Study and modeling of air conditioning systems adapted to hybrid vehicles

• Auteur / Autrice : Georges El Khoury
• Direction : Denis Clodic
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Énergétique
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Paris, ENMP

Mots clés

Mots clés contrôlés

Économies d'énergie

Consommation d'énergie

Moteurs -- Compresseurs

Automobiles -- Climatisation

Véhicules électriques hybrides

Mots clés libres

Modèle simulation

Résumé

Cette thèse a pour objectif d'analyser l'impact du système de climatisation sur les véhicules hybrides en utilisant des données de la surconsommation de carburants due à l'utilisation de ces systèmes. Ces données sont obtenues sur des bancs à rouleaux (UTAC et CRF) et des bancs d'essais dédiés aux systèmes de climatisation automobile. Les essais sur la Prius 1 montrent que les gains de consommation dus à l'hybridation sont compromis lorsque le système de climatisation est entraîné par un compresseur mécanique qui oblige à faire fonctionner le moteur thermique à l'arrêt du véhicule. Des compresseurs électriques et hybrides ont été testés. Les boucles de climatisation dans lesquels ils sont intégrés sont simulées via un ensemble de routines MACLIB développées au cours de cette thèse dans le langage Matlab/Simulink. MACLIB est ensuite intégré dans le simulateur "ADVISOR" pour évaluer les surconsommations en carburant de différents systèmes de climatisation installés sur un véhicule hybride de référence. Certaines simulations ont été validées par des essais menés sur le banc à rouleaux de l'UTAC sur la Prius II équipée d'un compresseur électrique. Une fois MACLIB validé, des analyses comparatives de systèmes de climatisation soit mécaniques, soit électriques, soit hybrides (mécanique/électrique) installés sur le véhicule de référence ont été réalisées. Ces analyses s'achèvent par l'évaluation de la surconsommation annuelle de carburant de systèmes de climatisation automobile fonctionnant dans deux conditions climatiques européennes.

This dissertation aims at analyzing the impact of the air-conditioning system on hybrid vehicles by using data of the additional fuel consumption due to MAC operation. Those data are obtained on roll benches (UTAC and CRF) and test benches (CEP and VALEO) dedicated to mobile air conditioning systems. Tests on Prius I show that energy savigs due to hybridization are compromised when the air conditioning system is driven by a mechanical compressor, which requires operation of the engine when the vehicle is stopped. Electrical and hybrid compressors have been tested. Air conditioning loops integrating those compressors are simulated via a set of MACLIB routines developed during this thesis in Matlab/Simulink language. MACLIB is then integrated in the ADVISOR simulator in order to evaluate additional fuel consumptions of the different air conditioning systems installed on a reference hybrid vehicle. Some simulations have been validated by tests performed on roll benches at UTAC, on the Prius II equipped with an electric compressor. Once MACLIB has been validated, comparative analyses of air conditioning systems either mechanical, or electrical, or hybrid (mechanical/electrical) installed on the reference vehicle, have been performed. Those analyses end by the evaluation of the annual additional fuel consumption of mobile air conditioning systems operating under two European climatic conditions.