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Etude et modelisation des supercondensateurs


par Yasser Diab
Damas - Doctorat 2009
  

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Résumé :

Etude et modelisation des supercondensateurs : applications aux systèmes de puissance

Ce travail a pour objectif d'analyser quantitativement les performances (capacité, ESR, autodécharge, ...) des supercondensateurs issus de différentes technologies lorsqu'ils sont soumis aux contraintes électriques et thermiques. Les différents paramètres de ces supercondensateurs sont caractérisés par les techniques de spectroscopie d'impédance, de cycles de charge/décharge et de voltampérométrique.

La modélisation des supercondensateurs a été effectuée par plusieurs modèles complémentaires. Les résultats de simulation de ces derniers sont comparés avec ceux expérimentaux dans le domaine temporel et fréquentiel. Nous avons mis au point un modèle innovant de l'autodécharge dans les supercondensateurs.

L'ensemble de ce travail a permis d'étudier le comportement des supercondensateurs mis en série en mettant en évidence leur fiabilité, le temps d'équilibrage et le rendement énergétique global du système.

Mots-clés : Supercondensateur, caractérisation, modélisation, autodécharge, thermique, fiabilité, circuit d'équilibrage.

Abstract :

Studying and modelling of supercapacitors : Applications in power systems

The aim of this work is to analyze quantitatively the supercapacitors performance (capacitance, ESR, self-discharge ...), which are made by different technologies under constraints; thermal and electrical. Different supercapacitors parameters are characterized by the help of different techniques as impedance spectroscopy, voltamperometry, and charging/discharging cycles.

The supercapacitors modelling have been conducted by several complementary models. These models are compared in time and frequency domain with various experimental tests. A new model of the self-discharge was established.

All the life expectancy, energetic efficiency and balancing time are compared for different balancing circuits and typical applications.

The whole of this work has helped to investigate the supercapacitors behaviour applied in series demonstrating their reliability, the balancing time and the total energy efficiency of the system.

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