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Venet, Pascal

Overview
Works: 50 works in 59 publications in 2 languages and 241 library holdings
Roles: Author, Editor, Other, Thesis advisor, Opponent
Publication Timeline
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Most widely held works by Pascal Venet
BATTERIES AND SUPERCAPACITORS AGING by Pascal Venet( )

5 editions published in 2020 in Undetermined and English and held by 154 WorldCat member libraries worldwide

Electrochemical energy storage is a key element of systems in a wide range of sectors, such as electro-mobility, portable devices, and renewable energy. The energy storage systems (ESSs) considered here are batteries, supercapacitors, and hybrid components such as lithium-ion capacitors. The durability of ESSs determines the total cost of ownership, the global impacts (lifecycle) on a large portion of these applications and, thus, their viability. Understanding ESS aging is a key to optimizing their design and usability in terms of their intended applications. Knowledge of ESS aging is also essential to improve their dependability (reliability, availability, maintainability, and safety). This Special Issue includes 12 research papers and 1 review article focusing on battery, supercapacitor, and hybrid capacitor aging
Batteries and Supercapacitors Aging( )

1 edition published in 2020 in English and held by 28 WorldCat member libraries worldwide

Surveillance et diagnostic d'état des condensateurs électrolytiques dans les convertisseurs statiques by Amine Lahyani( Book )

3 editions published between 1998 and 2019 in French and held by 3 WorldCat member libraries worldwide

LES CONDENSATEURS ELECTROLYTIQUES DE FILTRAGE SONT RESPONSABLES DE LA PLUPART DES PANNES DES CONVERTISSEURS STATIQUES. POUR PREDIRE LEUR DEFAILLANCE, UNE NOUVELLE METHODE DE MAINTENANCE PREDICTIVE A ETE DEVELOPPEE. ELLE PERMET DE SURVEILLER LES CONDENSATEURS DE FILTRAGE EN ENTREE ET EN SORTIE POUR DEUX TYPES D'ALIMENTATIONS A DECOUPAGE. DANS UN PREMIER TEMPS, NOUS AVONS MENE DES VIEILLISSEMENTS ACCELERES SUR LES CONDENSATEURS AFIN DE TROUVER UN INDICATEUR DE VIEILLISSEMENT. LA RESISTANCE EQUIVALENTE SERIE ESR EVOLUANT EN FONCTION DU TEMPS ET DE LA TEMPERATURE SELON UNE LOI BIEN DETERMINEE, NOUS UTILISONS CET ACCROISSEMENT POUR PREDIRE LA PANNE DES CONDENSATEURS. LA VALEUR DE CETTE RESISTANCE EST DEDUITE DE LA MESURE DE L'ONDULATION DE TENSION AUX BORNES DES CONDENSATEURS. COMME LES CONVERTISSEURS FONCTIONNENT SOUVENT EN REGIME DE CHARGE VARIABLE, DES FORTES VALEURS TRANSITOIRES DE L'ONDULATION SONT ENGENDREES LORS DE LA VARIATION DU COURANT DE SORTIE. AFIN DE S'AFFRANCHIR DE CES TRANSITOIRES, NOUS SUGGERONS DE SURVEILLER LE FONDAMENTAL DE L'ONDULATION DE TENSION. CETTE DERNIERE GRANDEUR CONSTITUE UNE VERITABLE SIGNATURE DE L'ETAT DES CONDENSATEURS UTILISES DANS LES CONVERTISSEURS. UNE INTERPRETATION CORRECTE DE CETTE GRANDEUR EN FONCTION DES DIVERS PARAMETRES DE FONCTIONNEMENT DU CONVERTISSEUR (TENSION D'ENTREE, COURANT DE SORTIE, TEMPERATURE AMBIANTE) NOUS DONNE LE TEMPS RESTANT AVANT LA PANNE. DES MODULES INFORMATIQUE ET ELECTRONIQUES ONT ETE REALISES ET PERMETTENT DE SURVEILLER EN PERMANENCE LES CONDENSATEURS ET DE PREDIRE LEURS DEFAILLANCES EN AFFICHANT LE TEMPS RESTANT AVANT LA PANNE
Comparing lithium-ion battery architecture performances with Colored Petri Net by Christophe Savard( )

