Missions :

L'emballement thermique des batteries est un sujet majeur de sécurité pour les usagers et les infrastructures, en particulier avec l'augmentation rapide du nombre de batteries Li-ion et l'augmentation permanente de la densité d’énergie stockée. Il y a une attente d’un haut niveau de sécurité sur toute la chaine de la valeur et du cycle de vie : fabricants, usagers, parties prenantes transports, stockage, industries du recyclage.

La compréhension de ces emballements et la prédiction de leur propagation à l'ensemble du pack batterie est un élément clef pour produire des batterie plus sûres. Le CEA dispose d'infrastructures dédiées à l'étude des batteries et à leur comportement en conditions abusives, expérimentalement et via la modélisation.
La propagation de l’emballement d’une cellule fait intervenir un dégagement de gaz, de particules et fréquemment une combustion de l’ensemble. Les modèles de combustion peuvent être complexe et nous utilisons des modèles simplifiés afin de pouvoir interpréter facilement les expériences et pouvoir dimensionner un pack batterie ou son environnement.

Le sujet proposé est la comparaison de dimensions de flamme avec les données expérimentales, en étudiant le jeu et les sensibilités sur les différents paramètres du modèle, le type de modèle de turbulence et l’interaction particules-fluide. Les résultats attendus sont l’obtention d’un modèle réactif représentatif de la flamme générée par l’emballement thermique de la cellule étudiée, la connaissance et quantification des tolérances et marges d’erreurs de ce type de modèle, ainsi que la quantification des températures et flux thermiques associés (distances de sécurités, etc..).

Diplôme préparé : Bac+5 – Diplôme Ecole d’ingénieurs

Compétences scientifiques : Fluidique, thermique, modélisation numérique

Moyens/Méthodes/Logiciels : Ansys Fluent, COMSOL

Commentaires libres : La sécurité des batteries touche à des domaines variés et le profil recherché est pluridisciplinaire.