Approche systémique pour la modélisation, la gestion de l'énergie et l'aide au dimensionnement des véhicules hybrides thermiques-électriques PDF Download
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Author: Rochdi Trigui
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Languages : fr
Pages : 197
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Book Description
Le véhicule hybride est un système complexe constitué de plusieurs sources et l’agencement de sa transmission peut faire appel à plusieurs composants. La possibilité d’avoir des dimensionnements différents de la batterie par rapport au moteur thermique, couplée aux diverses topologies possibles, représente autant de degrés de liberté qui peuvent être exploités pour son optimisation énergétique. Le premier chapitre de ce mémoire expose cette diversité en présentant les différentes classifications usuelles des véhicules hybrides. Hormis quelques applications qui visent à augmenter les performances dynamiques des véhicules (vitesse et accélération), l’objectif de l’hybridation est principalement la réduction de la consommation énergétique et des émissions de polluants. C’est l’objectif énergétique qui est considéré dans ces travaux. Afin d’atteindre cet objectif, des optimisations sont nécessaires sur différents plans. Pour un usage donné, les performances énergétiques du véhicule hybride dépendent de trois aspects fortement interdépendants qui sont i) la topologie de la chaîne de traction (série, parallèle, mixte), ii) le dimensionnement des composants et iii) la stratégie de gestion de l’énergie entre les différentes sources.
Author: Rochdi Trigui
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Category :
Languages : fr
Pages : 197
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Book Description
Le véhicule hybride est un système complexe constitué de plusieurs sources et l’agencement de sa transmission peut faire appel à plusieurs composants. La possibilité d’avoir des dimensionnements différents de la batterie par rapport au moteur thermique, couplée aux diverses topologies possibles, représente autant de degrés de liberté qui peuvent être exploités pour son optimisation énergétique. Le premier chapitre de ce mémoire expose cette diversité en présentant les différentes classifications usuelles des véhicules hybrides. Hormis quelques applications qui visent à augmenter les performances dynamiques des véhicules (vitesse et accélération), l’objectif de l’hybridation est principalement la réduction de la consommation énergétique et des émissions de polluants. C’est l’objectif énergétique qui est considéré dans ces travaux. Afin d’atteindre cet objectif, des optimisations sont nécessaires sur différents plans. Pour un usage donné, les performances énergétiques du véhicule hybride dépendent de trois aspects fortement interdépendants qui sont i) la topologie de la chaîne de traction (série, parallèle, mixte), ii) le dimensionnement des composants et iii) la stratégie de gestion de l’énergie entre les différentes sources.
Author: Xavier Roboam
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 1118569679
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 290
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Book Description
This book proposes systemic design methodologies applied to electrical energy systems, in particular analysis and system management, modeling and sizing tools. It includes 8 chapters: after an introduction to the systemic approach (history, basics & fundamental issues, index terms) for designing energy systems, this book presents two different graphical formalisms especially dedicated to multidisciplinary devices modeling, synthesis and analysis: Bond Graph and COG/EMR. Other systemic analysis approaches for quality and stability of systems, as well as for safety and robustness analysis tools are also proposed. One chapter is dedicated to energy management and another is focused on Monte Carlo algorithms for electrical systems and networks sizing. The aim of this book is to summarize design methodologies based in particular on a systemic viewpoint, by considering the system as a whole. These methods and tools are proposed by the most important French research laboratories, which have many scientific partnerships with other European and international research institutions. Scientists and engineers in the field of electrical engineering, especially teachers/researchers because of the focus on methodological issues, will find this book extremely useful, as will PhD and Masters students in this field.
Author: ROBOAM Xavier
Publisher: Lavoisier
ISBN: 2746281929
Category :
Languages : en
Pages : 434
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Book Description
Le contexte actuel mène les concepteurs vers des systèmes toujours plus complexes et performants, intégrant un grand nombre d’éléments souvent fortement couplés et appartenant à divers champs de la physique énergétique. Après une présentation de l’approche systémique de conception, ce premier volume rassemble les points-clés permettant de modéliser et de caractériser efficacement des systèmes multiphysiques (formalismes graphiques, Bond Graphs, GIC/REM), d’analyser la qualité et la stabilité des réseaux et de contribuer à la robustesse en conception intégrée. La gestion de l’énergie des systèmes énergétiques hybrides incluant du stockage est également largement détaillée et différentes méthodes statistiques permettant de dimensionner les réseaux ou de caractériser leur sûreté de fonctionnement sont proposées (par exemple, la méthode de Monte-Carlo). Les techniques d’analyse, de synthèse et de gestion présentées dans cet ouvrage participent à l’optimisation des systèmes énergétiques. Elles sont complétées par des approches spécifiquement orientées vers la conception par optimisation, objets du second volume.
