4BLife - Gestion de la durée de vie des systèmes de stockage électrique dans les applications stationnaires et de mobilité
Programme : APR : ENERGIE DURABLE : Production, gestion et utilisation efficaces
Mots-clés : Energie
Contexte : La transition énergétique s’accompagne d’un recours massif à des éléments de stockage électrochimique – majoritairement des batteries lithium-ion. Le stockage est en effet au cœur du fonctionnement des réseaux intelligents et des micro-réseaux qui fédèrent les énergies renouvelables, l’électromobilité et les bâtiments. Les batteries peuvent être stationnaires ou bien embarquées dans le cas d'une configuration "Véhicule to Grid" (V2G). La réduction de l’impact environnemental de ces batteries exige de maitriser leur vieillissement et de prolonger leur durée de vie.
Description : Pour une technologie et une application données la réduction de l'impact environnemental des batteries passe par une adaptation de leur utilisation en fonction de leurs performances et de leur état de santé. Il s’agit pour ce projet d’adapter les lois de gestion de ces batteries. Généralement la gestion de l’énergie au sein de systèmes énergétiques se base sur des contraintes tarifaires ou énergétiques. Un premier objectif du projet 4BLife est de concevoir et de tester une gestion intégrant des lois de vieillissement. Par ailleurs l’électromobilité devient le secteur utilisant le plus de batteries lithium. Ces batteries, une fois déclarées impropres à l’électromobilité, peuvent cependant connaitre une seconde vie, par exemple dans des micro-réseaux intégrant des énergies renouvelables, afin de réduire leur empreinte environnementale. Un second objectif du projet 4BLife consiste à préparer au mieux la seconde vie des batteries issues de l’électromobilité . Les composants visés sont principalement les batteries lithium (LFP et NMC principalement), mais le cas de stockeurs hybrides (batteries de seconde vie associées à des super-condensateurs) fera partie des hypothèses de travail. Les algorithmes obtenus seront mis en application et testés par les industriels partenaires du projet. Il est attendu une prolongation de la durée de vie des batteries (un objectif serait 20% de plus) et une réduction de l’impact environnemental de leur fabrication .
Objectifs et résultats attendus : L’objectif premier du projet 4BLife (For Battery Life) est de prolonger la durée de vie des systèmes de stockage – principalement des batteries lithium-ion – en intégrant le vieillissement dans le dimensionnement et la gestion des ESS. Cela inclut la définition d’un outil de suivi de l’état de santé capable de déterminer la dégradation des performances durant la 1ère vie d’une batterie et de savoir facilement dimensionner un ESS pour une 2nde vie. Les objectifs scientifiques et techniques du projet sont : - Définir des lois de gestion du stockage de l’énergie pour minimiser leur vieillissement dans des applications micro-réseau. Améliorer le suivi de la durée de vie des batteries dans l’électromobilité. - Prolonger la durée de vie des batteries en les valorisant dans des usages stationnaires : réduction de l’impact environnemental de leur fabrication. - Dimensionner (avec une approche technico-économique) un système stationnaire intégrant des batteries de seconde vie en application micro-réseau. - Implanter dans des applications réelles (BatConnect et SIREA) une gestion intégrant une loi de vieillissement (le recueil de données est prévu sur 2 ans). Les verrous levés par la réalisation du projet sont: Détermination du suivi minimal à assurer des éléments de stockage pour connaître l’état de santé (SoH) tout au long de leur vie. Gestion industrielle du passage des batteries de « première vie » vers une seconde vie sans étape de caractérisation sur banc de test. Faisabilité technico-économique de solutions de stockage utilisant des batteries de seconde vie. A l'issue du projet les résultats attendus sont: Validation par le consortium des algorithmes de gestion des éléments de stockage obtenus (mise en application et tests en conditions réelles par les industriels partenaires du projet). L’objectif étant d’allonger la durée de vie des éléments de stockage de 20 % et de ré-employer 80% des éléments de stockage en fin de première vie. Obtention d’une interface de monitoring (excel-matlab) permettant de mieux maîtriser le vieillissement des batteries lithium et garantir les performances du stockage en seconde vie. Consolidation et ouverture de bases de données.
Bénéficiaire : CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
Localisation : Yvelines, Île-de-France, FRANCE
Début : 01/03/2022 — Durée : 36 mois
Budget total : 546089.18 € — Aide ADEME : 300000 €
Statut : Suivi du projet