Étude et simulation du refroidissement passif de batterie Li-ion pour véhicule électrique

Abstract

Ce travail de fin d'étude analyse le refroidissement d'une batterie Li-ion de Green Propulsion utilisée dans un véhicule ancêtre électrifié. L'objectif est de s'assurer que les cellules composant cette batterie restent dans les gammes de température prescrites (moins de 55°C) et que la différence de température entre les cellules soit minimisée. Le système de refroidissement est passif, le principe étant d'évacuer la chaleur des cellules via des tôles d'aluminium et de la dissiper au moyen de radiateurs à ailettes par convection naturelle.

Pour ce faire, deux modèles thermiques linéaires à une dimension sont utilisés. Plusieurs simulations en régime permanent et transitoire sont effectuées pour des scénarios de décharge, charge, repos et d'un cycle combinant ces trois phases. Une étude de sensibilité des paramètres est effectuée afin de déterminer lesquels sont les plus influents sur le système.

Les résultats montrent que les paramètres dominants sont l'épaisseur de la tôle d'aluminium et la température de l'air. Augmenter l'épaisseur de la tôle d'aluminium permet à la fois de réduire les températures des cellules ainsi que de réduire la différence de température entre cellules. Une baisse de température de l'air permet de baisser les températures des cellules, mais a très peu d'influence sur la différence de température entre cellules. L'utilisation de la direction principale de la cellule possédant une mauvaise conduction thermique pour l'évacuation de la chaleur est à proscrire.