Fondamentaux de la modélisation en phase de conception batterie

Programme

Parcours asynchrone à suivre avant le cours en synchrone/présentiel

• VIDÉOS

  • Vidéo n°1 « Les enjeux de la batterie ».
  • Vidéo n°2 « Qu’est-ce qu’une pile ? ».
  • 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 : « Alternatives aux Li-ion : autres chimies ».
  • Vidéo n°8 : « Alternatives aux Li-ion : Li-ion plus intelligentes »

Programme en synchrone/présentiel

• MODÉLISATION ÉLECTROCHIMIQUE APPLIQUÉE À LA CONCEPTION - Durée : 3 Jours

  • Principes de fonctionnement et thermodynamique de la batterie Li-ion.
  • Introduction à la thermodynamique dans une batterie.
  • Application de la thermodynamique aux batteries.
  • Introduction à la cinétique.
  • Étapes cinétiques : double couche électrique, chute ohmique et surtension de cristallisation.
  • Étape cinétique : surtension de transfert de charge.
  • Étapes cinétiques : surtension de diffusion.
  • Cellule de batterie en fonctionnement.
  • Facteurs affectant les performances des batteries.
  • Conception et tension des batteries.
  • Demi-réactions principales, potentiels d’équilibre et fenêtre de stabilité d’électrolyte.
  • Mécanismes d’insertion et de transition de phases à l’état solide.
  • Électrodes volumiques et les paramètres qui les caractérisent.
  • Équilibrage interne de cellule.
  • Techniques électrochimiques.
  • Cyclage galvanostatique et mesure de capacité, rendement coulombique, et rendement énergétique
  • Charge de type courant constant/tension constante (CCCV)
  • Influence du courant sur les charges et décharges galvanostatiques
  • Mesure des résistances de pulse, de la puissance maximum
  • Diagrammes de Ragone
  • Diagrammes de Peukert
  • Spectroscopie d’impédance
  • Mesures sur demi-cellules
  • Mesures intermittentes galvanostatiques et potentiostatiques, courbes de capacité incrémentale
  • Méthodologie de la détermination des courants max de charge à partir de la méthode 3 électrodes
  • Travaux dirigés
  • Analyse sous forme de TD d’une conception de cellule Li-ion (dim de l’épaisseur du jellyRoll, taille des grains de carbone percolant, porosité des matériaux actifs, …) à partir d’un modèle type Newman.
  • Modélisation électrochimique.

• MODÉLISATION AMESIM batterie Li-ion - Durée : 2 Jours

  • Introduction à Simcenter Amesim et à la modélisation Batterie Li-ion – Pratique.
  • Identification des exigences concernant la Batterie Li-ion – Pratique.
  • Création d’un modèle de cellule et de pack répondant à ces exigences.
  • Création d’un modèle du conditionnement thermique de la batterie Li-ion.
  • Calibration du modèle de vieillissement et exploitation.