Contribution à la modélisation et à l'optimisation des architectures de véhicules hybrides

par David Bouquain

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Abdellatif Miraoui.


  • Résumé

    Electric and hybrid vehicles are made up of different components and organs : the energy sources with their storage and conversion systems, the thermal engines, the mechanical transmissions, the power converters, the control and management of the components (software tools, electronic boards, electrical bus carrying power and information) … Each element has its own physical behavior with different dynamics. The first part of this thesis presents a state of the art of the electric and hybrid solutions placed in the environmental context. The different ways for the storage of the electrical energy are described and compared. An introduction to the fuel cell is presented. One objective of this work was the contribution to the development of an integrated design tool, based on physical models whose accuracy is at several levels depending on usage. This tool should be used for optimization, sizing and design of hybrid architectures by using virtual prototyping. The construction of modular test benches allowed us to evaluate different technologies in the field of electrical and hybrid systems. Indeed, one of the approaches being developed in the SeT laboratory is to compare different architectures in terms of available technology in order to optimize the power train of the vehicles. More, these tools were used to validate the numerical models of the components and the laws of energy management. The last part presents the results of numerous simulations and experiments performed. These results have validated our design and modeling methods.

  • Titre traduit

    Contribution to the modeing and optimization of hybrid architectures


  • Résumé

    Les véhicules électriques et hybrides sont constitués de différents composants et organes : la (ou les) source d’énergie, son stockage et sa conversion, la (ou les) motorisation, la transmission mécanique et/ou électronique (pour les véhicules complètement électriques), la commande et la gestion des différents composants (outils de commande, cartes électroniques, bus véhiculant la puissance et l’information) … Chaque organe possède sa propre physique mais également une dynamique appropriée. Il constitue à lui seul un sous système nécessitant ainsi une approche de modélisation et de simulation bien particulière. La première partie présente un état de l’art des solutions électriques et hybrides existantes en prenant comme base le véhicule à combustion interne classique placé dans son contexte environnemental. Les différents moyens de stockage de l’énergie électrique sont exposés et comparés. Un des objectifs était le développement d’un outil de dimensionnement énergétique intégré et modulaire, basé sur des modèles physiques dont la précision est à plusieurs niveaux selon l’usage. Cet outil doit servir à terme à l’optimisation, au dimensionnement et à la conception des architectures hybrides par une approche de prototypage virtuel. La mise en place de bancs d’essais modulaires a permis d’évaluer différentes technologies dans le domaine des motorisations électriques et hybrides. De plus, ces outils ont permis de valider des modèles numériques des composants ainsi que les lois de gestion d’énergie. La dernière partie montre les nombreux résultats de simulations et d’expérimentations obtenus validant ainsi nos méthodes de conception et de modélisation.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (xiii-137 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 135-137

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Bibliothèque universitaire Lucien Febvre (Belfort).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Sc.2008.21.B
  • Bibliothèque : Université de technologie de Belfort-Montbéliard. Bibliothèque.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : THESE 08 BOU
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