Méthode inverse pour l’estimation des propriétés thermiques d’une cellule cylindrique de batterie
Dans la continuité des travaux présentés lors du congrès SFT 2025, un modèle thermique inverse a été développé pour estimer à la fois la conductivité thermique radiale et la capacité thermique d'une cellule cylindrique de batterie électrique. L'objectif de l’étude globale est d'améliorer la compréhension et la modélisation du transfert de chaleur au sein de ces cellules électrochimiques, dans le but d'optimiser leur gestion thermique. L'approche expérimentale repose sur la méthode du fil chaud, où un fil chauffant est inséré au centre de la cellule dans l’espace existant de la structure en spirale. Un thermocouple est placé en contact avec le fil, tandis qu'un second thermocouple est positionné sur la surface externe de la cellule. Ces deux mesures de température servent alors à identifier, par méthode inverse, les cinq paramètres thermiques de la modélisation dynamique 1D radiale par quadripôles thermiques : capacité thermique du fil chauffant, résistance de contact entre le fil et la cellule, conductivité thermique radiale de la cellule, capacité thermique de la cellule, et un coefficient de transfert thermique par convection externe. À ce stade, l'expérience sur la cellule de batterie réelle n'a pas encore été réalisée, car elle nécessite une opération de découpe des deux extrémités de la cellule (pour éliminer les effets de bord et insérer le fil chauffant), qui implique une attention particulière de sécurité chimique. Les travaux présentés s’intéressent donc à une première phase de faisabilité de la méthode d'estimation sur différents matériaux de référence : PTFE (téflon), PVC, PEHD et le polystyrène. Pour valider la méthode sur ces différents matériaux, les capacités thermiques estimées sont comparées à des mesures par calorimétrie différentielle (DSC) et les conductivités thermiques à des estimations par la méthode du plan chaud. Ces développements ont pour but de révéler la méthode la plus pertinente (évaluation d’impédance et/ou de transmittance, temps de mesures, ...), par l’intermédiaire d’étude des sensibilités aux paramètres, pour conclure sur la robustesse du modèle inverse et de son estimation, avant l’application à des cellules de batterie réelles.
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