Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Plusieurs familles de batteries électriques sont présentes dans les équipements portables ou nomades, industriels ou de loisir. Chaque technologie de batterie présente des caractéristiques électriques et des conditions d’usages spécifiques. Cet article rappelle les notions fondamentales sur les accumulateurs: les définitions des principales grandeurs, la constitution d’une cellule, le principe de fonctionnement, les techniques de caractérisation fréquentielle et temporelle, la modélisation d’une cellule, les indicateurs d’état, les modes de vieillissement. Il propose pour finir une cartographie des applications portables et la répartition des différentes technologies utilisées.
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Several families of electrical batteries are present in portable, mobile, industrial and leisure equipment. Each battery technology has electrical characteristics and specific operating conditions. This article revisits the basic notions of accumulators: definitions of the principal quantities, constitution of a cell, principle of operation, techniques of frequency and time characterization, modeling of a cell, state indicators and aging modes. Finally, the portable applications and the distribution of the different technologies used are mapped.
Auteur(s)
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Serge PELISSIER : Directeur de Recherche, Université Gustave EIFFEL - Laboratoire LICIT-ECO7, Bron, France
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Ali SARI : Professeur des Universités, Université de Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1 - Laboratoire AMPERE, UMR CNRS 5005, Villeurbanne, France
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Pascal VENET : Professeur des Universités, Université de Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1 - Laboratoire AMPERE, UMR CNRS 5005, Villeurbanne, France
INTRODUCTION
Le développement d’équipements portables ou nomades, industriels ou de loisir, s’accompagne de besoins de plus en plus importants d’autonomie nécessitant des batteries électriques performantes. Les technologies d’accumulateurs ont connu, ces dernières années, de nombreuses innovations avec l’apparition de nouvelles familles de produits. Si les technologies à base de nickel cadmium et de nickel métal hydrure sont maîtrisées depuis de nombreuses années, les batteries à base de lithium sont plus récentes et évoluent très régulièrement entraînant une augmentation de leurs performances et l’apparition de nouvelles variantes chimiques. Il est donc nécessaire de posséder une vision claire des enjeux et des contraintes des divers domaines applicatifs, ainsi que des performances des technologies en présence. Chaque famille d’accumulateurs présente des spécificités au niveau des caractéristiques en puissance ou en énergie. De plus, les conditions d’usage diffèrent d’une technologie à l’autre. Choisir une technologie d’accumulateur pour une application donnée mobilise donc des connaissances et des informations multiples. Cet article rappelle les notions de base sur les accumulateurs (définitions, constitution, principe, caractérisation, modélisation, vieillissement) et précise le contexte en proposant une cartographie des applications portables et nomades. Un second article passe en revue les trois principales technologies utilisables dans ces applications [E 2 141].
Le lecteur trouvera en fin d'article un tableau des sigles utilisés.
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MOTS-CLÉS
KEYWORDS
electric accumulator | battery | cell
VERSIONS
- Version archivée 1 de déc. 1967 par Raymond CHICAULT, Michel SOUTIF
- Version archivée 2 de mai 2001 par Georges CAILLON
DOI (Digital Object Identifier)
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Contexte des applications portables et embarquées
En anglais
2. Batterie
2.1 Définitions : module, pack
Dans la plupart des domaines d'utilisation des accumulateurs, une cellule unique ne répond pas aux besoins de puissance ou d'énergie de l'application. De ce fait, l'association de plusieurs cellules en série et/ou en parallèle est nécessaire pour constituer une batterie, permettant ainsi d'atteindre le niveau de courant et/ou de tension visé.
Les contraintes de production, d’encombrement, de fiabilité ou de coût donnent lieu à l’apparition de cellules de différentes formes. La géométrie des cellules élémentaires (§ 1.2) définit les contraintes sur le conditionnement de la batterie. Les principales géométries sont cylindriques, prismatiques ou sous forme de poche. Les cellules « pouch » et prismatiques assurent une compacité plus importante d'un pack batterie, mais en contrepartie complexifient les échanges thermiques.
La batterie ou le pack batterie désigne la plupart du temps l'élément de stockage sous sa forme finale, mais il est possible d'identifier plusieurs niveaux de regroupement de cellules qui donnent lieu au terme « module ». Un module est un sous-ensemble d’association de cellules identiques. Ces modules permettent une granularité de plus haut niveau pour des systèmes nécessitant une grande quantité de cellules élémentaires.
Deux types d'associations de cellules sont possibles pour répondre aux exigences électriques souhaitées. Le premier type d’association correspond à une mise en série des cellules, afin de sommer leur tension. La branche ainsi formée impose le transit d’une même quantité de charges électriques dans les cellules la constituant. La capacité de la branche est ainsi définie par celle de la plus faible des cellules et est limitée en charge ou décharge par la cellule, respectivement, la plus chargée ou déchargée. Dans le cas de l’association en parallèle, la...
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Batterie
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LIÈVRE (A.) - Développement d'un système de gestion de batterie lithium-ion à destination de véhicules « mild hybrid ». Détermination des indicateurs d'état (SoC, SoH et SoF). - Thèse de Doctorat de l'Université de Lyon délivrée par l'Université Claude Bernard Lyon 1 (27 mai 2015).
-
(2) - ALCAD - * - . – Alcad.com http://www.alcad.com/ (Accès le 22 03 2017).
-
(3) - WAKIHARA (M.), YAMAMOTO (O.) - Lithium Ion Batteries : Fundamentals and Performance. - Wiley (november 2008).
-
(4) - LI (A.) - Analyse expérimentale et modélisation d’éléments de batterie et de leurs assemblages – Application aux véhicules électriques et hybrides. - Thèse de Doctorat de l'Université de Lyon délivrée par l'Université Claude Bernard Lyon 1 (4 février 2013).
-
(5) - SAVOYE (F.) - Impact des impulsions périodiques de courant sur la performance...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
Battery University : un site d’information très complet sur les batteries
BEST Batteries and Energy Storage Technologies : un site commercial qui recense des actualités et des manifestions en lien avec les batteries
HAUT DE PAGE
Batteries20xx : Conférence annuelle consacrée aux batteries à Nice – France
http://www.batteriesevent.com/
HAUT DE PAGE3.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Fabricants de cellules
A123Systems – http://www.a123systems.com/
Alcad – http://www.alcad.com
Alpha...
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