1 edition published in 2019 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Surveillance d'alimentations à découpage : application à la maintenance prédictive by Pascal Venet( Book )

2 editions published in 1993 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

30% des défaillances des équipements électroniques étant imputables aux alimentations, la pratique de la maintenance prédictive sur ces convertisseurs est fondamentale pour la surete de fonctionnement de ces systèmes. Apres avoir analyse le fonctionnement d'un convertisseur continu utilise en exemple, nous examinons les probabilités de panne de ses principaux composants de puissance. Nous mettons ainsi en évidence la nécessite de surveiller plus particulièrement les condensateurs électrochimiques de filtrage et le transistor mosfet. Nous examinons alors les modes de défaillance et l'influence d'un vieillissement pour ces deux types d'éléments. Par l'emploi de composant prématurément vieilli ou par simulation des défauts de manière artificielle, nous modélisons un composant en fin de vie. Ceci nous permet de trouver des indicateurs de défaillance, véritable signature de l'état des éléments de l'alimentation. Nous terminons en donnant une idée de captation et de traitement possible de ces signaux clés
Etude des mécanismes de vieillissement des batteries Li-ion en cyclage à basse température et en stockage à haute température : compréhension des origines et modélisation du vieillissement by Bramy Pilipili Matadi( )

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

In order to deepen the understanding of the aging mechanisms of Li-ion batteries, post-mortem investigations were performed on C/NMC Li-ion commercial cells. These autopsies revealed unexpected degradations that question current knowledge about the aging mechanisms of these cells. Thus, it appears that the parasitic reaction of Li metal depositions on the graphite electrode, nowadays associated in the literature with charging at low temperature and / or high C-rates, would have various origins depending on the chemistry and conditions of use of the battery. In this thesis work, local Li deposits were observed on cells aged in calendar at high temperatures, due to the apparition of dry areas. Paradoxically, under low temperature cycling conditions, this Li resulted from anode porosity hindrance. Besides, a semi-empirical aging model, taking into account cycling losses as well as those caused by the SEI growth and the biphenyl polymerization, is proposed. Finally, a method of identifying degradation modes using incremental capacity measurements has been undertaken, based on the potential shifts of each of the electrodes
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
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

L'objectif de cette thèse est l'étude de la charge rapide de batteries lithium-ion basée sur la méthode de la compensation chute ohmique. Cette méthode permet théoriquement de réduire le temps total de charge des batteries. Dans cette thèse, cette méthode a été mise en œuvre sur trois types différents de cellules de format 18650 : C/ FP, C/NMC et LTO/LFP. Cette méthode montre de bons résultats pour les batteries C/LFP et LTO/LFP avec une réduction du temps de charge total d'environ 70% par rapport à la méthode classique. Néanmoins, cette méthode présente des inconvénients comme notamment l'élévation de la température interne de la batterie pendant la charge rapide. De plus, cette méthode implique un courant élevé et conduit à des potentiels élevés qui peuvent engendrer également des dégradations. En particulier, nous avons démontré que la batterie C / LFP subissait des dégradations internes notamment une déformation mécanique de l'enroulement et une dégradation de la composition d'électrolyte
Corrélation entre dégradation des composants internes et sécurité de fonctionnement des batteries Li-ion by Xavier Fleury( )

1 edition published in 2018 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Lithium-ion batteries have undeniable assets to meet several of the requirements for embedded applications. They provide high energy density and long cycle life. Nevertheless, they can face irreversible damage during their lives which could cause safety issues like the thermal runaway of the battery and its explosion. It is then essential to understand the degradation mechanisms of all the internal components of an accumulator (i.e. electrode materials, collectors, separator and electrolyte) and the progress of events in abusive conditions that can lead to an accident scenario. The aim of this thesis is to work on the security aspects of Lithium-ion batteries in order to understand these degradation mechanisms and to help to prevent future incidents.Even if the degradation mechanisms of all the internal components are studied in this work, a special attention is given to the separator. This component is indeed one of the most important safety devices of a battery and have to be electrochemically, mechanically and thermally characterized after ageing. Different washing methods have been study in order to characterize the separator without any degradation product of the electrolyte which could interfere. Porosity and tortuosity associated with the ionic conductivity of the separator have been tested.The results show that even if the separator is electrochemically inactive, its porosity can decrease because of the degradation of the negative graphite electrode. Indeed, SEI components obstruct the surface porosity of the separator. This porosity change do not cause any mechanical degradation but decrease separator performances at high current rate and promote lithium dendrite growth
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
Accumulateurs hautes performances de type plomb-étanche-AGM avec collecteurs de courant à base de titane et de carbone flexibles by Jérémy Lannelongue( )

