Modélisation de batteries sodium-ion pour le diagnostic embarqué de leurs états de charge et de santé

À propos de ce projet

Type de projet
Thèse

Thématique
Intégration système et gestion de l’énergie

Statut
A venir

Année
2020

Budget

Localisation
Compiègne

Thème

Contexte

Ces dernières années, la batterie sodium-ion (Na-ion) a été mise au point dans les laboratoires partenaires du RS2E (Réseau sur le Stockage Electrochimique de l’Energie) et a conduit à la création de la start-up Tiamat pour industrialiser et commercialiser cette nouvelle technologie. Les plus-values de cette dernière par rapport au lithium-ion sont sa forte vitesse de charge (90% en environ 5 min), sa durée de vie et sa sécurité. Cette technologie se démarque également par l’utilisation d’une matière première abondante et à faible toxicité vis-à-vis de l’environnement (sel de mer au lieu de cobalt, lithium, nickel…).

Afin de poursuivre le développement de cette technologie prometteuse, le suivi du fonctionnement et de la dégradation des batteries en temps réel est une fonction primordiale de son BMS (Battery Management System).

Objectif

L’objectif de cette thèse est de proposer une modélisation spécifique aux batteries sodium-ion en vue du diagnostic de leurs états de charge et de santé. Les modèles et méthodes proposés devront pouvoir être embarqués dans un BMS. Les algorithmes de diagnostic et de contrôle nécessitent donc des modèles qui soient à la fois précis et robustes, mais aussi qui demandent peu de ressources de calcul afin de pouvoir être intégrés dans un calculateur aux capacités modestes.

Retombées

Les modèles et méthodes de diagnostic associées validés expérimentalement pourront in fine être intégrés dans le BMS des batteries Tiamat. Il est attendu des travaux de thèse que ceux-ci mènent à des dépôts de brevets.

Le déploiement de ces nouvelles batteries apporterait des solutions durables pour l’hybridation de véhicules thermiques, pour la stabilisation des réseaux électriques et constituerait une alternative aux batteries de démarrage au plomb.