Author: Julien Scordia
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Languages : fr
Pages : 232
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Book Description
Un véhicule hybride est un véhicule qui dispose d'au moins deux sources d'énergie pour son déplacement. Dans le cas du véhicule hybride thermique électrique, une source est non-réversible (réservoir de carburant) l'autre est réversible (batterie). Le problème est d'utiliser de manière optimum par rapport à la consommation de carburant (et donc les émissions de CO2) l'énergie disponible dans la batterie. Cette optimisation est possible en utilisant au mieux les degrés de liberté de la chaîne de traction du véhicule (rapports de boîte par exemple), tout en satisfaisant la demande de puissance du conducteur.
Author: Anne-Laure Allègre
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Languages : fr
Pages : 237
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Book Description
Les véhicules thermiques conventionnels se trouvent dans une situation critique. Les solutions Véhicules Electriques (VE) et Véhicules Electriques Hybrides (VEH) nécessitent de stocker à bord du véhicule de l’énergie électrique. Ce stockage se fait principalement par batteries et pose des problèmes d’autonomie, durée de vie et poids. Un moyen pour répondre à ces problématiques consiste à associer deux Systèmes de Stockages d’Energie (SSE) électriques complémentaires. L’objectif de la thèse vise à proposer une méthodologie d’étude des associations de SSE électriques pour VEs et VEHs de façon en déduire des règles de modélisation, de commande et de dimensionnement. Une architecture et une REM générales de VEs mixtes sont établies. La REM générale permet de mieux analyser le système et de simuler l’ensemble des architectures avec un même programme. L’architecture générale permet de tester différentes architectures sur un même banc expérimental. Cette REM est étendue à des véhicules à 3 SSE. La méthodologie de modélisation est appliquée, en particulier, à deux VEs mixtes, puis étendue à un VEH mixte et un VE mixte utilisant trois SSE électriques. Les SSE électriques utilisés sont constitués de batteries et de supercondensateurs. Les structures de commande de chaque véhicule présenté sont élaborées, validées par simulation et par expérimentation en utilisant la simulation Hardware-in-the-Loop (HIL) ou sur véhicule réel. Différentes stratégies de gestion de l’énergie ont été développées pour la voiture électrique mixte. Une étude montre l’influence de ces stratégies notamment sur la consommation de l’énergie électrique de la batterie, sa durée de vie et son dimensionnement.
Author: Vincent Reinbold
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Languages : fr
Pages : 0
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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.
Author: Philippe Chapoulie
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Languages : fr
Pages : 204
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Book Description
Le travail présenté dans ce mémoire porte sur la conception de la chaîne de propulsion du véhicule électrique. Un état de l'art des architectures montre que le véhicule est un système complexe au sens de la systémique, organisé en fonction des missions à remplir dans son environnement et associant des éléments hétérogènes en interaction. Une modélisation systémique permet de développer un simulateur modulaire prenant en compte les interactions internes et externes au système véhicule électrique et ses missions, implanté dans le logiciel SABER. Il permet de mettre en oeuvre plusieurs niveaux de finesse de représentation des composants, en fonction des objectifs d'exploitation du modèle, et de réaliser une expérimentation simulée de la solution projetée dans son environnement pour en évaluer et améliorer les performances. Sur cette base est menée une analyse du véhicule électrique associé à ses missions. Une méthodologie de conception est proposée, permettant d'extraire les grandeurs dimensionnantes des composants. Le dimensionnement du groupe moto-propulseur à moteur asynchrone, basé sur une procédure de caractérisation thermique simplifiée et électromagnétique par calcul de champ, est illustré. Puis la méthode et les outils sont exploités pour la conception de la gestion d'énergie à bord d'un véhicule équipé d'accumulateurs électrochimiques et de condensateurs. Deux stratégies de gestion sont proposées et comparées grâce au simulateur et les avantages d'un filtrage actif du courant dans la batterie sont dégagés. Enfin est traitée la conception globale d'un véhicule de course solaire, équipé d'un générateur photovoltaïque, au cahier des charges extrême en raison de la faible puissance. La problématique de conception du véhicule est analysée, mettant en évidence le fort couplage entre l'aérodynamique et l'architecture électrique ; particulièrement celle du générateur photovoltaïque. L'ingénierie du générateur réalisé pour un véhicule opérationnel est détaillée, et des stratégies de gestion de l'énergie sont étudiées au moyen du simulateur de véhicule solaire développé sous SABER afin de maximiser les performances.
