Méthodologie de dimensionnement d’un moteur électrique pour véhicules hybrides : optimisation conjointe des composants et de la gestion d’énergie

par Vincent Reinbold

Thèse de doctorat en Génie électrique

Sous la direction de Laurent Gerbaud et de Emmanuel Vinot.

Soutenue le 13-10-2014

à Grenoble , dans le cadre de École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble) , en partenariat avec Laboratoire de génie électrique de Grenoble (laboratoire) et de Laboratoire Transports et environnement (Bron, Rhône) (laboratoire) .

Le président du jury était Christophe Espanet.

Le jury était composé de Laurent Gerbaud, Emmanuel Vinot, Lauric Garbuio.

Les rapporteurs étaient Frédéric Gillon, Xavier Roboam.


  • Résumé

    Depuis l'essor des ordinateurs et des capacités de calcul, la conception des composants du génie électrique repose largement sur des simulations informatiques et sur des calculs numériques. Dans les systèmes complexes, où de nombreux composants interagissent pour le bon fonctionnement du système, le dimensionnement optimal du composant dépend nécessairement de son environnement systémique. La conception de celui-ci est fortement liée au fonctionnement du système global. La conception intégré du composant dans son environnement systémique permet ainsi de repousser les limites de l'efficacité énergétique, pour des systèmes plus performants et moins consommateurs. En support à ce contexte méthodologique, nous proposons de dimensionner par optimisation un moteur électrique pour un véhicule hybride dans le but d'améliorer l'efficacité énergétique globale du véhicule. Dans ce travail, nous avons modélisé le moteur électrique par un schéma réluctant, et nous proposons deux approches méthodologiques différentes du même problème. Les points clés de notre approches sont : la prise en compte de l'environnement du moteur, du cycle de fonctionnement et de la gestion de l'énergie du système.

  • Titre traduit

    Sizing methodology of an electrical machine for hybrid electrical vehicles : joint optimisation of components sizing and energy management


  • Résumé

    Since the development of computers and calculation capacities, the design of electrical components in electrical engineering is widely based on computing simulations and on numeral calculations. In complex systems, where numerous components interact for the working of the system, the optimal sizing of the component deeply depends on its systemic environment. The design of each component is strongly linked to the functioning of the global system. Therefore, the joint design of the component into its systemic environment allows to improve the efficiency of the system. In this methodological context, we optimize an electric machine for a hybrid vehicle. The aim of this work is to improve the global efficiency of the vehicle. In this work, we build a magnetic circuit model, and we propose two approaches for solving the optimization problem. The key points of this work are : the consideration of the environment of the electrical machine, the driving cycle and the energy management of the system.


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