Grant: Alliance Grants

To replace fossil fuels in transportation applications, all vehicle manufacturers are looking to transfer their motor technologies to electric motors equipped with rechargeable batteries. This is the case for automotive vehicles, but also for recreational and industrial vehicles. Canada is a world leader in recreational and industrial vehicles, and this project will strengthen this position as the trend towards electrification intensifies. The IP generated could benefit other Canadian companies in transportation and energy storage, beyond recreational and industrial vehicles. Maximizing the energy throughput of rechargeable batteries over their lifetime is key to their broad adoption, while minimizing demand for critical and strategic minerals.Due to their remarkable energy density and high power, lithium-ion batteries (LIB) and all-solid-state batteries (ASSB) are the most commonly used storage technologies in the growing electric vehicle market. However, significant challenges related to cell aging and to diagnostics of battery performance hinder the exploitation of the full commercial potential of these technologies. The main objectives of this research proposal include improving knowledge on battery aging to increase battery performance, extend battery life and find a standard procedure to detect defective cells inside batteries. The tools developed in this project will take the form of 1) fast and calibrated numerical models representing the behavior of cells and batteries under operating conditions encountered in recreational and industrial vehicles, 2) models used in online algorithms to diagnose the electrical, thermal and chemical states of individual cells and batteries, 3) experimental setups and test protocols aimed at identifying aging mechanisms and detecting defective cells.In this project, the training of highly qualified personnel (HQP) in transport electrification and the development of specialized knowledge and engineering tools will have an important strategic and economic impact for our partners, BRP and UgoWork. Pour remplacer les combustibles fossiles dans les applications de transport, tous les constructeurs de véhicules cherchent à transférer leurs technologies vers des moteurs électriques équipés de batteries rechargeables. C'est le cas pour les automobiles, mais aussi pour les véhicules récréatifs et industriels. Le Canada est un chef de file mondial des véhicules récréatifs et industriels, et ce projet renforcera cette position. La propriété intellectuelle générée pourrait profiter à d'autres entreprises canadiennes dans le domaine du transport et du stockage de l'énergie. Maximiser le débit énergétique des batteries rechargeables tout au long de leur durée de vie est la clé de leur large adoption, tout en minimisant la demande de minéraux critiques et stratégiques.En raison de leur densité d'énergie et de leur puissance, les batteries lithium-ion (LIB) et les batteries tout-solide (ASSB) sont les technologies de stockage les plus utilisées pour les véhicules électriques. Cependant, des défis liés au vieillissement des cellules et au diagnostic des batteries entravent l'exploitation de leur plein potentiel commercial. Les principaux objectifs de ce projet visent l'amélioration des connaissances en vieillissement des batteries pour augmenter leur performance, prolonger leur durée de vie et détecter les cellules défectueuses. Les outils développés prendront la forme 1) de modèles numériques rapides et calibrés représentant le comportement des cellules et des batteries soumises à des conditions de fonctionnement rencontrées dans les véhicules récréatifs et industriels, 2) de modèles utilisés dans des algorithmes en ligne pour diagnostiquer les états électrique, thermique et chimique des cellules et des batteries, 3) de montages expérimentaux visant à identifier les mécanismes de vieillissement et détecter les cellules défectueuses. La formation de personnel hautement qualifié (PHQ) en électrification des transports et le développement de connaissances et d'outils d'ingénierie auront un impact stratégique et économique important pour nos partenaires, BRP et UgoWork.