gestion dynamique des bornes d'intégration en fonction de l'état de la batterie.A l'issue des travaux, une méthode complète et précise de détermination du SoH est disponible pour chacune des chimies LFP et LMO. La détermination de la capacité résiduelle de ces deux familles de batteries est ainsi possible à 4 % près
Intérêt d'une Source d'Energie Electrique Hybride pour véhicule électrique urbain - dimensionnement et tests de cyclage by Redha Sadoun( Book )

2 editions published in 2013 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Currently, the main embedded storage system supplying the electric vehicles is composed of Li-ion batteries. This thesis is one of the common themes of work that ESTACA leads in collaboration with L2EP. The objective of this work is to study the interest of a hybrid source composed of Li-ion batteries and supercapacitors to supply an urban electric.Firstly, an energy management strategy based on deterministic rules is developed to control the power between the battery and supercapacitor. To demonstrate the combination utility, different Li-ion battery technologies (Li-ion high power, high-Li-ion energy) are used on the sizing step. Through this study, we could propose an optimal solution (masses, volumes, costs...) consisting of battery and supercapacitor. In the second part, we have followed the evolution of capacity and the internal resistance losses of high power and high energy batteries type in, respectively, single-source and hybrid configurations. For this study, a test bench, developed for cycling and characterization of storage systems, was used. The results obtained provide the opportunity to choose Li-ion battery technology that could be the most interesting for the supply of electric vehicles
Modélisation électrochimique du comportement d'une cellule Li-ion pour application au véhicule électrique by Andrea Falconi( )

1 edition published in 2017 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Le développement futur des véhicules électriques est lié à l'amélioration des performances des batteries qu'ils contiennent. Parallèlement aux recherches sur les nouveaux matériaux ayant des performances supérieures en termes d'énergie, de puissance, de durabilité et de coût, il est nécessaire développer des outils de modélisation pour : (i) simuler l'intégration de la batterie dans la chaine de traction et (ii) pour le système de gestion de la batterie, afin d'améliorer la sécurité et la durabilité. Soit de façon directe (par exemple, la prévention de surcharge ou de l'emballement thermique) soit de façon indirecte (par exemple, les indicateurs de l'état de charge). Les modèles de batterie pourraient aussi être utilisés pour comprendre les phénomènes physiques et les réactions chimiques afin d'améliorer la conception des batteries en fonction des besoins de l'utilisateur et de réduire la durée des phases de test. Dans ce manuscrit, un des modèles les plus communs décrivant les électrodes poreuses des batteries au lithium-ion est revisité. De nombreuses variantes dans la littérature s'inspirent directement du travail mené par le professeur J. Newman et son équipe de chercheurs à l'UC Berkeley. Pourtant relativement peu d'études analysent en détail les capacités prédictives de ce modèle. Dans ce travail, pour étudier ce modèle, toutes les grandeurs physiques sont définies sous une forme adimensionnelle, comme on l'utilise couramment dans la mécanique des fluides : les paramètres qui agissent de manière identique ou opposée sont regroupés et le nombre total de paramètres du modèle est considérablement réduit. Cette étude contient une description critique de la littérature incluant le référencement des paramètres du modèle développé par le groupe de Newman et les techniques utilisées pour les mesurer, ainsi que l'écriture du modèle dans un format adimensionnel pour réduire le nombre de paramètres. Une partie expérimentale décrit les modifications de protocoles mis en œuvre pour améliorer la reproductibilité des essais. Les études effectuées sur le modèle concernent d'une part l'identification des états de lithiation dans la cellule avec un attention particulière sur la précision obtenue, et enfin une prospection numérique pour examiner l'influence de chaque paramètre sur les réponses de la batterie en décharge galvanostatique puis en mode impulsion et relaxation
Diagnostic de batteries lithium ion dans les applications embarquées by Dinh Vinh Do( Book )

2 editions published in 2010 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

For the hybrid and electric vehicles, a battery management system is required to supervise and optimize the electrical energy management. State of charge and state of health are key parameters to supervise the good use and to contribute to enhance the life time of the battery. This work consists in implementing a real time observer in order to supervise key parameters of the battery. An extended Kalman filter based on a lumped battery model is used to achieve this goal. A lumped model has been defined to consider the electrochemical phenomena, and has been linked with a thermal model to take into account the influence of the temperature. A strategy to set up the Kalman filter has been proposed to get a fast and accurate convergence of the state of charge observation despite bad initialisations. Extensions have been implemented to take into account the influence of the aging on the battery's dynamic model. All the models have been simplified in order to be implementable on an embedded digital signal processor. The real time state of charge observer has been validated on a lithium ion cell for different operating conditions
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

