Explication du nom

Le coulomb (symbole : C, chinois : coulomb) est l'unité SI de charge électrique, utilisée pour mesurer la quantité de charge électrique. Dans le domaine des batteries, le coulomb est une unité importante pour exprimer la quantité de charge chargée et déchargée : 1 coulomb est égal à la quantité de charge transmise par 1 ampère en 1 seconde (1 C = 1 A × 1 s).

Le comptage de Coulomb est un algorithme couramment utilisé pour estimer l'état de charge (SOC) d'une batterie. Son principe de base consiste à calculer la puissance restante de la batterie en intégrant les variations de courant de charge et de décharge au fil du temps.

Le courant désigne la vitesse à laquelle la charge circule dans le temps. C'est un paramètre important pour mesurer la vitesse du flux d'électrons pendant la charge et la décharge de la batterie. Son unité est l'ampère (A).

Dans l'industrie des batteries, le terme « cycle » désigne le processus complet de charge et de décharge de la batterie. Plus précisément, un cycle comprend une charge (l'énergie de la batterie est injectée de l'extérieur) et une décharge (l'énergie de la batterie est restituée à l'extérieur). Un cycle ne signifie pas nécessairement une charge de 0 % à 100 % puis une décharge à 0 %, mais désigne la capacité totale de charge et de décharge atteignant la capacité nominale de la batterie.
Le nombre de cycles est un indicateur important pour mesurer la durée de vie d'une batterie. Après plusieurs cycles, sa capacité et ses performances diminuent progressivement. C'est pourquoi la « durée de vie » est généralement utilisée pour indiquer le nombre de cycles qu'une batterie peut effectuer avant que sa capacité ne chute à un certain pourcentage (par exemple, 80 %) de sa valeur initiale.

Le vieillissement cyclique désigne le phénomène de dégradation progressive des performances des batteries lors de charges et de décharges répétées (c'est-à-dire de multiples cycles). Plus la batterie subit de cycles, plus sa capacité, sa stabilité de tension et son efficacité énergétique diminuent. Ce processus
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Dommages mécaniques à la structure du matériau de l'électrode

La décomposition de l’électrolyte produit des réactions secondaires ;

Le film SEI (interface électrolyte solide) se brise et se reconstruit à plusieurs reprises ;

Dépôt de lithium ou perte de lithium actif.

Une cellule cylindrique est une structure de batterie d'apparence cylindrique. C'est actuellement la forme de batterie la plus répandue, notamment dans les outils électriques, les véhicules électriques, les systèmes de stockage d'énergie, l'électronique grand public et d'autres domaines.
Avantages :
Haut degré de standardisation : haute efficacité de production automatisée et bonne constance de la qualité

Bonnes performances de dissipation thermique : grande surface de convection cylindrique, propice à la gestion thermique

Forte stabilité mécanique : meilleure résistance à la pression que les batteries à pack souple

Maturité des coûts : un système de production de masse à grande échelle a été formé

L’analyse des données fait référence à une approche systématique de l’analyse des performances des batteries pendant la fabrication, les tests, le fonctionnement ou la mise hors service.
Méthodes d’analyse courantes :
Statistiques descriptives (moyenne, variance, boîtes à moustaches, etc.)
Analyse des tendances (comme les courbes d'atténuation de capacité, les tendances de changement de résistance)
Détection d'anomalies (détermination de l'existence de surchauffe, de surtension, de soudure anormale des bornes, etc.)
Modélisation et prédiction de régression (prédiction de SOH ou RUL)
Regroupement et classification (identification de différents modèles d'utilisation ou types de défauts)
Méthodes d'apprentissage automatique/d'apprentissage profond (pour un diagnostic intelligent et une optimisation du contrôle)

Les modèles pilotés par les données désignent des modèles prédictifs ou discriminants établis à partir d'un volume important de données historiques ou en temps réel, à l'aide de méthodes statistiques, d'apprentissage automatique ou d'intelligence artificielle. Ces modèles peuvent modéliser le comportement des batteries sans nécessiter d'expressions explicites des mécanismes physiques. Dans l'industrie des batteries, ces modèles sont largement utilisés pour la prédiction des performances, l'évaluation de l'état de santé, la surveillance de la sécurité et le contrôle intelligent.

Le courant continu (CC) est la circulation d'un courant électrique dans un circuit, dans une seule direction. Il s'agit d'une forme d'énergie électrique dont la tension reste constante ou varie lentement. Il est largement utilisé dans les systèmes de batteries, les véhicules électriques, les dispositifs de stockage d'énergie et l'électronique.
Rôles dans les batteries :
Toutes les batteries produisent intrinsèquement du courant continu

La direction du flux d'électrons produit par la réaction chimique de la batterie est fixe, elle produit donc naturellement une sortie CC

Dans le système de stockage d'énergie, l'onduleur (onduleur DC-AC) est chargé de convertir le courant continu en courant alternatif pour s'adapter au réseau.

