Les batteries seconde-vie pour de l’autoconsommation

Recherche coordonnée par l'Université de Haute-Alsace

Les batteries lithium-ion sont largement utilisées dans les véhicules électriques. Cependant il n’est plus possible de les utiliser en mobilité lorsque leurs performances diminuent.
Nous proposons d’étudier la réutilisation des batteries issues des véhicules électriques pour une deuxième vie en stockage stationnaire. Des modélisations seront conduites afin de qualifier les batteries et mieux connaitre leur état de santé (SOH). Un équilibrage actif des cellules sera proposé afin d’augmenter la durée de vie du stockage pour une utilisation en autoconsommation.

Un travail particulier sera mené pour connaitre avec précision l’état de charge (SOC) des batte-ries en utilisant les algorithmes intelligents et l’estimation de l’état de santé (SOH).
Des tests en simulation et sur des cas concrets vont aider à déterminer s’il est plus opportun de réutiliser les batteries en fin de vie dans le stockage stationnaire ou de recycler les matériaux. Les meilleures pratiques basées sur des scénarios de batteries usagées des trois pays seront proposées pour une autoconsommation intelligente. L’objectif sera de mettre en lumière les avantages et les inconvénients de la réutilisation des batteries de seconde vie et proposer des modèles permettant de tirer le meilleur parti à la fois écologique, technologique et économique.
Il est important d’équilibrer les charges des cellules à l’intérieur des batteries usagées pour augmenter leur durée de vie. Pour donner une deuxième vie la plus longue possible aux batteries usagées, il faut équilibrer activement les différentes cellules entre elles. Les cellules en bonne santé vont aider les plus faibles.

Dans le prolongement de l’équilibrage actif des cellules, cette tâche va développer des concepts de reconfiguration dynamique de la connexion en série et en parallèle de cellules ou de groupes de cellules pour distribuer dynamiquement la charge et la puissance, pour adapter la tension aux bornes de la batterie et même pour isoler et contourner les cellules défectueuses.

Les résultats des études ainsi que les solutions proposées en haut vont être mis à l’épreuve, à la fois en simulation et en pratique dans les contextes des trois pays. Les entreprises partenaires de ce projet seront sollicitées pour le choix des scénarios directement transposables dans la vraie vie, tout en tenant compte des enquêtes sociétales sur l’acceptabilité par les usagers.

Les actions suivantes sont attendues :

Rapport sur l’état de l’art des travaux sur la réutilisation des batteries seconde vie en stockage statique.
Ateliers impliquant des industriels de l’automobile, des batteries et de l’autoconsommation sur les batteries seconde vie.
Rapport détaillé sur l’identification précise des indicateurs des batteries SOH (état de santé) et SOC (état de charge). Les réseaux de neurones à apprentissage profond comme le LSTM (Long Short-Term Memory) seront utilisés pour augmenter la précision des mesures.
Rapport sur l’amélioration des solutions d’équilibrages actif des cellules pour améliorer la durée de vie des batteries en usage stationnaire.
Analyse de la taille idéale des blocs du point de vue des coûts et des avantages, démonstrateur de matériel, publication des résultats dans des revues internationales.
Un rapport sur les bonnes pratiques d’une autoconsommation intelligente basée sur des batteries usagées
Des tests seront menés sur des pilotes comme micro-réseau électrique disponible à l’UHA, disposant d’une production photovoltaïque de 9 kWc et d’un stockage sur batteries lithium-ion de 30 kWh. Des scénarios issus des trois pays peuvent être testés avec différentes charges dont des véhicules électriques.
Les meilleures pratiques seront proposées avec des solutions techniques pour une autoconsommation intelligente couplée à un stockage issu du recyclage.

Ce WP interagit avec tous les autres WP.

Prise en compte des études sociétales menée dans les WP3, WP4 et WP5 afin d’intégrer la perception des utilisateurs et leurs attentes pour un meilleur recyclage des batteries usagées.
Prise en compte du cadre juridique développé dans le WP6 pour les affiner les solutions de l’autoconsommation.
Prise en compte de l’estimation des indicateurs des batteries SOH (état de santé) et SOC (état de charge) dans le WP7 pour l’outil de conception en ligne des Vehicle-To-Home.
Des interrelations fortes sont attendues avec les autres WP techniques afin d’améliorer l’autoconsommation intelligente.

Une innovation algorithmique est prévue pour améliorer l’implémentation en temps réel des solutions intelligentes.

Université de Haute-Alsace

2 Rue des Frères Lumière,

68100 Mulhouse

Site internet

Université de Haute-Alsace

2 Rue des Frères Lumière,

68100 Mulhouse

Site internet

Retour en haut de page