Validation expérimentale d'un modèle thermique de batterie lithium-ion

Afin de réduire notre dépendance aux carburants fossiles et réduire les gaz à effets de serre dans le domaine du transport, la recherche sur les batteries et cellules lithium-ion se développe rapidement. La technologie aux ions de lithium est très prometteuse par sa grande densité d’énergie et de puissance ainsi que sa meilleure efficacité par rapport aux types de batteries traditionnelles (NiCd, NiMH et Plomb-Acide). Pour soutirer tous les avantages d’une batterie lithium-ion en maintenant sa température interne et son état de charge à un niveau sécuritaire, elle doit être contrôlée et supervisée d’une manière adéquate par un "Battery Monitoring System" (BMS). Pour ce faire, cet instrument requière un modèle électrique-thermique se rapprochant le plus de la réalité. Plusieurs méthodes de modélisation et d’identification de paramètres existent dans la littérature scientifique. Souvent, ces méthodes requièrent des paramètres propriétaires provenant du manufacturier ou des mesures expérimentales complexes et coûteuses. Afin de palier à ces difficultés et offrir aux utilisateurs de batteries lithium-ion un outil simple et efficace, un nouveau modèle thermique basé sur le modèle de Shepherd modifié a été développé. Ce mémoire porte sur la validation expérimentale de ce modèle thermique simplifié de batterie lithium-ion. Une batterie LiFePO4 et une cellule LiCoO2 sont étudiées. Premièrement, les paramètres thermiques de la batterie et des cellules sont identifiés expérimentalement et les paramètres sont calculés à partir des fiches techniques du manufacturier. Une validation en régime permanent par des décharges CC et des recharges CC-CV sur la batterie et les cellules à différentes températures ambiantes a été effectuée. Ensuite, une validation dynamique par des décharges et recharges pulsées et par des décharges suivant un cycle de conduite à différentes températures ambiantes ont été effectuées sur la batterie. Les résultats de validation sont analysés et discutés. La validation effectuée respecte les contraintes d’erreur prédéfinies à quelques exceptions près.