Méthodes de résolution globales appliquées au prédimensionnement de systèmes batteries incluant la problématique de la sécurité

Le secteur des transports représente en Europe environ 30% des émissions de gaz à effet de serre. Le développement de la mobilité bas carbone est donc un enjeu majeur qui implique, entre autre, une électrification massive des véhicules terrestres, maritimes et aériens. Or, cette électrification nécessite pour chaque application, le développement de systèmes batterie adaptés. Ces systèmes batteries sont des systèmes complexes constitués d'architectures multiphysiques : thermiques, mécanique et électrique. Dans la phase de prédimensionnement du système batterie, l'enjeu est d'identifier, pour l'application considérée, l'architecture optimale offrant une masse minimale et une sécurité accrue tout en répondant au besoin en puissance, énergie, tension et durée de vie. L'objectif de la thèse est de développer une approche globale optimisée permettant d'explorer de manière optimale l'ensemble des configurations systèmes en combinant l'ensemble des états possibles de toutes les variables de décision (continues et discrètes) du système. Les travaux s'appuieront notamment sur l'ingénierie système, étudiée au L2SN (Centrale Nantes), qui propose une démarche structurée pour aborder ainsi des problèmes de conception/dimensionnement afin d'explorer efficacement l'espace de conception. Les travaux reposeront également sur les différents développements internes au CEA de modèles cellules et de modèles thermiques et mécaniques de modules batteries ainsi que sur des résultats d'essais expérimentaux (essais abusifs notamment). Un ou plusieurs cas d'application seront choisis parmi les projets industriels en cours, notamment ceux où la contrainte sécurité est forte (aéronautique par exemple).