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Etude et modelisation des supercondensateurs


par Yasser Diab
Damas - Doctorat 2009
  

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4.8.2. Essai de spectroscopie d'impédance à très basse fréquence

Pour caractériser l'autodécharge du supercondensateur BCAP010 à une température de 25 °C, nous avons réalisé un essai fréquentiel par spectroscopie d'impédance. D'abord, le

supercondensateur est court-circuité pendant plusieurs jours. Il est ensuite chargé sous tension continue de 2,5 V pendant une heure, puis une tension alternative d'une amplitude de 10 mV avec un balayage en fréquence de 10 kHz à 10 uHz (cf. § 3.2.2) lui est appliqué. Cette mesure a duré plus de 16 jours. Le résultat expérimental est représenté sur la figure 4-39 dans le plan de Nyquist.

Fig. 4-39 : Tracé de Nyquist du supercondensateur BCAP010 jusqu'une fréquence basse de 10 uHz

Les valeurs des paramètres du circuit électrique équivalent du supercondensateur obtenues par "fitting" du circuit de la figure 4-12 sont données dans le tableau 4-8.

 

C1

C2

R1

R2

Crp

Rrp

Rf

 

kF

F

Ù

kF

Ù

Valeur

2,8

106

0,64

2,2

0,95

51

0,3

Erreur %

2,8

87

2,6

99

374

115

453

Importance %

100

40

48

1

2

6

2

 

Tab. 4-8 : Paramètres de l'autodécharge caractérisés par EIS

Nous présentons sur la figure 4-40 le tracé de Nyquist du circuit électrique équivalent du supercondensateur schématisé à la figure 4-12 avec les paramètres caractérisés par spectroscopie d'imp édance. Il montre que la caractérisation de l'autodécharge par spectroscopie d'impédance est proche de la simulation fréquentielle du supercondensateur à très basse fréquence.

Par contre, les valeurs trouvées sont différentes de celles obtenues par caractérisation temporelle. Les erreurs de détermination par cette méthode sont importantes. En très basses fréquences, vue la durée très importante de la mesure, les caractérisations des paramètres des

supercondensateurs sont peu précis. De plus, nous avons trouvé que la fréquence optimum de mesure f requise pour déterminer la résistance de fuite est de l'ordre de quelques nHz ce qui est très inférieure aux possibilités en basse fréquence du spectromètre (10 uHz).

Fig. 4-40 : Comparaison de la simulation du circuit équivalent du supercondensateur
avec l'essai expérimental

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