Conception des batteries pour la mobilité électrique

Programme

PROGRAMME ASYNCHRONE A SUIVRE AVANT LE COURS EN SYNCHRONE/PRESENTIEL

• VIDÉOS

  • Vidéo n°1 « La géopolitique des batteries ».
  • Vidéo n°2 « Géo-économie mondiale des batteries lithium-ion ».
  • Vidéo n°3 « Comment est constituée une batterie ? ».
  • Vidéo n°4 « Les types de batteries ».
  • Vidéo n°5 « Le vieillissement des batteries ».
  • Vidéo n°6 « L’équilibrage des batteries ».
  • Vidéo n°7 « Contexte des batteries pour véhicules électrifiés

PROGRAMME EN SYNCHRONE/PRESENTIEL

• TECHNOLOGIES BATTERIES LI-ION - Durée : 3 Jours

  • Introduction.
  • Pourquoi le lithium ?
  • Histoire d’une invention.
  • Les accumulateurs lithium métal polymère.
  • Les accumulateurs lithium-ion.
  • Les accumulateurs lithium-ion.
  • Mécanismes et principe de fonctionnement.
  • Constitution.
  • Les matériaux d’électrode.
  • L’électrolyte.
  • Les séparateurs.
  • Évolutions – Vers une rupture technologique ?
  • Les accumulateurs au lithium en développement.
  • Les accumulateurs au lithium tout solide.
  • Les accumulateurs lithium-soufre.
  • Les accumulateurs lithium-air.
  • Fabrication, design et intégration des accumulateurs li-ion.
  • Formats et packaging.
  • La fabrication des cellules.
  • L’intégration en pack – Quelques exemples.
  • Vieillissement, sécurité et contrôle des accumulateurs li-ion.
  • Le vieillissement des accumulateurs lithium-ion.
  • La sécurité des accumulateurs lithium-ion.
  • Le management des batteries lithium-ion – BMS.
  • La caractérisation des accumulateurs li-ion.
  • Tests électriques et moyens d'essais.
  • Les mesures post-mortem.
  • L'étude du vieillissement.
  • Les tests abusifs.
  • Marché, ressources, recyclage et seconde vie.
  • Le marché des batteries lithium-ion.
  • Les coûts.
  • Les ressources.
  • Le recyclage et la seconde vie des batteries lithium-ion.

• DURABILITÉ – VIEILLISSEMENT DES BATTERIES LI-ION - Durée : 0.5 Jour

  • Principaux phénomènes de vieillissement pour les trois technologies de batteries.
  • Conséquences des phénomènes de vieillissement sur les performances cellule (perte de capacité, puissance, autodécharge réversible et irréversible).
  • Tests de vieillissement sur cellule.
  • Analyse des données de vieillissement par les modèles de performance (comportementaux, électrochimiques, …).
  • Apport des analyses postmortem.
  • Modèles de vieillissement (empirique, physique, …).

• BMS - Durée : 0.5 Jour

  • Architecture Groupe Moto-Propulseur Électrique.
  • Architecture électrique (puissance).
  • Architecture électronique (contrôle).
  • BMS : Cahier des Charges.
  • Rappel : Principe de fonctionnement d’une cellule.
  • Fonctions principales.
  • Zoom sur quelques fonctions.
  • Sureté de fonctionnement.
  • ISO 26262 : Méthodes de définition du risque.
  • Législations.
  • Logique de Développement Système.
  • Défis technologiques Futurs.
  • Précision.
  • 2nde Vie.

• BESOINS FONCTIONNELS POUR UNE APPLICATION EMBARQUÉE AUTOMOBILE - Durée : 0.5 Jour

  • Les éléments d'un pack batterie.
  • Description fonctionnelle d'un pack Batterie EESS.
  • Réponse aux besoins fonctionnels.
  • Réponse aux fonctions contraintes induites.
  • Réponse à la contrainte fonctionnelle : " optimiser le vieillissement".
  • Réponse à la contrainte fonctionnelle : " maintenir les éléments actifs dans la plage thermique appropriée" - le Cooling System.
  • Réponse aux contraintes fonctionnelles : "superviser le stockage d'énergie" et "assurer la sureté du stockage d'énergie".
  • Réponse au besoin fonctionnel "Provide Electric Energy".
  • Système BMS - Réponse aux contraintes fonctionnelles : "Superviser le stockage d'énergie" et "Assurer la sureté du stockage d'énergie".
  • Du Module au Pack.

• GESTION THERMIQUE DES BATTERIES - Durée : 0.5 Jour

  • Généralités. Définitions. Modes de transferts thermiques : conduction, convection, rayonnement, cas particuliers.
  • Gestion thermique d’une batterie haute tension de traction. Justification de la nécessité d’une gestion thermique poussée : performances à froid. Durée de vie.
  • Pertes thermiques : processus de génération de la chaleur. Résistance interne.
  • Exigences et contraintes thermiques des cellules. Cahier des charges thermique d’une batterie.
  • Gestion thermique à l’échelle de la cellule, des modules et du pack Batterie. Design d’une cooling plate.
  • Processus de conception.
  • Architectures classiques de gestion thermique : analyse de quelques solutions constructeurs, différentes architectures de refroidissement et de réchauffement.
  • Gestion thermique à l’échelle du GMP et du véhicule : matrice de choix de la solution de thermomanagement. Optimisation prestations véhicule/durée de vie batterie.
  • Travaux pratiques : exemple de la gestion thermo-acoustique par air aspiré dans l’habitacle.
  • Gestion thermique batterie, véhicule à l’arrêt : impacts véhicule. Réchauffage de la batterie préalablement à sa recharge. Recharges plug-in : lente, rapide. EV grid integration : impacts smart charge, V2G.
  • Possibles futures architectures de gestion thermique : électrodes, pompe à chaleur thermoélectrique, matériaux à changement de phase, immersive cooling.
  • Synthèse et perspectives.