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Thèse soutenue

Apport des cycles d'usage représentatifs synthétiques pour les études de vieillissement de batteries dans les nouveaux usages de mobilité

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Auteur / Autrice : Mohamed Ben-Marzouk
Direction : Pascal Venet, Serge Pélissier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie électrique
Date : Soutenance le 14/12/2020
Etablissement(s) : Lyon
Ecole(s) doctorale(s) : Laboratoire d'électronique, optoélectronique et microsystèmes (Ecully, Rhône)
Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
Laboratoire : Laboratoire AMPERE (Ecully, Rhône)
Jury : Président / Présidente : Delphine Riu
Examinateurs / Examinatrices : Pascal Venet, Serge Pélissier, Alain Bouscayrol, Patrick Guerin, Christine Buisson, Ali Sari, Valérie Sauvant-Moynot
Rapporteurs / Rapporteuses : Alain Bouscayrol, Patrick Guerin

Résumé

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Actuellement, les prédictions de durée de vie des batteries en électromobilité s’appuient sur des modèles et des résultats issus d’essais de cyclage normalisés. Les profils utilisés pour ce vieillissement accéléré sont constitués par des charges/décharges, partielles ou totales, à courants constants, ou formés par des profils simplifiés inspirés d’usages réels. Ils comprennent des impulsions simples et ne représentent que partiellement la diversité des usages. La spécificité de ce travail de thèse réside dans le fait que l’étude du vieillissement des batteries est basée sur des données réelles de plusieurs véhicules électriques issues du projet CROME. Dans la première partie de ce manuscrit, nous avons analysé et classé les différents usages enregistrés, ce qui nous a permis d’identifier 5 modes d’usages représentatifs de l’ensemble des usages enregistrés. Ces modes d’usages comportent 3 types de roulages et 2 types de recharges. Nous avons ensuite étudié l‘influence de chacun de ces modes d’usages sur le vieillissement en utilisant diverses méthodes et validé les différents résultats obtenus en effectuant plusieurs essais expérimentaux de vieillissement calendaire et en cyclage. Finalement, nous avons construit plusieurs scénarios d’usages et étudié leur vieillissement respectif. Nous avons, d’une part, comparé expérimentalement le vieillissement produit par un profil représentatif des usages réels avec celui du profil normalisé WLTC. D’autre part, nous avons simulé l’influence de la fréquence et de la périodicité de la recharge sur le vieillissement ainsi que l’impact d’un usage de type V2H (Vehicle to Home) sur la durée de vie des batteries