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

Ce travail de thèse porte sur le développement d'une technologie Pb-acide de type AGM, avec une conception innovante reposant sur des collecteurs de courant constitués de feuille/grille de titane (électrode positive) et de carbone flexible (électrode négative) couverts d'une couche mince de matériaux actifs. Cette nouvelle approche permet d'augmenter la densité d'énergie et la puissance spécifique de la batterie sans pénaliser sa cyclabilité et sa durée de vie. Des paramètres tels que la résistance électrique et l'utilisation de la matière active ont été évalués avec succès en laboratoire (cyclage profond, cyclage partiel, voltampérométrie cyclique et spectroscopie d'impédance). Ceci en utilisant des cellules plomb-acide et plomb-carbone-acide de petites tailles compressées avec des séparateurs poreux en fibre de verre (AGM). L'épaisseur, la porosité et la quantité d'expandeur sont les paramètres clefs influençant l'évolution de l'utilisation de la matière active négative. Le processus réversible de stockage d'hydrogène à l'intérieur du carbone activé, utilisé comme additif principal dans la plaque négative, est en compétition avec le système Pb/PbSO4 et inhibe son fonctionnement pour une fraction massique supérieure à 9,3 %m. L'utilisation de titane recouvert de SnO2 comme collecteur de courant élimine l'apparition de la corrosion responsable de la défaillance de la cellule. Des modèles multiphysiques basés sur ces données permettront de déterminer la géométrie optimale correspondante à chaque type d'application (énergie, puissance)
Prise en compte des systèmes de stockage de l'énergie et de leurs dégradations dans la gestion et le dimensionnement des micro-réseaux : influence de la précision des modèles by Margot Gaetani-Liseo( Book )

2 editions published in 2021 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The development of decentralized, distributed, stationary electric microgrids producing energy as close as possible to the consumers, is a key challenge of the energy transition. Microgrids can contribute to the massive renewables energies integration and allow the optimization of the energy use according to several economic and ecological criteria. Batteries are the most widely used Energy Storage Systems (ESS) in microgrids, but are among the most expensive components with a relatively short lifetime. Therefore, optimize the sizing of sources and batteries (sizes, technologies and topologies) considering the energy management strategies is the general objective of the optimal design of a microgrid. For this purpose, many tools and studies exist using battery behavior and aging models. However, few works evaluate the accuracy of these models in real operating conditions, nor their impacts on the resulting sizing or energy management decisions. The research path chosen in this thesis consists in the analysis of different ESS models, considering their operation and degradation and used in optimal microgrid design methods. The objective is to evaluate the ability of these models to be integrated in a modeling environment dedicated to multi-criteria optimization (cost, use of locally produced energy, lifetime...) to size microgrids and develop energy management strategies. To validate this work, a test bench of a low voltage DC microgrid type has been built. This bench allows to emulate a microgrid from real production and consumption data and thus to evaluate the behavior of the ESS under controlled conditions but close to a real operation. A comparative study of battery models has been then made to find the most appropriate ones for microgrids design. An analysis of the accuracy of these models was carried out in order to study their ability to represent the battery behavior and the typical variations related to the stresses impacting their life span. For this purpose, usage profiles related to microgrids have been identified and applied to lead-acid batteries, widely used in stationary applications. Finally, based on these models, a methodology for sizing sources and ESS in a microgrid is proposed. These same models were used to implement optimal management strategies. In both cases, an investigation of the impact of the models on the results obtained was done. Then, the management strategies were tested on the developed microgrid testbed in order to identify the impact of the model in the differences between the simulation and experimental results
Fiabilité et miniaturisation des condensateurs pour l'aéronautique : de l'évaluation de composants céramique de puissance à l'étude de nanoparticules hybrides céramique / polymère pour technologies enterrées by Warda Benhadjala( )

