Modélisation par un graphe de flots d'une architecture alternative pour les systèmes de stockage multi-cellulaire de l'énergie électrique

Christophe Savard (1)

1 MIS - Ampère, Département Méthodes pour l'Ingénierie des Systèmes

This paper examines an alternative architecture to realize multi-cell storage systems for electrical energy: the C-3C (for: a Cell to three Cells). This architecture has the same reliability as a parallel-series battery. With its large number of switches directly connected to each cell and its particular global structure, the C-3C is able to distribute the current flow independently between each cell of the battery, regardless of its row and column. The structure can be modeled by a flow graph whose arcs can be weighted by the electrical parameters of each cell. The mission can be provided by some cells while others are at rest or in a balancing phase. Since the number of possible combinations to associate cells quickly becomes gigantic when the number of cells increases, it is possible by weighting the arcs of the graph differently, to limit the consequences of aging cells by modifying the internal configuration. Any optimal path search algorithm can be used to allocate available resources.

Une architecture alternative pour réaliser des systèmes de stockage de l'énergie électrique multi-cellulaire est présentée ici : le C-3C (pour “une cellule vers trois cellules”). Cette architecture présente la même fiabilité qu'une structure série de cellules associées en parallèle. Avec son grand nombre de commutateurs connectés directement à chaque cellule et sa structure globale particulière, le dispositif C-3C est capable de distribuer le flux de courant indépendamment entre chaque cellule de la batterie, quelles que soient sa position (ligne et colonne). La structure peut être modélisée par un graphe de flux dont les arcs peuvent être pondérés par les paramètres électriques de chaque cellule. La mission peut être assurée par certaines cellules tandis que d'autres sont au repos ou en phase d'équilibrage. Comme le nombre de combinaisons possibles pour associer les cellules devient rapidement gigantesque lorsque le nombre de cellules augmente, en pondérant différemment les arcs du graphe, il est possible de limiter les conséquences du vieillissement des cellules en modifiant la configuration interne. Tout algorithme de recherche de chemin optimal permet d'attribuer les ressources disponibles.

Mots clés: architecture matricielle; systèmes de stockage de l'énergie; matrice latine..; batteries; graphe de flot

Domaines: Energie électrique

Christophe Savard. Modélisation par un graphe de flots d'une architecture alternative pour les systèmes de stockage multi-cellulaire de l'énergie électrique. JCGE, May 2017, Arras, France. pp.141190. ⟨hal-01534706⟩