La DCR (résistance interne CC) désigne la valeur de résistance correspondant à la perte de tension causée par les matériaux internes, l'électrolyte, l'interface des électrodes, etc. de la batterie sous l'action d'un courant continu constant. C'est l'un des paramètres électriques importants pour mesurer les performances et l'état de santé d'une batterie.
À noter:
Le DCR est étroitement lié à la température et à l'état de charge (SoC), et des conditions de test standardisées sont requises

Contrairement à la résistance interne CA (ACR), qui mesure le comportement d'impédance de la batterie sous des signaux haute fréquence, la DCR est plus proche des performances sous une charge de travail réelle.

La croissance des dendrites désigne le phénomène par lequel des ions métalliques (notamment le lithium, le zinc ou le sodium) se déposent de manière irrégulière à la surface de l'électrode négative pendant la charge de la batterie, formant des structures métalliques semblables à des branches ou des aiguilles d'arbre. Ce phénomène est particulièrement fréquent dans les batteries lithium métal ou les batteries lithium-ion surchargées.
Les causes de la formation de dendrites sont les suivantes : surcharge (taux élevé), charge dans des conditions de basse température, défauts de surface ou répartition inégale de l'activité sur le matériau de l'électrode négative, composition incorrecte de l'électrolyte ou mauvaise stabilité du film SEI, surcharge ou stratégies de cyclage anormales.

La profondeur de décharge (DoD) est le rapport entre la capacité de la batterie utilisée et sa capacité nominale totale, indiquant la quantité d'énergie déchargée par la batterie au cours d'un cycle de décharge. La DoD est un indicateur important pour évaluer l'état d'utilisation, la durée de vie et la dégradation de la batterie.

La mise en service numérique désigne le processus de vérification, de test, d'optimisation et de validation de configuration à distance du système, avant et après la livraison de systèmes de batteries ou de stockage d'énergie, à l'aide de modèles numériques, de données de capteurs, de plateformes de simulation et d'outils d'automatisation. Ce concept constitue une mise à niveau numérique du débogage sur site traditionnel et est particulièrement adapté aux systèmes de stockage d'énergie par batterie (BESS) à grande échelle, aux projets d'intégration au réseau et à la fabrication intelligente.

Un jumeau numérique est un modèle virtuel basé sur les données qui cartographie l'état et le comportement de systèmes réels en temps réel. Il relie des entités physiques (telles que des batteries, des systèmes de batteries ou des centrales de stockage d'énergie) au monde numérique, créant ainsi une « copie numérique » capable de simuler, surveiller, prédire et optimiser l'ensemble de son cycle de vie.

Le profil de décharge est un graphique ou un ensemble de données décrivant les variations de tension, de courant, de temps et de température d'une batterie pendant le processus de décharge. Il reflète les performances de la batterie dans des conditions de fonctionnement spécifiques et constitue un indicateur clé pour évaluer sa capacité, sa résistance interne, son état de santé (SOH) et ses caractéristiques thermiques.

La décharge désigne le processus par lequel l'énergie chimique stockée dans la batterie est convertie en énergie électrique pendant que la batterie fournit de l'énergie électrique au circuit externe. Ce processus est réalisé par une charge externe, permettant aux électrons de circuler du pôle négatif vers le pôle positif, ce qui assure le fonctionnement de l'appareil.
Attention : une décharge excessive (Overdischarge) peut entraîner une perte de capacité irréversible, un dépôt de feuille de cuivre sur l'électrode négative, des courts-circuits internes et même un emballement thermique ; une décharge inégale aggravera le déséquilibre entre les cellules, affectant la durée de vie globale ; une décharge à haut débit accélérera l'accumulation de chaleur, nécessitant un bon système de dissipation thermique.

L'autonomie désigne la distance maximale qu'un véhicule électrique peut parcourir en continu avec une charge complète, généralement exprimée en kilomètres (km) ou en miles (mi). C'est l'un des indicateurs clés de la performance et de l'efficacité énergétique des véhicules électriques (VE).

Capacité de la batterie (kWh) Plus l'énergie stockée dans la batterie est importante, plus l'autonomie potentielle est longue.
Efficacité de consommation énergétique (Wh/km) Plus l'énergie requise par kilomètre est faible, plus l'autonomie est longue.

La durabilité fait référence à la capacité des batteries ou des systèmes de stockage d'énergie à maintenir leurs performances et leur intégrité structurelle pendant un fonctionnement à long terme, couvrant leur stabilité de performance, leur durée de vie et leur résistance aux pannes après avoir subi plusieurs cycles de charge-décharge, des contraintes environnementales et des changements de charge.
Facteurs affectant la durabilité :
anode/cathode/électrolyte) Détermine la stabilité de la réaction et la vitesse de formation des réactions secondaires
Stratégie de charge et de décharge (taux C, DoD) La charge et la décharge à haute fréquence ou profonde accélèrent le vieillissement

L'Interconnexion de l'Est est l'un des principaux réseaux de transport d'électricité des États-Unis (et de certaines régions du Canada), couvrant environ les deux tiers de la population nord-américaine. Il s'agit de l'un des quatre principaux réseaux d'interconnexion du réseau électrique nord-américain, physiquement reliés à d'autres réseaux (tels que l'Interconnexion de l'Ouest, ERCOT et l'Interconnexion du Québec) par un petit nombre de lignes d'interconnexion à courant continu (CC).