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1. Cousseau, Romain. Contribution à la modélisation et à l’étude du vieillissement des condensateurs électrolytiques aluminium dédiés à des applications à hautes températures : Contribution to the modeling and the ageing study of electrolytic aluminium capacitors dedicated to high temperature applications.

Degree: Docteur es, Génie Électrique, 2015, Compiègne

Ce mémoire est consacré à la modélisation des condensateurs électrolytiques aluminium dédiés à des applications à hautes températures ainsi qu’à la compréhension de leur vieillissement lors d’utilisations réalistes. En effet, dans le cas d’onduleur de traction de véhicule électrique, les sollicitations, notamment en température, peuvent être parfois très variables. Or, il se trouve que pour ce type d’applications, ces derniers sont la plupart du temps de type électrolytiques aluminium, technologie étant parmi les plus fragiles. Par conséquent, ce manuscrit propose tout d’abord une nouvelle modélisation électrique s’appuyant des phénomènes de diffusion permettant d’obtenir une représentation très précise de l’impédance de ces condensateurs. Compte-tenu de leur forte dépendance en température, la modélisation thermique couplée au modèle électrique est également traitée. Le but premier est de développer un outil permettant d’estimer précisément les pertes à chaque instant pour permettre au contrôleur d’ajuster la température de ce dernier par une modification de la stratégie MLI. Une méthode d’identification en ligne est alors proposée par l’utilisation de filtres de Kalman conjoints avec de très bons résultats obtenus en simulation. Le dimensionnement ainsi que la création d’un banc de cyclage accéléré est développé et une comparaison du vieillissement obtenu après 12 000 heures entre des composants cyclés thermiquement et d’autres non cyclés est donnée. Les résultats montrent une très bonne tenue dans le temps des condensateurs étudiés que ce soit au niveau de l’impédance ou bien visuellement avec néanmoins un impact du cyclage thermique non négligeable

This thesis is devoted to the modeling of aluminum electrolytic capacitors dedicatedto high temperatures. The purpose is also to understand their ageing while submitted to realistic use. Indeed, in the case of electric vehicle traction inverter, solicitations like temperature can vary a lot. This type of stress has already been studied for active components, but not yet on passive ones such as decoupling capacitors. However, it turns out that for this kind of application, they are most of the time aluminum electrolytic capacitors which is among the weakest technology. Consequently, this manuscript proposes at first a new electric model based on a diffusion phenomena which leads to a very accurate impedance description. It permits also a better understanding of the physical phenomena involved in these components. Because of their important temperature dependence, thermal modeling coupled to the electric model is also discussed. The very first purpose is to develop a tool that is able to estimate losses accurately at every moment. Thanks to it, the controller could so change the PWM strategy in order to act on the temperature. An online identification method is then proposed with the use of joint Kalman filters which led to very good results in simulation. The design and the creation of an accelerated cycling bench is developed and comparisons about the ageing…

Advisors/Committee Members: Monmasson, Éric (thesis director), Patin, Nicolas (thesis director).

Subjects/Keywords: Condensateurs électrolytiques aluminium; Modélisation électrique; Modélisation thermique; Diffusion anormale; Etude impédancemétrique; Filtrage de Kalman étendu; Ajustement de paramètre; Banc de cyclage; Analyse du vieillissement; Aluminum electrolytic capacitor; Electric modeling; Thermal modeling; Anomalous diffusion; Parameter fitting; Genetic algorithm; Extended Kalman filter; Cycling bench; Impedancemetry study; Ageing analysis

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APA (6th Edition):

Cousseau, R. (2015). Contribution à la modélisation et à l’étude du vieillissement des condensateurs électrolytiques aluminium dédiés à des applications à hautes températures : Contribution to the modeling and the ageing study of electrolytic aluminium capacitors dedicated to high temperature applications. (Doctoral Dissertation). Compiègne. Retrieved from http://www.theses.fr/2015COMP2227

Chicago Manual of Style (16th Edition):

Cousseau, Romain. “Contribution à la modélisation et à l’étude du vieillissement des condensateurs électrolytiques aluminium dédiés à des applications à hautes températures : Contribution to the modeling and the ageing study of electrolytic aluminium capacitors dedicated to high temperature applications.” 2015. Doctoral Dissertation, Compiègne. Accessed December 06, 2019. http://www.theses.fr/2015COMP2227.

MLA Handbook (7th Edition):

Cousseau, Romain. “Contribution à la modélisation et à l’étude du vieillissement des condensateurs électrolytiques aluminium dédiés à des applications à hautes températures : Contribution to the modeling and the ageing study of electrolytic aluminium capacitors dedicated to high temperature applications.” 2015. Web. 06 Dec 2019.

Vancouver:

Cousseau R. Contribution à la modélisation et à l’étude du vieillissement des condensateurs électrolytiques aluminium dédiés à des applications à hautes températures : Contribution to the modeling and the ageing study of electrolytic aluminium capacitors dedicated to high temperature applications. [Internet] [Doctoral dissertation]. Compiègne; 2015. [cited 2019 Dec 06]. Available from: http://www.theses.fr/2015COMP2227.

Council of Science Editors:

Cousseau R. Contribution à la modélisation et à l’étude du vieillissement des condensateurs électrolytiques aluminium dédiés à des applications à hautes températures : Contribution to the modeling and the ageing study of electrolytic aluminium capacitors dedicated to high temperature applications. [Doctoral Dissertation]. Compiègne; 2015. Available from: http://www.theses.fr/2015COMP2227

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