This thesis work fits into the energy transition problem. For a few years, Lithium-ion cells have been incresingly used to power electric vehicles and provide support to energy grid networks. To meet the power and energy requirements of those applications, cells are connected in series and parallel to make batteries. Multiple degradation mecanisms occur in the cells. They are affected by temperature, state of charge, or electrical sollicitations. When connected in series, cells run into other issues because of their different caracteristics and working points. To limit the degradation gap as well as provide safety measure, this type of assembly is connected to a battery management system, whose role is to ensure voltage balancing of the cells.This method however is not used in parallel assemblies. This document aims at evaluating and modeling the current gaps caused by the parallel assembly, as well as determining if balancing is necessary. This study is both done experimentally and through simulation, on two cell technologies often used in power applications.Firstly, a study of the inner working of an individual cell is provided. It allows for the creation of electrical, thermal, and ageing models, as well as their interactions. Given the specific needs of the targeted applications, the method used in this document extend empirical and semi-empirical models (often used for their simplicity) to larger domains of validity, most notably with regards to temperature, where the model accounts for the entire recommended working range of the cells.Secondly, the consequences of connecting three cells in parallel are studied. The purpose of this part is to evaluate the causes (resistance, capacity, temperature) and effects of imbalances of the short-term repartition of currents. Using the different models proposed in the previous part, a simulation tool helps validating them compared to experimental data. It also provides a way to analyse unattainable experimental behaviors, in particular with regards to resistive effects.Finally, long-term effects of the parallel connection are analysed. In this section, focus is placed onto thermal imbalances. Two parallel assemblies with different ageing protocols are studied to compare their effects. Similarly to the previous part, this study is performed experimentally as well as using simulation. Furthermore, a quick study of state of health diagnosis tools is provided, which hints at their inability to assess correct estimations when going from a cell to an assembly. This part, combined with the others, provides a conclusion regarding the risks and needs of a balancing system when cells are connected in parallel
Modélisation fractionnaire et identification d'impédance d'accumulateurs électrochimiques by Achraf Nasser Eddine( )

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

The impedance of an electrochemical accumulator is mainly characterized by three phenomena: the electronic conduction, the charge transfer and the ionic diffusion. The modeling of these phenomena involves non-rational transfer functions that cannot be directly simulated in the time domain. Then, their approximation by fractional models (also known as non-integer order models) becomes relevant to estimate the impedance characteristics from not only frequency measurements (spectroscopy), but also time measurements (chronopotentiometry). Moreover, the long-time required by the spectroscopy to measure at low frequencies, as well as the complexity of the equipment used can be avoided by using chronopotentiometry. Models identification strategies have been developed and validated experimentally on a Ferri ferrocyanide electrochemical cell, on Lithium-ion and on Nickel Metal-Hydride accumulators. The characterization tests of these elements are carried out at different states of charge and obtained results show the interest and the relevance of the methodology
Optimisation multicritère de la gestion de la recharge d'une flotte de bus électriques by Adnane Houbbadi( )

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

La mobilité électrique augmente de manière significative dans les transports en commun et continue de faire face à des défis importants. Les flottes de bus électriques nécessitent des performances élevées et une longévité maximale des batteries dans des conditions de température et de fonctionnement très variables. D'autre part, les exploitants de flottes de bus sont soucieux de réduire les coûts d'exploitation et de maintenance. Ces coûts sont sensibles au coût de vieillissement de la batterie qui représente une donnée économique importante pour le déploiement de flottes de bus électriques. Ces travaux de thèse présentent une approche méthodologique pour l'optimisation de la recharge d'une flotte de bus électriques au dépôt. Cette approche est basée à la fois sur la planification de la recharge et sur la modulation de la puissance afin de minimiser un critère donné ou plusieurs critères en même temps (ex : le coût de la recharge, la puissance efficace, le vieillissement des batteries...). Cette approche utilise des méthodes d'optimisation exactes ou des métaheuristiques selon le type d'optimisation (mono-objectif ou multiobjectif) et selon le critère tout en tenant compte des contraintes liées aux conditions d'exploitation du bus, aux infrastructures de recharge ainsi qu'au réseau électrique. Un développement d'un modèle électrothermique et de vieillissement des batteries lithium-ion a été réalisé en s'appuyant sur des modèles existants, des études bibliographiques ainsi que des essais expérimentaux. Un modèle « multi- mécanisme de vieillissement » basée sur la loi d'Eyring a été développé et permet de prendre en compte plusieurs phénomène de vieillissement pour des batteries de type LFP. Ce modèle peut s'adapter à différentes technologies de batterie. Afin d'illustrer notre méthodologie d'optimisation mise en oeuvre, un cas d'étude a été présentée dans le dernier chapitre et permet de montrer les possibilités de recharge intelligente d'une flotte de bus électriques offerte par l'outil développé qui permet en particulier de minimiser le vieillissement de la batterie
Contribution à la modélisation thermique de packs batteries LiFePO4 pour véhicules décarbonés by Nicolas Damay( )

