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Thèse : Estimation de la durée de vie de batteries en incluant la déte

  • CDI
  • FRANCE

Job description



PALAISEAU-ROUTE DE SACLAY(FRA)
Description du poste

Le/la titulaire du poste sera basé(e) sur PALAISEAU.

1. Contexte industriel et verrous scientifiques
Cette thèse traite de l’estimation de la durée de vie de batteries en incluant la détermination des incertitudes. Les jeux de données initiaux sont : des jeux de données publiques (NASA 1, MIT 2, CS2 3, Oxford 4) et des jeux de données en cours de consolidation élaborés par SAFT.
Chaque jeu est le résultat d’expériences menées en laboratoire sur des batteries soumises à des cycles de charge et décharge, cycles dont le profil peut suivre un pattern (précisant les conditions de contrôle) ou les conditions d’usage. Les durées des cycles peuvent différer les unes des autres par la vitesse de charge ou les conditions expérimentales.
La succession des cycles est une entrée de type processus, possiblement multivarié. Cette entrée est connue.
Pour chaque batterie, la sortie mesurée est une série temporelle, indiquant à l’issue de chaque cycle la capacité de la batterie.
On extrait de cette série temporelle la durée de vie de la batterie définie comme le temps nécessaire à la réalisation d’un événement du type “perte de capacité de la batterie de 40%”.
Les verrous scientifiques identifiés sont les suivants :
- Les données sont des données censurées à droite, situation fréquente dans l’estimation des durées de vie. La censure peut être due au fait qu’on n’observe pas la batterie jusqu’à décharge complète mais jusqu’à décharge partielle.
- Les conditions d’utilisation de chaque batterie ne sont pas les conditions de laboratoire. Cependant, si la batterie est appareillée, il est possible d’affiner, en ligne, les modèles de vieillissement. De plus, les conditions d’usage ne sont pas non plus des conditions laboratoires : il sera nécessaire d’interpoler/extrapoler pour passer des conditions laboratoire aux condition réelles.
- Les batteries sont toutes des batteries Lithium-ion. Néanmoins elles présentent des différences qu’il faudra quantifier. Une carte d’identité de chaque batterie, liée à ses caractéristiques physiques, sera à élaborer par les ingénieurs. Peu de données SAFT est disponibles. Un des principaux verrous concerne le transfert de la connaissance acquise sur les données publiques vers les données SAFT.
2. Plan de travail
La thèse estime les incertitudes sur la durée de vie sur les bases de données publiques, transfère la connaissance des bases de données publiques vers la base de données SAFT. Les algorithmes élaborés ont vocation à être intégrés dans une plateforme, qui à partir des profils de charge et des caractéristiques de la batterie permet de prédire la durée de vie et les incertitudes associées.

1.https://ti.arc.nasa.gov/tech/dash/groups/pcoe/prognostic-data-repository/
2.https://data.matr.io/1/
3.https://web.calce.umd.edu/batteries/data.htm
4.https://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:03ba4b01-cfed-46d3-9b1a-7d4a7bdf6fac
La question est d’évaluer et quantifier l’incertitude des tests de vieillissement réalisés dans des conditions contrefactuelles.
Par exemple, les mesures étant faites á deux températures (40 degrés et 60 degrés), une incertitude est calculée pour ces températures, il s’agit de calculer les effets contrefactuels : la durée de vie et l’incertitude associée si l’expérience avait été faite à 50 degrés (interpolation entre les températures) ou à 20 degrés (extrapolation entre les températures).
Deux méthodes pourraient être testées. La première est une approche qui utilise la connaissance métier et les connaissances physiques permettent de passer d’une condition expérimentale à l’autre. Des modèles d’Arrhenius sont par exemple disponibles.
Le transport optimal constitue une autre direction. Pour des signaux sont supposés stationnaires, le transport optimal peut permettre d’interpoler les densités spectrales. Pour des signaux non-stationnaires, des ondelettes continues devraient permettre d’interpoler entre les spectres d’ondelette, de façon analogue à l’interpolation de spectres usuels.
On établira ensuite des résultats théoriques sur le nombre le nombre minimum de batteries à tester, pour atteindre une précision (mesurée par l’incertitude) dans l’estimation de la durée de vie des batteries et l’incertitude associée.

Réfèrence

31922BR
Pays

France
Durée du contrat

36
A propos de nous/Profil de l'entreprise

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Ideal candidate profile

Profil recherché

Formation recherchée : Ingénieur ou Master scientifique

Langues : Français, Anglais / Lu, écrit  parlé

Compétences techniques souhaitées : Le candidat idéal est passionné par l'intelligence artificielle et l'ingénierie, possède une solide expérience en mathématiques appliquées, en statistiques et possède de bonnes compétences en rédaction scientifique. Une expérience et un goût avérés pour la programmation informatique et l'analyse de données sont nécessaires. Les candidats doivent détenir une maîtrise en informatique, en mathématiques appliquées, en génie ou dans des domaines connexes.
Métier

R&D Produits
Intitulé du poste

Thèse CIFRE : Estimation de la durée de vie de batteries en incluant la détermination des incertitudes.
Unité de temps

Mois
Branche

Exploration and Production
Région, département, localité

92 - Hauts-de-Seine
Domaine professionnel

Recherche Innovation&Développt
Niveau d’expérience requis

0- 3 ans
Salaire annuel brut maximum

SELON BAREME
Type d’emploi

Thésard
Salaire annuel brut minimum

SELON BAREME