Etude thermomécanique de batterie en cellule pouch

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. De la recherche à l’industrie, l’innovation technologique est au cœur de son action, articulée autour de quatre priorités stratégiques : CLIMAT, ENVIRONNEMENT ET ÉCONOMIE CIRCULAIRE, ÉNERGIES RENOUVELABLES, MOBILITÉ DURABLE et HYDROCARBURES RESPONSABLES.

L’engagement d’IFPEN en faveur d’un mix énergétique durable se traduit par des actions visant :

à gagner en efficacité énergétique ;
à réduire les émissions de CO2 et de polluants ;
à améliorer l’empreinte environnementale de l’industrie et des transports ;

tout en répondant à la demande mondiale en mobilité, en énergie et en produits pour la chimie.

Dans cet objectif, IFPEN développe des solutions permettant, d’une part, d’utiliser des sources d’énergie alternatives et, d’autre part, d’améliorer les technologies existantes liées à l’exploitation des énergies fossiles.

Stagiaire - Etude thermomécanique de batterie en cellule pouch

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. IFPEN concentre ses efforts sur l’apport de solutions aux défis sociétaux et industriels de l’énergie et du climat, au service de la transition écologique. Notamment, son action sur la thématique de la mobilité durable vise à développer des solutions pour des transports efficients, à faible impact environnemental et à coût limité.

Grâce à une expérience de plus de dix ans dans l’étude, la caractérisation et la modélisation des systèmes de stockage électrochimique (SSE), IFPEN est aujourd’hui reconnu comme un acteur incontournable de la modélisation et de la simulation des batteries en France. En complément des travaux originaux destinés aux applications transports, ses travaux s’élargissent désormais aux applications stationnaires, un domaine en pleine mutation avec la volonté de développer des batteries de plus en plus performantes.

Enjeu :

Une batterie pour véhicule électrique est constituée de plusieurs cellules montées en parallèle et en série. Il existe trois formats de cellules, les cylindriques, prismatiques et les cellules pouch (ou cellules « poches »). Ces dernières ont une capacité énergétique bien plus importantes que les cellules cylindriques par leur taille. Néanmoins, comme il y a peu d'espace entre les cellules, il est plus complexe de gérer la température de chaque cellule. Enfin, à cause de leurs parois fines, elles sont plus sujettes au gonflement et dans certains cas peuvent provoquer des contraintes via leur dilatation sur la structure qui les encadres.

Dans ce cadre le bureau d’étude de la direction mobilité et système au sein d’IFPEN ayant développé des outils et méthodes de modélisation thermique et thermomécanique pour différentes applications notamment dans le moteur thermique, électrique et son électrique de puissance souhaite investiguer le domaine des batteries et en particulier celui constitué de cellules Pouch.

Le stage a pour but de répondre à cet enjeu en s’appuyant sur une recherche bibliographique autour des caractéristiques nécessaires à la réalisation de ce type d’étude (caractéristique matériaux, résistance de contact,) et en faisant le parallèle avec les méthodes utilisées par le bureau d’études pour d’autres applications.

Le stage se déroulera de la manière suivante :

Prise de connaissance des méthodologies IFPEN pour les études et thermomécaniques
Etude bibliographique sur les caractéristiques nécessaires à l’élaboration de calcul thermique et thermomécanique sur les batteries cellules « pouch ».
Prise en main du logiciel de simulation 3D calcul par éléments finis ANSYS et de sa suite de logiciels servant au prétraitement, calculs et post-traitement (Mechanical, Fluent, etc).
Modélisation de cas concrets à partir de données expérimentales.
Etablissement de règles et critères métier robustes pour de futurs études