Author: Nicolas Marc
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Ce travail de thèse propose une méthodologie systématique d'évaluation et de comparaison des gains en émissions de CO2 de véhicules hybrides électriques de différentes architectures et intégrant différentes fonctionnalités. Une méthodologie de dimensionnement a été mise en place, elle se base sur la définition d'un cahier des charges en performances dynamiques des véhicules, la mise en place d'algorithmes de mise à l'échelle afin de générer les données des composants de la chaîne de traction (batterie, machine électrique, moteur thermique), et l'utilisation de procédures de dimensionnement du véhicule sous contrainte de minimisation des émissions de CO2. L'évaluation énergétique des différentes configurations de véhicule ainsi dimensionnées s'articule autour de la définition de différents usages du véhicule et sur l'implémentation d'une loi de gestion optimale de l'énergie de type Principe du Minimum de Pontriaguine. Ces méthodologies ont été appliquées à une architecture conventionnelle, servant de référence pour les performances dynamiques et les consommations énergétiques, et d'une architecture hybride parallèle pré-transmission, pour laquelle une configuration hybride rechargeable et une configuration hybride non rechargeable ont été implémentées.
Author: François Badin
Publisher: Editions TECHNIP
ISBN: 2710809869
Category : Electric vehicles
Languages : fr
Pages : 546
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Book Description
L'augmentation rapide de la population mondiale et des besoins associés en énergie, l'épuisement annoncé des ressources énergétiques fossiles et la hausse continue des émissions de gaz à effet de serre (GES), avec les modifications climatiques qu'elle induit, sont parmi les défis majeurs que nous aurons à affronter dans les années et les décennies à venir. Dans ce contexte, l'hybridation des motorisations constitue typiquement une technologie de transition permettant d'améliorer sensiblement les performances énergétiques et environnementales des véhicules actuels, sans modifier profondément leurs typologies d'usage, tout en ouvrant la voie à de nouveaux modes de propulsion pour le plus long terme. Les motorisations hybrides constituent un sujet complexe nécessitant une approche multi-disciplinaire. Cet ouvrage, qui se veut exhaustif, traite du véhicule, des composants, de leur association et de leur contrôle ainsi que des bilans globaux établis sur la vie du véhicule. Il débute par une présentation générale des différentes conditions d'utilisation des véhicules, qui permettront au lecteur d'appréhender les enjeux liés au développement des véhicules hybrides et les méthodes utilisées pour comparer les performances des différentes solutions. Sont ensuite développés les principes et l'utilisation de la motorisation thermique et de la motorisation électrique, les systèmes de stockage de l'énergie embarqués, les principes, architectures, composants spécifiques et fonctionnalités des motorisations hybrides ainsi que la gestion de l'énergie dans ces véhicules. Une analyse globale de différentes motorisations, en cycle de vie (ACV), coûts totaux et disponibilité en matériaux sensibles est aussi présentée. Après avoir pris connaissance de cet ouvrage, le lecteur disposera des bases qui lui permettront d'apprécier les technologies liées au concept d'hybridation, leur mise en oeuvre, leurs bilans et leurs conditions de diffusion. [Source : 4e de couv.]
Author: Alan Chauvin
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 249
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Book Description
L'hybridation des sources de puissance dans le domaine des applications embarquées s'est imposée comme une solution adéquate pour répondre aux législations environnementales et atteindre une meilleure efficacité énergétique. Toutefois, le choix dans le dimensionnement des composants et la stratégie de commande doivent répondre à un cahier des charges, souvent complexe et hétérogène, tout en limitant les coûts du système. La résolution de ce problème d'optimisation incluant de nombreuses variables peut s'avérer complexe à cause des non-linéarités présentes dans le problème formulé. Il faut donc disposer d'outils de résolution efficaces et capables de fournir une solution fiable. Dans cette thèse, nous proposons une méthode d'optimisation globale pour le dimensionnement et la commande optimale de véhicules hybrides basée sur l'optimisation combinatoire, et en particulier sur la programmation linéaire en nombres entiers (PLNE). A partir d'un problème d'optimisation non linéaire, le problème initial est reformulé en une multitude de sous-problèmes linéaires en nombres entiers sur lesquels un algorithme de Branch & Bound parallèle est exécuté. Afin de résoudre des problèmes de grande taille, un second algorithme basé sur le Branch & Cut est développé. Cette méthode est déployée pour l'étude d'un système d'alimentation hybride d'une mini-excavatrice électrique. Le problème d'optimisation, dans lequel des contraintes énergétiques et des contraintes de vieillissement sont implantées, est évalué suivant différents paramètres du cahier des charges. Enfin, cette approche est également appliquée pour l'optimisation de trajectoires d'un système multi-actionneur synchronisés.
