Diagnostic de Batteries Et Analyse Des Mécanismes
il y a 1 mois
**Diagnostic de batteries et analyse des mécanismes de vieillissement en charge rapide/froide**:
- Réf **ABG-126701**
- Stage master 2 / Ingénieur- Durée 6 mois- Salaire net mensuel 1000- 06/11/2024- EIGSI Ecole d'ingénieurs généralistes- Lieu de travail- La Rochelle Nouvelle Aquitaine France- Champs scientifiques- Energie
**Établissement recruteur**:
**Site web**:
**Description**:
**Diagnostic de batteries et analyse des mécanismes de vieillissement en charge rapide/froide**:
**Proposition de stage de fin d’étude commun UTC-EGSI**:
**Encadrants**:
- Christophe Forgez, Professeur des universités, Roberval, UTC Compiègne
- William Wheeler et Damien Voyer, enseignants chercheurs, EIGSI La Rochelle
**Introduction du sujet de stage**:
- Une approche classiquement retenue est basée sur une modélisation macroscopique des phénomènes électrochimiques par circuits électriques équivalents, qui a l’avantage d’être facilement implantable sur des calculateurs temps réel véhicule [1]. Dans la plupart des modèles, les électrodes positives et négatives sont globalisées et ne permettent donc pas de dissocier les phénomènes au niveau des deux électrodes. En outre, les phénomènes électrochimiques mis en jeu sont très fortement liés à la température : le modèle développé doit présenter un couplage fort avec la thermique [2].- Parallèlement, il est clairement établi qu’un élément important de vieillissement est dû à un dépôt de lithium métal sur l’électrode négative (lithium plating). Ce phénomène est particulièrement favorisé lors de charges rapides et à basse température. En outre, ce phénomène peut être partiellement réversible en fonction des conditions appliquées après la phase de lithium plating présentant ainsi une phase de régénération.**Approche proposée**:
- Les limitations à une recharge rapide et/ou à froid sont liées au potentiel plus élevé du carbone (entre 90 et 200 mV selon le taux d’insertion des ions lithium dans la structure hôte) par rapport à celui du lithium sous forme métallique. Lorsque le courant est très élevé, on observe une évolution du potentiel vers un potentiel correspondant compatible avec la réduction des ions lithium en lithium métallique. Simultanément, un phénomène de plaquage se produit, les ions lithium étant en surconcentration à l’interface de l’électrode négative, ceux-ci ne peuvent plus s’insérer dans les plans de carbone et forment un dépôt métallique à la surface du carbone.- Ainsi, pour éviter ces problèmes**, il est impératif de suivre en continu l’évolution du potentiel de l’électrode négative pour l’analyser au moyen d’un modèle à constantes localisées capable d’estimer ses variations.**
- Dans le cadre de la première campagne COMMUTES de charge à froid, le phénomène de perte rapide de capacité a bien été constaté pour les essais à températures négatives et courant élevés. Cette perte a été attribuée au dépôt de lithium, cependant il a été remarqué que selon les conditions de profil et d’état de la cellule, les limites en courant pour provoquer volontairement le dépôt de lithium n’étaient pas systématiquement franchies.**Objectifs scientifiques**:
- Les objectifs du stage sont donc:
- Être capable de simuler les conditions limites de fonctionnement proposées par le modèle Karrick M'Beya [3] et comparer les résultats aux données disponibles ;
- Mettre en place un programme d’essai expérimental de caractérisation de cellules lithiumion pour tester le modèle théorique en complément des essais déjà réalisées dans le cadre de la première campagne COMMUTES ;
- Être capable de déterminer en continu les limites en courant et en température à ne pas franchir pour ne pas provoquer de détérioration de type plating. Cette approche s’appuiera préférentiellement sur un schéma électrique équivalent avec dissociation des électrodes, incluant un couplage thermique.
- Un des apports des travaux sera de proposer une évolution du modèle décrit dans la thèse de Karrick MBEYA [3] permettant d’améliorer la dissociation des phénomènes apparaissant sur l’électrode positive et l’électrode négative.**Organisation du stage**:
**Lieu du stage **:EIGSI La Rochelle**Période de stage (5 ou 6 mois)**: de février 2025 à juillet 2025.**Gratification de stage**: 1000€ par mois**Profil **:Etudiant(e) ayant suivi avec réussite et intérêt les cours en électricité et génie électrique. Quelques connaissances en électrochimie seraient un plus.**Candidature**: CV, lettre de motivation et relevés de notes de Master/Ecole Ingénieur.**Bibliographie**:
- [1] Emanuel Kuhn ; Contribution à la conception optimale d'une motorisation hybride parallèle : Choix d'un modèle d'accumulateur ; Thèse de doctorat UTC ; 2004- [2] Nicolas Damay ; Contribution à la modélisation thermique de packs batteries LiFe
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