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Optimisation et Diagnostic des Batteries Lithium Fer Phosphate (LFP) : Modélisation Électro-Thermique Simplifiée, Analyse des Limites et Perspectives d'Amélioration
Auteurs :
Affiliations : 1 - INSA Strasbourg, laboratoire ICube UMR7357 ( France), 2 - Department of Electrical & Computer Eng., Lebanese American University ( Liban), 3 - INSA Strasbourg, laboratoire ICube UMR7357 (24 boulevard de la victoire Strasbourg France)
Thématique :
SS4 - Diagnostic et pronostic des systèmes de conversion d’énergie
Session :
SP1 "Session Poster 1"
Résumé
Cet article présente une méthode d'identification d'un modèle électrothermique compact destiné aux cellules Lithium Fer Phosphate (LFP) utilisées dans les systèmes de traction électrique. Le modèle proposé est structuré en deux blocs couplés : un modèle électrique de type R–3RC, dérivé de la structure de Thévenin, pour l'estimation de la tension, et un modèle thermique à deux constantes de temps pour la prédiction de la température de la cellule. La tension en circuit ouvert (OCV) est formulée comme une fonction non linéaire du SoC, tandis que les résistances équivalentes sont explicitement dépendantes de la température, afin de mieux capturer les dynamiques thermo-électriques. Les paramètres du modèle sont identifiés à l'aide d'un algorithme génétique (GA) pour la partie électrique, et via la Toolbox d'optimisation de MATLAB pour la partie thermique, en utilisant des données expérimentales issues de cycles HPPC (Hybrid Pulse Power Characterization) multi C-rates. La validation expérimentale met en évidence une bonne précision, avec une erreur moyenne inférieure à 4% pour la tension et de 1.46°C pour la température, réalisée sur un profil de conduite E-Bus Parisien. Cette modélisation offre une solution adaptée à l'implémentation embarquée dans les systèmes de gestion de batterie (BMS), avec des perspectives d'intégration dans des stratégies avancées de diagnostic et de pronostic.