Comparaison de concepts de moteur diesel en vue de leur hybridation : Bilan des émissions de Co2 suuivant l'usage en véhicule

par Guillaume Alix

Thèse de doctorat en Énergétique et thermique

Sous la direction de Jean-Claude Champoussin.

Soutenue en 2008

à l'Ecully, Ecole centrale de Lyon .


  • Résumé

    Les véhicules hybrides thermiques-électriques connaissent actuellement un essor important dans un contexte de baisse de la consommation de carburant et d’augmentation de la puissance des réseaux électriques à bord. Un moteur thermique implanté dans une chaîne de traction hybride doit répondre à des contraintes différentes de celles auxquelles il est confronté dans une chaîne de raction conventionnelle. Or, diverses évolutions du moteur thermique ont pour but l’amélioration de son fonctionnement en chaîne de raction conventionnelle, notamment en ame��liorant le rendement à charge partielle. Cette thèse porte sur l’étude de certaines de ces évolutions, à savoir le downsizing et la désactivation de cylindre, et de leur influence sur la consommation en véhicule hybride. Pour répondre à notre problématique, un modèle de moteur Diesel suralimenté a été développé sous GT-Power et renseigné à partir de données mesurées sur banc d’essai. Différentes adaptations ont été apportées à ce modèle de référence pour évaluer l’effet du ownsizing ou de la désactivation de cylindres. Des cartographies de rendement ont ainsi pu être générées par simulation, puis ont été intégrées dans différents modèles de véhicule complet, caractérisés par une architecture de chaîne de traction et un niveau de puissance électrique embarquée. Les consommations potentielles optimales de ces véhicules ont été évaluées à l’aide d’un algorithme d’optimisation de loi de gestion de l’énergie pour un cycle normalisé et trois cycles de conduite, dit « d’usage réel ». Le processus d’évaluation a été mené considérant trois types de chaîne de traction, neuf niveaux de puissance électrique et trois niveaux d’évolution du moteur thermique. Les valeurs de consommations obtenues ont permis d’évaluer l’apport des évolutions du moteur thermique en chaîne de traction hybride par rapport au cas de l’architecture conventionnelle.

  • Titre traduit

    Diesel engine concepts comparison for hybrid


  • Résumé

    The reduction of fuel consumption and the increase of electrical power in vehicles have furthered the development of hybrid vehicle. Internal combustion engine (ICE) doesn’t meet same requirement in hybrid powertrain than in conventional powertrain. However, main improvements concerning ICE are aimed at reducing fuel consumption in conventional powertrain equipped vehicles. Question is to know if these improvements represent same advantages in conventional and hybrid architecture in terms of fuel consumption reduction. A Diesel turbocharged engine model has been developed on GT-Power according to test bed measurements. This reference model has been modified to account for different engine evolution (namely downsizing and cylinders deactivation). Computations have been lead modified engine consumption. Resulting Fuel consumption maps have been integrated in complete vehicle models, defined by different powertrain architectures and electrical power levels. Potential optimal fuel consumption have been evaluated for these vehicles with an energy management strategy optimization algorithm, considering a normalisation driving cycle and three "real use" driving cycles. Evaluation process has been issued for three powertrain types, nine electrical power levels and three engine fuel consumption maps. Results give an overview of engine improvement influence on fuel consumption in hybrid powertrain, compared to conventional powertrain.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (169p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 67 références

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  • Bibliothèque : Ecole centrale de Lyon. Bibliothèque Michel Serres.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : T2104
  • Bibliothèque : Ecole centrale de Lyon. Bibliothèque Michel Serres.
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