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

This PhD thesis is included in the global energy-management issue. lts focus is on battery packs for electric or hybrid vehicles. The latter are bound to heat quickly because they're receiving high stresses during operation. Thus, to avoid accelerating the aging process while maintaining a minimal cost, the battery and its cooling system have to be sized optimally. The proposed thermal models can be used to reach this optimal sizing. The electrical losses model has been improved to become stable during the simulations of long driving cycles. The precise study of the strong coupling between electrochemical and thermal behaviors has led to new characterization methods. The "decoupling" of these phenomena improves significantly the models predictions, especially in very stressed operation ranges (low temperature and high power).The precision is better than 1° C, even for several-hours simulations
Optimisation du coût de revient global (TCO) d'un véhicule utilitaire électrique 3,5t ; modélisation multi-physique, dimensionnement et recharge intelligente by Anthony Babin( )

1 edition published in 2018 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

The electric vehicle is one of the environmentally friendly transport solutions that emit no pollutant during its use. Gruau, manufacturer-converter for light commercial vehicles (LCV), is actively involved in green transport in the 3.5t segment. In order to increase sales of electric LCV, it is necessary to reduce its total cost of ownership (TCO). The objective of this thesis is to study and model the behavior of the components of this electric vehicle in order to simulate TCO. The main component studied is the battery, whose limited lifetime will determine the profitability of the vehicle. The first part of the work was devoted to modeling the behavior of the vehicle according to a given customer mission. The study of battery cells was done with the aim of building a complete multi-physics model taking into account calendar aging and cycling aging. Then, this battery model is integrated in a complete energy model taking into account all the components of the studied vehicle. Then a global model, including this battery model, makes it possible to determine the energy required for a given path and to simulate the aging of the electrochemical cells in order to calculate the TCO. A second part is oriented towards the calculation of the TCO. The implementation of an optimization algorithm, with a methodology of computing acceleration, allowed to achieve the computations in reasonable times (reduction from 13h to 15min by iteration). After studying the impact of battery sizing on the TCO, it appears that the reduction of the battery capacity does not systematically lead to the reduction of the TCO. There is therefore an optimum TCO point for each mission (up to 17% savings). In order to improve the TCO, smart recharging strategies are developed and allow increasing e-LCV profitability (up to 29%). This work is integrated into a decision support software relative to the battery capacity according to customer needs, intended for commercial sales forces
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
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

Those research works are about double layer supercapacitors ageing placed in an onboard power network subject to high frequency current ripple (in a hybrid vehicle for instance). Studied SC are commercial components, representative of the most used technology (i.e. Acetonitrile / Active carbon) in transports domain. SC floating ageing results (constant temperature and constant voltage) are presented. SC health monitoring is achieved by using SC impedance evolution through ageing test. Classic impedance models (CPE and single pore model) are presented as well as a newer model (called multipore model). Model parameters are systematically linked to electrochemical data related to SC state of health. Multipore model enable to classify pores thanks to their electrical time constant (related to pore diameter under some hypothesis). The evolution of multipore model parameters under floating constraints shows that the smaller pores are more affected by beginning of ageing test. HF current ripple seem not to affect supercapacitors floating ageing. Whereas we notice effect of ageing stopping periods on SC state of health
Impact des impulsions périodiques de courant sur la performance et la durée de vie des accumulateurs lithium-ion et conséquences de leur mise en oeuvre dans une application transport by François Paul Savoye( )

1 edition published in 2012 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Ce travail vise à identifier l'impact potentiel des impulsions périodiques de courant sur laperformance et la durée de vie des accumulateurs graphite/LiFePO4. Il apparait que,contrairement aux résultats connus pour les accumulateurs Plomb-acide et à ceux annoncéspar certains auteurs de la littérature pour les accumulateurs Li-ion, l'application d'impulsionspériodiques de courant ne présente pas d'intérêt dans une logique d'amélioration de laperformance et/ou de la durée de vie des accumulateurs Li-ion. De surcroit, certains typesd'impulsions ont été identifiés pour entrainer des effets préjudiciables à ces derniers. En seréférant à une application de véhicule industriel hybride électrique, nous avons évalué sur descritères techniques et économiques l'intérêt d'implémenter un système de stockage d'énergiecombiné, c'est-à-dire mutualisant l'usage d'une batterie Li-ion et desupercondensateurs/condensateurs. Il apparait que les stratégies consistant à agir sur lescomposantes hautes fréquences du signal pour ajouter/retirer des impulsions du profil vu parla batterie ne permettent pas d'accéder à des allongements de durée de vie qui pourraientcompenser le surcoût actuel lié à l'implémentation de ces systèmes. En outre, il apparait quele meilleur levier d'optimisation du bilan technique et économique associé au système destockage d'énergie est son dimensionnement. En effet, même si les systèmes de stockaged'énergie combinés utilisant les supercondensateurs permettent d'atteindre des réductions duratio coût/durée de vie considérables, la prise en compte globale des critères de coût, de duréede vie, de masse et d'encombrement s'avère plus favorable à la solution constituée d'unebatterie seule, de taille optimisée vis-à-vis de son application
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