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

The improvement of electronic systems for the deployment of all-electric aircrafts depends on the ability of passive components, such as capacitors, to reduce their volume, weight and cost, and to increase their performance and reliability, particularly in the aeronautical environment. In this context, the objective of this thesis was to study and develop novel capacitor technologies for avionics. In the first part of this work, the evaluation of power ceramic capacitors has been discussed. Indeed, the ceramic technology appeared to be one of the few mature solutions meeting the requirements of OEMs. The characterization, the failure mode, effects and criticality analysis (FMECA) and reliability and robustness assessment of commercial components using original architectures (multi-chip capacitors) have been performed. These results have been completed by a more advanced study on the characterization of new ceramics sintered by spark plasma sintering (SPS). The colossal permittivity of these materials could allow to increase reliability and miniaturization of capacitors while maintaining high values of capacitance and voltage rating. The second part, more fundamental, is devoted to the development of core-shell ceramic/polymer nanoparticles for embedded capacitors operating at radiofrequencies. The synthesis and the physicochemical characterization of the nanocomposites as well as the manufacturing processes of the thick film capacitors are first described. A new broadband electrical characterization methodology has been developed to analyze the dielectric properties and the conduction mechanisms of the nanoparticles. The effects of the temperature and the manufacturing process on the device performance have been investigated. In addition, the durability was evaluated
Étude de la fiabilité et du vieillissement d'un système de stockage par supercondensateurs pour l'alimentation partielle et ponctuelle d'un trolleybus grâce à la récupération de l'énergie de freinage : approche du composant au système de stockage by Paul Kreczanik( )

1 edition published in 2011 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

The first objective of the HYBUS project is to integrate a supercapacitor storage system in a trolleybus in order to ensure the continuity of onboard electrical systems supply. The aim is to integrate an energy storage system, composed by a huge number of supercapacitors, for the recovery of the braking energy of trolleybus and allow autonomy for several meters. Our work concerns the study of the lifetime of the storage system. Several accelerated aging tests on supercapacitors were developed in the AMPERE aboratory. These tests have shown that as far as ageing are concerned; the cycling is the major responsible. However, these changes are partially reversible during the rest time when regeneration phenomena are observed. A method based on the observed damage during cycling and the damage after regeneration, leads to a formal equation for the evolution of internal parameters of supercapacitors. An endurance test of complete storage systems was also performed in the laboratory. Experimental results show the heterogeneity of aging due to the existence of significant temperature gradients between components. As a result, a new balancing strategy to equalize the lifetime of each supercapacitors has been developed. In conclusion, our study has contributed to a better comprehension and evaluation of supercapacitors aging in order to improve the lifetime of this type of energy storage system. A method for the estimation of the supercapacitor lifetime has been also proposed
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
Conception optimale d'un vélo à architecture hybride série et à base de supercondensateurs by Edgar Tournon( )

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

Le travail présenté dans ce mémoire porte sur un vélo autonome en énergie, à architecture hybride série (VHS) avec comme système de stockage des supercondensateurs. Le VHS dispose d'une transmission 100% électrique qui permet un contrôle découplé entre le mouvement de pédalage et l'avancement du cycle. Il est constitué d'un ensemble générateur qui convertit la puissance mécanique humaine sous forme électrique ainsi que d'un moteur qui as-sure la traction du vélo. En parallèle, le système de stockage à base de supercondensateurs permet d'envisager un véhicule plus respectueux de l'environnement. La pertinence de l'utilisation de supercondensateurs en remplacement des batteries a nécessité un comparatif multicritère des deux technologies. Il a été complété par des tests de vieillissement à usage énergétique équivalent. Les conversions successives de puissance induisent des pertes qui peuvent rendre le vélo inutilisable. Une estimation du rendement minimum à atteindre est présentée. Le réalisme du résultat est appuyé par une modélisation du véhicule. Le degré de liberté du système (pas de lien entre le pédalage et le mouvement du vélo) doit être contrôlé . La synthétisation d'une stratégie de commande par observation de comportements optimaux a permis d'obtenir des résultats en simulation puis en pratique. Cette étude a été enrichie par des recherches concernant l'impact du VHS sur le cycliste. La première réflexion a consisté à reproduire un mouvement de pédalage fluide sur une génératrice à faible inertie. La seconde propose une analyse de l'effort d'un utilisateur sur le VHS comparée au vélo traditionnel. Ces deux approches ont permis de conclure sur l'avantage du découplage pour le cycliste
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
Méthodes de modélisation statistique de la durée de vie des composants en génie électrique by Farah Salameh( )

