Élaboration d'un simulateur du fonctionnement d'un véhicule électrique : Application à l'augmentation de l'autonomie par la gestion des flux d'énergie

par Thierry Coutier

Thèse de doctorat en Énergétique

Sous la direction de Didier Mayer.

Soutenue en 1997

à l'ENSMP .


  • Résumé

    Il s'est agit durant la thèse, de chercher des solutions visant à augmenter l'autonomie d'un véhicule électrique par assistance au conducteur dans la gestion des flux d'énergie. Deux concepts ont été étudiés. Le premier consista à optimiser les trajectoires à l'aide d'un algorithme de commande optimale, le deuxième, à limiter progressivement avec la vitesse l'accélération disponible. Le premier concept utilisant la commande optimale requiert malheureusement une tâche de planification des trajectoires, interdisant une application à court comme à moyen terme. Mais l'algorithme établi a permis de montrer, en gardant inchangés les paramètres cinématiques habituels des cycles, que la consommation dépend également largement de l'asymétrie des histogrammes de vitesse, quantifiée par le coefficient d'asymétrie. Ce comportement des histogrammes renvoie à une caractéristique temporelle des trajectoires optimisées qui voient des paliers de vitesse se former autour de la vitesse moyenne. Les effets du deuxième concept ont été étudiés sur un simulateur complet de véhicule électrique, modélisant un volta. Une phase expérimentale a servi à en identifier les paramètres physiques, une validation a suivi. La discrétisation a été soigneusement étudiée, pour que le simulateur backward résultant allie précision et rapidité. Il permet de modifier les cycles de conduite utilisés en entrée en en tenant compte des limites de fonctionnement du véhicule. Après un bilan des performances, on a évalué les gains à escompter en appliquant la limitation progressive de l'accélération. En n'occasionnant que de faibles pertes de vitesse moyenne, l'autonomie augmente largement. Les raisons en ont alors été clairement explicitées. Les signaux obtenus se rapprochent de signaux optimisés au sens où le coefficient d'asymétrie augmente. Contrairement à l'algorithme de commande optimale, le concept de limitation progressive de l'accélération pourrait être facilement appliqué sur un véhicule actuel.

  • Titre traduit

    Development of an electric vehicule simulation software application to the increase of autonomy by energy fluxes management


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    This study has focused on improving electric vehicles autonomy by providing some driving assistance, helping the driver to better control the energy fluxes occuring on board. Two concepts were considered. The first one has taken optimal control theory as tool in order to find the optimal longitudinal trajectories. In the second one, the effects of a soft, gradually increasing with speed, limitation of the vehicle acceleration capabilities were studied. The first concept unfortunately requiring some path planning task, could not be yet implemented on actual vehicles. But the elaborated optimal control algorithm has been useful in showing that large consumption improvements can be achieved when the asymmetry of speed histograms grows, while classical driving cycles cinematic parameters are kept unchanged. This asymmetry is better quantified by the asymmetry coefficient. The behaviour of the histograms reflects the main temporal trend of the optimised trajectories : the creation of speed plateaux around the mean speed. The second concept was studied on a complete electric vehicle simulator, modelling a Volta. Some experiments were carried out to identify the physical parameters of the model, which has been validated by on road measurements. Discretization of the model has been carefully accomplished, so that the resulting backward simulator is both accurate and quick. It features a special algorithm, which modifies input driving cycles according to the working zone of the vehicle. Firstly, an assessment of the vehicle perforamnces among different representative driving cycles was made. Then, improvements, when progressive limitations of acceleration capabilities are applied, were evaluated. Results showed that while mean speed only slightly decreased, autonomy could significantly increase. Explanations were carefully investigated. According to the asymmetry coefficient, it appears that the modified driving cycles get closer to the optimised signals. Unlike the optimal control approach, the second concept does not require some path planning task and could be easily applied on an electric vehicle.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (258 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. [203-209], 72 réf.

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  • Cote : EMP 146.446 CCL.TH.903

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