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

Reliability has become an important issue nowadays since the most critical industries such as aeronautics, space and nuclear are moving towards the design of more electrical based systems. The objective is to understand, model and predict the aging mechanisms that could lead to component and system failure. The study of the operational constraints effects on the degradation of the components is essential for the prediction of their lifetime. Numerous lifespan models have been developed in the literature in the field of electrical engineering. However, these models have some limitations: they depend on the studied material and its physical properties, they are often restricted to one or two stress factors and they do not integrate interactions that may exist between these factors. This thesis presents a new methodology for the lifespan modeling of electrical engineering components. This methodology is general; it is applicable to various components without prior information on their physical properties. The developed models are statistical models estimated on experimental data obtained from accelerated aging tests where several types of stress factors are considered. The models aim to study the effects of the different stress factors and their different interactions. The number and the configuration of the aging tests needed to construct the models (learning sets) are optimized in order to minimize the experimental cost while maximizing the accuracy of the models. Additional randomly configured experiments are carried out to validate the models (test sets). Two categories of components are tested: two types of insulation materials that are commonly used in electrical machines and OLED light sources. Different forms of lifespan models are presented: parametric, non-parametric and hybrid models. Models are evaluated using different statistical tools in order to study their relevance and to assess their predictability on the test set points. Parametric models allow to quantify the effects of stress factors and their interactions on the lifespan through a predefined analytical expression. Then a statistical test allows to assess the significance of each parameter in the model. These models show a good prediction quality on their test sets. The relationship between the lifespan and the constraints is also modeled by regression trees as an alternative method to parametric models. Regression trees are non-parametric models that graphically classify experimental points into different zones where the constraints are hierarchized according to their effects on the lifespan. Thus, a simple, graphic and direct relationship between the lifespan and the stress factors is obtained. However, unlike parametric models that are continuous in the studied experimental domain, regression trees are piecewise constant, which degrades their predictive quality with respect to parametric models. To overcome this disadvantage, a third approach consists in assigning a linear model to each of the zones identified with regression trees. The resulting model, called hybrid model, is piecewise linear. It allows to refine parametric models by evaluating the effects of the factors in each of the zones while improving the prediction quality of regression trees
Caractérisation et modélisation de composants de stockage électrochimique et électrostatique by Nathalie Devillers( )

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

In aeronautics, the optimization of the global energetic efficiency, the reduction of the embedded weight and the need to meet the growing energetic requirements lead to develop new technologies and methods to generate electrical energy, to distribute it, to convert it and to store it aboard. In this thesis, electrical energy storage systems are characterized with a view to be modeled. Among varied storage systems, presented in an introductory state of the art, ultracapacitors and Lithium-ion polymer secondary batteries are studied. These components are considered respectively as power and energy sources, in regards to the application scale. These storage systems are characterized by chronopotentiometry at constant current and by electrochemical impedance spectrometry. Tests are carried out in experimental conditions which define the validity area of modeling, in relation with the application constraints. Different models are developed according to their future use : simple models, which are functional and sufficient for the global energy management, and dynamics models, which are behavioral and necessary for the analysis of the network quality. Then, they validated thanks to mission profiles. Finally, to dispose of an efficient storage system that meets the energetic requirements of the aircraft, a sizing method is suggested by combining complementary storage systems. An energy management based on frequency approach is implemented in order to minimize the storage system weight
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
 
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BATTERIES AND SUPERCAPACITORS AGING
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